MANUAL DEL ARCGIS PARA LA HIDROLOGÍA - RESULTADO
Introducción La tecnología que no es compartida, se pierde, para ello se ha realizado un resumen de las aplicaciones de ARCGIS para la hidrología, el cual es un software en el Sistema De Información Geográfica, el cual nos permite la captura, edición, análisis, tratamiento, diseño, publicación e impresión de información geográfica. Los estudios hidrológicos en particular requieren del análisis de cuantiosa información hidrometereológica; esta información puede consistir de datos de precipitación, caudales, temperatura, evaporación, etc. Los datos recopilados solo presentan una infromacion en bruto, pero si estos son organizados y analizados de forma adecuada, proporcionan al hidrólogo una herramienta de gran utilidad, que le permite tomar decisiones en el diseño de estructuras hidráulicas. Para realizar los cálculos, los hidrólogos tienen que enfrentarse a una serie de problemas, debido a que: El procesamiento de la información que se tienen que realizar son bastante laboriosos. Las ecuaciones que se tienen que solucionar, en la mayoría de los casos son muy complejas, y para su solución se requiere del uso de métodos numéricos. Las simulaciones que se realizan manualmente consumen mucho tiempo, debido a los cálculos que se requieren. Por lo laborioso del proceso de la información y de los cálculos se puede incurrir en errores, por lo que se requiere de un software que brinde al hidrólogo de una herramienta que le permita simplificar todos estos procesos, e inclusive permitirle simular sus resultados, permitiendo con esto optimizar su diseño. Con este software podremos realizar:
- Aquí ponen el titulo de todos los de negrita de abajo - Tu -
Delimitación de cuencas con ArcGis:
Herramienta Hydrology de Spatial Analyst Tools: La herramienta Hydrology nos permite ladelimitación de cuencas de una manera ágil y sencilla.
Agregan imágenes falta (esto lo pueden sacar de los videos de youtube http://www.youtube.com/watch?v=CZb0phYbqKU capturan la imagen y comentan como los demás) Además sacan más info como la que estuve colocando por aquí.
Análisis Morfométrico de una cuenca Aquí se ve cómo hacer un estudio hidrológico paso a paso, desde el análisis morfométrico hasta la determinación de caudales máximos y mínimos. Las características físicas de una cuenca son elementos que tienen una gran importancia en el comportamiento hidrológico de la misma. Dichas características físicas se clasifican en dos tipos según su impacto en el drenaje: las que condicionan el volumen de escurrimiento como el área y el tipo de suelo de la cuenca, y las que condicionan la velocidad de respuesta como el orden de corriente, la pendiente, la sección transversal, etc. Existe una estrecha correspondencia entre el régimen hidrológico y dichos elementos por lo cual el conocimiento de éstos reviste gran utilidad práctica, ya que al establecer relaciones y comparaciones de generalización de ellos con datos hidrológicos conocidos, pueden determinarse indirectamente valores hidrológicos en secciones de interés práctico donde falten datos o donde por razones de índole fisiográfica o económica no sea factible la instalación de estaciones hidrométricas. 1. Parámetros generales de una cuenca Constituyen la información mínima que debemos conocer para formarnos una primera idea de la naturaleza y comportamiento de una cuenca. Son el área, longitud, perímetro, ancho y desnivel altitudinal. El área de la cuenca sirve de base para la determinación de otros elementos; por lo general los caudales crecen a medida que aumenta el área de la cuenca; el crecimiento del área actúa como un factor de compensación de modo que es más común detectar crecientes instantáneas y de respuesta inmediata en cuencas pequeñas que en las grandes cuencas. La longitud, L, de la cuenca puede estar definida como la distancia horizontal del río principal entre un punto aguas abajo (estación de aforo) y otro punto aguas arriba, donde la tendencia general del río principal corte la línea de contorno de la cuenca. El ancho se define como la relación entre el área (A) y la longitud de la cuenca (L), y se designa por la letra W. De forma que: W =A/L El Desnivel altitudinal (DA), es el valor de la diferencia entre la cota más alta de la cuenca y la más baja (DA=HMax-Hmin). Siguiendo el criterio de investigadores como Ven Te Chow, se pueden definir como Cuencas Pequeñas aquellas con áreas menores a 250 km2, mientras que las que poseen áreas mayores a los 2500 km2, se clasifican dentro de las Cuencas Grandes. 2. Parámetros que caracterizan la forma de la cuenca La forma de una cuenca es determinante de su comportamiento hidrológico (cuencas con la misma área pero de diferentes formas presentan diferentes respuestas hidrológicas – hidrogramas diferentes por tanto- ante una lámina precipitada de igual magnitud y desarrollo), de ahí que algunos parámetros traten de cuantificar las características morfológicas por medio de índices o coeficientes. Los parámetros de forma principales son: Coeficiente de Gravelius y Rectángulo equivalente y coeficiente de Horton.
Índice de Compacidad o de GRAVELIUS. Está definido como la relación entre el perímetro P y el perímetro de un círculo que contenga la misma área A de la cuenca hidrográfica:
La razón para usar la relación del área equivalente a la ocupada por un círculo es porque una cuenca circular tiene mayores posibilidades de producir avenidas superiores dada su simetría. Sin embargo, este índice de forma ha sido criticado, pues las cuencas en general tienden a tener forma de pera. Factor de forma adimensional de HORTON. Horton ha sugerido un factor adimensional de forma designado como “Rf” que puede deducirse a partir de la ecuación siguiente:
Rf factor adimensional de forma de Horton
A área de la cuenca
Lb longitud de la cuenca, medida desde la salida hasta el límite, cerca de la cabecera del cauce principal, a lo largo de una línea recta Este índice de Horton ha sido usado frecuentemente como indicador de la forma del Hidrograma Unitario.
3. Parámetros que caracterizan el relieve de la cuenca Curva hipsométrica. La curva hipsométrica representa el área drenada variando con la altura de la superficie de la cuenca. Se construye llevando al eje de las abscisas los valores de la superficie drenada proyectada en km2 o en porcentaje, obtenida hasta un determinado nivel, el cual se lleva al eje de las ordenadas, generalmente en metros. Las curvas hipsométricas también han sido asociadas con las edades de los ríos de las respectivas cuencas.
Histograma de frecuencias altimétricas. Es la representación de la superficie, en km2o en porcentaje, comprendida entre dos niveles, siendo la marca de clase el promedio de las alturas. De esta forma, con diferentes niveles se puede formar el histograma. El diagrama de barras puede ser obtenido con los mismos datos de la curva hipsométrica. Realmente contiene la misma información de ésta, pero con una representación diferente, y da una idea probabilística de la variación de la altura en la cuenca. Altura media de la cuenca (H). La altura media, H, es la elevación promedia referida al nivel de la estación de aforo de la boca de la cuenca. Pendiente media de la cuenca. La pendiente media constituye un elemento importante en el efecto del agua al caer a la superficie, por la velocidad que adquiere y la erosión que produce. Se calcula como media ponderada de las pendientes de todas las superficies elementales de la cuenca en las que la línea de máxima pendiente se mantiene constante.
Scuenca= pendiente media de la cuenca
Li= Longitud de cada una de las curvas de nivel (km)
E= Equidistancia de las curvas de nivel (km)
A= Área de la cuenca (km2)
Pendiente Media del cauce principal. En general, la pendiente de un tramo de río se considera como el desnivel entre los extremos del tramo, dividido por la longitud horizontal de dicho tramo, de manera que:
Perfil altimétrico del cauce principal. El perfil altimétrico es simplemente el gráfico de altura en función de la longitud a lo largo del río principal.
Con base en la forma del perfil altimétrico del río, se pueden inferir rasgos generales de la respuesta hidrológica de la cuenca en su expresión de la hidrógrafa, o sea, la variación del caudal con el tiempo. También los perfiles se usan para estudios de prefactibilidad de proyectos hidroeléctricos, producción de sedimentos, ubicación de posibles sitios susceptibles de avalanchas, etc. Generalmente, cuencas con pendientes altas en el cauce principal tienden a tener hidrógrafas más picudas y más cortas que cuencas con pendientes menores.
4. Caracterización de la red de canales. Jerarquización de la red fluvial. La jerarquización permite tener un mejor conocimiento de la complejidad y desarrollo del sistema de drenaje de la cuenca. El orden se relaciona con el caudal relativo del segmento de un canal. Hay varios sistemas de jerarquización, siendo los más utilizados el de Horton (1945) y el de Strahler (1952).
Densidad de drenaje. Se calcula dividiendo la longitud total de las corrientes de la cuenca por el área total.
Para las unidades citadas, se han encontrado valores mínimos de Dd del orden de 7, valores promedios en el rango de 20 a 40 y valores máximos del orden de 400.
Valores bajos de Dd, por lo común, están asociados con regiones de alta resistencia a la erosión, muy permeables, y de bajo relieve. Valores altos son encontrados en regiones de suelos impermeables, con poca vegetación, de relieve montañoso. Los patrones de drenaje también son fuente importante de información sobre la cuenca.
Longitud del cauce principal de la cuenca con arcgis La longitud del cauce principal de una cuenca se utiliza para el tiempo de concentración, que se quizá veamos alguno de estos tutoriales. Paso 1. Nos vamos a ArcToolbox seguido de Spatial Analyst Tools luego hydrology y finalmente flow Length.
Paso 2. En la ventana que aparece indicamos el raster de dirección de flujo (flow_dir), el nombre del archivo de salida (flowlength) y la señalamos la opción DOWNSTREAM, que calcula la longitud de flujo aguas abajo que consiste en la distancia que una gota de agua viajaría para alcanzar el punto de cierre de la cuenca.
Paso 3. Como resultado obtenemos distancias desde los puntos más alejados hasta la salida de la cuenca. En este caso la distancia más larga es de 33.56 km, que sería la longitud del cauce principal de la cuenca.
Hasta el momento contamos con la siguiente información del análisis hidrológico con arcgis.
Área una cuenca con ArcGis Una vez delimitada la cuenca con la herramienta hydrology, en ArcGis podemos determinar algunos parámetros geomorfológicos como: el área, longitud, perímetro, ancho, parámetros de forma, coeficiente de compacidad y la pendiente, entre otros. Empecemos hallando el área de la cuenca. Como insumos utilizaremos la cuenca en formato Shapefile, para ver cómo se obtiene la cuenca y el shapefile, les recomiendo revisar los artículos Delimitacion de una cuenca especifica en ArcGis y Conversión de formatos con spatial Analyst.
Damos clic derecho sobre cuenca y seleccionamos la opción Open Attribute Table.
Se abre la tabla de atributos del shape.
Damos clic en el botón Options y seleccionamos Add Field.
En la ventana que aparece agregamos el nombre del campo (Name) y el tipo de dato, seleccionamos Float.
Clic en Ok y aparece el nuevo campo en la tabla.
Damos clic derecho sobre el campo agregado y elegimos Calculate Geometry.
Aparece una ventana donde rellenamos la siguiente información.
Property: Indicamos área
Coordinate System: Indicamos el sistema de coordenadas adecuado, en esta caso dejo los datos por defecto.
Units: Seleccionamos Square Kilometer, también tenemos hectáreas o metros cuadrados
Finalmente obtenemos el siguiente resultado.
Procediendo de la misma forma, es decir creando el campo Perímetro y aplicandoCalculate Geometry, se puede determinar el perímetro de la cuenca.
Pendiente media de una cuenca con ArcGis: Siguiendo con los parámetros morfológico de una cuenca, sigue la determinación de la pendiente media de la cuenca, para ello utilizaremos un modelo digital de elevaciones. En primer lugar, a partir del MDE obtenemos el mapa de pendientes tal como se explica en este artículo Operaciones con el módulo de Spatial Analyst de ArcGis. Surface Analysis y seguido aplicamos la estadística zonal para obtener la pendiente media de la cuenca. Los insumos a utilizar son los siguientes: shape de la cuenca, Modelo digital de elevaciones,
Paso 1. Obtención del mapa de pendientes. Utilizamos la función Slope que nos permite realizar un mapa de la variación de la pendiente del terreno.
Para ello damos clic en la herramienta Spatial Analyst seguido de Surface Analysis y finalmente Slope.
Aparece una ventana, donde se debe rellenar la siguiente información
Input surface: seleccionamos el Raster al cual queremos hacerle el contorno, en nuestro caso es dtm_estudio.
Output measurement: las unidades de medida de la pendiente (grados o porcentaje). Elegimos porcentaje.
Z factor: El factor de exageración de la altura, en este caso dejaremos 1.
Output cell Size: Tamaño de la celda del mapa de salida, por defecto aparece el mismo tamaño del raster de entrada. Este dato se deja igual. Output raster: seleccionamos la ruta y el nombre con que se quiere guardar el shape creado, en este caso le daremos el nombre “Pendiente”. El resultado es el siguiente.
Después de pulsar Ok se obtiene el siguiente resultado.
Paso 2. Aplicación de estadística zonal. Como se explicó en el artículo Funciones Zonales en ArcGis. Pendiente media de una línea, nos vamos a Sptial Analystseguido de Zonal Statistics. En la ventana Zonal Statistics rellenamos lo siguiente:
Zone dataset: el nombre del archivo que delimita las zonas. En este casoCuenca
Zone field: dejamos ARCID
Value raster: El raster al cual le vamos a aplicar la estadística zonal. En este caso de trate de “pendiente”
Output table: indicamos el nombre de la tabla con que se guardará el resultado. En este caso será Estadística.
Chart statistics. Si esta activada nos mostrará un gráfico con los resultados. La desactivamos
Join ouput table to zone later. Permite crear un join e incorporar los cálculos a la tabla del archivo que delimita las zonas (Cuenca).
Clic en Ok y obtenemos la tabla con los resultados. En este caso nos interesa la pendiente media de la cuenca que es el parámetro que necesitamos.
Altura media de una cuenca con ArcGis: Ya hemos visto como calcular la pendiente media de una cuenca utilizando funciones zonales de la herramienta Spatial Analyst que viene con ArcGis, en esta ocasión utilizaremos esta misma función pero para calcular la altura mínima, máxima y media de una cuenca. Para explicar el procedimiento debemos contar con un modelo digital de elevaciones (MDE) y un shape con las cuencas delimitadas ya sea a través de la herramienta Hydrology del ArcGis.
De la herramienta Spatial Analyst seleccionamos Zonal Statistics.
En la ventana Zonal Statistics rellenamos lo siguiente: 1. Zone dataset: el nombre del archivo que delimita las cuencas. En este caso Catchment 2. Zone field: dejamos Hydroid o el campo que identifica las cuencas. 3. Value raster: El raster al cual le vamos a aplicar la estadística zonal. En este caso se trata de “dtm_cuencas” que es el raster que contiene las alturas de la zona. 4. Output table: indicamos el nombre de la tabla con que se guardará el resultado. En este caso será alturascuenca. 5. Chart statistics. Si esta activada nos mostrará un gráfico con los resultados. Le decimos que no 6. Join ouput table to zone later. Permite crear un join e incorporar los cálculos a la tabla del archivo que delimita las zonas (Catchment). En este caso le diremos que nos haga un join.
Clic en Ok y obtenemos la tabla con los resultados. Podemos ver el valor máximo, mínimo y la media entre otros.
En la figura anterior observamos una serie de parámetros que se calculan, entre ellos la mínima altura (MIN), la máxima altura (MAX) y la altura media (MEAN).
Si abrimos la tabla de atributos de Catchment, vemos que estos datos se unieron a este shape, porque activamos la opción Join ouput table to zone later en el momento de aplicar la función Zonal Statistics.
Corrigiendo un DTM con la Calculadora raster: En el articulo Interpolar con Topo to Raster en ArcGis, habíamos visto que el raster de salida contiene datos negativos, esto constituye un error, pues se trata de un raster de iso-espesores. Por este motivo debemos corregir el archivo de salida y para ellos utilizaremos la calculadora raster .
Le debemos decir a Arcgis, a través de un condicional que elimine aquella parte del raster donde este es negativo. Esto lo logramos a través del siguiente condicional: espq_corr = CON([espq]> 0, [espeq, 0)] Estamos indicando que se cree un nuevo raster llamado “espq_corr” que cumpla lo siguiente: donde [espq] es mayor que cero (0) le asigne el mismo valor que tiene [espq], en caso contrario (es decir donde sea negativo) le asigne un valor de cero. Para ejecutar la calculadora raster, vamos Spatial Analyst y luego Raster Calculator ; aparece una ventana donde escribimos la expresión: espq_corr = CON([espq]> 0, [espeq, 0)]
Después de dar clic en Evaluate, obtenemos finalmente lo siguiente.
Estimacion de caudales medios con ArcGis Para el presente Post me debo referir al artículo “Estimación de Caudales Medios y Extremos en Colombia combinando balances hídricos y Teoría de Escalamiento” (Poveda Et Al). En este artículo se indica que: En Hidrología, el balance de agua para un volumen de control o una cuenca viene dado por la siguiente ecuación.
Donde:
S(t): Representa el almacenamiento de agua en la columna de suelo;
P(t): Es la tasas de precipitación
Es(t). Es la evaporación real
Rq(t) representa la escorrentía total (constituida por la escorrentía superficial a la salida de la cuenca y la escorrentía neta lateral subterránea). Si integramos la ecuación anterior en un intervalo de tiempo largo (T), de tal manera que los cambios en los almacenamientos S sea despreciable
Obtenemos lo siguiente
Donde
PP: Precipitación promedio anual multinanual en mm/año
EEs: Evapotranspiración real en mm/año
RRq: Escorrentía promedio a largo plazo en mm/año.
Dado que S varia poco mientras que el tiempo aumenta, el primer termino de la ecuación anterior tiende a cero, por tanto obtendremos lo siguiente.
Esta ecuación es una aproximación que supone que el cambio en la cantidad almacenada en el suelo y en la atmosfera, en el largo plazo, es despreciable respecto a los demás términos. De acuerdo a los autores(Poveda eta all., 2007), la aproximación conduce a errores que son de menor orden que los errores en la medición de cada una de las componentes (P, E y R), por lo cual se puede usar en para estimar la escorrentía. Esto requiere entonces la estimación de la lluvia y la evapotranspiración real. La ecuación anterior se puede convertir en caudal si multiplicamos por el área, si tenemos unidades uniformes, por ejemplo: escorrentía, precipitación y evapotranspiración real en m/año y el área en m² obtendríamos el caudal en m³/año
Aplicando la ecuación del balance hídrico a largo plazo en ArcGis con archivos raster, podríamos obtener el caudal medio de una cuenca a través de la siguiente ecuación:
P(x,y) es la precipitación que recibe el punto (x,y) en el período considerado, E(x,y) es la lámina de agua que se pierde por evapotranspiración en el punto (x,y) en el mismo período, y dA es un diferencial de área de la cuenca. Esta ecuación se soluciona de forma discreta en los píxeles al interior de la cuenca, es decir se calcula la producción media de escorrentía que se produce en cada píxel del mapa que representa la región, y luego se suma el resultado según el procedimiento de agregación de variables y se obtiene el mapa de caudales medios.
Para aplicación de esta metodología en ArcGis, debemos contar con un raster de Precipitación, de Evaotranspiración real y el raster de área de la cuenca y hacer las operaciones con Raster Calculator.
Calculando caudales medios en ArcGis: Retomando el análisis hidrológico hablado en el artículo Estimación de caudales medios con ArcGis, veamos como obtenemos un mapa de caudales en ArcGis. Para ello necesitamos los siguientes archivos Raster de evapotranspiración real. Raster de precipitación anual multianual (elaborado con más de 20 años). Raster de la cuenca cuyo campo “Value” almacene el área de cada celda del raster de la cuenca (o simplemente tener el valor del área de cada celda). Para cada celda del raster realizaremos la siguiente operación
Dado que la precipitación y la evaporación real generalmente se mide en mm/año, el área en m² y el caudal se desea en m³/s, debemos utilizar un factor de conversión para tener unidades homogéneas. Luego la ecuación anterior quedará del siguiente modo.
Vamos a Spatial Analyst y seleccionamos Raster Calculator.
En la ventana de la calculadora raster, escribimos la siguiente expresión: QML = (1 / 31536000000) * [AreaCelda] * ([ppam] - [etr].
Despeus de presionar Evaluate… obtenemos el raster de caudal en m³/s para cada celda.
Ahora con la ayuda del shape de la cuenca (Cuenca) que vemos en la parte superior, realizamos una Estadística Zonal para determinar el caudal medio de la cuenca. Vamos a Spatial Analyst y elegimos la opción Zonal Statistics…
En la ventana que aparece rellenamos la siguiente información:
Zonal dataset: elegimos el shepe de polígono de la cuenca. En este caso se denomina “cuenca”
Zonal fiel: Elegimos el campo “Value”
Value raster: elegimos el raster al cual le queremos realizar la estadística zonal, en teste caso se denomina QML
Output table: Indicamos la ruta y el nombre con el que guardaremos la tabla.
Botón OK y obtenemos el caudal medio a largo plazo de la cuenca almacenado en el campo resaltado en azul.
Perimetro de una cuenca con ArcGis: Siguiendo con los parámetros morfológico de una cuenca, en este artículo calcularemos el perímetro. El proceso es similar al cálculo del área de la cuenca. Como insumo utilizaremos la cuenca en formato Shapefile igual que en el artículo Area de una cuenca con ArcGis.
Damos clic derecho sobre el shapefile cuenca y seleccionamos la opción Open Attribute Table.
Se abre la tabla de atributos del shape.
Damos clic en el botón Options y seleccionamos Add Field.
En la ventana que aparece agregamos el nombre del campo (Name) y el tipo de dato, seleccionamos Float.
Clic en Ok y aparece el nuevo campo en la tabla.
Damos clic derecho sobre el campo agregado y elegimos Calculate Geometry.
Aparece una ventana donde rellenamos la siguiente información
Property: Indicamos Perimetro
Coordinate System: Indicamos el sistema de coordenadas adecuado, en esta caso dejo los datos por defecto.
Units: Seleccionamos Kilometers, también tenemos …
Después de dar clic en Ok, obtenemos el siguiente resultado.
Pendiente promedio de la cuenca con arcgis 10 Siguiendo con el estudio hidrológico paso paso, en este tutorial de ArcGis vamos a ilustrar como obtener la pendiente media de una cuenca hidrográfica. Bajé un poco en la clasificación de Bitácoras pero aun tienes tiempo de apoyarme.. utiliza el botón de la derecha. Paso 1. Vamos a Arctoolbox, seguido de spatial Analyst Tool, luego Surface y por ultimo Slope.
En la ventana que aparece seleccionamos e MDE y la opción porcentaje (PERCENT_RISE)
Damos clic en Ok y de esta forma se obtiene el mapa de pendientes.
Paso 2. Reclasificamos el raster dependientes creado. Vamos a Spatial Analyst Tools, seguido de Raclass y luego Reclassify. En la ventana que aparece seleccionamos C_pendiente, como se muestran en la siguiente ventana.
Ahora damos clic en el botón Classify, en el campo Method seleccionamos Equal Interval y en Classes colocamos 20. Es importante indicar los resultados en porcentajes.
Clic en ok, guardamos el archivo con el nombre de C_pend_r (mapa de pendiente reclasificado). Obtenemos lo siguiente.
Paso 3. Aplicamos Zonal Statistics as Table usando el mapa de pendientes y las pendientes reclasificadas. Para ello vamos a Spatial Analyst Tools, seguido de Zonal y por ultimo Zonal Statistics as Table. En la ventana que aparece, rellenamos la siguiente información: C_pend_r (mapa de pendientes reclasificado) y el mapa de pendientes (C_pendiente) y guardamos el resultado como “área entre pendientes”.
El procedimiento crea una tabla DBF con la siguiente información.
Con los datos del campo VALUE y COUNT construimos una tabla como la siguiente en Excel, con la que se calcula la pendiente media.
Con los datos del campo VALUE y COUNT construimos una tabla como la siguiente en Excel, con la que se calcula la pendiente media.
Curva hipsométrica de la cuenca con arcgis Siguiendo con el análisis hidrológico, les traigo el tutorial de arcgis para realizar la curva hipsómetrica, lo que también nos servirá para repasar las funciones zonales con arcgis y la reclasificación de un raster. Recuerda que todos los tutoriales tienen una secuencia y se agrupa con la etiqueta Curso de Hidrología, por lo cual debes empezar desde la teoría sobre el análisis morfométrico de la cuenca. Aprovecho también para agradecer a todos aquellos que han votado por mi blog en Bitácoras, en este momento estoy en el puesto 31, aun me falta mucho por ello si no has votado, aun tienes tiempo de apoyarme.. utiliza el botón de la derecha. Paso 1. Clasificamos el raster de alturas (MDE). Vamos a Spatial Analyst Tools, seguido de Raclass y luego Reclassify. En la ventana que aparece seleccionamos C_MDE, como se muestran en la siguiente ventana.
Ahora damos clic en el botón Classify, en el campo Method seleccionamos Equal Interval y en Classes colocamos 20.
Clic en ok, guardamos el archivo con el nombre de CH_reclassfy (curva hipsométrica). Obtenemos lo siguiente.
Necesitamos conocer el área entre curvas, para ellos aplicamos una estadística zonal a través de Spatial Analyst Tools, seguido de Zonal y por ultimo Zonal Statistics as Table. En la ventana que aparece, rellenamos la siguiente información: el MDE reclasificado (CH_reclassfy) y el modelo digital de elevaciones y guardamos el resultado como “área entre curvas”.
El procedimiento crea una tabla DBF con la siguiente información.
Estos resultados los podemos llevar a Excel y realizar los gráficos respectivos.
Altura con mayor frecuencia = 68 y el promedio de alturas = 866.48 m Con los campos “altura Promedio” y “Área acumulada entre curvas %” podemos realizar la curva hipsométrica de la cuenca.
Hasta esta parte, ya contamos con la siguiente información.
Parámetros generales de la cuenca con arcgis Continuando con los tutoriales de ArcGis sobre el calculo de parámetros morfométricos de una cuenca. En este nuevo tutorial vamos a ver como calcular los parámetros generales como: área, perímetro, altura máxima, altura mínima, índice de Compacidad o de GRAVELIUS, entre otros. Como insumos para realizar este tutorial de ArcGis necesitamos los siguientes: MDE, TIN (que se obtiene a partir de la transformación del MDE), direcciones de flujo, acumulación de flujo y el mapa de la cuenca (en formato shape). Si no has votado el blog en bitácoras, aun tienes tiempo…Apóyame!!!
Paso 1. A la cuenca delimitada, le agregamos la distribución de la altura sobre la superficie. Para ello vamos a 3D Analyst, seguido de Functional Surface y por ultimo Interpolate Shape.
En la ventana que aparece ingresamos el Tin y la cuenca delimitada en formato shape.
Como resultado se obtiene un nuevo archivo de la cuenca que tiene la información de las alturas. Paso 2. Cortamos los archivos: MDE, dirección de flujo y flujo acumulado exactamente con el área de la cuenca. Para ello utilizamos la función Extrac by Mask de Spatial Analyst Tools. El archivo TIN lo cortamos con “Edit TIN” de 3D Analyst – TIN Management. Paso 3. Cálculo del área, perímetro, altura mínima, altura máxima y coordenadas del centroide de la cuenca. Para ello abrimos la tabla de atributos de Cuenca_Interpol y agregamos cada uno de esos campos de la siguiente manera. Clic en el botón Table Option (parte superior izquierda de la tabla de atributos) y luego seleccionamos la opción Add Field.
Agregamos los campos Area, permietro, Zmin, Zmax, Xcentroid, Ycentroid. Una vez agregado cada campo damos clic derecho sobre el mismo y seleccionamos la opción Calculate Geometry.
Aparece una ventana donde aparecen todas las propiedades de la cuenca que podemos calcular.
Vamos seleccionando uno por uno los parámetros que nos interesan y al final obtenemos los siguientes resultados.
Hasta el momento tendríamos los siguientes parámetros de la cuenca.
Parámetro Área cuenca Perímetro Cota máxima de la cuenca Cota de salida Xcentroide cuenca Ycentroide cuenca Zcentroide cuenca DA (cota max – cota min) Índice de Compacidad o de GRAVELIUS
Unidad Km2 Km msnm msnm m m msnm m Un
Valor 207.45 78.3 1697.4 26.9 1055481 1339516 628.7 1670.5 1.53
Curso de hidrología con ArcGis. Delimitación de la cuenca La delimitación de la cuenca hidrográfica ya la habíamos visto, sin embargo les prometo que siempre hay algo nuevo que aprender. Todo análisis hidrológico inicia por la delimitación de la cuenca y por ello este curso de hidrología paso a paso con Arcgis no pude pasar este tema por alto. Si no has votado aun, te pido el favor de votar porAgua y Sig en Bitacoras, utiliza el botón de la izquierda y escribehttp://www.aguaysig.com en la categoría de educación. Espero que sea de utilidad este tutorial de ArcGis. Paso 1. Vamos a Arctoolbox-Spatial Analyst Tools y luego a Hydrology.
Paso 2.Se rellenan las imperfecciones existentes en la superficie del modelo digital de elevaciones con Arctoolbox-Spatial Analyst Tools-Hydrology y finalmente Fill Sinks.
Como resultado se obtiene el raster denominado fill_MDE Paso 3. Flow direction. A partir de Hydrology se da clic en Flow direction, se abre una ventana donde se nos pide, el MDE corregido, y como resultado obtendremos las direcciones de flujo denominado flow_dir.
Paso 3. Flow accumulation. Vamos a Hydrology y luego a Flow accumulation, debemos ingresar el raster de dirección de flujo y como resultado se obtiene un nuevo raster de flujo acumulado.
Hasta el momento hemos obtenidos los resultados que se ven en la gráfica.
Paso 4. Punto de salida de la cuenca. Para delimitar la cuenca debemos colocar el punto de salida de la cuenca, que puede ser el sitio donde está la estación limnigráfica o el sitio donde se va diseñar la estructura ya sea obra de protección, puente, etc. En primer lugar creamos un shape de puntos únicamente con el punto de salida. Tal como se ve en la figura siguiente.
Volvemos nuevamente a Hydrology y esta vez seleccionamos la herramienta Snap Pour Point.
En la ventana que aparece, ingresamos el punto “Salida_cuenca” y el raster de acumulación de flujo “flow_acc”.
El resultado es, es el punto rojo señalado con la flecha.
Paso 5. Delimitamos la cuenca. Delimitamos la cuenca utilizado la herramienta Watershed. Se debe ingresar la dirección de flujo y el punto de salida de la cuenca.
El resultado es el siguiente:
