Delimitacin de unidades de escurrimiento para caudales en ArcGis 10La metodologa usada se compondr de dos partes la primera ser el proceso automatizado (A) que se realizara en ArcGis 10, la segunda consta de un anlisis interpretativo de edicin (B) para el cual nos valdremos de un modelo de relieve, curvas de nivel y red de drenaje. Fase (A). Mtodo Whatershed: 1. Eliminacin de valores anormales de elevacin para un raster de elevaciones (DEM) esto se hace con laherramienta Fill del ArcToolbox, para empezar haremos un recorte de nuestra subcuenta en este caso la RH18Ae con el modelo digital de elevacin (ArcToolbox > Data Magnament Tools > Raster > Raster Prosessing >Clip).

resulta algo as.

ahora si vamos a eliminar los valores anormales de elevacin con la herramienta fill en la cual introducimos nuestro MDE recortado y le podemos dar un intervalo de tolerancia para irregularidades (corrige todos los valores que lo exceden) o dejar al programa hacerlo por cuenta propia, la imagen resultante es visualmente idntica a la anterior (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill).

2. lo que sigue es determinar la direccin del flujo: Este procedimiento determina la direccin superficial de los flujos (Flow direction) mediante las diferencias de elevacin (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Direction), se alimenta con el raster de elevacin corregido (Fill). Adicionalmente (opcional) puede generar un raster que muestra los cambios relativos de pendientes sobre la direccin del flujo (Output drop raster).

3. acumulacin del flujo: ( ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Accumulation) Para este procedimiento usamos la direccin del flujo y determinamos un raster con la red de drenaje este raster puede ser continuo (Float, a mi gusto el mejor por manejar un intervalo de datos ms amplio) o discreto (Integer).

4. definicin de la red de drenaje: En este momento debemos "Jugar" con los valores del raster de acumulacin de flujo para definir la longitud de la red de drenaje, de tal suerte que valores grandes dan como resultado una red de drenaje exagerada al tomar en cuenta segmentos pequeos, y viceversa por ello hay que calibrar. Usaremos la calculadora raster para hacer esta discriminacin: (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Map Algebra > Raster Calculator) Con la condicin de que nicamente me tome en cuenta corrientes con longitud mayor a un valor de inters, para el ejemplo tomaremos corrientes con longitudes superiores a 300 pixeles que son cosa mas de 300pix por 30 metros(tamao aproximado del pixel del DEM) = 900 metros +-.

Resulta en algo as, es un raster de corrientes depurado.

5. ligar los segmentos de la red de drenaje:( ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Stream Link) Ordena la red de drenaje convirtiendo los segmentos aislados en una red coherente.

para este paso usamos la red de drenaje obtenida en el paso 4 y el raster de direccin de flujo, el resultado es el siguiente.

6. definir el orden de las corrienes: (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Stream Order) En este paso definiremos el orden de las corrientes dentro de nuestras unidades de manejo, lo podemos hacer por el mtodo de Strahler e el cual el orden de una corriente aumenta cuando se cruzan dos corrientes de un mismo o inferior orden, el segundo mtodo Shreve los rdenes de corriente son aditivos conforme se hace complejo el cauce, utilizaremos el primer mtodo debido a que en la bibliografa es el ms usado, el resultado es el siguiente, usaremos el raster anterior.

7. generar el vectorial de la red de drenaje:( ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Stream to Feature) ,usaremos el raster de la red de drenaje del paso 4 y el de direccin de flujo

resulta en algo as, un vectorial de polilineas con la red de drenaje.

8. generar los puntos de inflexin de la red de drenaje (ArcToolbox > Data Management Tools > Features > Feature Vertices to Points) generar los nodos de la red de drenaje, as usaremos la opcin END, resulta en esto.

9. delimitacin de las microcuencas : (ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Watershed) para este procedimiento usaremos los puntos obtenidos en el paso anterior con los valores de su campo "arcid" y el raster de direccin de flujo, resulta en algo como esto.

el resultado de este procedimiento son muchas unidades de escurrimiento por lo que repetir el procedimiento para usar una red de drenaje mas simple y generar menos areas, aun as terminare este ejercicio con fines didcticos 10. conseguir el vectorial del raster anterior: (ArcToolbox > Conversion Tools > Raster to polygon) resulta en algo as.

El procedimiento previo es adecuado sin embargo se generan muchas ares de escurrimiento debido a que el vectorial de nodos del cauce se basa en el raster del paso 4 usamos para el ejemplo una longitud condicional de 300 pixeles, pero en diversas pruebas me ha resultado que un valor adecuado para esta suncuenca es de 35000 pixeles y el resultado al realizar nuevamente el proceso con ese valor es el siguiente.

Fase (B). Anlisis interpretativo: 1. Correccin de islas. Es habitual que el proceso automatizado pese a ser en general aceptable genere algunos errores relativos a superficies errneas como las siguientes.

iniciaremos la edicin de polgonos y uniremos las islas pequeas a las grandes areas de escurrimiento, resulta en algo as.

2. verificacin de parteaguas. Aqu verificaremos y editaremos los parteaguas del vectorial anterior para ello nos valdremos de lo siguiente. Software: ArcGis10 (AG) Global mapper 10-12 (Gm) Informacin geogrfica MDE raster de relieve apreciable de forma visual Vectorial de red de drenaje. Curvas de nivel, entre ms detalladas mejor. primero abriremos el Gm y cargaremos todos los datos, y en el modelo digital de elevacin indicamos que se despliegue en el modo "Overlay" (Superposicin) esto con el fin de poder visualizar los vectoriales en 3D con los datos de elevacin del MDE.

Tras aplicar la vista en 3D obtenemos una vista en tres dimensiones que nos permite examinar desde distintos ngulos la distribucin de los parteaguas para corroborar o corregirlos, no obstante esta vista tiene un fallo en la resolucin espacial de los elementos vectoriales, este problema lo abordaremos convirtiendo los vectoriales ortometricos en vectoriales 3D.

Para generar vectores 3D requerimos un DEM y los vectoriales de inters, imitaremos lo que se ve en la imagen para hacerlo.

Cargamos los vectoriales en 3D y nos vamos a la vista en 3D entonces tendremos esto.

NOTA: en el paso cuatro tras barias pruebas conclu que el valor adecuado para la expresin condicional de la acumulacin de flujo era de 35000 pixeles, eso me genera un numero aceptable de micro cuencas.Tras corregir los parteaguas interiores, resulta en el siguiente vectorial

ahora tenemos un problema de lmites, los cuales varan ligeramente de los establecidos por INEGI, eso lo solucionamos extendiendo los usos limtrofes hacia afuera y recortando con la subcuenca oficial.

Como paso final estilizaremos los parte aguas que si bien ya han sido verificados estticamente dejan que desear, esto lo haremos con ayuda de AutoCad.

primero convertimos los poligonos en polilineas en arc gis (ArcToolbox > Data Management Tools > Features > Polygon To Line) solo en caso de no tener Autocad Map , luego generamos el dwg.

viene la edicin de polilneas en AutoCad.

La secuencia de comandos en un AutoCad estndar es la siguiente(en el caso de Autocad Map es un tanto menos complicado con el comando "_clean" y "crear topologa"): pe-- iniciamos la edicin de polilneas s--- es un subcomando del anterior que nos permite suavizar vrtices convirtiendo las polilneas en polilneas suavizadas ( repetimos esto para todos los parteaguas interiroes). explode-- destruye las polilneas suavizadas que no pueden exportarse y las convierte en sus mltiples segmentos lineales pe-- iniciamos la edicin de polilneas j-- unimos todos los segmentos lineales y los convertimos en polilineas

al regresar lo anterior del entorno Cad al Sig tenemos esto.

Lo que sigue es generar un vectorial de poligonos a partir del vectorial de polilineas, esto en ArcGis (ArcToolbox > Data Management Tools > Features > Feature To Polygon), finalmente calculamos el rea y damos una nomenclatura segn su importancia por superficie, para el caso de la subcuenca RH18Ae las microcuencas sern nombrada RH18AeM1. .a .. RH18AeM33.

Con esto finalizamos la metodologa de delimitacin de microcuencas en dos fases, utilizando en el mtodo automatizado el "WhaterShed" o divisorio de aguas, que mostro ser superior al "Basin" o cuenca, pues el primero toma en cuenta factores topogrficos, configuracin de drenajes, direcciones de flujo y acumulacin de escurrimientos, mientras el segundo nicamente toma las direcciones de flujo, adicionalmente el anlisis interpretativo del resultado del mtodo automatizado nos permiti corregir errores tcnicos y estticos para as generar un producto de calidad aceptable.