Calculos cunas

CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN CONSULTORA MORFOMETRIA DE CUENCAS ANALISIS MORFOMETRICO DE CUENCA En este segmento veremos las características de cuencas hidrográficas tales como: a. Propiedades de la superficie y de la red hídrica tales como:  Área  Centroide Z  Perímetro  Curva hipsométrica  Cota máxima  frecuencia de altitudes,  Cota mínima.  Altitud: media, más frecuencia media  Centroide X  Pendiente promedio.  Centroide Y frecuente y b. Propiedades de la Red hídrica:  Longitud del curso Principal.  Orden de la Red Hídrica.  Sumatoria de las longitudes de cada orden de red Hídrica.  Longitud total de la red Hídrica.  Pendiente Promedio de la red Hídrica. Se culminara con los parámetros generados como tiempo de concentración, pendiente del cauce principal y demás parámetros. Para esto necesitaremos generar previamente los datos siguientes:       Límite de la cuenca Punto de salida de la red hídrica Archivo TIN (Red irregular de triángulos) Archivo DEM (Modelo de elevación digital) Archivo Raster del flujo acumulado. Archivo Raster de dirección de flujo. CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN DELIMITACION DE DATOS Para Iniciar necesitamos adicionar información de la distribución de la altura sobre la superficie de la cuenca limitada. Para poder calcular los centroides la información que se adicionara será a partir del archivo TIN Arc Toolbox 3D analyst tools Functional Surface Interpolate Shape ENTRADA DEL DATOS A INTERPOLAR ENTRADA DEL FEATURE CLASS SALIDA DEL NUEVO FEATURE CLASS SE OBTENDRA UN NUEVO FEATURE CLASS DEL LIMITE DE LA CUENCA Para recortar el archivo TIN (Red irregular de triángulos) con los límites de la cuenca, debemos hacer una copia del TIN para salvar el original. Arc Toolbox 3D analyst tools Data management TIN Copy TIN Se obtendrá un nuevo TIN sobre el cual se trabajara. CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Para recortar el archivo TIN se ejecutara la herramienta EDIT TIN. Para esto se trabajara con el archivo que contenga los límites y copia de nuestro TIN original. Arc Toolbox 3D analyst tools Data management TIN Edit TIN ENTRADA DEL TIN ENTRADA DEL FEATURE CLASS Una vez obtenido el límite de la cuenca, procederemos a cortar los Archivo DEM (Modelo de elevación digital) y Archivo Raster del flujo acumulado., para ello utilizaremos la herramienta extract by Mask. Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Extraction Extract by Mask CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Entrada de Raster Entrada mascara de Raster / Shape limite Salida de Raster Resultados Flujo acumulado DEM Cunas Flujo de dirección Cálculos geométricos de la superficie Seleccionamos el archivo que contiene los límites de la cuenca, abrimos la tabla de atributos y creamos un nuevo campo para calcular el área en Km2. TYPE: DOUBLE CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN De la misma forma calculamos los parámetros morfológicos de la cuenca; el área, perímetro, cota máxima-mínima y las coordenadas de los centroides. Calculo de altitud Seguidamente obtendremos las alturas características (altura media, altura más frecuente y la altura de frecuencia media), para ello se requiere conocer las áreas entre curvas a nivel. A partir del archivo Raster (DEM) de la cuenca que obtenemos al reclasificar. Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Reclass Reclassify DEM INTERVALOS IGUALES NÚMERO DE CLASES Para la reclasificación elegimos la opción Iqual interval/intervalos iguales y lo reclasificamos en 12 clases CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Para consultar los datos, y saber cuánta área hay entre los intervalos, procederemos a ejecutar la herramienta Zonal Statistics as Table, que nos originara una tabla de datos. Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Zonal Zonal Statistics as Table Raster reclasificado Entrada del Raster reclasificado que contiene los datos Entrada del Raster (DEM) que contiene los valores Direccionar la salida de la tabla a generarse Intervalos Área entre intervalos TABLA RESULTADO DE LA CONSULTA CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Para hacer los cálculos estadísticos utilizaremos EXCEL Nro Mínimo 3200 3350 3500 3650 3800 3950 4100 4250 4400 4550 4700 4850 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12    COTA (m.s.n.m) Máximo Promedio 3275.00 3350 3425.00 3500 3575.00 3650 3725.00 3800 3875.00 3950 4025.00 4100 4175.00 4250 4325.00 4400 4475.00 4550 4625.00 4700 4775.00 4850 4925.01 5000 Intervalo 26.088 40.914 86.112 127.379 223.793 220.759 199.652 252.891 365.141 144.170 17.049 0.242 Área (km2) Acumulado % acumulado 1704.19 100.000% 1678.10 98.469% 1637.19 96.068% 1551.08 91.015% 1423.70 83.541% 1199.90 70.409% 979.14 57.455% 779.49 45.740% 526.60 30.900% 161.46 9.474% 17.29 1.015% 0.24 0.014% % Inter 1.531% 2.401% 5.053% 7.474% 13.132% 12.954% 11.715% 14.839% 21.426% 8.460% 1.000% 0.014% Altitud media: 4228.233m.s.n.m (se considera el valor del centroide) Altitud más frecuente: 4475 m.s.n.m Altitud de frecuencia media: 4195.40 m.s.n.m Cálculos de pendiente Para continuar y calcular la pendiente promedio de la cuenca, para ello necesitamos generar un mapa de pendientes a partir del archivo raster DEM, con la herramienta SLOPE. Arc Toolbox Surface Slope MAPA DE PENDIENTES Spatial Analyst Tools El mapa de pendientes se puede reclasificar de diferentes formas, eso dependerá del autor. En este caso nosotros reclasificaremos con la herramienta RECLASSIFY en 8 clases. (2; 4; 8; 15; 25; 50; 75; >75) Según el reglamento de uso mayor de tierras. CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Para los cálculos utilizaremos el EXCEL, obteniendo el siguiente cuadro y los siguientes datos. numero de ocurrencias INFERIOR SUPERIOR PROMEDIO (2) 0 2 1 9076 2 4 3 123031 4 8 6 158680 8 15 11.5 167118 15 25 20 121174 25 50 37.5 30907 50 75 62.5 15013 75 100 87.5 2374 627373 % Rango de pendiente Nro 1 2 3 4 5 6 7 8 (1)*(2) 9076 369093 952080 1921857 2423480 1159012.5 938312.5 207725 7980636 12.72 La pendiente promedio en la cuenca del rio cunas es de 12.72%. El cálculo es la división del número de ocurrencias (2) entre la columna de datos multiplicados (1)*(2) Hallar la longitud del curso principal Utilizaremos la herramienta Flow lengt. Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Hydrology Flow Length Entrada del raster de dirección de flujo Salida del nuevo raster Aguas abajo Sentido de medición La gestión de la medición a lo largo de la trayectoria de flujo. Aguas abajo - Calcula la distancia cuesta abajo a lo largo de la trayectoria del flujo, de cada celda a un sumidero o toma de corriente en el borde de la trama. Aguas arriba - calcula la distancia más larga pendiente ascendente a lo largo de la trayectoria de flujo, desde cada celda hasta la parte superior de la divisoria de aguas. CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN una vez obtenido el resultado, clasificaremos a partir de las propiedades del raster en 8 clases y cambiaremos la escala de colores Observando los datos y podemos reconocer que la parte de azul es la más alejada. Por lo tanto el valor de la longitud del cauce principal será de 88.218 km Orden de la Red hídrica Para hallar el orden de la cuenca se trabajara con el archivo Raster de FLUJO DE ACUMULACIÓN. Y la herramienta RASTER CALCULATOR Expresiones y condiciones matemáticas Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Map Algebra Archivo del flujo acumulado Raster Calculator Log10 (accum) Campo de expresiones matemática La expresión matemática será さ Log10 (さArchivo Raster de acumulación de flujoざ CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Al archivo resultado del último proceso, procedemos a darle una condición con la herramienta ya utilizada (Raster calculator). <<Con (さraster #resultado#ざ >=2,ざraster#resultado#ざ)>> Archivo resultado del proceso anterior (log10(X)) Con(さraster_log10(X)ざ >= 2, さraster_log10(X)ざ Lo siguiente es reconocer los niveles de orden de la red hídrica separándolo en cada uno de sus intersecciones. Para ello utilizaremos la herramienta STREAM LINK Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Hydrology Stream Link Input stream raster: さArchivo condicionadoざ Input flow direction raster: さArchivo flujo de acumulaciónざ Output raster: さnuevo rasterざ Ahora determinamos un número único a cada orden de la red hídrica. Para ello utilizaremos la herramienta STREAM ORDER Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Hydrology Stream order CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Trama de entrada del archivo resultado del proceso de STReAM_LINk Trama de entrada del archivo de flujo de acumulación Trama de salida del raster resultado Para ordenarlo de una manera adecuada es necesario convertirlo nuestro raster a un formato shp. Para ello utilizaremos la herramienta STREAM TO FEATURE Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Hydrology Stream to feature El orden de la cuenca es 8, como se puede observar en la tabla de resultados, en la columna GRID CODE CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Para hallar la longitud de la red hídrica necesitaremos la sumatoria de las longitudes de cada orden. Previamente debemos generar un nuevo campo さADD FIELDざ para calcular las longitudes de cada orden. El SUMMARIZE calculara las longitudes de cada orden さGRID_CODEざ, el cálculo que se puede generar en una hoja de cálculo EXCEL, la suma total de las longitudes de cada orden. La suma de la longitud total es de 7152.87 km. ORDEN 1 2 3 4 5 6 7 8 Longitud total Longitud 4476.69 1421.44 664.48 313.60 140.07 62.05 54.17 20.38 7152.87 Para hallar la pendiente promedio de la red hídrica debemos interpolar los valores del archivo reclasificado del raster de pendientes y la red hídrica generada. Arc Toolbox 3D analyst tools Functional Surface Interpolate Shape Entrada de Raster Entrada mascara de Raster / Shape limite Salida de Raster CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Arc Toolbox Spatial Analyst Tools Zonal Zonal Statistics as Table Entrada del Raster reclasificado que contiene los datos Entrada del Raster (pendiente) que contiene los valores Direccionar la salida de la tabla a generarse ORDEN 1 2 3 4 5 6 7 8 OCURRENCIAS PROMEDIO (1) (2) 455135 3.22 141257 3.26 64705 2.90 29957 2.54 13490 2.36 5980 2.04 4967 2.04 2003 1.60 717494 (1)*(2) 1467012.07 460133.942 187507.002 76239.9958 31808.0036 12187.9995 10131.9995 3209.99979 2248231.01 Para calcular la pendiente promedio de la red hídrica ponderamos 2248231.01/717494 = 3.13% CONSULTORA DE SERVICIOS FORESTALES Y AMBIENTALES ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y ZEE MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN ELABORACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE CARTOGRAFIA DIGITAL CAPACITACION EN SIG Y TELEDETECCIÓN Cuadro de resumen de datos, a partir de estos datos se pueden generar datos de calculo externo al software arcgis 10.2 DESCRIPCIÓN UND DE LA SUPERFICIE Área km2 Perimetro de la cuenca km Cotas Cota minima msnm Cota maxima msnm Centroide wgs84_18s X_Centroide m Y_Centroide m Z_Centroide msnm Altitud Altitud media msnm Altitud mas frecuente msnm Altitud de frecuencia media (1/2) msnm Pendiente Pendiente promedio de la cuenca % De la Red Hidríca Longitud del curso principal km Orden de la red hidrica UND Longitud de la red hidrica km Pendiente promedio de la red hidrica % VALOR 1704.22894 241.439419 3200 5000 446437.676 8660446.45 4228.23354 4228.23354 4475.00024 4195.4002 12.72 88.218 8 7152.873 3.13