CI5101 HIDROLOGÍA
Semestre Otoño 2015
Profesora Ximena Vargas Auxiliar María Paz Bobadilla AUXILIAR Uso Software QGIS El siguiente tutorial tiene como objetivo instalar QGIS y delimitar una cuenca a partir de información topográfica disponible en internet. El Archivo de instalación se obtiene de la siguiente página: http://qgis.org/es/site/forusers/download.html
Una vez descargado el archivo, ejecutar e instalar. No colocar espacios y nombre entre las carpetas, se recomienda instalar directamente en C:/QGIS y NO en “Archivos de Programas” ya que los espacios en el nombre de la carpeta pueden generar problemas. Una vez instalado, el programa debería iniciar con la siguiente interfaz:
CREACION DE UN PROYECTO
En la interfaz de QGIS, ir a Proyecto -> Nuevo. Nuevo. Luego acuden a Proyecto -> Guardar cómo y cómo y en la ventana emergente seleccionar carpeta donde guardaran el proyecto e ingresar el nombre de este. Se recomienda guardar el proyecto dentro de la carpeta que contiene las capas a trabajar.
Seleccionar la proyección para el proyecto a desarrollar, en este caso EPSG 32718, con proyección UTM WGS84. (Recordar que los códigos EPSG pueden buscarlos en la página http://spatialreference.org/ref/epsg/32719/). Esto quiere decir que todos los archivos que se trabajan en esta locación tendrán y tienen este sistema de coordenadas geográficas.
Para agregar los DEMs a QGIS seleccionar el archivo y arrastrar hasta el menú lateral izquierdo llamado “Capas”. La imagen satelital se mostrará en el visualizador y aparecerá en el menú lateral.
Una vez cargador todos los DEMs, estos deben ser reproyectados al sistema de coordenadas que se requiera, en este caso UTM 18S. Para ello, hacer click derecho sobre el DEM en el menú lateral y luego apretar “Guardar como”.
Indicar ubicación y nombre del nuevo archivo en “Guardar como : … “ , además no olvidar seleccionar la proyección en la que se desea convertir el archivo en el menú “SRC: …”
Transformados todos los DEMs, estos deben ser agregados nuevamente a QGIS arrastrándolos al menú lateral. Complemento GRASS
El paso siguiente es ocupar el complemento de GRASS incluido en QGIS. Hacer clic en “Complementos -> GRASS -> Nuevo directorio de mapas ”. Luego seleccionar y/o crear carpeta para guardar todo tipo de archivo creado en Grass, y a continuación crear nueva localización ARAUCANIA. Indicar Proyección 32718, y luego seleccionar chile como región predeterminada. Ingresar nombre de directorio de mapas, en este caso TEMUCO y al finalizar aparecerá un resumen del directorio creado. También pueden ocupar un directorio de mapas previamente creado en Grass.
Ahora se redefine la región a trabajar. Seleccionar el botón “ Editar la región actual de Grass ”. Aparecerá una ventana donde pueden ingresar los límites de su región, o pueden seleccionar directamente en el visualizador la región a trabajar. Al terminar, aparecerá un rectángulo rojo indicando la zona seleccionada.
Definida el área, dirigirse a Complementos -> Grass -> Herramientas de Grass. Aparecerá una ventana con tres pestañas, la primera es una lista con los comandos de GRASS aplicables en QGIS. En la segunda pestaña puede buscar un comando conocido y en la tercera encontrarán un listado de los archivos que contiene el directorio. Hasta este punto aún no generamos archivos en Grass, de modo que serán carpetas vacías.
Los DEMs que ingresamos a QGIS no han sido ingresados en GRASS de modo que ejecutaremos el comando r.in.gdal. Archivo de entradas ingresar los DEMs reproyectados y como salida ingresar igual nombre pero con un identificador G, para recordar que son los DEMs cargados en GRASS. No incluir espacios ni guiones en los nombres para evitar fallas en el programa. Apretar ejecutar y esperar. Repetir para todos los DEMs a trabajar.
r.in.gdal "input=C:AUXQGIS/dems/DEM9.tif" output=DEM9G
Para comprobar si los archivos se cargaron correctamente, acudir a la pestaña EXPLORADOR y actualizar
. Allí seleccionar uno a uno los DEMs cargados en Grass y
seleccionar el primer icono en la barra superior del listado, . Esto permite agregar los archivos de GRASS al menú lateral de QGIS. Hacer esto con todos los archivos.
Necesitamos unir los DEMs antes de seguir trabajando, para ello utilizamos el comando región de cálculo mediante el comando r.patch, el cual requiere corregir la g.region.multiple.raster , seleccionando o escribiendo el nombre de la totalidad de raster a unir separados por una coma y hacer click en ejecutar.
Luego ocupamos el comando r.patch, llamando al archivo de salida DEMS.
r.patch input=DEM1G@PERMANENT input=DEM1G,DEM2G,DEM3G,DEM4G,DEM5G,DEM6G,DEM7G,DEM8G,DEM9G output=DEMS
CALCULAR LA CUENCA
El comando r.watershed permite definir dirección de flujo, acumulación y cauce. Ingresar nombre para estos archivos, por ejemplo acumflow, dirflow, stream. r.watershed elevation=DT@PERMANENT threshold=500 accumulation=acumulacion drainage=direccion stream=stream
Para definir vector río ocupar comando r.to.vect.line. En caso que ocurra un error y el programa recomiende adelgazar el raster, ocupar el comando r.thin al archivo raster de entrada que contiene los segmentos de cauces, que en este caso llamamos stream . Generamos de esta forma el nuevo raster stremthin , el cual ingresamos al comando r.to.vect.line y como archivo de salida ingresamos el nombre, por ejemplo RIOS.
r.thin input=STREAM@Temuco output=STREAMTHIN2
r.to.vect input=stream@PERMANENT output=RiosP feature=line -s
Carguen el vector RIOS en el visualizador de QGIS, y verán algo similar a lo mostrado a continuación. Se generarán archivos RIOS topo_node (que serán puntos) y RIOS topo_line y RIOS 1_line.
En el visualizador con los ríos cargados, identificar la el punto de salida de la cuenca y corroborar que las coordenadas se encuentra efectivamente sobre el cauce. De lo contrario seleccionar las coordenadas de un punto cercano sobre el cauce.
Definir cuenca en el punto de salida usando el comando r.water.outlet , en este caso el punto de salida es la ubicación del puente cuyas coordenadas son e=709481 y n=5708217. Ingresar raster con dirección de flujo, en nuestro caso dirflow . Ingresar nombre de archivo de salida por ejemplo CuencaPuenteTemuco. Cargar este archivo en el visualizador de QGIS.
r. .water.outlet drainage=DIRFLOW@Temuco easting=709481.385 northing=5708217.974 basin=CuencaPuenteTemuco
Transformar el archivo cuenca de raster a vector usando r.to.vect.area, en este caso como tenemos áreas involucradas seleccionamos esa opción. Como entrada ingresen el raster generado anteriormente, CuencaPuenteTemuco, y escriban el nombre del archivo de salida. Puede ser el mismo dado que es otro tipo de archivo.
r.to.vect input=Cuenca1@Temuco output=CuencaPuenteTemuco feature=area -s
Actualizar la lista del explorador, y agregar el nuevo archivo vect CuencaPuenteTemuco al visualizador de QGIS. Se cargaran los archivos CuencaPuenteTemuco topo_node, CuencaPuenteTemuco topo_line, CuencaPuenteTemuco topo_point, CuencaPuenteTemuco 1_polygon y CuencaPuenteTemuco 0_polygon.
Finalmente exportaremos la cuenca como y los cauces como vector y las elevaciones de la cuenca como raster. De esta forma podemos trabajar con los archivos en QGIS sin necesidad de GRASS. Para ello primero implementaremos el comando r.mask ingresando como entrada CuencaPuenteTemuco. Esto permitirá exportar únicamente lo contenido dentro de la cuenca. OJO Al no estar activada la máscara (r.mask), exportaran los ríos y elevaciones de toda la región de cálculo. Estos archivos Shapefile también pueden ser intersectados o “cortados” por los límites de la cuenca en QGIS mediante los comandos Intersec y Clipper para vectores y raster respectivamente.
En las herramientas de Grass buscar el comando v.out.org . Como entrada seleccionar RIOS 1_line, y en la salida seleccionar una carpeta donde guardar el archivo de salida y asigne un nombre. El tipo de archivo será Shapefile. A continuación exportamos la cuenca (CuencaPuenteTemuco 1_polygon) Para ello usamos repetimos el comando v.out.org y guardamos el archivo Shapefile. Finalmente ejecutar el comando r.out.gdal.gtiff e ingresar el archivo DEMS, como archivo de salida ingresen Altura.
v.out.ogr input=RIOSTODO@Temuco type=line layer=1 format=ESRI_Shapefile dsn=C:/AUXQGIS/RIOS olayer=default -e -c
r.out.gdal input=DEMS@Temuco format=GTiff type=Float32 output= C:/AUXQGIS/CuencaR
Ya obtuvimos lo que necesitamos de GRASS para este trabajo, de modo que cerramos grass desde Complementos ->GRASS -> Cerrar directorio de mapas. Los archivos generados en grass durante los procesos anteriores quedaran guardados y podrán trabajar con ellos abriendo nuevamente el directorio de mapas. Eliminen todas las capas en el menú lateral de QGIS ( click derecho -> Eliminar ). Agregar los shapefiles RIOS y CuencaPuenteTemuco guardados anteriormente (arrastrar los archivos al menú lateral, o añadir una capa, en la ventana emergente apretan explorar y buscar los archivos donde los guardaron)
Formato de Capas e Mapas
Para dar formato a las capas hacer click derecho sobre aquella a modificar y seleccionar propiedades. Emergerá una ventana con un menú lateral, seleccionar Estilo. En el caso de los ríos, aparecerá el menú Line y submenú Línea sencilla . Seleccionar este último y al costado izquierdo de la ventana se verá como la figura. Seleccionar el color y grosor de línea deseado. Apretar Aceptar (al hacer click en aplicar pueden ver los cambios antes de aceptar la modificacion)
En el caso de cuenca esta aparecerá en el visualizador como un polígono relleno, y necesitamos sólo el contorno. En Propiedades la capa (menú Estilo), aparecerá el menú Fill y submenú Relleno sencillo. Seleccionar este último y al costado izquierdo de la ventana se verá como la figura. En las opciones a la izquierda, cambiar la primera por Línea exterior: Línea sencilla. Seleccionar el color y grosor de línea deseado y luego Aceptar .
Finalmente en la capa Elevacion, que es un raster, en general aparecerá en el visualizador en grises. En Propiedades la capa (menú Estilo), aparecerá el menú Renderizado por bandas y Tipo Unibanda pseudocolor . Seleccionar este último. En el menú Generar nuevo mapa de color seleccionar un set de colores y Modo continuo, luego click en Clasificar . Para redondear los número, cambien mínimo y máximo a numero cerrados (valor mínimo menor y máximo mayor) y apreclar Clasificar nuevamente. Finalmente click en Aceptar . El visualizador mostrará algo asi:
Para agregar las estaciones, Capa -> añadir capa -> añadir capa de texto delimitado, en la ventana emergente seleccionan el archivo con las coordenadas de las estaciones e ingresan el nombre que le darán a la capa. Seleccionar las columnas de coordenadas: Coordenadas x: UTM E y Coordenada Y: UTM N. Luego aceptar. Recuerden que las coordenadas de las estaciones están en UTM H19.
En el menú lateral de capas se agregara la recién creada capa que contiene puntos con la ubicación de las estaciones. En propiedades de esta capa, seleccionan el menú lateral Etiqueta y seleccionan Etiquetar esta capa con : Nombre Estación . En las opciones podrán darle tamaño y características a la letra.
Finalmente se van a Proyecto -> Nuevo diseñador de impresión. Ingresar nombre y aceptar. Se abrirá la siguiente ventana.
Añadir nuevo mapa Ingresan un rectángulo donde aparecerá el mapa. Mover contenido del elemento. Acá mueven el mapa para centralizarlo y acomodar la escala. Pueden ingresar la escala exacta en el menú lateral derecho. Seleccionar/Mover elemento. Seleccionan aquí para dejar de modificar la escala. De arriba abajo, Añadir texto / Leyenda /Escala. Agregar estos elementos al mapa. Con el cuadro de texto podrán agregar un título. En el menú lateral derecho escriben el texto deseado y modifican el tipo de letra. Añadir Imagen. Ingresen un cuadrado cerca de la cuenca pero no sobre ella. En el menú lateral izquierdo seleccionar Directorios de búsqueda , y seleccionar el icono de Norte. Modifiquen el tamaño de la imagen a criterio. En este punto debiesen tener un mapa similar al siguiente:
Seleccionar el cuadro de mapa. En el menú lateral derecho extender la pestaña Grids y agregar con la cruz verde. En el menú Draw, seleccionar tipo de cuadricula (cruces, líneas, puntos) que gusten. Seleccionar intervalos adecuados para el tamaño del mapa.
En la pestaña marco de cuadricula. Seleccionar estilo de marco (cebra, marcadores, etc). Asignen tamaño a criterio. Acudir a la pestaña Dibujar coordenadas de Mapa, seleccionarla, y dar orientación adecuado al texto de las coordenadas. Modificar tipo de letra y precisión de las coordenadas.
Finalmente, para exportar el mapa seleccionar en la Barra superior el icono exportar como imagen o exportar como pdf según gusten, y guardar el archivo. Y Listo! Ya tienen su mapa.
Tips. Para calcular el área de la cuenca, seleccionar la capa de Cuenca. Abrir la tabla de atributos, Abrir calculadora de campos (icono como abaco) y crear un nuevo campo, Area, tipo número real, precisión 3, anchura de campo 10. En la lista de funciones buscar geometría, luego área, seleccionan, y aceptan. Aparecerá una nueva columna con el área de la cuenca en metros cuadrados. Para los polígonos de thiesen, les puede ser útil la función Poligonos de Voronoi =)
