Whitebox GAT y WhiteboxTools: potente software GIS de acceso abierto

Whitebox ha sido todo un descubrimiento para el equipo de MappingGIS, ya que se trata de un completa aplicación GIS de código abierto (y acceso abierto como explicaremos más adelante) con decenas de herramientas para realizar análisis espacial, trabajar con LiDAR, hidrología, etc y un gran software GRATUITO para trabajar con imágenes de satélite.

Whitebox GAT

Además parte de sus librerías pueden ser usadas desde gvSIG Scripting y en QGIS 3 a través de WhiteboxTools.

¿Qué es Whitebox GAT?

Whitebox GAT (o Whitebox Geospatial Analysis Toolbox) es una aplicación GIS de código abierto.

El proyecto Whitebox GAT nació en el año 2009 y fue concebido como un reemplazo al programa Terrain Analysis System (TAS)El lider del desarrollo es el Doctor John Lindsay, del departamento de Geografía de la universidad de Guelph, Canada.

Whitebox GAT pretende tener un enfoque más amplio que su predecesor, posicionándolo como un SIG de escritorio de código abierto y acceso abierto, capaz de realizar análisis avanzados de datos geoespaciales. Además es un potente software de teledetección.

Whitebox GAT tiene como objetivo proporcionar una plataforma aplicable tanto en la investigación del medio ambiente y la industria de la geomática en términos más generales.

Se planteó en origen como una plataforma ideal para la experimentación de nuevos métodos de análisis geoespacial. Igualmente importante es el objetivo del proyecto de proporcionar una herramienta que se puede utilizar para la educación basada en la geomática.

Un aspecto importante de Whitebox GAT es la filosofía de un desarrollo de libre acceso que se ha adoptado en el proyecto, que permite experimentar con el desarrollo de algoritmos geoespaciales.

El software de acceso abierto (Open-Access Software) puede entenderse como una extensión al modelo tradicional de software de código abierto (Open Source Software).

Tener una visión directa de los trabajos de diseño e implementación de los algoritmos nos ofrece tener más oportunidades educativas y aumenta la posibilidad de innovar rápidamente, experimentar con algoritmos. Esto es particularmente importante en GIS porque muchos algoritmos geoespaciales son complejos y se ven fuertemente afectados por los detalles de implementación en un determinado software GIS. Además, a menudo hay múltiples algoritmos que compiten para llevar a cabo la misma tarea y la elección de un método sobre otro puede afectar considerablemente el resultado de un flujo de trabajo.

El software de acceso abierto está diseñado desde el inicio del proyecto para reducir las barreras que normalmente desalientan a los usuarios finales de examinar el algoritmo y los detalles de implementación asociados con artefactos de software

Whitebox GAT es un Sistema de Información Geográfica para aquellas personas que no se sientan cómodas presionando la tecla OK de un algoritmo sin saber exactamente lo que está ocurriendo.

Descarga e instalación del programa

En la fecha de redacción de este artículo la versión es Whitebox GAT ‘Montreal’ v. 3.4 del año 2017.

Para descargarlo accede a la página de descargas y haz clic en el enlce Click here to download Whitebox GAT.

Whitebox 3.4.0 requiere Java 8u20 o superior

En Windows 10, una vez descargado el archivo zip, debemos descomprimirlo e iniciar Whitebox haciendo doble clic en el archivo Whitebox.bat incluido en la carpeta Whitebox.

Se abrirá una ventana que nos pide el idioma:

Whitebox GAT instalación

Y se abrirá el programa, sin más. Rápido y sencillo.

¿Qué podemos hacer con Whitebox?

Whitebox GAT dispone de un conjunto extraordinario de herramientas.

Importar/exportar datos

  • Podemos convertir un archivo de texto X,Y,Z, T a raster.
  • Exportar a GML, GRASS, IDRISI, SAGA Grid, WKT…
  • Importar DEM, CSV,GeoTIFF…

Herramientas de conversión

  • Convertir raster a vector o viceversa.
  • Cambiar la escala de un raster.
  • Cambiar el tipo de datos de un raster.
  • Convertir LAS a shapefile (LAS2shapefile).
  • Convertir LAS a ASCII (LAS2SCII).
  • Convertir valores Nodata a Cero.
  • Convertir una archivo de texto X, Y, Z a Raster.
  • Transformar sistemas de coordenadas.
  • Extraer nodos.
  • Convertir líneas a polígonos.
  • Convertir multi-parts a single-parts y viceversa.
  • Convertir polígonos a líneas.
  • Establecer valores NoData.

Herramientas de bases de datos

  • Añadir coordenadas de un punto a una tabla.
  • Crear un histrograma a partir de un campo de la tabla de atributos.
  • Crear un coeficiente de correlación.
  • Exportar una tabla a CSV.
  • Unir tablas (join).
  • Listar valores únicos.
  • Unir tablas de un shapefile con un CSV.
  • Reiniciar una tabla de atributos que esté corrupta.

Fichero de utilidades

  • Copiar archivo.
  • Crear nuevo shapefile.
  • Eliminar archivos.
  • Renombrar archivo.
  • Mostrar etiquetas de un GeoTiff

Análisis SIG

  • Crear análisis de coste distancia (por ejemplo acumulación de costes)
  • Herramientas de mediición (crear un buffer , una distancia euclídea o un diagrama de Voronoi).
  • Superposición y herramientas MCE (Clip, interesect, Union, etc)
  • Herramientas de formas (centroides, perímetro, etc)
  • Herramientsa de reclasificación (quantiles, reclasificación. etc)
  • Herramientas vectoriales (Area, extraer valores de un raster a puntos. etc)

Herramientas hidrológicas

  • Preprocesar MDT (quemado de ríos, relleno de sumideros, etc)
  • Indicadores de flujo (creación de un modelo de direcciones).
  • Acumulación de flujo (crear raster de modelo de direcciones).
  • Flujo de masa.
  • Herramientas para cuencas y subcuencas.
  • Herramientas para humedales.
  • Calculo de distancia aguas abajo de flujo.
  • Indice de pendientes.
  • Creación de perfiles longitudinales.

Herramientas de procesamiento de imágenes

  • Diversas herramientas para detectar cambios
  • Diversas herramientas para filtros
  • Diversas herramientas para clasificación de imágenes
  • Diversas herramientas para mejora de la imagen
  • Diversas herramientas para transformación de imágenes
  • Diversas herramientas para morfología matemática
  • Diversas herramientas para Fotogrametría
  • Índices de vegetación (NDVI y OSAV)

Herramientas LiDAR

  • Adaptive minimum interpolation (LiDAR).
  • Modelo Canopy.
  • Convertir LAS a ASCII.
  • Convertir de LAS a Shapefile de tipo multiPointZ.
  • De-noise DEM.
  • Informe resumen de un archivo LAS.
  • Relleno de huecos en datos de un DEM.
  • Join (LiDAR)
  • LAS footprint.
  • Histogramas.
  • Interpolación máxima y mínima.

Análisis matemático

  • Comparar.
  • operaciones lógicas booleanas.
  • Funciones trigonométricas.
  • Añadir, incrementar, dividir, etc).

Creación de un raster

  • Interpolación.
  • Convertir vectorial a raster.
  • Asignación de columnas o filas a celdas.
  • Crear nuevo raster.
  • etc.

Análisis estadístico

  • Herramientas fuzzy.
  • Histograma por atributos.
  • Correlación por atributos.
  • Extraer estadísticas.
  • Imágenes: Autocorrelacción, media, correlación, regresión, etc.

Análisis de la red hidrográfica

  • Quemado de ríos.
  • Extraer corrientes de agua.
  • Extraer valles.
  • encontrar flujo principal.
  • Calcular la pendiente de la corriente.
  • Calcular perfil longitudinal.
  • etc.

Análisis del terreno

  • Altitud residual.
  • Atributos del terreno por el que discurre el flujo.
  • Clasificación morfológica.
  • Posición relativa en el paisaje.
  • Atributos secundarios del terreno.
  • Superficies derivadas.
  • Atributos del terreno con un componente eólico.
  • Contorno.
  • Identificación de sumideros.
  • Cálculo de visibilidad.
  • etc.

Creación de composiciones de mapa

Podemos crear y guardar nuevas composiciones de mapa insertando la leyenda, escala, norte, etc. como en  cualquier SIG de escritorio, pero de forma muy básica.

Creación de scripts

Mediante la herramienta Whitebox scripting podemos crear y ejecutar scripts tanto en python, como en Groovy o en JavaScript.

¿Qué son las WhiteboxTools?

WhiteboxTools es un subproyecto del proyecto Whitebox GAT. Debido a la gran cantidad de solicitudes para llamar a las herramientas y funcionalidades de Whitebox GAT desde fuera de la interfaz de usuario (por ejemplo, desde los scripts de automatización de Python).

WhiteboxTools es un motor avanzado de análisis de datos geoespaciales. La mayoría de las aproximadamente 450 herramientas contenidas en Whitebox GAT se están actualmente transfiriendo WhiteboxTools. ¡Última hora aquí!

Además de separar los componentes de interfaz de usuario y procesamiento de datos de Whitebox GAT, esta migración mejora significativamente la eficiencia del procesamiento de datos. Esto se debe a que Rust, el lenguaje de programación utilizado para desarrollar WhiteboxTools, generalmente es más rápido que el código Java equivalente y porque muchas de las funciones de WhiteboxTools están diseñadas para procesar datos en paralelo siempre que sea posible. Por el contrario, la antigua base de código Java incluía aplicaciones de subproceso único.

Puede realizar un seguimiento del progreso de los esfuerzos de portabilidad de herramientas aquí en el repositorio de código de Github. Este anuncio marca un hito importante en la historia del proyecto Whitebox GAT y representa un compromiso muy importante para los desarrollos futuros en el software GIS.

Conclusión

Vamos a ver los puntos fuertes y débiles:

A destacar

  • Las herramientas para trabajar con datos LiDAR sin necesidad de utilizar un programa a parte como LASTools (con el engorro que supone la configuración o  la licencia).
  • Las herramientas de hidrología y geomorfología también son fenomenales, ya que proceden de lo que anteriormente eran las Terrain Analysis System (TAS).
  • La posibilidad de acceder al código de cada una de las herramientas y de crear nuevas herramientas y scripts.
  • Cada herramienta está bastante bien documentada (en inglés).
  • La descarga e instalación (o mejor dicho la no necesidad de instalación).
  • No es necesario recurrir a complementos o plugins para acceder a todas las herramientas.
  • WhiteboxTools está disponible como plugin en QGIS 3.0.
  • gvSIG 2.3 ofrece como driver para el acceso de lectura a datos LiDAR la librería de Whitebox. Más info aquí.

A mejorar

  • La interfaz de Whitebox GAT necesita un lavado de cara, ya que tiene el aspecto propio de los programas de hace 10 – 15 años.
  • Las herramientas de simbología, edición o gestión de capas y proyectos o creación de composiciones de mapas de Whitebox GAT, son primitivas en comparación con cualquiera de sus competidores, como QGIS.
  • Whitebox GAT  carece de ciertas herramientas básicas como conexión a servicios de la OGC (WMS, WFS, etc) o a bases de datos.
  • La creación de scripts o mejora de los ya existentes requiere conocimientos avanzados.

Como conclusión podemos decir que el programa es tan increíble como poco conocido. Posee herramientas muy potentes y útiles, pero no podemos utilizarlo como único GIS de escritorio, ya que no nos sentiremos cómodos realizando tareas básicas. Puede que no encontremos otras funcionalidades a las que estamos habituados, como por ejemplo realizar una conexión a un servicio WMS para tener una capa base de fondo.

Mas info sobre Whitebox en su Blog.

2 comentarios en “Whitebox GAT y WhiteboxTools: potente software GIS de acceso abierto”

  1. Muy interesante el post y el programa. Estamos empezando a trabajar con ficheros LIDAR, ya que recientemente han publicado los ficheros de Baleares.
    Tenemos problemas para configurar las herramientas LIDAR en QGIS en mac Os, y parecía interesante poder utilizar este programa.

    No obstante, los datos del IGN están en formato .LAZ y veo que sólo admite como fuente de datos el formato .LAS ¿hay alguna manera sencilla de descomprimir los ficheros LAZ?. Gracias.

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