Analizar amenazas en corredores y rutas de vuelo 3D

Analizar amenazas en líneas y corredores de rutas 3D mediante 3D Analyst

Un aspecto fundamental de la planificación de ruta en aplicaciones militares es la evaluación del riesgo de amenazas, como es el caso de un arma antiaérea (AA). Este es un problema intrínseco 3D, ya que el alcance del arma se basa en la distancia 3D directa existente entre la amenaza y la ruta de vuelo de la aeronave.

En este ejemplo, existe una posición de punto para la posición del arma antiaérea sobre la superficie, una línea 3D para la ruta de vuelo y una superficie de elevación (cómo un ráster DEM). La posición del arma y la línea 3D se crearon mediante el entorno de edición 3D de ArcScene junto con la ventana Propiedades del bosquejo de edición para especificar las elevaciones de vuelo recomendadas.

Dado que el tipo y el modelo del arma AA son conocidos, puede rellenar los atributos de entidades haciendo constar las distancias a las que el arma es efectiva. En este caso en concreto, se trata de un arma de menor tamaño con un alcance efectivo de 3.000 metros (con radar) y 2.000 metros (sin radar), logrando unos tamaños totales de esfera de 6.000 y 4.000 metros.

Vista 2D de una ruta de vuelo pasando cerca de un arma antiaérea, sobre el terreno

Los atributos de entidades del arma antiaérea pueden utilizarse para definir la simbología de puntos.

Estos valores pueden utilizarse para definir el tamaño del símbolo. Si agrega la capa del arma AA en dos ocasiones más y utiliza estos alcances como el tamaño de un símbolo de esfera 3D simple, podrá visualizar los alcances ofensivos clave (o cúpulas de amenazas) del arma.

Establezca el tamaño del símbolo en función del atributo de entidades.

Defina el atributo para controlar el tamaño del símbolo.

Utilice atributos de entidades para definir el tamaño del símbolo de las dos esferas.

A continuación, deberá convertir estas capas de puntos simbolizadas en entidades multiparche mediante la herramienta de geoprocesamiento De capa 3D a clase de entidad, de modo que pueda ejecutar las herramientas analíticas 3D en contraposición a las mismas.

Utilice la herramienta De capa 3D a clase de entidad para crear geometrías multiparche a partir de una capa simbolizada.

Análisis simple, caso 1

Intersecar la ruta de vuelo 3D con las esferas de influencia del arma AA

Un análisis simple y eficaz que puede llevar a cabo es el de intersecar la ruta de vuelo con las esferas de influencia del arma AA. Esto dividirá la línea en segmentos en función de los puntos de intersección 3D con las esferas, lo que permitirá identificar el lugar en el que se halla la ruta de vuelo dentro de las distancias 3D especificadas del arma AA.

Utilice la herramienta Intersecar línea 3D con multiparche para dividir la ruta de vuelo en segmentos basados en los alcances del arma AA.

Las líneas intersecadas incorporan los identificadores de entidades pertenecientes a las ubicaciones de intersección desde y hasta. Puede hacer uso de esta información para definir la simbología de la capa, mediante el renderizador Valores únicos, muchos campos, así como para visualizar los diferentes niveles de amenaza a lo largo de la ruta de vuelo. El siguiente gráfico muestra el lugar en el que la ruta de vuelo se encuentra completamente dentro de la esfera interior, sólo dentro de la esfera exterior o completamente fuera del alcance del arma AA.

La ruta de vuelo ha sido intersecada en partes en función de las cúpulas de amenaza del arma AA.

Esta información analítica 3D puede ser transformada de manera sencilla en gráficos (haga clic en Ver > Gráficos > Crear), tales como el gráfico circular que se muestra a continuación y que contiene los porcentajes de la línea según el nivel de peligro.

El nivel de amenaza de la ruta de vuelo en forma de gráfico circular: el color azul se encuentra fuera del alcance del arma AA, el naranja dentro del alcance asistido por radar y el rojo en el interior del alcance no asistido por radar.

Análisis ampliado, caso 2

Intersecar la ruta de vuelo 3D con las esferas de influencia del arma AA e incluir el terreno

Una limitación del análisis previo es que el impacto del terreno (que podría estar bloqueando la visión de la ruta de vuelo del arma AA) no se incluía en dicho análisis.

En primer lugar, utilice la herramienta de geoprocesamiento Horizonte para generar un horizonte en torno a la posición del arma AA.

Utilice la herramienta Horizonte para crear la línea del horizonte partiendo desde la posición del arma AA.

A continuación, cree un elemento sólido 3D a partir del resultado del horizonte mediante la herramienta Barrera del horizonte. Tenga en cuenta que ambas herramientas se han configurado para extender bastante más el alcance directo del arma AA, hasta un máximo de elevación absoluta de 7.000 metros. Esto le garantizará poder rodear completamente el espacio visible 3D en torno al arma AA.

Utilice la herramienta Barrera del horizonte para transformar la línea del horizonte en una forma volumétrica.

El resultado final será un espacio cerrado, almacenado como multiparche, que representa el espacio interior que el arma AA puede "ver".

La línea de color rosa es la línea del horizonte para el arma AA, y el espacio cerrado sobre la misma muestra el volumen visible del arma.

Ya puede entonces utilizar la herramienta de geoprocesamiento Intersecar 3D para combinar los dos tipos de espacios cerrados (el rango efectivo del arma AA y el espacio visible en torno al mismo) en un único volumen 3D para su análisis.

Utilice la herramienta Intersecar 3D para combinar dos orígenes de volúmenes multiparche cerrados.

Si ejecuta la herramienta Intersecar línea 3D con multiparche contra esta cúpula de amenaza mejorada, obtendrá resultados más precisos acerca de las zonas en las que la ruta de vuelo se verá impactada por el arma AA. La comparación superficial con los resultados del proceso de análisis previo revelará rápidamente que existe una extensión significativa de la ruta que ya puede clasificarse como segura, pues se halla protegida por el terreno.

Parte de la sección naranja de la ruta de vuelo no se ve amenazada por el arma antiaérea debido al efecto del terreno.

Análisis ampliado, caso 3

Intersecar un corredor de vuelo 3D con las cúpulas de amenaza del arma AA e incluir el terreno

Otra expansión potencial para este análisis consiste en la definición de un corredor de vuelo para la ruta de vuelo propuesta en lugar de para una única línea de vuelo.

Existen diversas formas de crear un corredor de vuelo 3D, incluido el uso del código personalizado que puede incorporar las propiedades de la aeronave que se halla involucrada. En este ejemplo, la ruta de vuelo 3D utilizada anteriormente ha sido cargada en búfer en 100 metros y copiada en una clase de entidad poligonal 3D. Los valores z de la entidad se actualizaron manualmente en una sesión de edición 3D mediante la ventana Propiedades del bosquejo de edición y la entidad fue extruida en 200 metros, creándose así un corredor de vuelo de 200 metros cuadrados. Como ya ocurriera en casos anteriores, la capa simbolizada se transformó en una clase de entidad multiparche, mediante la herramienta De capa 3D a clase de entidad.

Corredor de vuelo 3D creado a partir de una capa de polígono extruido.

Si ejecuta la herramienta Intersecar 3D con el corredor de vuelo y las cúpulas de amenaza del arma AA, podrá identificar y mostrar los espacios 3D a lo largo de la ruta que deben clasificarse como zonas de peligro.

Diferentes vistas de las zonas de peligro 3D clasificadas para el corredor de vuelo

Resumen

El uso de herramientas analíticas 3D, en ocasiones vinculadas de forma creativa, puede resolver muchos problemas que únicamente pueden ser tratados en un espacio 3D completo. Aunque se ha utilizado un caso de uso militar específico en esta guía de campo, existen muchos problemas 3D en otras industrias (como minería o urbanismo) que podrían ser similares a los descritos en estas líneas y cuya solución requeriría un flujo de trabajo semejante.