Curvas de nivel: qué son, equidistancia y cómo se generan

Las curvas de nivel son la forma clásica de representar el relieve en un plano: líneas que unen puntos de la misma cota. Con ellas se lee de un vistazo dónde el terreno sube, baja o es llano. Este artículo explica qué son las curvas de nivel, cómo se elige la equidistancia y cómo se generan a partir de un modelo digital del terreno (MDT) obtenido con dron.

Qué son las curvas de nivel

Una curva de nivel es una línea imaginaria sobre el terreno en la que todos los puntos tienen la misma altura. Si se cortara una colina con un plano horizontal a 100 m, la línea de corte sería la curva de nivel de la cota 100.

Dibujadas todas juntas, a intervalos regulares, forman un plano con una lectura directa:

• Curvas muy juntas: pendiente fuerte.
• Curvas muy separadas: terreno casi llano.
• Curvas cerradas sobre sí mismas: una cima o una depresión. La cota de las curvas vecinas indica cuál de las dos es.
• Curvas en forma de V: vaguadas y cauces. La punta de la V apunta hacia aguas arriba.

Las curvas de nivel no se cruzan entre sí, salvo en cortados o voladizos, que se representan con símbolos propios.

Equidistancia: la distancia vertical entre curvas

La equidistancia es la diferencia de cota entre dos curvas consecutivas. Es la decisión más importante de un plano de curvas de nivel, porque fija cuánto detalle del relieve se ve.

• En cartografía oficial a escala 1:25.000, la equidistancia habitual es de 10 m.
• En proyectos de edificación, urbanización o implantación se piden curvas cada 0,5 m o cada 1 m.
• En terreno muy llano, donde una pendiente apenas se aprecia, se baja a 0,25 m o menos.

La elección depende de dos cosas: la pendiente del terreno y la escala del plano. Una equidistancia demasiado pequeña satura el plano y lo hace ilegible. Una demasiado grande oculta el detalle que el proyecto necesita.

Hay además un límite técnico. La equidistancia no puede ser más fina que lo que el modelo del terreno sostiene. Si el MDT tiene un error típico de 2-5 cm (RMSE, sobre terreno despejado y comprobado con puntos independientes), tiene sentido hablar de curvas cada 0,25 m o cada 0,5 m. Pedir curvas cada 5 cm a un modelo con ese error solo dibuja ruido.

Curvas maestras y curvas intermedias

Para que el plano se pueda leer, no todas las curvas se dibujan igual.

• Las curvas maestras, normalmente una de cada cinco, llevan un trazo más grueso y la cota rotulada.
• Las curvas intermedias van con trazo fino y sin rótulo.

Con una equidistancia de 1 m, por ejemplo, las maestras irían cada 5 m. Esa jerarquía permite localizar la altura de cualquier punto sin contar líneas una a una.

Cómo se generan las curvas de nivel a partir de un MDT

Las curvas no se miden una a una en el terreno. Se calculan a partir de un modelo digital del terreno. El proceso con dron tiene estos pasos:

1. Captura. Vuelo con LiDAR, con cámara RGB métrica o con ambos, apoyado en GNSS RTK y en puntos de control medidos en campo.
2. Nube de puntos georreferenciada, con millones de puntos.
3. Clasificación de suelo. Se separan los puntos de terreno de los de vegetación, edificios y objetos. Se revisan a mano las zonas difíciles, como taludes y márgenes de cauces.
4. MDT. Se interpola una superficie solo con los puntos de suelo.
5. Curvas de nivel. Un algoritmo traza las líneas de cada cota a la equidistancia elegida a partir del MDT.
6. Suavizado y edición. Las curvas en bruto salen quebradas. Se suavizan sin desplazar la línea más de lo que tolera la exactitud del modelo, y se corrigen a mano cruces, cierres y zonas con objetos.
7. Control de calidad. Se comprueba el modelo contra puntos de comprobación independientes y se documenta en el informe de control.

Por eso la calidad de las curvas es la calidad del MDT. Un modelo con suelo mal clasificado produce curvas que atraviesan edificios o suben por encima de los árboles.

LiDAR o fotogrametría para las curvas

• La fotogrametría solo ve la superficie. En terreno despejado, como explanadas, cultivos bajos o canteras, da un MDT muy bueno y curvas fiables.
• Con vegetación densa, la fotogrametría no tiene puntos de suelo que clasificar y el MDT se interpola a ciegas. Ahí las curvas pierden fiabilidad.
• El LiDAR registra varios retornos por pulso, que ayudan a captar el terreno a través de los huecos de la vegetación. Clasificamos los puntos de suelo y comprobamos la cobertura obtenida, que bajo vegetación muy densa puede ser escasa.

Mapa de curvas de nivel: formatos de entrega

Un mapa de curvas de nivel útil es el que se abre sin trabajo extra en el software del proyecto. Los formatos habituales son:

• DWG para CAD, con las curvas en capas separadas (maestras e intermedias) y las cotas rotuladas.
• SHP o GeoPackage para GIS, con la cota como atributo de cada línea.
• PDF para plano impreso, a la escala acordada.
• GeoTIFF del MDT de origen, por si el equipo quiere regenerar las curvas con otra equidistancia.

El sistema de referencia se acuerda al inicio. Lo habitual son las coordenadas oficiales ETRS89 (UTM, en el huso que corresponda), con alturas ortométricas salvo que el proyecto pida otra referencia.

Para qué sirven las curvas de nivel

• Proyectos de implantación. Fotovoltaica, eólica, naves o urbanización: las curvas permiten ver pendientes y decidir dónde colocar cada elemento.
• Movimientos de tierras. Sobre las curvas del estado actual se dibujan las del proyecto, y la diferencia entre las dos superficies da el volumen a mover (las volumetrías).
• Drenaje. Las vaguadas se leen directamente en las curvas, y el MDT permite calcular después la red de drenaje y las cuencas.
• Trazados lineales. Carreteras, caminos y líneas eléctricas: junto con los perfiles longitudinales y transversales, definen la rasante.
• Planeamiento urbanístico. Base topográfica para ordenar un sector, en una escala que el plano de planeamiento pueda leer.

Curvas de nivel de los datos públicos y de un levantamiento propio

Antes de encargar un levantamiento, conviene mirar lo que ya existe. El CNIG publica el MDT05 para toda España y, según la cobertura, productos más finos como el MDT02 y las nubes del PNOA-LiDAR. De ahí se pueden sacar curvas con cualquier programa GIS.

Esas curvas sirven para un estudio previo o una comparación de alternativas. Para un proyecto de detalle hay que comparar tres cosas con lo que pide el proyecto: la fecha del dato, su resolución y exactitud, y el detalle del terreno. Un terreno que haya cambiado desde la última pasada, o una equidistancia de 0,5 m que un modelo de 5 m de celda no puede sostener, son los casos en que un levantamiento propio aporta lo que falta.

Preguntas frecuentes

¿Qué equidistancia debo pedir para mi proyecto?

Depende de la pendiente y del uso. Para edificación o implantación en terreno ondulado, 0,5 m o 1 m son habituales. En terreno muy llano puede hacer falta 0,25 m o menos. Si hay dudas, basta con indicar el uso del plano y la escala de impresión, y se propone la equidistancia con la exactitud del modelo a la vista.

¿Se pueden generar curvas de nivel desde un MDT que ya tengo?

Sí, con cualquier programa GIS o CAD. Lo que no se puede es pedir al modelo más detalle del que tiene: la equidistancia queda limitada por su resolución y su exactitud. Si el MDT es antiguo o de celda grande, las curvas heredan esos límites.

¿Qué diferencia hay entre curvas de nivel y un mapa de relieve?

Las curvas de nivel son líneas con la cota exacta, pensadas para medir y proyectar. Un mapa de relieve, con sombreado o rampas de color, da una impresión visual del terreno, pero no permite leer cotas con precisión. Se suelen entregar juntos.

¿Qué necesita fita para presupuestar un plano de curvas de nivel?

El perímetro de la zona (KML, SHP o plano), la equidistancia o el uso previsto, la escala del plano, el sistema de referencia y el formato de entrega. Con eso se define si el vuelo es LiDAR, fotogramétrico o combinado.

Las curvas de nivel se entregan acotadas y listas para proyectar. La ficha de curvas de nivel detalla entregables y formatos, y el servicio de topografía con drones explica cómo se capturan los datos de partida y se controla su exactitud. El modelo del que salen está descrito en la ficha del modelo digital del terreno (MDT).

Escrito por el equipo de fita, cartografía y topografía con dron en Xàtiva (Valencia).