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utilizando SERVIR EJERCICIO 4: Estimacin de reas inundables y
anlisis de erosin
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EJERCICIO 4
Estimacin de reas Inundables y Anlisis de Erosin de Suelos
Para estos ejercicios, utilizaremos varias salidas de previos
ejercicios como insumos para los siguientes clculos espaciales. Al
seguir la tendencia de profundizar el nivel del anlisisdel
procesamiento bsico de datos a la interpretacin de aquellos
anlisisse puede sobreponer informacin raster generada para
visualizar relaciones espaciales. El siguiente anlisis integra
informacin de varios diferentes temas para poder ver relaciones
causa y efecto.
Estimacin de reas Inundables
Datos requeridos: Modelo de Elevacin Digital (DEM) de SRTM Ros
sintticos
1) Aadir los dos capas de elevacin al proyecto: o Elevacin de
SRTM: C:\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\dem90_fill_nad27.img o Lmites
de la Repblica de Panam:
C:\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\pn_lim_swdb_nad27.shp o Ros
sintticos: C:\GIS\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\rios
2) Otra informacin til es el aspecto. Se puede decir que el
aspecto es la direccin del pendiente. No es igual que direccin de
flujo, porque resulta en valores entre -1 y 360, 0 360 siendo
representaciones de grados (traducibles a N, S, E, O, NO, NE, SO,
SE, y cualquier direccin entre ellos), y -1 siendo ninguna
direccin. En una palabra, cmo podemos explicar mejor ninguna
direccin? ______________________ Cmo sera til este concepto?
3) Correr la herramienta Aspect bajo Spatial Analyst /
Surface.
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Hay algo remarcable o til en esta informacin? Hay un cierto
valor en esta capa que debe ser directamente comparable con otro
cierto valor de otra informacin (o varias otras capas) que hemos
generado esta semana?
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Despus de observar esta capa, apagarla, pero guardarla en la
Tabla de Contenidos para uso ms tarde.
4) Utilizar el DEM de 90m para extraer reas de baja elevacin,
especficamente las celdas costeras de 2m o menos. Abrir la
herramienta Extract by Attributes bajo Spatial Analyst /
Extraction.
5) Abrir las propiedades de dem90_bajo2 y cambiar la simbologa
para que todos los valores de 0, 1 y 2 sean rojo oscuro. Para hacer
esto de una vez, resaltar todos los valores, hacer clic derecho y
pulsar sobre Group Values. Despus, hacer doble clic en el grupo, y
asignar un rojo oscuro.
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En el color rojo son celdas del DEM de 90m, y en el color azul
de 1km. Notar que hay mucha ms precisin espacial cuando se usa el
DEM de 90m. Definitivamente usar esta salida. El DEM de 1km sera ms
aplicable para estudios globales. La capa dem90_bajo2 servir como
el anlisis de potencial de inundacin costera. Cules son algunos
problemas con este anlisis?
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6) Se tiene que seleccionar las celdas solamente costeras para
mejorar este anlisis. Para empezar, hacer una capa del mar. Ya se
gener una capa del agua, utilizando la banda 3 del espectro visual
de ASTER, pero existe otras maneras de realizar esto. Abrir la
herramienta Reclassify en Spatial Analyst / Reclass. Reclasificar
el DEM para que todas las celdas vacas (NoData) tengan un valor
(1), y todas las celdas con valores (la tierra) tengan NoData.
7) Aqu est la capa del mar, pero todava no tiene las celdas
solamente costeras (de hecho no tiene ninguna celda terrestre).
Utilizando esta capa del alcance del mar, cmo se puede ubicar
las celdas costeras?
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8) Abrir la herramienta Expand en Spatial Analyst /
Generalization. Esta herramienta expande el alcance de un raster,
dado ciertas condiciones. En este caso, extender el alcance del mar
por una celda. La capa resaltante ser el mar ms las celdas
costeras. Number of cells significa el nmero de celdas para
expandir, y Zone values provee una lista de los valores de las
zonas para expandir. Porque solo existe un valor en la capa del
mar, solo meter el valor 1 en la lista.
9) Hacer zoom in para comparar los resultados:
10) Ahora se puede extraer las celdas costeras. Porque
mar_y_costa tiene una lnea del ancho de una celda (costa) que es
comn con la capa dem90_fill_nad27, se puede utilizar la
herramienta
Extract by Mask en Spatial Analyst / Extraction para cortar el
DEM. La mscara en este caso sera la mar_y_costa:
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mar_y_costa
mar_y_costa
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Alguien tiene una mejor idea / metodologa de crear una capa
raster de la costa? Por favor?
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En todas maneras, felicidades. Ya se tiene una capa de la costa
que incluye valores de elevacin.
11) Despus de obtener los pxeles de la costa, correr Extract by
Attributes en Spatial Analyst / Extraction, para seleccionar celdas
de valores de 2m o menos.
Notar que solo incluye las celdas costeras de elevacin de 0, 1 o
2 metros. Ya no es una lnea continua.
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12) Para extender el anlisis interiormente, aplicar la
herramienta que se us para extender el mar al interior. Correr
Expand a las celdas costeras de 0, 1 y 2 metros (costa_dem_012) por
1 celda (90m). Nombrar la salida costabaja_x1, que indica que es la
1 expansin de las celdas costeras bajas al interior.
Cmo seleccionamos otras celdas susceptibles a inundacin costera?
La capa resultante del proceso de Expand (costabaja_x1) ya no
incluye valores del DEM, sino solo una expansin de los valores
previos en la capa costa_dem_012.
13) Se puede seguir el proceso, Expansin por expansin, para
definir cada celda que est susceptible a inundacin costera. Ahora,
vamos a ver otra manera de aplicar el Aspect (aspecto) a
estimaciones de reas inundables.
14) Crear una capa de reas planas, cuya fuente / insumo, valor
de las celdas y significado, ya debemos entender. value < 0
incluir todos valores negativos, que significa terreno plano.
15) En lugar de tener un rango de valores entre -1 y 1,
reclasificar la capa de aspect_plano para que tenga un valor.
-1 - -1
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16) Convertir los resultados (aspecto_plano_) a shape para que
pueda seleccionar cada rea plana individual. Dejar sin marcar
Generalize lines.
17) Encender la capa de ros sintticos generados del DEM de 90m
(rios).
18) Convertir los ros sintticos (rios) de raster a vector,
tambin, para que pueda seleccionar por ubicacin (Select by
Location). Dejar sin marcar General lines.
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19) En el Men de Selection, abrir Select by Location, y Select
features from aspect_plano_poli that intersect the features in this
layer: stream_poli.
20) Despus de seleccionar estos polgonos, hacer clic derecho en
aspect_plano_poli en la Tabla de Contenidos, seleccionar Data /
Export Data. Guardar todos los polgonos seleccionados (subrayados
en cian) como otro archivo vector.
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21) Guardar los resultados en la misma direccin de trabajo, con
un nombre descriptivo, como rio_area_inundable.shp, porque son reas
inundables alrededor de los ros.
22) Revisar los resultados. Cmo se puede mejorar este
anlisis?
Anlisis de la Vulnerabilidad Relativa de Erosin
Este Anlisis rpido de la Vulnerabilidad Relativa de Erosin es un
indicador que viene del Revised Universal Soil Loss Equation
(RUSLE); aunque, no incluye la cobertura de tierra o su manejo.
Como enfoca en el paisaje fsico inherente, sin considerar la
alteracin humana, provee una indicacin del potencial de erosin
natural. Consecuentemente muestra reas donde se debe evitar
actividades erosibles.
Mientras hay varias maneras de hacer clculos espaciales,
exploraremos el Men de Spatial Analyst, a diferencia de las
herramientas separadas que ya hemos utilizado.
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Datos requeridos: elevacin (DEM) pendiente precipitacin anual (y
el R-factor: Factor de erosividad de la lluvia) suelo (factor-K:
Factor de erosividad del suelo)
23) Crear un nuevo proyecto en ArcMap. Guardarlo como: C:\
Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\Erosion.mxd
24) Aadir las cuatro capas al proyecto: o Elevacin:
C:\Taller_SERVIR\3_DEM\dem_fill o Pendiente:
C:\Taller_SERVIR\3_DEM\slope o Precipitacin:
C:\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\pcp_anual o Suelos:
C:\GIS\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\suelo_kff
o Tip: sostener Ctrl para seleccionar y aadir varias capas a la
vez.
25) Para estar seguro que todo los anlisis espaciales casen
conjuntamente, cerciorarse que todas las capas estn en la misma
referencia espacial. Capa por capa, abrir las propiedades de cada
capa y seleccionar la pestaa de Source (fuente):
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o La referencia espacial debe ser NAD_1927_UTM_Zone_17N para el
Datum de Norteamrica.
26) Desde ahora, todos los prximos pasos involucrarn capas en la
misma proyeccin y referencia espacial.
27) Antes de empezar, definir las reglas para el anlisis
espacial: o Hacer zoom a una ventana de trabajo (o sea, el pas de
Panam) o Spatial Analyst / Options
o Pestaa: General o Working directory: C:\
Taller_SERVIR\4_Inund_Eros o Analysis mask:
o Pestaa: Extent o Analysis extent: Same as Layer slope
(correremos todo a dentro
de esta ventana del pas de Panam, excluyendo la extensin
espacial de otras capas)
o Pestaa: Cell size o Maximum of inputs (resolucin menor,
definida por la capa con
celdas del tamao ms grande)
28) Examinar la capa suelo_kff. Este es nuestro grid de
erosividad del suelo, que est basado en la textura del suelo.
Erodibilidad de suelo (factor-K)
29) Calcular la erosividad de lluvia (factor-R) por el DEM y
precipitacin anual. En Spatial Analyst / Raster Calculador o
Utilizaremos el clculo de una investigacin en Costa Rica (aunque es
probable que haya un
factor R nacional) 3786.6 + (1.5679 * 0.1 * [pcp_anual]) -
(1.9809 * 0.328 * [dem_fill])
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El Calculador Espacial es muy particular en la sintaxis. Notar
que hay espacios entre los nmeros y smbolos operativos.
30) Guardar la capa resultante. Hacer clic derecho Data / Make
Permanent) como un Grid en nuestra carpeta, como factor_r en la
carpeta de trabajo apropiado.
Erosividad de lluvia (factor-R)
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La salida factor_r debe aparecer automticamente en la Tabla de
Contenidos y la Data
View. Si no, aadirla.
31) Utilizar slope, suelo_kff, y factor_r, para estimar la
vulnerabilidad relativa a la Erosin.
o Como antes, guardar la capa resultante. Hacer clic derecho
Data / Make Permanent) como un Grid en nuestra carpeta, como
vuln_s_r_k en la carpeta de trabajo apropiado.
o Si la salida factor_r no aparezca automticamente en la Tabla
de Contenidos y la Data
View, aadirla.
32) Revisar las salidas o Cul es la resolucin de este dataset? o
Cul es el rango de valores y el promedio? o Cambiar la simbologa en
una progresin de colores (por ejemplo, crema-amarillo-rojo)
Vulnerabilidad Relativa a la Erosin de Sedimentos
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Resumen de datos continuos dentro polgonos temticos
33) Aadir la capa al proyecto: o Cuencas vector de Ejercicio 3:
C:\Taller_SERVIR\3_DEM\basin_poly.shp
34) Abrir Zonal Statistics en Spatial Analyst / Zonal.
35) Aplicar una simbologa interesante a los resultados.
Promedio de vulnerabilidad de erosin dentro cada cuenca
Ya que hemos seleccionado el promedio de la vulnerabilidad de
erosin dentro cada cuenca, este grfico es el primer paso para
identificar cuencas ms susceptibles a la erosin. Las cuencas del
color rojo oscuro contienen valores de vulnerabilidad ms altos, as
pues podemos inferir que hay ms sedimentacin en estas cuencas.