Delimitacin de cuencas con ArcGIS. Herramienta Hydrology de Spatial Analyst Tools

En este tutorial de ArcGis aprenders a delimitar una cuenca hidrogrfica utilizando la herramienta Hydrology de Spatial Analyst. En primer lugar, debemos contar un modelo digital de elevacin del rea de estudio, el cual se puede obtener de algn servidor gratuito o interpolar a partir coordenadas XYZ o curvas de nivel con la ayuda de la herramienta 3D Analyst.

Para ello utilizaremos la herramienta Hydrology contenida en Arctoolbox-Spatial Analyst Tools (ver artculo relacionado).

Paso 1. Fill Sinks.Con esta herramienta se rellenan las imperfecciones existentes en la superficie del modelo digital de elevaciones, de tal forma que las celdas en depresin alcancen el nivel del terreno de alrededor, con el objetivo de poder determinar de forma adecuada la direccin del flujo.Para ello a partir de Hydrology se da clic en Fill, se abre una ventana donde se debe rellenar la siguiente informacin.

Input surface raster: se selecciona el dtm que vamos a utilizar para el procesamiento, en este caso es dtm_cuencas.Output surface raster: aqu seleccionamos la ruta y el nombre del archivo de salida, por defecto le colocar el nombre Fill_dtm_cue1.Z limit (optional): indica la mxima profundidad de los sumideros que queremos rellenar. Las profundidades de sumideros o imperfecciones mayores al valor colocado en este campo no se rellenaran.En caso de dejar el campo en blanco, el programa tomar por defecto rellenar todos los sumideros, independientemente de la profundidad. Para el caso del ejemplo la dejaremos en blanco.

Como resultado se obtiene el raster denominado fill_dtm_cue1

Paso 2. Flow direction.Se define aqu la direccin del flujo buscando el camino descendente de una celda a otra.A partir de Hydrology se da clic en Flow direction, se abre una ventana donde se debe rellenar la siguiente informacin.Input surface raster: se selecciona el raster creado en el paso anterior que se denomina Fill_dtm_cue1Output surface raster: aqu seleccionamos la ruta y el nombre del archivo de salida, por defecto le colocar el nombre FlowDir_fill1.Output drop raster (optional): Es una salida opcional. El drop raster muestra la relacin entre el cambio mximo en la elevacin de cada celda a lo largo de la direccin del flujo, expresada en porcentajes. No escribimos nada en este campo.

Como resultado se obtiene el raster denominado FlowDir_fill1 (direccin de flujo)

Paso 3. Flow accumulation.Crea el raster de acumulacin de flujo en cada celda. Se determina el nmero de celdas de aguas arriba que vierten sobre cada una de las celdas inmediatamente aguas abajo de ella.A partir de Hydrology se da clic en Flow accumulation, se abre una ventana donde se debe rellenar la siguiente informacin.

Input direction raster: se selecciona el raster creado en el paso anterior que se denomina FlowDir_fill1Output accumulation raster: aqu seleccionamos la ruta y el nombre del archivo de salida, por defecto le colocar el nombre FlowAcc_flow1.Input weight raster (optional): Es una salida opcional. Output data type raster (optional): Es una salida opcional. Por defecto dejamos FLOAT

Como resultado se obtiene el raster denominado FlowAcc_flow1

Paso 4. Stream definition.En esta fase se clasifican las celdas con acumulacin de flujo superior a un umbral especificado por el usuario como celdas pertenecientes a la red de flujo. El umbral debe ser especificado como el nmero de celdas vertientes a la que se est clasificando en cada momento. Aqu se debe entrar a sopesar que valor sera el ms indicado, ya que si el valor de acumulacin es muy bajo muchos pixeles sern seleccionados como pertenecientes a la red hdrica, si por lo contrario, el valor del pixel es muy alto solo aquellos drenajes de orden alto seran definidos como red hdrica.En otras palabras, seleccionar un valor bajo del umbral significa que obtendremos afluentes pequeos en nuestra red de drenajes, en cambio un valor alto, modela los drenajes de mayor tamao. Para crear una red de corriente a partir del raster de acumulacin de flujo, se procede de la siguiente forma.a. En el men de la barra de herramienta desplegable de Spatial Analyst selecciona laCalculadora Raster.

b. Con el fin de crear una red de drenajes, tendr que especificar un umbral para la cantidad de pxeles adyacentes que constituyen una corriente. Aqu vamos a especificar un valor lmite de 20000 pxeles de acumulacin (si hay ms de 20000 pxeles que desembocan en l se parte de la red de corriente). c. En la calculadora raster escribimos la expresin siguiente:stream_Red = con([FlowAcc_flow1] > 20000, 1)

Clic en Evaluate y como resultado se obtiene el raster stream_Red(red de flujo) que se muestra a continuacin.

Paso 5. Stream Link.Divide el cauce en segmentos no interrumpidos. Es decir, que dichas secciones en las que se divide el recorrido del flujo sern segmentos que conectan dos uniones sucesivas, una unin y un punto de desague o una unin y una divisin del rea de drenaje. Para ello se procede de la siguiente forma.Clic en Hydrology, luego en Stream Link, en la ventana que aparece se debe rellenar los siguientes campos.Input stream raster: se selecciona el raster streamRed creado en el paso anterior.Input flow direction raster: Se selecciona el raster de direccin de flujo, denominado flowdir_fill1 creado en el paso 2.Output raster: aqu seleccionamos la ruta y el nombre del archivo de salida, le colocaremos el nombre StreamLink1.

Despus de dar clic en OK, se obtiene el siguiente mapa.

Paso 6. Stream Order.Crea un raster del orden de las corrientes. Para ello se usan dos mtodos:En el mtodo Strahler, el orden de la corriente se incrementa cuando se cruzando dos drenajes del mismo orden. Dos drenajes de diferentes ordenes no se traducir en un aumento del orden de la siguiente corriente.En el mtodo Shreve los rdenes de corrientes son aditivos.El procedimiento es el siguiente: Clic en Hydrology, luego en Stream Order, en la ventana que aparece se debe rellenar los siguientes campos.Input stream raster: se selecciona el raster stream_red creado el paso 4.Input flow direction raster: Se selecciona el raster de direccin de flujo, denominado flowdir_fill1 creado en el paso 2.Output raster: aqu seleccionamos la ruta y el nombre del archivo de salida, le colocaremos el nombre Stream_order.Method of stream ordering (optional). Se selecciona el mtodo STRAHLER.

El resultado es el siguiente.

Paso 7. Stream Feature.Crea un shape de drenajes. El procedimiento es el siguiente: Clic en Hydrology, luego en Stream Feature, en la ventana que aparece se debe rellenar los siguientes campos.

Input stream raster: se selecciona el raster stream_red creado el paso 4.Input flow direction raster: Se selecciona el raster de direccin de flujo, denominado flowdir_fill1 creado en el paso 2.Output polyline feature: aqu seleccionamos la ruta y el nombre del archivo de salida, le colocaremos el nombre Stream20000.

Clic en OK, Obtenemos o siguiente.

Paso 8. Feature Vertice To Point.Esta herramienta permite determinar los puntos donde se cortan cada uno de los drenajes, es decir convierte los vrtices a punto. Podemos determinar un punto al inicio, la mitad o al final de cada tramo de corriente, para este caso nos interesan los puntos finales que es donde hay acumulacin de flujo y es el punto importante para determinacin de las cuencas. Para ello seguimos los siguientes pasos.Vamos a ArcToolsbox, luego Data Management tools, seguido de Feature y finalmente Feature Vertice to Point.

Aparece una ventana donde se debe rellenar la siguiente informacin.Input Feature: introducimos el shape de la red de drenaje creada en el paso 7 (Stream20000).Output Feature Class: aqu seleccionamos la ruta y el nombre del archivo de salida, le colocaremos el nombre vertToPoint.shape.Point Type (optional): Seleccionamos la opcin END que agregar los puntos al final de cada tramo de corriente.

Como resultado obtenemos lo siguiente.

Paso 9. Watershed Delineation.Delinea una subcuenca por cada uno de los segmentos de cauce definidos en el paso anterior. Se procede de la siguiente forma: Clic en Hydrology, luego en Watershed Delineation, en la ventana que aparece se debe rellenar los siguientes campos.Input flow direction raster: se intruduce el raster de direccin de flujo creado en el paso 2, denominado FlowDir_fill1.Input raster or feature pour point data: se introduce el shape de puntos creado en el paso anterior vertToPoint.Pour point fiel (optional): Dejamos la opcin por defecto (ARCID).Output raster: La ruta y el nombre del archivo salida, le damos el nombre Watershed

Finalmente obtenemos la delimitacin de las cuencas.Le cambiamos la simbologa y se obtiene lo siguiente. En total salieron 341 cuencas, si no queremos tantas o queremos modelar cuencas principales o ms grandes, en el paso 5 colocamos un nmero mayor de celdas.

La creacin de la red de drenaje y delimitacin de cuencas, tambin se puede implementar a travs del Modelbuider que ha explicado con anterioridad, mas adelante lo veremos.

Delimitacin de cuencas hidrograficas con hydrology de Spatial Analyst y Modelbuilder

En artculos anteriores se habl sobre la automatizacin de los procedimientos en ArcGIS mediante Modelbuilder y la delimitacin de cuencas con hydrology de Spatial Analyst.En este artculo combinaremos estas dos herramientas para realizar un modelo automatizado para delimitar esas cuencas a partir de un modelo digital de elevaciones, el cual se podr seguir utilizando las veces que queramos. ..lo que necesitamos 1. El insumo principal es el modelo digital del terreno que ya hemos dicho como se obtiene (descargarlo de un servido o interpolando datos puntuales).2. Lo siguiente es agregar las sub-herramientas que vienen con Hydrology de la extensin Spatial Analyst, las cuales son las siguientes:HerramientaDescripcinEntradas necesariasArchivo de salida

MDEInsumo para el clculoMDE

FillCorrige el modelo digital de elevacinMDEMDE corregido

Flow DirectionCalcula el raster de direccin de flujoMDE corregidoDireccin de flujo

Flow AccumulationCalcula el flujo acumulado en una celdaDireccin de flujoAcumulacin de flujo

Single Output Map Algebra (se agrega de Algebra de mapas)Calcula el raster de corrientes a partir de la acumulacin del flujo y la especificacin de un nmero de celdas que queremos que conformen la corriente (esto fue explicado en ms detalle en el artculo anterior).Acumulacin de flujoRed de drenaje

Stream LinkDivide los drenajes creados, en segmentos continuos a partir del raster de corrientes y la direccin de flujoRed de drenaje Direccin de flujoDrenaje segmentado

Stream OrderCrea un raster del orden de las corrientesRed de drenaje Direccin de flujoOrden de los drenajes

Stream FeatureCrea un shape de drenajes a partir de la direccin de flujo y el raster de corrientesRed de drenaje Direccin de flujoShape de la red de drenaje

Feature Vertice To Point (se agrega Data Management tools)Permite determinar los puntos a partir del raster de corrientesShape de la red de drenajeVrtices de los drenajes

WatershedPermite la delineacin de las cuencasDireccin de flujo Vrtices de los drenajesCuencas

Paso 1.Para empezar damos clic derecho sobre arcToolbox y seleccionar la opcin New Toolbox, para agregar una nueva barra de herramientas a la que le damos el nombre de ModelCuencas.

Damos clic derecho sobre modelCuencas y seleccionamos la opcin New seguido de model, aparece la siguiente ventana

Paso 2Damos clic derecho sobre la ventana de ModelBuilder, elegimos la opcin Create Variable

De la ventana que aparece seleccionamos y agregamos un Raster Dataset

El resultado es el siguiente

Paso 3En adelante, de ArcToolbox nos vamos a Spatial Analyst Tools para luego seleccionar Hydrology y arrastramos las herramientas: Fill, Flow Direction, Flow Accumulation, Stream Link y Watershed.De Data Management tools nos vamos a Feature y arrastramos Feature Vertice To Point De Spatial Analyst Tools nos vamos a Map Algebra y seleccionamos Single Output Map Algebra (Algebra de mapas) El resultado ser el siguiente.

Paso 4Ahora, con la herramienta Add Conection conectamos las herramientas y salidas agregadas

Se ver de la siguiente forma

Paso 5Damos clic derecho sobre cada una de las entradas y las salidas (estoy hablando de las elipses); del men que aparece seleccionamos las opciones Model Parameter y Add To Display, el resultado se muestra en la siguiente figura.

Como pueden ver, aparece una P junto a estos elementos que indica que son "parmetros" del modelo que se puede ajustar en tiempo de ejecucin. Paso 6Ahora ingresamos modelo digital de elevaciones con que queremos trabajar y los parmetros en la herramienta Single Output Map Algebra. Procedemos de la siguiente formaDamos clic derecho sobre Raster layer y seleccionamos la opcin Open.

Aparece una ventana en la que debemos buscar o asignar el Raster con el que queremos trabajar, en este caso asign dtm_cuencas.

Una vez seleccionado el archivo raster que alimenta el modelo; algunas de las herramientas agregadas al modelo se activarn cambiando de color.

Paso 7Para que las dems salidas y herramientas se activen, damos clic derecho sobre el cuadro de la herramienta llamada Single Output Map Algebra y seleccionamos la opcin Open, se mostrar una ventana en la que especificamos el tamao mnimo de las celdas que abarca la cuenca, en este caso escribiremos Con([Output accumulation raster] > 20000, 1).Nota: Output accumulation raster es la salida que se obtiene despus de aplicar la herramienta Flow Accumulation, se debe tener cuidado con este dato, pues de lo contrario el modelo no funciona.

Damos clic en OK y obtenemos el resultado es el siguiente.

Paso 8Damos clic derecho sobre el cuadro de la herramienta Feature Vertice To Points y seleccionamos la opcin Open, en la ventana que aparece y en campo Point Type (optional) seleccionamos la opcin END.

El modelo se ver de la siguiente forma.

Paso 9Ahora le indicamos al modelo la ruta donde deben ser guardados los resultados, para ellos: Seleccionamos el cuadro de la herramienta Fill y damos clic derecho; seleccionamos la opcin Properties

Aparece la siguiente ventana, activamos la opcin General Settings.

Despus de dar clic en el bot Values, se mostrar la siguiente ventana.

Seleccionamos la opcin General settings, se desplegar una serie de opciones en las cuales debemos llenar Current Workpace y Scratch Workspace con la ubicacin de la carpeta donde queremos guardar los resultados.

Paso 10Finalmente ejecutamos el modelodespus de unos minutos obtenemos el siguiente resultado.

Quiz parezca un poco laborioso construir el modelo, sin embargo la ventaja que nos proporciona es que lo podemos seguir utilizando cuantas veces queramos. Al modelo se le podra cambiar el nombre de los archivos de salida, quedara como se muestra.

Delimitar una cuenca hidrogrfica en ArcGIS En : noviembre 3, 2011 En : SIG, Top - 78 ComentariosAnteriormente haba presentado el procedimiento para delimitar una cuenca hidrogrfica de forma automtica, pero el inconveniente es que ArcGIS interpreta a su criterio de acuerdo al tamao del pixel de celda que se establezca (tambin es necesario conocer cuales son los parmetros para delimitar una cuenca), ahora vamos a ver como delimitar de forma automtica una microcuenca determinada por el usuario (descargar ejercicio de prctica).

Recordando que para delimitar una cuenca hidrogrfica se procede a determinar el punto de desfogue o drenaje de la cuenca e ir dibujando el permetro de acuerdo a la lnea divisoria de aguas (previamente cargadas las curvas de nivel o relieve y la red hidrogrfica).En caso de no contar con un DEM, crear un TIN a partir de curvas de nivel y transformarlo en rster (de preferencia tipo GRID).Una vez que se ha cargado el DEM, desde al ArcToolbox vamos hacer uso de las siguientes herramientas siguiendo la siguiente secuencia:Eliminar imperfecciones (huecos y sumideros) del rster con la herramienta Fill.ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill

Establecer la direccin del flujo hidrolgico de la pendiente con la herramienta Flow Direction.ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Direcction

Determinar la acumulacin del flujo de las celdas que fluyen hacia cada celda descendiendo sobre la pendiente por medio de la herramienta Flow Accumulation.ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Accumulation

Si todo marcha correcto debemos tener un rster como se muestra en la siguiente imagen.

Ahora vamos a construir automticamente la red hdrica por medio de un condicional (esto depende del tamao del rster en Input true raster or constant value colocar la unidad 1, sealar directorio de salida, ahora es muy importante en Expression usar la expresin value > 400, este valor depende del tamao del pixel y del rster, mientras ms grande sea la microcuenca se debe usar un valor mayor, otra opcin es usar Raster Calculator) con la herramienta Con, es decir el condicional permite clasificar las celdas con acumulacin de flujo superior a un umbral especificado por el usuario, por ejemplo al ingresar un valor bajo como resultado mostrar afluentes pequeos de la red de drenaje, pero mientras ms alto sea el valor se obtendr la red de drenaje de mayor tamao.ArcToolbox > Spatial Analyst > Conditional > Con

Como siguiente paso generar un vector entre el resultado de los rsters de la acumulacin de flujo y el condicional con, con ayuda de la herramienta Stream to Feature.ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Stream to Feature

El siguiente paso determinar el punto de desfogue o drenaje de la microcuenca, esto se puede hacer creando un shapefile tipo punto, luego interpolarlo con un modelo de elevacin digital (TIN o DEM) para obtener sus coordenadas en tres dimensiones.ArcToolbox > 3D Analyst Tools > Functional Surface > Interpolate Shape

Para culminar con la herramienta Watershed usar el rster creado con Flow Direction y el punto de desfogue interpolado.ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Watershed

Finalmente para obtener el polgono de la microcuenca tan solo basta en convertir el rster a shapefile tipo polgono.ArcToolbox > Conversion Tools > From Raster > Raster to PolygonEl resultado de la delimitacin de la microcuenca se muestra en la siguiente imagen.

Para mayor comprensin de la metodologa usada en este ejercicio, se recomienda visualizar el siguiente Videotutorial.Otro aspecto de gran relevancia es determinar los rdenes de corriente de una cuenca hidrogrfica de forma automtica, ArcGIS lo permite hacer por el mtodo de Stralher o Shreve, para obtener un resultado como el de la siguiente imagen, se lo puede hacer a travs de las herramientas Stream Link y Stream Order.

http://acolita.com/delimitar-automaticamente-micro-cuenca-hidrografica-especifica-en-arcgis/

Los programas imprescindibles/necesarios ya sean de seguridad, entretenimiento o trabajo para m son estos:

1.- SEGURIDAD -Un antivirus: Panda -Un antispyware: Spybot Search & Destroy http://spybot-search-destroy.softonic.co... -Un firewall: El que viene con Windows.

2.- OFIMATICA -Un paquete de Office: El de Microsoft Office -Un educativo: La Encarta.

3.- ENTRETENIMIENTO -Un reproductor de audio/video: El Reproductor de Windows Media 11. -Uno de intercambio de archivos P2P: Emule. http://www.emule-project.net/home/perl/g... -Un descompresor de archivos: El WinRAR. http://www.winrar.es/descargas?PHPSESSID... -Grabacin de CD/DVD: Nero Start Smart. -Uno de mensajera instantnea: Windows Live Messenger. http://windows-live-messenger.softonic.c...

4.- OTROS -Un navegador: Internet Explorer 7 o Firefox. -Para poder ver los videos en Internet: Macromedia Flash Player. http://www.adobe.com/shockwave/download/... -Un visualizador de archivos de formato PDF: Adobe Reader 8. http://www.adobe.com/es/products/acrobat... -Accesorios necesarios: Grabadora de sonidos, Calculadora, Paint.

Mozilla FirefoxHasta hace algunos aos atrs si se quera citar algn explorador, solo venia a la mente el internet explorer (algunos recordaran que tambin estaba el netscape), pero de un tiempo a esta parte Mozilla Firefox se ha ganado una gran legin de seguidores a travs de la red que ven en este navegador una buena alternativa. Es rpido, visualmente es muy amigable y simple, se le puede aadir extensiones segn se requiera para hacerlo mas productivoLINK | DescargaOpen Office.La alternativa al conocido Microsoft Office. La suite de open office contiene Hoja de calculo (OpenCalc) , procesador de texto (OpenWritter), un programa para realizar tus presentaciones (OpenImpress), y hasta un manejador de base de datos (OpenBase). Y lo bueno de esta aplicacin es que es compatible con los documentos de Microsoft Office (No hay ningn problema si tienes instalado los dos programas)LINK | DescargaAVGun buen antivirus gratuito. creo que esa frase lo resume todo. Ya hemos comentado acerca de como puedes descargarlo en instalarloen tu PC e incluso tambin hemos hecho un tutorial de como actualizarlo sin necesidad de haberlo instalado en una maquina con conexin a internet. Una de las ventajas principales del AVG es que se actualiza constantemente.LINK | DescargaLINK | Archivos de ActualizacinAdobe ReaderSeguramente han oido hablar de los pdf (portable document format). En la red hay muchos documentos o formularios en este formato, y es asi que necesitamos de este programa para poder leer este tipo de archivos.El archivo instalador pesa algo de 25 megas , asi que hay que tener un poco de paciencia mientras baja. Eso si, algo a tener en cuenta antes de descargar el archivo es que nos muestra una opcin para instalar el McAfee Security Scan Plus. La opcin viene ya activada asi que si no deseamos instalar el McAfee quitemosle el "chek" para evitarnos sorpresas.LINK | DescargaWinampEste fue probablemente uno de los primeros programas que use hace aos para reproducir musica en mi PC. En la actualidad hay muchos otros programas que te ofrecen este servicio con una cantidad de mejoras. Pero por que recomendar justamente este?, el winamp aparte de consumir pocos recursos de la PC tiene muchas ventajas, es mas, recomendara descargar la versin 2.5 (ahora estn en la 5.5) pues esta a diferencia de las otras es la nica que nos puede generar un archivo en html de la lista de todas las canciones que tengamos en el reproductor en ese momento.LINK | DescargaCCLeaner Una muy til herramienta para eliminar todos aquellos archivos que estn en nuestro disco duro y que ya no necesitamos, como los temporales que generan los exploradores de internet, los archivos de la papelera de reciclaje, archivos temporales que genera el sistema operativo, etc.. muy sencillo de usar.Para bajarte el Ccleaner seguir el siguiente enlace :LINK | DescargaAdobe Flash PlayerDe la misma familia del adobe reader. para poder reproducir y ver los navegadores las diferentes animaciones realizadas en flash.Eso si, algo a tener en cuenta antes de descargar el archivo es que nos muestra una opcin para instalar el McAfee Security Scan Plus. La opcin viene ya activada asi que si NO deseamos instalar el McAfee quitemosle el "chek" para evitarnos sorpresasLINK | DescargaK-lite codec packSi slguna vez que hayamos tratado de abrir algn video, que nos paso el primo o el amigo o el vecino y nos sali un mensaje que deca que no podemos visualizar el video por falta de algn codec bueno este programa trae la mayora de estos codecs que necesitaremos para visualizar algn tipo de video en nuestro reproductor . Soporta la mayora de formatos de video (avi, mpg, mp4, wmv, mov, flv, etc..). Muy completoLINK | Descarga7zipMuy til para comprimir y descomprimir archivos. Puede funcionar tanto con Windows xp como con Linux. Descomprime los formatos ARJ, CAB, CHM, CPIO, DEB, DMG, HFS, ISO, LZH, LZMA, MSI, NSIS, RAR, RPM, UDF, WIM, XAR y Z. Puede crear sus propios archivos ejecutables. A diferencia de sus competidores winzip y winrar este programa es totalmente gratuito. En el enlace podremos encontrar dos archivos de instalacin dependiendo si tu S.O. es de 32 o de 64 bits.LINK | Descargaespero que estos programas les sean de utilidad. si alguno de ustedes conoce algn otro mas que puedan recomendar, dejen un comentario con la descripcin y el link del programa.Julio SantosNota del autor: Este articulo es una "actualizacin" de uno que hicimos en el blog anterior del programa. Hemos encontrado en la web diferentes paginas que han clonado este articulo incluso con las mismas imagenes. La gran mayoria sin citar la fuente.

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