En esta entrada utilizaremos en conjunto QGIS y OpenStreetMap para identificar edificaciones dentro de la franja de arena donde se encuentra la ciudad de Puntarenas, Costa Rica. Asumiremos que el ejercicio es parte de una cuantificación de futuros daños que podría sufrir la ciudad de Puntarenas dado al aumento del nivel del mar asociado al cambio climático y vendría a funcionar como un ejemplo de proyectos en los que el análisis de datos informa sobre los posibles daños del cambio climático.

Sobre las herramientas

QGIS es un programa de Sistemas de Información Geográfica (SIG) gratuito y de código abierto con una interfaz gráfica amigable al usuarios disponible para distintas plataformas. Actualmente es la opción gratuita más completa y fácil de usar para realizar análisis de datos espaciales. QGIS se puede descargar desde www.qgis.org

OpenStreetMap (OSM) es una plataforma colaborativa en internet para crear mapas editables y libres. En esta plataforma cualquier persona puede modificar, editar y agregar información espacial sobre cualquier lugar en el mundo. Se podría decir que OpenStreetMap es un Wikipedia de mapas, donde los datos generados no solamente se pueden desplegar en el sitio web de la plataforma, si no que también pueden descargarse y ser analizados en herramientas de SIG. A pesar de que los datos que se presentan en OSM no son oficiales, en muchos regiones del mundo son los únicos existentes, por lo que se deben considerar como una fuente importante de datos geográficos libres y gratuitos.

¿Cuántas edificaciones hay en una región?

Objetivo del tutorial:

• Identificar y analizar utilizando QGIS y OSM las distintas edificaciones que existen en la franja de arena donde se encuentra la ciudad de Puntarenas, en Costa Rica

Notas para tomar en cuenta durante el tutorial:

El tutorial se realizará utilizando la versión en inglés de QGIS versión 3.4

Se recomienda hacer este tutorial luego del anterior tutorial Creando mapas en QGIS

Parte 1. Enfocando nuestro análisis al área de Puntarenas

Para comenzar nuestro análisis debemos enfocarnos en nuestra área de estudio y para esto debemos utilizar varias herramientas de QGIS.

1. Abrir QGIS dando doble click al ícono.

1. Agregar mapa base de OpenStreetMap al visor de QGIS utilizando la ventana de Browser y la opción de XYZ Tiles y dando doble click a OpenStreetMap.

Al hacer esto el mapa del mundo se despliega en la ventana principal de QGIS y en la ventana de Layers nos aparece OpenStreetMap.

1. Asegurarnos que el sistema de coordenadas del mapa es el que deseamos. En este caso WGS84. Para esto debemos dar click en la esquina inferior derecha de la ventana de QGIS, donde dice EPSG:3857.

1. En la ventana que se abre, escribir IGNF:WGS84G en el espacio de Filter y seguidamente dar click en World Geodetic System 1984 que aparece en la subventana de Coordinate reference systems of the world y dar click en OK. (Para entender mejor qué son los sistemas de coordenadas, se recomienda ver el material sobre Coordenadas geográficas).

De esta manera estamos haciendo que QGIS trabaje en un sistema de coordenadas específico, lo que nos va a servir para poder guiar nuestro análisis a una ubicación específica (ciudad de Puntarenas).

1. En la barra inferior de la ventana de QGIS escribir (copiar y pegar) en el espacio Coordinate: las coordenadas del centro de la ciudad de Puntarenas -84.82353,9.97530 y la escala de 1:50000 en el espacio de Scale. De esta manera ubicaremos nuestro «mapa» en la ciudad de Puntarenas.

Parte 2. Utilizando el plugin QuickOSM

QGIS tiene una gran cantidad de plugins gratuitos que permiten realizar distintos tipos de análisis. Para este ejercicio utilizaremos el plugin QuickOSM que nos permitirá descargar desde QGIS los datos de OSM.

1. Dar click en Plugins – Manage and Install Plugins…

1. En la ventana de Plugins escribir QuickOSM y luego en Install plugin.

1. Esperar a que se descargue e instale el plugin y luego cerrar la ventana.
2. Abrir QuickOSM haciendo click en Vector – QuickOSM – QuickOSM

1. En la ventana de QuickOSM, seleccionar building en el menú de Key y Canvas Extent en el menú bajo a Value. De esta manera le estamos diciendo a QGIS que descargue únicamente los objetos codificados como edificios en el área que está desplegada en la ventana principal.

Nota: OSM tiene una gran cantidad de códigos para los distintos objetos que se representan en sus mapas. La guía de todos los códigos que utiliza OSM se puede ver en el siguiente enlace: https://wiki.openstreetmap.org/wiki/ES:Map_Features

• Damos click en Run query para correr la búsqueda y descarga de los datos.

1. Al hacer esto QuickOSM nos descarga los puntos y polígonos de los edificios que han sido digitalizados en OSM por la comunidad en nuestra área de estudio.

Parte 3. Analizando los datos de OSM

Ahora que tenemos los datos en nuestro SIG podemos hacer múltiples análisis. Lo primero es un conteo de cuantas edificaciones tenemos en esa nueva capa.

1. Damos click derecho en la capa building con ícono en forma de cuadro (esto significa que el tipo de dato es polígono) y luego hacemos click en Open Attribute Table para de esta manera ver la tabla de atributos de la capa y cuantas entidades hay en ella.

Si navegamos la tabla de atributos hasta el final, podemos ver que el total de entidades que hay en esta capa ( ~ edificios) son 271 (esto para la fecha en que se escribió el tutorial). ¿Serán estos todos los edificios que existen en Puntarenas? Para esto podemos cargar una imagen de GoogleEarth y hacer una comparación visual.

1. Damos click derecho en el XYZ Tiles de la ventana Browser y luego click en New Connection…

1. En la ventana de XYZ Connection llenar en Name: Imágenes Google Earth y en URL copiar y pegar la siguiente dirección y dar click en OK. http://mt0.google.com/vt/lyrs=y&hl=en&x={x}&y={y}&z={z}&s=Ga

De esta manera hacemos que QGIS pueda cargar como mapa base las imágenes de Google Earth.

Nota: en caso de querer ampliar la lista de mapas base de QGIS, pueden utilizar el script en Python que hizo Klas Karlsson: https://twitter.com/klaskarlsson/status/972757121933733889

1. Ya agregada la nueva conexión a las imágenes de GoogleEarth, hacemos doble click en ella: XYZ Tiles – Imágenes Google Earth. Luego de que se despliegue la imagen, en la ventana de Layer arrastramos y soltamos esta nueva capa sobre la capa de OpenStreetMap para de esta forma poder ver los edificios sobre la imagen.

Efectivamente podemos ver a simple vista que la capa de edificios de OSM no representa todos los edificios que existen en la ciudad de Puntarenas. ¿Qué podemos hacer si lo que queremos es saber cuantas edificaciones hay en esta área? La primera opción es tomar el tiempo para editar en OSM desde las imágenes áreas los edificios que hacen falta, la otra opción es descargar todas las entidades que tiene OSM en esta área y buscar alguna que refleje mejor el número de edificios.

1. Volvemos a abrir QuickOSM y en este caso únicamente seleccionamos Canvas Extent y hacemos click en Run query. De esta manera se descargarán todos los objetos que existen en el área de estudio.

1. Reacomodamos las capas en la ventana Layers para tener la imagen de GoogleEarth debajo de los nuevos puntos allKeys.

1. Abrimos la tabla de atributos de esta nueva capa de puntos y vemos que hay 141 entidades.

Si también reacomodamos las capas y ponemos los polígonos de building bajo los puntos de allKeys vemos que en muchos casos estos no se sobreponen, por lo que podríamos decir a manera de un estimado rápido que hay más de 412 (271 polígonos + 141 puntos) edificaciones y puntos de interés en la ciudad de Puntarenas.

Por Guillermo Durán

Ingeniero forestal y geógrafo, fellow en cambio climático por la Iniciativa Latinoamericana por los Datos Abiertos y Escuela de Datos. Tiene experiencia en el uso de diferentes tecnologías, como programación en R, PostgreSQL, ArcGIS y QGIS. Su trabajo en biogeografía lo ha llevado a diseñar áreas protegidas en Panamá, georeferenciar los datos de los museos de Historial Natural o trabajar en las distribuciones de ciertas especies en futuros climáticos usando Machine Learning. Guillermo estudió ingeniería forestal en Instituto Tecnológico de Costa Rica y luego obtuvo una maestría en Geografía en la Universidad Estatal de San Francisco, California. Ha colaborado con el Centro de Investigaciones Geofísicas de la Universidad de Costa Rica con el análisis y visualización de modelos climáticos.