Análisis de visibilidad (cuenca visual) y línea de visión

Para qué sirve un análisis de visibilidad

El análisis de visibilidad, o cuenca visual (viewshed), muestra qué partes del terreno se ven directamente desde un punto de observación situado a una altura determinada. Para cada celda se comprueba si la recta que une el observador con la celda choca con el terreno; si no choca, la celda se considera visible.

Esta pregunta aparece en muchos trabajos. Los equipos de telecomunicaciones y fibra la usan para una primera valoración de qué poblaciones ve una estación base o una torre de radioenlace. En los estudios previos de plantas solares y parques eólicos, la visibilidad de la instalación desde los pueblos y carreteras del entorno forma parte de la evaluación del impacto visual. El mismo cálculo sirve para localizar ángulos muertos al situar cámaras de seguridad y torres de vigilancia, y en la gestión de emergencias para elegir puntos de observación, sirenas o repetidores de radio.

Cómo se usa

1. En el modo Cuenca visual, haga clic en el mapa donde se sitúa el observador o escriba sus coordenadas y añádalo. Indique la altura de la torre o del mástil en la lista. Se pueden añadir hasta tres observadores; en el resultado combinado, el área visible desde dos o más observadores se muestra con otro color.
2. Defina la altura del objetivo (la altura sobre el suelo del punto que se quiere ver), el radio y el coeficiente de refracción, y pulse Calcular cuenca visual. El resumen indica el área visible en km² y su proporción respecto al área analizada en porcentaje.
3. En el modo Línea de visión (A-B), elija dos puntos e introduzca las alturas de las antenas y, si lo desea, la frecuencia. La herramienta dibuja el perfil del terreno, la línea de visión y la primera zona de Fresnel; si hay un obstáculo, indica dónde está y cuánto hay que elevar las antenas.
4. Puede descargar la cuenca visual en ZIP (PNG, PGW, KML), KMZ o GeoJSON, y el perfil en CSV.

Línea de visión y zona de Fresnel

En un radioenlace no basta con que la línea de visión recta esté despejada: buena parte de la energía se propaga dentro de la primera zona de Fresnel, un elipsoide alrededor de esa línea. Su radio en un punto se calcula con r1 = √(λ · d1 · d2 / D), donde λ es la longitud de onda, d1 y d2 las distancias del punto a los extremos y D la longitud total del enlace. Por ejemplo, a 5 GHz la longitud de onda es de unos 0,06 m y en el punto medio de un enlace de 10 km r1 es de unos 12,2 m. En la práctica se exige que al menos el 60 % de esta zona quede libre de obstáculos. La herramienta calcula el despeje en cada punto del perfil, marca el punto más crítico e indica la altura adicional necesaria para obtener línea de visión y el 60 % de despeje elevando solo A, solo B o ambas antenas a la vez. Si introduce la frecuencia, también se muestra la pérdida en el espacio libre.

Curvatura terrestre y coeficiente de refracción

A grandes distancias la curvatura de la Tierra hace que el objetivo quede más bajo. El descenso a una distancia d se calcula con d² · (1 - k) / 2R, donde R es el radio medio terrestre y k el coeficiente de refracción atmosférica. La atmósfera curva ligeramente los rayos hacia el suelo y reduce el efecto de la curvatura. Para la visibilidad óptica el valor habitual es k = 0,13; con él, el descenso a 10 km es de unos 6,8 m. En radioenlaces se usa el factor de radio terrestre efectivo K = 4/3 para la atmósfera estándar, que equivale a k = 0,25.

Datos y método

Las elevaciones se leen de las teselas de AWS Terrain Tiles (Mapzen/Tilezen), publicadas como datos abiertos. Los datos de origen se basan en gran parte en modelos globales de unos 30 m de resolución, como SRTM. Para la cuenca visual, el entorno del observador se divide en una malla de latitud y longitud de unas 360.000 celdas como máximo; la separación entre celdas es de unos 17 m con 5 km de radio, 34 m con 10 km y 67 m con 20 km. El cálculo sigue el método R3: se traza un rayo independiente desde el observador hasta cada celda objetivo, se leen las elevaciones corregidas por curvatura a lo largo del rayo y el ángulo de visión hacia el objetivo se compara con el mayor ángulo encontrado en el camino. Los observadores adicionales se sitúan en el centro de celda más cercano. El perfil de la línea de visión se muestrea cada 20 m aproximadamente, con el nivel de teselas más detallado.

El gráfico del perfil se genera con Chart.js 4.4.1 (licencia MIT) y los archivos ZIP y KMZ con JSZip 3.10.1 (con la opción de licencia MIT); los iconos proceden de la biblioteca Lucide (licencia ISC). Los mapas base pertenecen a Esri y a los colaboradores de OpenStreetMap. Bibliotecas de código abierto utilizadas y sus licencias: Fuentes de datos.

Límites de precisión

• Terreno desnudo: el modelo no incluye edificios, árboles, postes ni rellenos o excavaciones recientes. En zonas urbanas y boscosas la visibilidad real puede ser bastante menor que la que muestra el mapa.
• Resolución: la resolución real del modelo de origen es de unos 30 m. Las crestas estrechas, las trincheras y los fondos de valle se suavizan, y el efecto aumenta con el radio porque la separación entre celdas crece.
• Posición del observador: un pequeño error de posición en una cima puede dejar al observador por debajo o por encima de la superficie del modelo; en los puntos críticos, pruebe varias alturas.
• Estudio preliminar: los resultados sirven para una valoración previa. Para planificar un radioenlace con garantías hacen falta un reconocimiento de campo, mediciones si procede y software de planificación con licencia que tenga en cuenta la vegetación y las construcciones.

Para proyectos profesionales

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