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Apuntes Curso SIG aplicado al Medio Ambiente

Paseo de la Habana nº200, bajo A

28016 Madrid

[email protected] – 913152395 – 654857951

Curso SIG aplicado al Medio Ambiente

- Breve manual -

Profesorado: Alejandro Gómez Villarino. Doctor Ingeniero Agrónomo. Susana Troitiño Pulido. Bióloga Ambiental. Especialista en Ordenación del Territorio.

Formación aplicada entre profesionales

2


INDICE

INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS ............................................................................................... 3

SIG APLICADO AL MEDIO AMBIENTE ........................................................................................................ 7

EJERCICIOS ................................................................................................................................................... 8

PRIMER EJERCICIO: GEORREFERENCIACIÓN ....................................................................................................... 8 SEGUNDO EJERCICIO: ANÁLISIS VECTORIAL. RECLASIFICACIÓN Y COMBINACIÓN. ......................................... 12 TERCER EJERCICIO: ANÁLISIS VECTORIAL. MULTICRITERIO. MEJOR LOCALIZACIÓN. ........................................ 17 CUARTO EJERCICIO: ANÁLISIS VECTORIAL. MULTICRITERIO. MEJOR ALTERNATIVA. ........................................ 22 QUINTO EJERCICIO: ANÁLISIS RASTER. 3D. ....................................................................................................... 27 SEXTO EJERCICIO: ANÁLISIS RASTER. ÁLGEBRA DE MAPAS ............................................................................... 31

FUENTES DE INFORMACIÓN ........................................................................................................................... 35

3


INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS

¿Qué es un Sistema de Información Geográfica?

Un Sistema de Información Geográfica (también conocido con los acrónimos SIG-

en español- o GIS -en inglés-) es un conjunto integrado de medios y métodos

informáticos, capaz de recoger, verificar, almacenar, gestionar, actualizar,

manipular, recuperar, transformar, analizar, mostrar y transferir datos espacialmente

referidos a la Tierra.

Por tanto un Sistema de Información Geográfica se compone de:

• Datos con información referida espacialmente.

• Software (programa) para su procesamiento y análisis.

¿Cuál es el origen de los SIG?

En 1854, el Dr. John Snow cartografió la

incidencia de los casos de cólera en un

mapa del distrito del Soho en Londres.

Gracias a este SIG rudimentario, el Dr.

Snow pudo delimitar las zonas de

mayor concentración de casos de

cólera y así localizar el pozo de agua

contaminado causante del brote.

No obstante, se acepta el año 1966 como fecha en la que se crea

el primer Sistema de Información Geográfica. Se trata del

Canadian Geographic Information System, cuyo objetivo era la

digitalización y análisis semiautomático de fotografía aérea. El

responsable y, por tanto, padre de los SIG fue Roger Tomlinson.

Funcionalidad de los SIG

Los SIG permiten:

1) Almacenar información de diverso tipo y diversas fuentes.

GPS

Imágenes satélite

Fotografía aérea

Bases de datos

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2) Visualizar los datos almacenados

3) Hacer consultas sobre los datos almacenados:

• Seleccionar un subconjunto de datos que el usuario necesita en

función de un conjunto de criterios previamente definidos.

• Presentarlo al usuario de forma útil, ya sea en tablas, gráficos o mapas.

4) Hacer análisis a partir de los cuales se pueden generar nuevas capas de

información.

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Tipos de datos geográficos:

• Datos vectoriales. Se emplean para la representación de fenómenos

discretos. Para la descripción de los objetos geográficos utilizan vectores

definidos por pares de coordenadas relativas a un sistema cartográfico.

Puntos

s

Líneas

Polígonos

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• Datos raster. Se emplean para la representación de fenómenos no discretos.

Divide el ámbito de trabajo de la base de datos en una retícula de

pequeñas celdas y atribuye un valor numérico a cada una como

representación de su valor temático. A mayor tamaño de las celdas menor

es la precisión o detalle.

El espacio geográfico es dividido en sectores de forma regular denominada

comúnmente píxel. De esta forma se establece una malla coordenada (con

el origen en la esquina superior izquierda) de píxeles en la que cada píxel va

a tomar el valor de la información geográfica que se encuentre en la

posición del píxel.

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Comparación de tipos de datos:

Vectorial Raster

Ve

nta

jas

• Ocupa menos espacio de memoria

• Precisión elevada en la definición de

entidades

• Permite cálculo de magnitudes

geométricas

• Representación adecuada de las

relaciones topológicas

• Mejores salidas gráficas

• Facilidad de captura

• Estructura de datos simple

• Sencillez en la manipulación y gestión

de la información

• Es más barato para una misma

extensión

• Tienen un amplio conjunto de

aplicaciones

De

sve

nta

jas

• Captura de datos más costosa

• Estructura de datos más compleja

• Mayor dificultad a la hora de realizar

ciertas operaciones (Comparación

de mapas)

• Menor precisión en el cálculo de

áreas y longitudes

• Ocupan mayor espacio de memoria

• Dificultad de representar relaciones

topológicas

SIG APLICADO AL MEDIO AMBIENTE

La aplicación de los SIG al medio ambiente es muy diversa dependiendo del

enfoque utilizado. A grandes rasgos las herramientas SIG aplicadas a los trabajos

habituales de la consultoría ambiental posibilitan la realización de:

Inventarios y cartografías ambientales. Los SIG facilitan la realización de

inventarios de recursos ambientales de un territorio o la realización de la

cartografía básica topográfica o temática.

Estudios ambientales y análisis del paisaje. Los SIG posibilitan el desarrollo de

análisis en el marco de proyectos que tienen como objetivo final conocer y

analizar algún aspecto ambiental o paisajístico determinado.

Análisis de riesgos e impactos ambientales. Los SIG permiten conocer,

estudiar y predecir los factores de riesgo ambiental en cualquiera de sus

formas, incluyendo los estudios de impacto ambiental y otros análisis de

riesgos tales como riesgo de inundación, peligrosidad sísmica, predicción de

movimientos de tierras, etc.

Modelos ambientales. Los SIG permiten modelizar procesos ambientales o

territoriales. Por ejemplo creando modelos digitales del terreno o elevaciones,

cuencas visuales, etc.

Planificación y gestión ambiental. Los SIG resultan herramientas muy útiles

para llevar a cabo trabajos cuya finalidad es la planificación y gestión

ambiental tanto pública como privada.

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A continuación se desarrollan 6 tipos de ejercicios aplicados para el desarrollo de

este tipo de trabajos.

EJERCICIOS

PRIMER EJERCICIO: GEORREFERENCIACIÓN

Introducción a la Herramienta: La barra de herramientas Georeferencing tiene

como finalidad dotar de coordenadas geográficas (georreferenciar) un mapa

escaneado, una ortofotografía digital o una capa raster que no está

georreferenciada.

Supuesto Ejercicio Práctico: Un cliente nos entrega una imagen en papel de unos

terrenos de su propiedad situados en el Término municipal de San Fernando de

Henares (Madrid), dentro de los límites del Parque Regional del Sureste.

Necesitamos saber en qué zona, de la zonificación existente en el Parque Regional,

se encuentran estos terrenos. Para lo que contamos además con un mapa de

zonificación en formato jpg (imágen).

Ninguna de estas imágenes cuenta con referencia espacial.

Identifica la imagen raster a

georreferenciar

Añade los puntos de control

Visualiza la tabla de

puntos de control

Rota o cambia la

imagen raster antes

de añadir los puntos

de control

Corrige

distorsiones

comunes que

presentan las

imágenes

Establece las

transformaciones

Guarda las

transformaciones

realizadas en la

imagen raster

Crea un nuevo

raster con las

transformaciones

realizadas

Ajusta en la

pantalla a medida

que se agregan los

puntos

Ajusta el raster a la

zona de

visualización

actual

9


Material de partida:

La imagen raster que nos aporta el cliente –imagen escaneada en formato

jpg- que contiene las coordenadas UTM en el Sistema European Datum, Huso

30. Sin embargo, a pesar de contener las coordenadas la imagen –al haber

sido escaneada- no está georreferenciada.

Parcela_San_Fernando. jpg

El mapa de zonificación del Parque Regional en formato jpg, que no está

georreferenciado, y no contiene coordenadas.

Zonificacion_Parque_Regional_Sureste.jpg

Shape (polilínea) con la topografía vectorial (1:25.000) que si cuenta con

referencia espacial Sistema European Datum, Huso 30.

Topografico.shp

Pasos para la Resolución:

1) Georreferenciamos la imagen raster de la parcela aportada por el cliente

(Parcela_San_Fernando. jpg) según las coordenadas que aparecen en la

propia imágen.

Abrimos ArcMap.

Definimos el sistema de coordenadas en el que queremos trabajar. Data

Frame Propertis-Coordinate System

Predefined

Projected Coordinated Systems

UTM

Europe

Cargamos la imagen que vamos a georreferenciar ( Add Data):

Parcela_San_Fernando. jpg

Activamos la herramienta de georreferencing.

En la barra de herramientas de georreferencing pinchamos la herramienta

Add control points, botón izquierdo Input X and Y e insertamos las

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coordenadas que señala la imagen con varios puntos de control (al menos

3).

Comprobamos la calidad del ajuste.

Se guarda la georreferenciación realizada de forma permanente mediante

la opción de la barra de herramientas: Rectify.

2) Georreferenciamos la imagen del mapa de zonificación

(Zonificacion_Parque_Regional_Sureste.jpg) a partir del topográfico vectorial

georreferenciado.

Abrimos ArcMap.



Predefined


UTM

Europe

Cargamos el shp con el mapa topográfico que nos servirá de guía ( Add

Data): Topografico.shp

Centramos el mapa en la zona dónde previsiblemente se encuentra el

ámbito que comprende la imagen a georreferenciar.

Cargamos la imagen raster con el mapa de zonificación que pretendemeos

georreferenciar ( Add Data): Zonificacion_Parque_Regional_Sureste.jpg

Hacemos un ajuste grosero mediante la opción disponible en la barra de

herramientas de Georreferencing: (Fit to display / Flipo or rotate -en su caso-).

Procedemos ahora a hacer un ajuste fino de la imagen. Para ello

identificamos un punto que podamos localizar bien en las dos capas

(imagen a georeferenciar y topográfico que sirve de base a la

georreferenciación). Pinchamos la herramienta Add control points y se

mueve la imagen usando varios puntos de control (al menos 3).

Si se comete algún error, se puede borrar un punto abriendo la tabla de

puntos de control, comando View Link Table de la barra de herramientas

de Georreferencing. Se selecciona el punto erróneo y se elimina con el aspa

situada a la derecha de la ventana.

Comprobamos la calidad del ajuste.

Guardamos la georreferenciación realizada: Update Georreferencing.

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3) Superponemos las dos imágenes georreferenciadas y mediante transparencia

comprobamos dónde se encuentra.

Cargamos las imágenes raster georreferenciadas ( Add Data):

Zonificacion_Parque_Regional_Sureste.jpg y Parcela_San_Fernando. jpg

En Layer Propertis-Display damos transparencia a una de las capas raster

georreferenciadas.

Solución del Ejercicio:

La parcela se encuentra en la zona D2 del Parque Regional del Sureste.

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SEGUNDO EJERCICIO: ANÁLISIS VECTORIAL. RECLASIFICACIÓN Y

COMBINACIÓN.

Introducción a las Herramientas y Comandos a utilizar: La reclasificación consiste en

modificar los valores de la capa vectorial por otros nuevos y salvar los cambios

efectuados en una nueva capa. La combinación consiste en aunar en una sola

capa vectorial la información contenida en dos o más capas.

Reclasificación, comandos a utilizar:

Análisis vectorial, cargar ventana

ArcToolbox: Standard-Show/Hide

ArcToolbox/Window ArcToolbox.

Análisis vectorial, Dissolve: ArcToolbox-

Data Management Tools –

Generalization-Dissolve.

El comando Dissolve permite simplificar

la información de una capa vectorial

convirtiendo en un solo polígono

aquellos que tengan alguna

característica común.

Análisis vectorial, Crear Tabla:

ArcToolbox- Data Management Tools –

Table-Create Table.

Este comando permite crear una tabla

de datos y añadirla a nuestra vista.

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Join…

Este comando permite anexar la

información de una tabla de datos a

la tabla de atributos de nuestra capa

vectorial a través de un campo

común.

Combinación, comandos a utilizar:

Análisis vectorial, Union:

ArcToolbox- Analysis Tools –Overlay-

Union.

Comando de gran tuilidad y

versatilidad que permite generar

una nueva capa vectorial a partir

de varias capas, uniendo toda la

información contenida en ellas.

Supuesto Ejercicio Práctico: Debemos elaborar el mapa de paisaje de un municipio

para lo que disponemos de una capa vectorial con la vegetación y los usos del

suelo -que debemos reclasificar para adaptarla a nuestras necesidades- y una

capa vectorial con las unidades fisiográficas.

Material:

Cartografía vectorial en formato shp de la vegetación y los usos del suelo del

municipio (polígono) en ETRS_1989_UTM_Zone_30N.

Vegetacion_usos_suelo.shp

Tabla Excel con la nueva clasificación (Realizada en Excel para agilizar el

ejercicio pero también la podemos crear desde ArcGis)

Tabla_reclasificacion.xls

Cartografía vectorial en formato shp de las unidades fisiográficas del

municipio (polígono) en ETRS_1989_UTM_Zone_30N.

Unidades_Fisiograficas.shp

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1) Reclasificación de la capa de vegetación y usos del suelo para hacerla más

operativa para elaborar nuestro mapa de paisaje.

Abrimos ArcMap.



Predefined


UTM

Europe

Cargamos la capa de vegetación y usos del suelo ( Add Data):

Vegetacion_usos_suelo.shp

Abrimos la tabla de atributos del shp , sin editar, y

añadimos una nueva columna con el comando: Add Field. En esta nueva

columna se añadirán los nuevos registros (reclasificación). Será un campo de

texto que asignaremos un nombre reconocible.

Procedemos a la reclasificación conforme la tabla aportada. Este ejercicio

se puede afrontar de varias maneras.

1.a) Lo hacemos modificando registro a registro. Para ello se procede a

editar el shp y nos posicionamos en cada fila de la nueva

columna creada añadiendo el nuevo registro.

1.b) Lo hacemos modificando grupos de registro.

Utilizamos la herramienta: Pestaña Selection- Select by Atributtes

Seleccionamos el campo que contiene el registro que queremos

reclasificar.

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Utilizamos la herramienta Field Calculator de la tabla de atributos para,

una vez seleccionado el registro, asignarle el nuevo nombre en el campo

de reclasificación creado.

1.c) Lo hacemos registro a registro pero previamente agrupamos los mismos

según su tipología.

Utilizamos la herramienta: Arctoolbox- Data Magament Tools-

Generalization-Dissolve.

Seleccionamos el shp y el campo por el que vamos a realizar esta

agrupación y la herramienta Dissolve generará una nuevo shp con la

agrupación. A este nuevo shp le podemos llamar

Vegetacion_usos_suelo_dissolve.shp

En este nuevo shp creado podemos hacer la reclasificación registro a

registro dado que se han reducido notablemente el número de

polígonos.

1.d) Lo hacemos automáticamente mediante la tabla de reclasificación

elaborada.

Utilizamos el comando: join

Para ello, cargamos la tabla de reclasificación ( Add Data):

Tabla_reclasificacion.xls

Y realizamos un join entre esta tabla y la tabla de atributos del shp para

sumar la información de la primera a la última. El join es virtual por lo que,

una vez realizado, debemos copiar la información con los nuevos

registros en el campo creado a tal efecto mediante la herramienta Field

Calculator.

El join puede no ejecutarse correctamente cuando los registros

contienen tildes, ñ, barras inclinadas, etc. simbología poco reconocible

16


para el programa. En ese caso, deben corregirse los fallos que se

detecten registro a registro.

2) Combinación de las capas: Vegetacion_usos_suelo.shp (reclasificada) y

Unidades_Fisiograficas.shp para obtener un nuevo shp con las unidades de

paisaje.

La combinación se materializa con la herramienta: ArcToolbox- Analysys

Tools-Overlay-Union. Se seleccionan los 2 shp que se van a unir (para sumar

espacio e información) y se obtiene como resultado un nuevo shp

(Unidades_paisaje.shp). Al abrir la tabla de atributos de este nuevo shp se

observa como contiene la información de las capas de origen

(Vegetacion_usos_suelo.shp y Unidades_Fisiograficas.shp ).

Para obtener un mapa de paisaje operativo añadimos ahora una nueva

columna de texto (Add Field) en la tabla de atributos del shp creado

(Unidades_paisaje.shp) y la rellenamos mediante la herramienta Field

Calculator sumando la información contenida en los campos de las capas

de origen (campo que contiene los usos del suelo reclasificados y campo

que contiene las unidades fisiográficas).


Obtenemos una capa con las unidades de paisaje del municipio pudiendo

elaborar el pertinente mapa.

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TERCER EJERCICIO: ANÁLISIS VECTORIAL. MULTICRITERIO. MEJOR

LOCALIZACIÓN.

Introducción a las Herramientas y Comandos a utilizar: Se trata de aprender a

realizar un análisis multicriterio para lo que se emplearán los siguientes comandos:

Análisis vectorial, Buffer: ArcToolbox-

Analysis Tools –Proximity- Buffer.

El comando Buffer permite obtener

una capa de polígonos, a partir de

una capa vectorial dada, incluyendo

el ámbito territorial comprendido a

una determinada distancia.

Análisis vectorial, Clip: ArcToolbox-

Analysis Tools –Extract- Clip.

Este comando recorta una capa

vectorial por los límites dados en otra

capa.

Análisis vectorial, Multipart to

singlepart: ArcToolbox- Data

Management Tools –Features-Multipart

to singlepart.

Este comando escinde, en una capa

vectorial, los polígonos agrupados en

una sola entidad (multipolígonos).

Análisis vectorial, Erase: ArcToolbox-

Analysis tools – Overlay- Erase.

Este comando es opuesto al Clip

borrando de una capa vectorial el

espacio contenido en otra capa

dada.

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Análisis vectorial, Intersect: ArcToolbox-

Analysis tools – Overlay- Intersect.

Este comando crea una nueva capa

a partir de otras que se superponen.

La capa resultante contiene sólo la

información que comparten en el

área común.

Supuesto Ejercicio Práctico: Un municipio nos encarga localizar en su territorio las

mejores zonas para ubicar un camping. Se trata de establecer la mejor localización

posible para ubicar esta actividad atendiendo a una serie de condicionantes rentre

ellos:

1) Que el camping se encuentre a menos de 500 metros de un cauce de agua.

2) Que el camping se ubique fuera de las áreas con riesgo de sufrir avenidas e

inundaciones para un periodo de retorno de 100 años.

3) Que el camping se localice a menos de 2000 metros del núcleo urbano.

4) Que el camping se localice a menos de 300 metros de una carretera.

Material:

Cartografía vectorial en formato shp poligonal con el límite del término

municipal en Sistema de referencia ED_1950_UTM_Zone_30N.

Termino_Municipal.shp

Cartografía vectorial en formato shp: núcleo urbano (polígono), red

hidrográfica (polilinea), áreas con riesgo de inundación (polígono) y red

viaria (polilinea) en el sistema de referencia ETRS_1989_UTM_Zone_30N.

Nucleo_urbano.shp

Red_hidrografica.shp

Zona_riesgo_avenidas_inundaciones.shp

Red_viaria.shp


Abrimos ArcMap.



19


Predefined


UTM

Europe

Cargamos las diferentes capas vectoriales ( Add Data) y observamos

como al cargar Termino_Municipal.shp el programa nos informa que se

encuentra en otro sistema de referencia distinto al que hemos definido en el

proyecto y que debemos transformarlo para poder trabajar con el resto de

capas.

Hacer notar que las capas han sido extraídas y referidas al término municipal

con la herramienta ArcToolbox -Analysis tools – Extract- Clip.

Comenzamos a resolver con nuestras capas (shp) de trabajo el

condicionado expuesto:

o Resolvemos la primera condición o criterio impuesto: Selección de

zonas que se encuentren a menos de 500 metros de un cauce de

agua para lo que realizamos un buffer de 500 metros a partir de la

capa Red_hidrografica.shp con la herramienta: ArcToolbox-

Analysis tools – Proximity- Buffer.

Obtenemos una capa poligonal que denominaremos

500m_cauce.shp que representa superficies que quedan a 500 metros

de la capa Red_hidrografica.shp

Esta nueva capa excede los límites del término municipal por lo que

emplearemos la herramienta ArcToolbox -Analysis tools – Extract-

Clip para cortarla conforme a los límites, definidos por la capa

Termino_Municipal.shp.

El resultado del Clip será otro shp poligonal que nombraremos

Condicion1.shp por incluir aquellas zonas que cumplen con esta

primera condición de mejor localización del camping, es decir, estar a

menos de 500 metros de un cauce de agua.

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o Resolvemos la segunda condición o criterio impuesto: De las zonas

que cumplen la primera condición, y por tanto son adecuadas para

instalar el camping, eliminaremos las zonas que presentan riesgos de

avenida o inundaciones. Para ello empleamos la herramienta de

ArcToolbox- Analysis tools – Overlay- Erase.

En la ventana que se abre en Input Features seleccionaremos el shp

Condicion1.shp y en Erase Features seleccionaremos el shp con la

superficie que vamos a eliminar, esto es,

Zona_riesgo_avenidas_inundaciones.shp.

El resultado del Erase será otro shp poligonal que nombraremos

Condicion1_2.shp por cumplir ambas.

o Resolvemos la tercera condición o criterio impuesto: De las zonas que

cumplen la primera y la segunda condición, siendo potencialmente

aptas para instalar el camping, nos quedaremos solamente con

aquellas que se encuentran a menos de 2000 metros del núcleo

urbano. Para ello, primero hacemos un buffer del núcleo urbano

(Nucleo_urbano.shp) de 2000 metros con la herramienta

ArcToolbox- Analysis tools – Proximity- Buffer. La capa resultante de

esta operación la denominaremos 2000m_n_urbano.shp.

Para garantizar el cumplimiento de las 3 condiciones simultáneamente

realizaremos un Clip ( ArcToolbox -Analysis tools – Extract- Clip). En

este caso, para el Input Features seleccionaremos Condicion1_2.shp y

en Clip Features seleccionaremos 2000m_n_urbano.shp.

El resultado del Clip será otro shp poligonal que nombraremos

Condicion1_2_3.shp por incluir aquellas zonas que además de

encontrarse a menos de 500 metros de un cauce, no presentan riesgos

de avenidas y se encuentran a menos 2000 metros del núcleo urbano.

o Resolvemos la cuarta condición o criterio impuesto: De las zonas que

cumplen la primera, la segunda y la tercera condición, siendo

potencialmente aptas para instalar el camping, nos quedaremos

solamente con aquellas que se encuentran a menos de 300 metros de

una carretera. Para ello, hacemos primero –una vez más- un buffer de

la carretera de 300 metros con la herramienta ArcToolbox -Analysis

tools – Proximity- Buffer. La capa resultante de esta operación la

denominaremos 300m_rd_viaria.shp.

Para garantizar el cumplimiento de las 4 condiciones simultáneamente

realizaremos un Intersect ( ArcToolbox -Analysis tools – Overlay-

Intersect). En este caso, para el Input Features seleccionaremos las 2

capas que vamos a integrar por su ámbito superficial común:

Condicion1_2_3.shp y 300m_rd_viaria.shp.

El resultado del Intersect será otro shp poligonal que nombraremos

Condicion1_2_3_4.shp por incluir aquellas zonas que además de

encontrarse a menos de 500 metros de un cauce, no presentan riesgos

de avenidas, se encuentran a menos 2000 metros del núcleo urbano y

a menos de 300 de una carretera.

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Obtenemos una capa con las zonas que cumplen las condiciones establecidas

pudiendo elaborar, en consecuencia, un mapa con las zonas que, según los

criterios señalados, constituyen la mejor localización para ubicar el camping.

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CUARTO EJERCICIO: ANÁLISIS VECTORIAL. MULTICRITERIO. MEJOR

ALTERNATIVA.

Introducción a las Herramientas y Comandos a utilizar: Se trata de aprender a

realizar un análisis multicriterio para seleccionar aquella alternativa que ocasiona un

menor impacto ambiental para lo que se emplearán los siguientes comandos:

Join…

Este comando permite anexar la

información de una tabla de datos a

la tabla de atributos de nuestra capa

vectorial a través de un campo

común.

Análisis vectorial, Intersect: ArcToolbox-

Analysis tools – Overlay- Intersect.

Este comando crea una nueva capa

a partir de otras que se superponen.

La capa resultante contiene sólo la

información que comparten en el

área común.

Análisis vectorial, Calculate Geometry.

Este comando calcula parámetros

geométricos en las capas (superficie,

longitud).

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Summarize

Este comando agrega los datos de

uno o varios campos en una tabla que

aporta información resumida.

Análisis vectorial, Near: ArcToolbox-

Analysis Tools –Proximity- Near.

El comando Near calcula la distancia

desde cada punto de una capa hasta

el punto o línea más cercano de otra

dentro de un radio de búsqueda.

Supuesto Ejercicio Práctico: Una empresa de obra civil nos encarga realizar una

evaluación del impacto ambiental de tres trazados alternativos contemplados para

la construcción de una carretera. Realizado un primer análisis territorial y ambiental

del espacio determinamos que existen tres aspectos ambientales críticos para

determinar la afección ambiental de la carretera, a saber:

1) La vegetación, en función de su calidad ambiental y la valoración de su

potencial afección.

2) La ocupación de espacios de la Red Natura 2000.

3) La proximidad a yacimientos arqueológicos.

Material:

Cartografía vectorial en formato shp en el sistema de referencia

ETRS_1989_UTM_Zone_30N: vegetación (capa de polígonos), LIC (capa de

polígonos), yacimientos (capa de puntos), alternativas (capa de líneas).

Vegetacion.shp

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LIC_RN2000.shp

PIG.shp

Alternativas.shp

Tabla para reclasificar la vegetación en función de su calidad ambiental.

Tabla_calidad_ambiental_vegetacion.xls


Abrimos ArcMap.



Predefined


UTM

Europe

Cargamos la capa vectorial Alternativas.shp ( Add Data) y observamos

las diferentes alternativas que se nos presentan al trazado de la carretera.

Procedemos primero a reclasificar -a calidad ambiental- la capa

Vegetacion.shp con la información contenida en la

Tabla_calidad_ambiental_vegetacion.xls. En esta tabla se otorga calidad a

las distintas unidades de vegetación y un valor que pondera su potencial

afección (Entre 0-1). Para ello utilizaremos el comando join.

Ahora estamos en condiciones de evaluar el impacto ambiental de las

diferentes alternativas para poder elegir aquella de menor impacto, para

ello:

o Analizaremos el impacto sobre la vegetación y su calidad ambiental,

siendo el indicador la ocupación (metros, longitud) que cada

alternativa hace de la vegetación, considerando su calidad

ambiental.

25


Para cuantificar este impacto utilizaremos la herramienta intersect (

ArcToolbox- Analysis tools – Overlay- Intersect.) entre el trazado de

las carreteras (Alternativas.shp) y la capa Vegetacion.shp incluida la

información de su calidad ambiental. La capa resultante la

llamaremos Alternativas_I_CA. En la tabla de atributos de este nuevo

shp generado añadiremos una columna numérica (Add Field) que

llamaremos Long_T y con el comando Calculate Geometry y

calcularemos la longitud (length). Luego añadiremos otro campo

numérico denominado Imp_CA que será el resultado de ponderar el

valor de la longitud de cada alternativa atravesando unidades de

vegetación por el valor de la afección a las mismas en virtud de su

calidad ambiental. Nos posicionamos sobre ese nuevo campo y con

la herramienta se multiplica el campo Long_T por

el campo que contiene el valor de la afección a esa unidad (entre 0-

1).

Una vez realizada esta operación se lleva a cabo un Summarize para

obtener una tabla resumen de la afección ambiental que causa

cada una de las alternativas. Se selecciona el campo a resumir

(alternativ) y en el siguiente apartado se selecciona Imp_CA dando a

SUM. Se obtiene así una tabla resumen con el valor del impacto a la

vegetación. La tabla resultante la denominamos ImpA_CA y la

podemos agregar a la view.

o Analizaremos el impacto sobre los LIC de la RN2000, siendo el

indicador la ocupación (metros, longitud) que cada alternativa hace

de espacios de la Red Natura 2000.

Hacemos intersect ( ArcToolbox- Analysis tools – Overlay- Intersect.)

entre el trazado de las carreteras (Alternativas.shp) y la capa de LIC

(LIC_RN2000.shp). La capa resultante la llamaremos Alternativas_I_RN.

Al igual que en el caso anterior, en su tabla de atributos añadiremos

una columna numérica (Add Field) que llamaremos Long_T y con el

comando Calculate Geometry calcularemos la longitud (length).

Luego añadiremos otro campo numérico denominado Imp_RN que

contendrá la información numérica del campo Long_T entendiendo

que el indicador en este caso no necesita ponderación.

Ahora se lleva a cabo un Summarize para obtener una tabla resumen

de la afección ambiental que causa cada una de las alternativas. Se

selecciona el campo a resumir (alternativ) y en el siguiente apartado

se selecciona Imp_RN dando a SUM. Se obtiene así una tabla resumen

con el valor del impacto a la Red Natura 2000 de cada alternativa. La

tabla resultante la denominamos ImpA_RN y la podemos agregar a la

view.

o Analizaremos, por último, el impacto sobre los PIG, siendo el indicador

la proximidad de cada alternativa a los Puntos de Interés Geológico.

26


En este caso, utilizamos la herramienta Near ( ArcToolbox- Proximity-

Near) y las capas que actúan son el trazado de las carreteras

(Alternativas.shp) y la capa de PIG (PIG.shp).

Esta herramienta añade dos campos a la capa Alternativas.shp uno

identificando el elemento más próximo (Near Fid) y otro incluyendo un

indicador de la distancia a la que se encuentra (Near Dist).

Añadiremos un nuevo campo que se llamar Imp_PIG y que contendrá,

mediante Field Calculator, el siguiente valor:

(1/ [Near Dist]*100)

Esta fórmula permite transformar el valor del impacto de la proximidad

a los PIG en las unidades utilizadas en el resto de los impactos de

modo que puedan sumarse posteriormente para obtener un valor

total del impacto de cada una de las alternativas.

o Por último mediante un join se anexa a Alternativas.shp la información

contenida en las tablas anteriores con los impactos a la vegetación

(ImpA_CA) y a la Red Natura 2000 (ImpA_RN). Una vez hecho el join

creamos un nuevo campo numérico (Add Field) que llamaremos

Imp_total y mediante sumaremos el resultado de

los tres impactos obteniendo el calor total del impacto por alternativa.


La alternativa menos impactante es la Alternativa 3 y la más impactante la

Alternativa 1.

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QUINTO EJERCICIO: ANÁLISIS RASTER. 3D.

Introducción a las Herramientas y Comandos a utilizar: El módulo de comandos de

3D Analyst permite la realización de modelos de elevaciones del territorio mediante

triangulación, a través del comando TIN (Triangulated Irregular Network). Para

realizar el TIN se parte de una capa vectorial que contenga el atributo z (altitud).

Create Tin from Features

Comando que permite elaborar

modelos digitales del terreno a partir

de una capa de curvas de nivel que

incluye datos de elevación.

Convert Tin to Raster

Transforma el TIn en un Raster

Desplegable

opciones del

menu 3D

Analyst

Crea

perfiles

Interpola

líneas

Interpola

polígonos Desplega Arc

Scene

Desplega

Arc Globe

Interpola puntos

Crea líneas

de visión

Crea

contornos

Crea líneas

pronunciadas

28


Hillshade: ArcToolbox- Spatial Analyst

Tools –Surface- Hillshade.

Crea un mapa de sombras a partir del

raster.

Aspect: ArcToolbox- Spatial Analyst

Tools –Surface- Aspect.

Crea un mapa de orientaciones a

partir del raster.

Slope: ArcToolbox- Spatial Analyst Tools

–Surface- Slope.

Crea un mapa de pendientes a partir

del raster.

Viewshed: ArcToolbox- Spatial Analyst

Tools –Surface-Viewshed

Crea un mapa de zonas vistas desde

una zona definida por un punto o una

línea de visión.

Supuesto Ejercicio Práctico: Estamos haciendo el estudio de paisaje de una zona y,

antes de realizar la visita de campo, necesitamos observar el modelo 3D del

terreno, apreciar el modelado, conocer las pendientes y la orientación de la zona

al tiempo que identificar la cuenca visual desde ciertos puntos y líneas de visión

(tramos de carretera).

Material:

Cartografía vectorial en formato shp ETRS_1989_UTM_Zone_30N: curvas de

nivel (líneas), red hidrográfica (líneas), puntos de observación (puntos) y

líneas de visión (líneas).

Curva_nivel.shp

Red_Hidrografica. shp

Observadores.shp

Linea_vision.shp

29



Abrimos ArcMap.



Predefined


UTM

Europe

Cargamos las capas vectoriales ( Add Data): Curva_nivel.shp y

Red_Hidrografica. shp que como se encuentran en el mismo sistema de

referencia se cargan sin problemas.

Activamos la barra de herramientas de 3D Analyst. Si en la barra de

herramientas no se desplegan ciertos comandos los vamos a añadir en la

pestaña Customize-Customize Mode-Commands.

Con la herramienta Create Tin from Features creamos el TIN a partir de

Curva_nivel.shp y Red_Hidrografica. shp. El TIN se puede crear desde

ArcToolbox -3D Analyst Tools –TIN Management-Create TIN. La capa

resultante la llamaremos MDT y la guardamos en la carpeta de trabajo

correspondiente.

30


Con Arc Scene (de la barra de herramientas de 3D Analyst) podemos

visualizar en tres dimensiones el MDT creado desde múltiples puntos de vista y

cambiar las propiedades del MDT (sombreado, transparencia, exageración

de la dimensión vertical, etc.). Podemos jugar con otras herramientas del 3D

Analyst (interpolar líneas, crear perfiles, etc.).

Convertimos el TIN creado (MDT) a Raster con la herramienta Convert TIN to

Raster de la barra de herramientas o también puede hacerse con

ArcToolbox- 3D Analyst Tools –Convert- From TIN- TIN to Raster. La capa raster

la llamaremos GRID y la guardamos en la carpeta de trabajo

correspondiente.

Una vez tenemos el Raster (GRID) crearemos a partir de él:

o Capa de sombras ( ArcToolbox- Spatial Analyst Tools –Surface-

Hillshade).

o Capa de orientaciones ( ArcToolbox- Spatial Analyst Tools –Surface-

Aspect).

o Capa de pendientes ( ArcToolbox- Spatial Analyst Tools –Surface-

Slope).

Por último crearemos una capa con la cuenca visual (zonas vistas y ocultas)

desde un punto determinado – por ejemplo para establecer un mirador- o

desde una línea de visión ( ArcToolbox- Spatial Analyst Tools –Surface-

Viewshed). En Input raster cargamos el GRID y en Input poin ot polyline

observer features el shp con el punto de visión (Observadores.shp) o la línea

de visión (Linea_vision.shp).


Obtenemos una serie de capas raster que nos dan información suficiente sobre el

modelado de la zona y sobre aspectos paisajísticos relevantes como el potencial

de vistas o la incidencia visual.

31


SEXTO EJERCICIO: ANÁLISIS RASTER. ÁLGEBRA DE MAPAS

Introducción a las Herramientas y Comandos a utilizar: La herramienta Raster

Calculator (ArcToolbox- Spatial Analyst Tools –Map Algebra- Raster Calculator)

permite construir una expresión simple de álgebra de mapas generando como

resultado de las operaciones introducidas un nuevo ráster.

Herramientas

Botones de

operaciones

Capas y

variables

Expresión

32


Reclassify: ArcToolbox- Spatial Analyst

Tools –Reclas- Reclassify

Reclasifica (o cambia) los valores en

un ráster.

Principales comandos raster en ArcGis:

Fuente: http://oa.upm.es/1244/1/Mancebo_Quintana_SIG_2008a.pdf

Supuesto Ejercicio Práctico: Estamos realizando la evaluación ambiental estratégica

del planeamiento urbanístico de un municipio y queremos discernir entre las zonas

aptas y no aptas, desde un punto de vista ambiental, para implantar edificaciones

residenciales al objeto de determinar si la calificación del suelo urbanizable

realizada se ajusta a las características ambientales del municipio. Tras analizar el

territorio concluimos que existen tres variables determinantes:

Las pendientes: Las zonas con pendientes superiores al 20 % deben ser

descartadas para usos edificatorios residenciales–por el impacto ambiental

que ello supone-.

La orientación. Las zonas que presentan orientación norte debe ser

descartada por ser más frías y necesitar más consumo energético en el

periodo invernal.

33


Las áreas con riesgo de avenidas e inundaciones. Aquellas zonas que

presenten este riesgo deben ser descartadas para usos edificatorios

residenciales.

Material:

Cartografía raster: pendientes, orientación y zonas inundables.

Pendientes.lyr

Orientacion.lyr

inundabilidad


Abrimos ArcMap.



Predefined


UTM

Europe

Cargamos las capas raster ( Add Data): Pendientes.lyr, Orientacion.lyr e

inundabilidad.

Planificamos y pensamos como vamos a ajustar nuestros raster al objeto de

poder operar con ellos. El planteamiento seguido es el siguiente:

o Inundabilidad. Se contemplaran dos valores:

0, para zonas inundables (No Apto)

1, para zonas no inundables (Apto)

o Pendientes. Se contemplaran dos valores:

0, para las pendientes superiores al 20% (No Apto)

1, para las pendientes inferiores al 20% (Apto)

o Orientación. Se contemplaran dos valores:

0, para la orientación Norte (No Apto)

34


1, para el resto de orientaciones(Apto)

Para obtener nuestros mapas con los valores predeterminados debemos

proceder a reclasificar aquellas capas que no lo están. Observamos que

inundabilidad si se encuentra ya reclasificada (valores entre 0 y 1) pero

Pendientes.lyr y Orientacion.lyr no lo están por lo que procedemos a

reclasificar estos raster entre los valores 0 y 1 según los criterios señalados

anteriormente. Para ello utilizamos la herramienta Reclassify ( ArcToolbox-

Spatial Analyst Tools –Reclas- Reclassify).

Las capas reclasificadas recibirán el nombre de rpend (pendientes

reclasificados) y rorient (orientación reclasficiado).

Una vez reclasificados los mapas conforme nuestro planteamiento

procedemos a utilizar la herramienta de álgebra de mapas: Raster

Calculator ( ArcToolbox- Spatial Analyst Tools –Map Algebra- Raster

Calculator) e insertamos la fórmula siguiente:

Aptitud edificación residencial = rpend * rorient * inundabilidad

De esta forma cuando algunos de los valores de las capas sea 0 (no apto) el

resultado final de la aptitud edificación residencial será 0.

Las capa resultante de esta operación la denominamos urbaniza y, en

consecuencia, contiene identificadas como 0 las zonas no aptas para la

urbanización y como 1 las zonas aptas para la urbanización.


Obtenemos un raster que identifica la aptitud del territorio para la edificación

residencial listo para superponerlo con la capa de suelo residencial del

planeamiento urbanístico y observar las discordancias o concordancias que

presenta.

35


FUENTES DE INFORMACIÓN

Visores, Wms y descarga de cartografía de interés:

Geoportal de la Infraestructura de Datos Espaciales de España (IDEE)

http://www.idee.es/

http://www.idee.es/web/guest/directorio-de-servicios (Servicios Web WMS)

http://www.idee.es/web/guest/centros-de-descarga (Centros de descarga)

Ejercicios y Tutoriales de ArcGis y otros software SIG

LibroSIG: aprendiendo a manejar los SIG en la gestión ambiental: Ejercicios

Departamento: Construcción y Vías Rurales

Escuela: E.T.S.I. Montes (UPM)

http://oa.upm.es/2080/

LibroSIG: aprendiendo a manejar los SIG en la gestión ambiental

Departamento: Construcción y Vías Rurales

Escuela: E.T.S.I. Montes (UPM)

http://oa.upm.es/1244/

Tutorial (nivel básico) para la elaboración de mapas con ArcGIS

Universidad Autónoma de Madrid

http://biblioteca.uam.es/cartoteca/documentos/CURSO_SIG_BASICO_I.pdf

Libro 'gvSIG: guía para el aprendizaje autónomo'

Universidad Politécnica de Cartagena

http://repositorio.bib.upct.es:8080/dspace/handle/10317/3262

Consulta, Edición y Análisis Espacial Con ArcGis 9.2. Tomo I: Teoría.

Junta de Castilla y León

http://www.gabrielortiz.com/descargas/2008_Manual_Teoria_ArcGIS92_VBCyJLVG.pdf

Consulta, Edición y Análisis Espacial Con ArcGis 9.2. Tomo II: Ejercicios.

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Junta de Castilla y León

http://www.gabrielortiz.com/descargas/2008_Manual_Ejercicios_ArcGIS92_VBCyJLVG.pdf

http://www.gabrielortiz.com/descargas/2008_Datos_Ejercicios_ArcGIS92_CyL.rar

Tutoriales y ejercicios de Arc Gis

Universidad de Yale

http://www.library.yale.edu/MapColl/gis_workshop_materials.html

Biblioteca de ayuda de ArcGIS

ArcGIS Resource Center

http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help/#/na/00r90000001n000000/

Manual Básico de HEC-GeoRAS 10 (3ª edición)

Laboratorio de Urbanismo y Ordenación del Territorio

Universidad de Granada

http://www.urbanismogranada.com/administrador/archivos/17_04_13_manualHec

GeoRASv3_2013.pdf

Procesamiento de datos LiDAR con ArcGIS Desktop 10

Universidad Complutense de Madrid

Facultad de Geografía e Historia

http://eprints.ucm.es/13981/1/Procesamiento_LIDAR_ArcGIS10.pdf

Manual de G-Map en el entorno gvSIG

Tragsa-Junta de Andalucia

http://www.juntadeandalucia.es/agriculturaypesca/portal/export/sites/default/co

mun/galerias/galeriaDescargas/cap/agricultura-ganaderia/agricultura/produccin-

agricola/gps/Manual_GMap-gvSIG_1.9.pdf

Tutoriales varias herramientas ArcGis: Spatial Analyst, 3D Analyst, Geoestadistica con

ArcGis, Edición con ArcGis, Modelbuilder, Hidrología con ArcGis, Geodatabase y

topología, Geoprocesamiento, Shape y proyecciones

http://www.aguaysig.com/

Servidor de descarga de herramientas ETGeoWizards y ET GeoTools que facilitan y

hacen más operativo el uso de ArcGis.

http://www.ian-ko.com/

apuntes curso sig aplicado al medio ambiente curso … · en español- o gis -en inglés-) es un...

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