Hidrografia y Topografia (1) PDF

Sistemas de información geográfica Nicola Clerici, PhD Biology Program Faculty of Natural Sciences and Mathematics Universidad del Rosario 1 Sistemas de información geográfica ELEMENTOS DE ANALISIS HIDROGRAFICA Hidrografía: la ciencia que se ocupa de la descripción y estudio de las aguas, especi...

Sistemas de información geográfica Nicola Clerici, PhD Biology Program Faculty of Natural Sciences and Mathematics Universidad del Rosario 1 Sistemas de información geográfica ELEMENTOS DE ANALISIS HIDROGRAFICA Hidrografía: la ciencia que se ocupa de la descripción y estudio de las aguas, especialmente las continentales. A la hidrografía se asocian elementos importantes de descripción del medio ambiente: • CUENCA (Drainage basin ): una parte de la superficie terrestre cuyas aguas fluyen hacia un mismo cuerpo hídrico (un lago o un rio). El conjunto de las cuencas hidrográficas de todos los afluentes de un río constituye la cuenca de dicho río. La cuenca hidrográfica es considerada la unidad natural para la gestión de los recursos hídricos; • Las divisorias de vertientes son las líneas de separación que delinean las cuencas 2 Sistemas de información geográfica CUENCA HIDROGRAFICA divisorias de vertientes Cuenca hidrográfica de este río 3 Sistemas de información geográfica La cuenca es un concepto jerárquico: unos ríos A y B tienen su cuenca, que a su vez es parte de una cuenca más grande siendo estos tributarios del rio C (hay sub-cuencas) A B C 4 Sistemas de información geográfica El caudal de un rio es la cantidad de agua que circula a través de una sección de superficie por unidad de tiempo, o volumen por unidad de tiempo → (m3/s) 5 Sistemas de información geográfica Numero de Strahler (n): una medida numérica de la complejidad de la ramificación de los ríos, basada en la jerarquía de los tributarios • Ríos con ningún tributario n=1 • De la unión de dos ramas con orden n deriva uno con orden (n+1) • De la unión de dos ramas con orden diferente el confluyente con n mayor será el tramo inmediatamente a valle • El tramo con n mayor determina el orden de la cuenca 6 Sistemas de información geográfica Como delimitar una cuenca hidrográfica en ArcGIS 1) Necesitamos un Modelo Digital de Elevaciones (DEM) Por ejemplo: ASTER Global DEM https://search.earthdata.nasa.gov/search O SRTM DEM http://www.viewfinderpanoramas.org/dem3.html#andes 7 Sistemas de información geográfica Como delimitar una cuenca hidrográfica in ArcGIS 2) Llenamos (interpolación) eventuales huecos (errores) en el DEM Tool: herramienta Fill 3) Se determina la dirección de flujo desde cada celda en el raster. Esta herramienta toma una superficie (DEM) como entrada y proporciona como salida un raster que muestra la dirección del flujo que sale de cada celda. herramienta: Flow direction Códigos de dirección de flujo Activar opción: Force all edge cells to flow outward OUTPUT: .tif 8 Sistemas de información geográfica Como delimitar una cuenca hidrográfica in ArcGIS 4) Finalmente delimitamos la cuenca utilizando el raster representante la dirección de flujo (Flow direction). Herramienta: Basin Luego hacer la vectorización Raster 9 Sistemas de información geográfica Como identificar la red hidrográfica superficial en ArcGIS Calculamos primero la acumulación del flujo por celda. Se calcula el flujo acumulado como el peso acumulado derivado de todas las celdas que fluyen hacia la celda en análisis. Herramienta: Flow accumulation CON DATA OUTPUT: INTEGER! 10 Sistemas de información geográfica Como identificar la red hidrográfica en ArcGIS Resultado: Un raster con valores desde 0 hasta el máximo de la acumulación de flujo 11 Sistemas de información geográfica Es necesario establecer (el usuario) desde que valor de flujo acumulado consideramos la celda como el empiezo de un “rio”. → Evaluarlo visualmente con Symbology (Classified) Una vez que definimos desde que valor considerarlo rio (p.ej.: X) necesitamos clasificar como NoData todo lo que está debajo de este valor X: usamos RasterCalculator (todo lo <X=NoData, lo otro =1) En la expresión ponemos: SetNull(“FlowAccRaster”< X, 1) FlowAccRaster= el nombre del raster creado con Flow accumulation 12 Sistemas de información geográfica Ahora podemos vectorizar con el tool Stream to feature Input 1: el raster dicotómico con NoData de ríos Input 2: el raster de Flow direction (OUTPUT: .shp ) Output: vector 13 Sistemas de información geográfica Superponiendo cuencas + ríos + DEM visualizamos unos elementos básicos de la hidrografía superficial del territorio 14 Sistemas de información geográfica ERRORES Cuando las cuencas están cortadas siguiendo el DEM, se generan errores Los “errores” no se van a seleccionar como cuencas Es importante que el DEM incluya completamente la/s cuenca/as de interés! Por esta razón, cuando se escoge el DEM se selecciona un área un poco más grande 15 Sistemas de información geográfica SUPERPOSICIONES Usando Layer to kml se pueden importar cuenca y ríos en GoogleEarth (p.ej. shp. a .kml) 16 Sistemas de información geográfica HERRAMIENTAS TOPOGRAFICAS (DE SUPERFICIE) Existen varias funciones para procesar capas relativas a propiedades de la superficie: 1) Contour: crea isolíneas (líneas con la misma altura) a partir de un DEM raster O Contour values para conjuntos de alturas especificas, ej. Z= 200, 300, 1000, 2000 17 Sistemas de información geográfica HERRAMIENTAS TOPOGRAFICAS (DE SUPERFICIE) 2) Aspect: crea un raster con la orientación de las pendientes ¿Para qué puede servir? 18 Sistemas de información geográfica HERRAMIENTAS TOPOGRAFICAS (DE SUPERFICIE) 3) Slope: crea un raster con el ángulo de las pendientes 19 Sistemas de información geográfica HERRAMIENTAS TOPOGRAFICAS (DE SUPERFICIE) 4) Hillshade: Crea un relieve sombreado de un DEM, considerando un ángulo de la fuente de iluminación y sombras Se usa con la opción transparency (en Simbología) para “dar volumen” a los color composites 20 Sistemas de información geográfica EJERCICIO CALIFICADO (III corte) Delineación de elementos hidrográficos a partir de un DEM • Baja un DEM de una zona de tu interés • Definir las cuencas y la red hidrográfica superficial (“ríos”). Efectuar primero el ‘Fill’ • Seleccionar solo las cuencas contenidas enteramente* en el área de estudio (no tiene que ser muy pequeña) • Crear una capa de relieve sombreado del DEM, ponerla debajo Entregable (ejercicio individual) Mapa en formato .pdf con 1) relieve sombreado, 2) cuencas enteras 3) red hidrográfica superficial. El mapa tiene que tener todos los elementos básicos necesarios en un mapa (los que hemos ya visto en las clases pasadas), para que sea autoexplicatívo. Deadline: 10 OCTUBRE. Someter por EMAIL (vale para el 3r corte) 21 Sistemas de información geográfica DEADLINES SEGUNDO CORTE Tarea 2: 27 de septiembre Tarea 3: 10 de octubre PARCIAL: 5 de octubre 22 Sistemas de información geográfica Laboratorio Usando el DEM proporcionado en el Moodle repitan las operaciones explicadas en la clase desde HERRAMIENTAS TOPOGRAFICAS (DE SUPERFICIE) usando el DEM ejemplo en Moodle. TIPS: - Identificar una carpeta donde tienen derechos de escritura - Acordarse de poner .tif después del nombre del fichero en output (no granar dentro un /.gdb) - El nombre del fichero en output debe ser autoexplicatívo 23 Sistemas de información geográfica RS y SIG: recursos electrónicos en las bases de datos de la biblioteca 24 Sistemas de información geográfica Recursos electrónicos en las bases de datos de la biblioteca 25 Sistemas de información geográfica Recursos electrónicos en las bases de datos de la biblioteca Ciencias aplicadas con uso de GIS/RS 26