Delimitacin de cuencas con ArcGIS. Herramienta Hydrology de
Spatial Analyst ToolsEn estetutorial de ArcGisaprenders 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 ointerpolar a partir coordenadas XYZo 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
deHydrologyse 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 enFlow 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 enFlow 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 rasterstreamRedcreado 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 mtodoShrevelos
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 rasterstream_redcreado 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 enStream
Feature, en la ventana que aparece se debe rellenar los siguientes
campos.
Input stream raster: se selecciona el rasterstream_redcreado 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 enWatershed
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.