ANALISIS TOPOGRAFICO

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Analista Espacial para ArcGIS Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -1 EJERCICIO 6: ANÁLISIS TOPOGRÁFICO Este ejercicio presenta las herramientas del análisis superficial del Analista Espacial. Los pasos 1 al 4 tratan con sombreado e isolíneas. Los pasos 5 y 6 presentan análisis de superficie, tales como: aspecto, curvatura y visibilidad. PASO 1: SOMBREADO CARTOGRÁFICO Los mapas con relieve sombreado son quizás unos de los productos cartográficos más atractivos. El efecto de sombreado provee de profundidad al mapa, facilitando la visualización del terreno representado por los datos. En este paso se creará un sombreado a partir de una superficie de elevaciones y se desplegará encima de ésta otra capa. Inicie el “ArcMap” con un nuevo mapa vacío. Añada desde el directorio ..\cegicana\SPAG\Ejercicio06 las siguientes capas: Elevation.lyr LandWater.lyr Si es necesario, mueva la capa Elevation hacia la base de la ToC (tabla de contenido) del “ArcMap”. Defina el entorno de análisis como sigue: Directorio de trabajo: ..\Ejercicio06. Máscara para el análisis: None Extensión del análisis: Same as Layer Elevation. Tamaño de celda: Same as Layer Elevation. Encienda la capa Elevation y abra su leyenda. Este es el cuadrante Emerald Bay en la base de datos del Lago Tahoe. El mapa en escala de grises realmente no dice mucho acerca de la topografía. Se podría decir, vagamente, que hay montañas en el lado izquierdo del mapa y lugares bajos por todas partes, pero para la mayor parte, los detalles de la superficie están ocultos. Ahora se creará un sombreado para hacer una comparación. Se puede usar al Analista Espacial para esta tarea, o la función HILLSHADE en el Álgebra de Mapas. Esta vez se usará la ventana de diálogo Hillshade. En la barra de herramientas del Analista Espacial , de “click” en “Spatial Analyst> “Surface Analysis” > “Hillshade”. Desde el menú colgante “Input surface”, escoja la capa Elevation. De “click” sobre “OK” para crear el sombreado. Cambie el nombre de la nueva capa Hillshade of Elevation a Hillshade. Apague la capa Elevation y cierre su leyenda.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -1

EJERCICIO 6: ANÁLISIS TOPOGRÁFICO

Este ejercicio presenta las herramientas del análisis superficial del Analista Espacial. Lospasos 1 al 4 tratan con sombreado e isolíneas. Los pasos 5 y 6 presentan análisis desuperficie, tales como: aspecto, curvatura y visibilidad.

PASO 1: SOMBREADO CARTOGRÁFICO

Los mapas con relieve sombreado son quizás unos de los productos cartográficos másatractivos. El efecto de sombreado provee de profundidad al mapa, facilitando lavisualización del terreno representado por los datos. En este paso se creará un sombreado apartir de una superficie de elevaciones y se desplegará encima de ésta otra capa.

• Inicie el “ArcMap” con un nuevo mapa vacío.

• Añada desde el directorio ..\cegicana\SPAG\Ejercicio06 las siguientes capas:Ø Elevation.lyrØ LandWater.lyr

• Si es necesario, mueva la capa Elevation hacia la base de la ToC (tabla decontenido) del “ArcMap”.

• Defina el entorno de análisis como sigue:Ø Directorio de trabajo: ..\Ejercicio06.Ø Máscara para el análisis: NoneØ Extensión del análisis: Same as Layer Elevation.Ø Tamaño de celda: Same as Layer Elevation.

• Encienda la capa Elevation y abra su leyenda.

Este es el cuadrante Emerald Bay en la base de datos del Lago Tahoe. El mapa en escalade grises realmente no dice mucho acerca de la topografía. Se podría decir, vagamente, quehay montañas en el lado izquierdo del mapa y lugares bajos por todas partes, pero para lamayor parte, los detalles de la superficie están ocultos.

Ahora se creará un sombreado para hacer una comparación. Se puede usar al AnalistaEspacial para esta tarea, o la función HILLSHADE en el Álgebra de Mapas. Esta vez seusará la ventana de diálogo Hillshade.

• En la barra de herramientas del Analista Espacial, de “click” en “Spatial Analyst”> “Surface Analysis” > “Hillshade”.

• Desde el menú colgante “Input surface”, escoja la capa Elevation.

• De “click” sobre “OK” para crear el sombreado.

• Cambie el nombre de la nueva capa Hillshade of Elevation a Hillshade.

• Apague la capa Elevation y cierre su leyenda.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -2

Como se ve, es mucho más fácil identificar montañas y valles a partir de un sombreado quede una superficie de elevación original.

Las dos definiciones más importantes en la ventana de diálogo “Hillshade” son “Azimuth” y“Altitude”. Esas definiciones controlan la posición del “sol” que se usa para iluminar lasuperficie. El acimut es la dirección de brújula hacia el sol, mientras que la altitud es laelevación del sol sobre el horizonte. Al cambiar el acimut se exponen diferentes celdas,mientras que al cambiar la altitud las sombras se alargan o se acortan. El primer ejemploarriba, ubica al sol a los 315 grados (noroeste) de acimut y a 45 grados de altitud (a mediadistancia del cielo).Siempre se debe ubicar al sol en el cuadrante noroeste del mapa en aplicacionescartográficas (esto es, entre los 270 y 360 grados). Esto es porque se espera ver sombras enlas bases de los objetos. Si se colocara el sol donde realmente debe estar, la mayoría de laspersonas percibirían las montañas como valles. Para ilustrar esto, cree otro sombreado con elsol al sudeste.

• Apague la capa Hillshade y cierre su leyenda.

• En la barra de herramientas del Analista Espacial, de “click” “Spatial Analyst” >“Surface Analysis” > “Hillshade”.

• Cambie el acimut a 135 grados.

• De “click” sobre “OK”.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -3

En este gráfico, la mayoría de las personas verán el lago como una placa y las montañasalrededor de éste como cañones y valles. El Servicio Geológico de los Estados Unidos(USGS, por sus siglas en el idioma inglés) sugieren que los sombreados creados parapropósitos cartográficos deben siempre tener al sol ubicado en el noroeste. Se podríaexperimentar con el acimut y el ángulo, especialmente si la superficie tiene valles y riscoscon tendencia a lo largo de la línea noroeste/sudeste, en cuyo caso se crean algunas sombrasy el efecto tridimensional se pierde.

• Apague la nueva capa Hillshade of Elevation de la ToC.

PASO 2: RELIEVE EN TONOS

Al combinar un sombreado con una capa de datos temáticos a color como vegetación sepuede crear un mapa de relieve en tonos. El “ArcMap” crea este efecto usando grises en elsombreado para definir la iluminación de los colores en la capa temática en una base decelda por celda. Se creará un mapa de relieve en tonos usando las capas LandWater yHillshade.

• Mueva la capa Hillshade hacia la base de la ToC.

• Encienda las capas LandWater y Hillshade.

Como se observa, la capa LandWater simplemente usa los tonos azul y café claro. Por símisma no es muy impresionante, y, puesto que es opaca, no se puede ver la capa Hillshadeque está debajo.

• De “click derecho” sobre la barra de menús del “ArcMap” y escoja “Effects” paraabrir la barra de herramientas “Effects”.

• En la barra de herramientas “Effects”, escoja la capa LandWater desde el meúcolgante “Layer”.

• En la barra de herramientas “Effects”, de “click” sobre la herramienta “AdjustTransparency”.

• Arrastre el botón deslizante “Transparency” a la posición 50%.La capa LandWater tiene ahora un 50% de transparencia, la cual combina sus colores con elsombreado que está de fondo.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -4

Existen algunas técnicas avanzadas para crear productos cartográficos con el AnalistaEspacial. Esas técnicas serán discutidas en la Lección 11, pero generalmente existenvariantes al construir sombreados y al combinarlos con otros datos temáticos.

• Apague las capas LandWater y Hillshade, y si es necesario, cierre sus leyendas.

PASO 3: SOMBREADO CARTOGRAFICO ANALÍTICOEl sombreado también tiene usos analíticos. Los valores en escala de grises que retorna (0 a255), también pueden ser interpretados como un índice de exposición solar, donde las celdasque tienen una baja exposición al sol tienen valores bajos (0) y aquellas que estáncompletamente iluminadas tienen valores altos (255). Se pueden usar los valores deexposición para modelar la aptitud agrícola, para ayudar a clasificar la vegetación, etc.

El uso analítico de sombreados requiere que se ubique al sol en su posición verdadera paraun día y hora específicos. Esto varía de acuerdo con la ubicación geográfica, esto es, a almediodía en un día dado del año, el sol tiene un acimut y altitud diferentes en Seattle,Washington que en Dallas, Texas.

Las matemáticas para calcular la ubicación del sol para una hora, fecha y lugar dados sonbastante complicadas. Afortunadamente, el Observatorio Naval de los Estados Unidos(USNO, por sus siglas en el idioma inglés) tiene un sitio Web que hace los cálculos para elusuario. Sólo se introduce la ubicación, fecha y hora:http://aa.usno.navy.mil/data/docs/AltAz.htmlNota: Revise el sitio y busque los acimut y altitud correspondientes para un sitio en

Guatemala, utilice por ejemplo: Longitud Oeste 91º y Latitud Norte 14º 20´ con 6horas de diferencia respecto al tiempo de Greenwich.

En el escenario siguiente, se está tratando de encontrar los mejores lugares para un campo deesquiar en el área del Lago Tahoe. Como parte de un modelo mayor, se quieren identificarpendientes que están sombreadas para la mayoría de los meses de nieve –noviembre hastaabril. El enfoque es calcular un sombreado para la mitad de cada mes, colocando el sol en suubicación correcta, y derivar una exposición solar promedio para los seis meses. El sitioWeb de la Fuerza Naval (“Navy”) ha provisto las siguientes definiciones de acimut y altitudpara esas fechas:

Se calculará sólo el sombreado para el mes de abril – los otros le serán dados. Use la función“Hillshade” en el “Raster Calculator” para calcular el sombreado de abril:

• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra deMapas:

HILLSHADE ([Elevation], 184.3, 66.1)

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a April.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -5

Note que la simbología no es realmente apropiada para un sombreado. Una ventaja de laventana de diálogo “Hillshade” es que asigna automáticamente una rampa de coloresexpandida del negro al blanco, pero cuando se usa la función, se debe asignar la simbología.

• De “doble click” sobre April para abrir la ventana de diálogo “Layer Properties”.

• En la pestaña “Symbology”, escoja la opción “Show Stretched” (mostrar realzado).

• La rampa de colores debe usar la paleta por omisión Negro a Blanco (“Black toWhite”). Si no lo hace, defínalo así.

• De “click” sobre “OK” para cerrar la ventana de diálogo “Layer Properties”.

El sombreado April luce invertido porque el sol fue ubicado al sur, produciendo sombras enlas cimas de las montañas. Ahora añada las capas de sombreado calculadas con anterioridadpara los meses de noviembre a marzo.

• Apague la capa April y cierre su leyenda.

• Añada al mapa las siguientes capas desde su directorio ..\Ejercicio06:§ November.lyr§ December.lyr§ January.lyr§ February.lyr§ March.lyr

Las nuevas capas están apagadas y tienen sus leyendas cerradas. Si se desea, se puedenorganizar las nuevas capas por fecha (November al final de la lista de meses en la ToC,April al inicio) y enciéndalas (en orden ascendente) para ver cómo la iluminación cambiacon el tiempo. Para finalizar este paso, se usará la función MEAN para calcular lailuminación promedio para cada celda con base en los seis meses de entrada.

• Apague todas las capas y cierre sus leyendas.

• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra deMapas:

MEAN ( [November], [December], [January], [February], [March], [April] )

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a SunExposure.

• Cambie la simbología de SunExposure a un patrón de colores extendido del negro alblanco. (De la misma forma en que se hizo anteriormente para April).

La nueva capa SunExposure muestra ahora la exposición solar promedio sobre un períodode seis meses. En el modelo del campo de esquiar, se podrían dar pesos mayores a laspendientes con bajas exposiciones solares que aquellas con exposiciones solares altas. Ahorause una expresión del Álgebra de Mapas para crear un “grid” de las celdas con valor deexposición solar promedio inferior a 100:

• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra deMapas:[SunExposure] LE 100

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -6

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a GoodSun.

• De “click derecho” sobre el símbolo de GoodSun para el código 1 y escoja un colorpúrpura.

• De “click derecho” sobre el símbolo de GoodSun para el código 0 y escoja la opción“No Color”.

• Apague la capa SunExposure.

• Apague las capas Hillshade y LandWater.Las áreas púrpura sobre el mapa son las mejores para carreras de esquí, con base en laexposición solar solamente.

• Apague todas las capas y cierre sus leyendas.

PASO 4: ISOLÍNEAS

Las isolíneas son líneas que conectan puntos con igual valor vertical, por ejemplo puntoscon la misma elevación, precipitación, contaminación del aire, o ruido. También se les llamalíneas de contorno o contornos, y en el caso particular de los datos de elevación se las llamacurvas de nivel. Las isolíneas se usan mejor en un mapa como una indicación de latopografía del terreno – puede llevarse a cabo análisis muy limitados con estas líneas. Eneste paso se crearán curvas de nivel a partir de una superficie de elevaciones.

• Encienda las capas Hillshade y LandWater.

• En la barra de herramientas del Analista Espacial, de “click” sobre “SpatialAnalyst” > “Surface Analysis” > “Contour”.

• Desde el menú colgante “Input surface”, escoja la capa “Elevation”.

• Defina el intervalo de curvas de nivel a 100 si es necesario, y de “click” sobre “OK”.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -7

La nueva capa Contour se añade automáticamente a la ToC. Las curvas de nivel son creadascomo líneas en un “shapefile”. Se pueden etiquetar las curvas de nivel con sus valores Z(almacenados en el campo CONTOUR de la tabla de atributos de los shapefiles) usando lapestaña “Label” de la ventana de diálogo “Layer Properties”.La herramienta “Contour” en la barra de herramientas del Analista Espacial, es unaherramienta para la exploración de datos. Apague Contour, defina ELEVATION como lacapa “Layer” de la superficie de interés, de “click” sobre la herramienta, y luego de “click”en alguna parte de la superficie. Se creará una curva de nivel como un gráfico.

PASO 5: PENDIENTE, ASPECTO Y CURVATURA

Pendiente y aspecto son medidas de la forma, es decir de la morfología, de una superficie.La pendiente es el cambio en Z con la distancia (o inclinación) a través de una celda y elaspecto es la dirección de la ruta más inclinada a través de la celda con relación al norte (o laorientación de la celda).

Ambas son propiedades del gradiente de la superficie, así las funciones SLOPE y ASPECTusan el mismo algoritmo para calcular la gradiente, sólo que retornan propiedadesdiferentes. El algoritmo trabaja ajustando un plano a los valores Z de una vecindad de nueveceldas contiguas, calculando el gradiente del plano y grabando la pendiente o el aspecto dela grilla de salida en la mitad de la vecindad.Si bien la pendiente es aplicada típicamente a la topografía, puede ser de mucha utilidadcuando se analizan otros tipos de superficies. Por ejemplo, cuando se aplica a una superficiede precipitación, muestra áreas donde la precipitación está cambiando, y cuán rápidamente(“pendientes” más inclinadas cambian más rápido).La pendiente puede ser expresada tanto en grados sexagesimales (ejemplo 45 grados) oporcentajes (ejemplo 50%). Los grados se usan comúnmente en aplicaciones científicas,mientras que los porcentajes se usan comúnmente en estudios de transporte (“¡Precaución:pendiente de 6% adelante!”).Se iniciará este paso derivando pendientes a partir de la superficie de elevación del LagoTahoe. Se usarán entonces pendientes apropiadas para una pista de esquiar.

• Apague todas las capas y cierre sus leyendas.

• En la barra de herramientas del Analista Espacial, de “click” sobre “SpatialAnalyst” > “Surface Analysis” > “Slope”.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -8

• Para el menú colgante “Input Surface”, escoja la capa Elevation.• Para la opción “Output measurement”, marque el círculo al lado de “Percent”.• Cambie el nombre de la nueva capa Slope of Elevation a SlpPercent.

La ventana de diálogo “Slope” aplicó automáticamente la simbología que es apropiada paradatos de pendiente. Las áreas rojas tienen pendientes inclinadas, las verdes tienen pendientesmenos inclinadas. Note que los valores están en el intervalo de cero hasta alrededor de 178.El porcentaje de pendiente se calcula como el ascenso o cambio en elevación dividido por ladistancia, multiplicado por cien. Así, si hay mucho ascenso sobre una distancia muy corta,los valores pueden aproximarse al infinito. Ahora use la función SLOPE para calcular lapendiente en grados. La sintaxis es:

SLOPE ( < grilla >, { DEGREE | PERCENTRISE } )• Apague la capa SlpPercent y cierre su leyenda.• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra de

Mapas:SLOPE ( [Elevation] )

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a SlpDegree.

El “Raster Calculator” con frecuencia no aplica simbología apropiada a los datos quecalcula, pero usted si puede.

• De “doble click” sobre la capa SlpDegree para abrir su ventana de diálogo “LayerProperties” y de “click” sobre la pestaña “Symbology”.

• De “click derecho” sobre “Color Ramp” y desmarque la opción “Graphic View”.(Esto despliega los nombres de las rampas de colores en vez de sus gráficos.

• Navegue hasta la base de la lista de rampas de colores y escoja el patrón de colores“Slope”.

• De “click” sobre “OK” para cerrar la ventana de diálogo “Layer Properties”.Ahora la capa SlpDegree tiene la misma rampa de colores verde a rojo que la capaSlpPercent. Note en la leyenda de la capa SlpDegree que los valores están en el intervalo decero a 61 grados aproximadamente. La mayor pendiente posible es 90 grados, es decir, unacantilado vertical.De nuevo en el campo de esquiar, se dice que las mejores pistas de esquí son aquellas quetienen pendientes de los 15 a los 45 grados, que son las pistas más desafiantes paraesquiadores avanzados. Pistas con pendientes menores a los 15 grados son muy planas,mientras que aquellas con pendientes superiores a los 45 grados tienen mucho riesgo deavalanchas. Use una expresión del Álgebra de Mapas para crear una grilla de celdas con lasmejores pendientes:

• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra deMapas:

[SlpDegree] GE 15 AND [SlpDegree] LE 45

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a GoodSlope.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -9

• De “click derecho” sobre el símbolo del código 1 de la capa GoodSlope y escoja uncolor anaranjado.

• De “click derecho” sobre el símbolo del código 0 de la capa GoodSlope y escoja “NoColor”.

• Apague la capa SlpDegree.• Encienda las capas Hillshade y LandWater.

Las áreas anaranjadas en el mapa son las mejores para pistas de esquiar, con base sólo enpendientes. Ahora combine las capas GoodSlope y GoodSun para encontrar lugares dondeambas: pendientes y exposiciones solares, son buenas para pistas de esquiar.

• Apague la capa GoodSlope y cierre su leyenda.• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra de

Mapas:[GoodSlope] AND [GoodSun]

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a SkiRun.• De “click derecho” sobre el símbolo del código 1 de la capa SkiRun y escoja un

color amarillo.• De “click” derecho sobre el símbolo del código 0 de la capa SkiRun y escoja “No

Color”.Las áreas amarillas tienen pendientes y exposiciones solares adecuadas para pistas deesquiar.

• Apague todas las capas y cierre sus leyendas.

Se pudo haber usado el aspecto en el modelo de esquiar suponiendo que las pendientesdirigidas hacia el norte tienen más sombras que las pendientes dirigidas hacia el sur, pero, elsombreado dio una medida de exposición solar más confiable, por lo cual se usó le usó enlugar del aspecto. Aún así, el aspecto en muy útil en muchas aplicaciones de análisis deterreno. Ahora calcule el aspecto con la ventana de diálogo “Aspect”.

• En la barra de herramientas del Analista Espacial, de “click” en “Spatial Analyst”> “Surface Analysis” > “Aspect”.

• Para “Input Surface”, escoja “Elevation”.

• De “click” sobre “OK”.

• Cambie el nombre de la nueva capa Aspect of Elevation a Aspect.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -10

“Aspect” retorna direcciones de brújula como grados decimales, donde 0 y 360 coincidencon la dirección norte. Las áreas perfectamente planas tienen asignado el valor de –1.Nuevamente, la ventana de diálogo ha usado simbología apropiada – y ha creado textos deleyenda útiles para ayudarle a interpretar los símbolos. Si se ha usado la función ASPECT(<grilla>), se podría haber necesitado asignar su propia simbología como hizo antes para laspendientes (¿Observó la rampa de colores de “Aspect”?).

• Apague la capa Aspect y cierre su leyenda.

El uso del aspecto en algunos tipos de análisis es un reto dada la naturaleza de las medidasangulares. Por ejemplo, un aspecto de 359 grados es muy cercano al aspecto de 1 grado(sólo hay una diferencia de tres grados), pero matemáticamente la diferencia es de 358grados.Puesto que se trata de ángulos, se pueden usar funciones trigonométricas para convertirgrados de aspecto en “porcentaje de orientación al norte”. La función COS (coseno) retornavalores entre 1 (hacia el norte) y –1 (hacia el sur). Se puede añadir 1 al coseno para obtenervalores desde 0 a 2, luego dividirlos por 2 y multiplicarlos por 100 para crear una grilla de“porcentaje de norte”.

• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra deMapas:COS ( [Aspect] / DEG + 1 ) / 2 * 100

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a PercentNorth.Se podría preguntarse acerca de la parte de la expresión “[ Aspect ] / DEG”. Las funcionestrigonométricas trabajan con ángulos medidos en radianes, no grados. DEG es una variableincorporada que almacena la constante necesaria par convertir grados en radianes.

• Apague la capa PercentNorth y cierre su leyenda.

La función CURVATURE retorna hasta cinco grillas que son medidas de la superficie. Lagrilla de salida de CURVATURE, es la tasa de cambio de la pendiente (pendiente es laprimera derivada de la superficie, la curvatura es la segunda derivada de la superficie). Lacuadrícula de perfiles (“profile”) es una medida de la aceleración o deceleración del flujosobre la superficie, y puede ser usada como una medida de la erosión y deposición. La grillade formas planas (“planform”) es una medida de la convergencia y divergencia del flujo.CURVATURE puede también retornar grillas de pendiente y aspecto, las cuales se calculancon un algoritmo diferente que aquél usado por las funciones SLOPE y ASPECT.

Desde el Raster Calculador, pruebe la siguiente expresión:

CURVATURE ([Elevation], profcurvFN, plancurvFn, slopeFn, aspectFn)

Cambie el nombre de Calculation por “Curvature”. ¿Cómo puede obtener aquellos sitioscon relieve convexo o con propensión a remoción-deslizamientos?, y ¿aquellos sitiosconsiderados con flujo divergente? (Ayuda. Utilice las siguientes notas)

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -11

Notas1. Curvatura. Es una medida de la curvatura total para cada celda, y es esencialmente la segunda derivada de

la superficie, o la pendiente de la pendiente. Los valores negativos son cóncavos (dirigidos hacia arriba)“forma de jofaina o copa” y se asocian con deposición. Los valores positivos son convexos “corcova ojoroba” y se asocian con remoción. Los valores 0 son planos, de esta forma los valores negativos sepueden asociar con una mayor capacidad de infiltración, en tanto que los valores positivos favorecen eltransporte del agua.

2. Perfil de la curvatura. El perfil de la curvatura es una medida de la tasa de cambio de la curvatura en ladirección de la pendiente mayor a través de la celda. Los valores negativos pueden ser interpretados comoindicativos de desaceleración del flujo en la celda. Los valores positivos indican aceleración del flujo.Valores de cero indican no cambio (no necesariamente plano).

3. Forma plana de la curvatura. La forma plana de la curvatura es una medida de la tasa de cambio de lacurvatura perpendicular a la dirección de la pendiente más grande a través de la celda. Los valoresnegativos pueden ser interpretados como indicativos de flujo convergente. Los valores positivos indicanflujo divergente dentro de la celda. Los valores de cero indican no cambio (de nuevo no necesariamenteplano).

Revise los mapas de pendiente y aspectos creados pro CURVATURE, ¿qué puede concluirrespecto a los creado anteriormente?

PASO 6: ANÁLISIS DE VISIBILIDADEl análisis de visibilidad examina cada celda para determinar si éstas tienen una línea desitio clara hacia uno o más puntos de observación, con base en si hay celdas altasinterviniendo que bloqueen la línea recta entre la celda y el observador. Retorna un simpleconteo del número de observadores que pueden ver la celda. Existe una gran cantidad depotenciales aplicaciones para el análisis de visibilidad en SIG, como por ejemplo ocultartanques de almacenamiento de aceite en fincas que arruinan el ornato del paisaje, determinarlíneas de fuego para una fortificación, o la ubicación de antenas de telefonía móvil.

El escenario para este paso es similar al último ejemplo. El Servicio Nacional de Parquestiene problemas con la radio comunicación entre sus varias instalaciones, ellos necesitanconstruir una torre repetidora. El sitio de la torre debe ser capaz de “ver” todas lasinstalaciones.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -12

• Añada al mapa las siguientes capas desde su directorio ..\Ejercicio06:ParkFacilities.lyr Los puntos de observación para el análisis.TopoMap.lyr Un mapa topográfico discretizado para usar como fondo.LandMask.lyr Una máscara; el terreno tiene un valor y el Lago Tahoe es NoData.

• Si es necesario, coloque la capa ParkFacilities en la parte superior de la ToC.• Encienda las capas Hillshade, TopoMap y ParkFacilities.• Abra la leyenda de la capa ParkFacilities.

Cada instalación tiene un mástil de radio. El mástil del cuartel general tiene un alto de 100pies y todos los otros mástiles tienen una altura de 50 pies. La torre repetidora tendrá 100pies de alto.Como se verá a continuación, la ventana de diálogo “Viewshed” es muy fácil de usar y tienemuy pocos parámetros para definir. Esto porque la mayoría de los parámetros son llevadoscomo atributos de los observadores de entrada – los cuales pueden ser puntos o líneas en unarchivo de cobertura o un “shapefile”. Todos los campos de los parámetros son opcionales(ellos tienen valores por omisión) y, si se los usa, deben almacenar algunos números enteroso números decimales, pero sus nombres son especiales y deben ser como se muestran acontinuación:

§ SPOT – Especifica una elevación absoluta para el observador. El valor por omisión es laelevación encontrada en el punto. Use SPOT sólo cuando el observador (usualmente unalínea) tiene una elevación constante, como la ruta de vuelo planeada de un avión en unamisión de reconocimiento fotográfico.

Los siguientes dos atributos modifican las elevaciones de la superficie con base en la alturadel observador y la altura de la estructura que se está tratando de ver:

§ OFFSETA – Especifica un valor Z a ser añadido a la elevación en el punto deobservación. En este ejemplo, esta es la altura del mástil del radio (100 y 50 pies) en lasdiferentes instalaciones de los parques. El valor por omisión es 1.

§ OFFSETB – Especifica un valor Z a ser añadido a una celda distinta a la del observadorcuando ésta, esta siendo analizada por visibilidad. En el ejemplo, esta es la altura de latorre repetidora propuesta (100 pies). El valor por omisión es 0.

Los atributos restantes limitan el análisis a un volumen de espacio tridimensional. Si seaceptan todos los valores por omisión, se analiza la visibilidad del ráster de entrada en sutotalidad – lo cual puede ser muy lento para rásters grandes. Sin importar esto, esosparámetros no son usados comúnmente.

§ AZIMUTH1 y AZIMUT2 – Especifican los ángulos horizontales de inicio y final paralimitar el análisis, el cual procede en sentido horario a partir de AZIMUTH1 alAZIMUTH2. Los valores se especifican en grados de 0 a 360. Los valores por omisiónson 0 y 360 (es decir todo el ráster de entrada).

§ VERT1 y VERT2 – Especifican los ángulos arriba y abajo del horizonte(respectivamente) para limitar el análisis. Los ángulos positivos están arriba delhorizonte, los valores negativos están por debajo de éste. Los valores por omisión son90 para VERT1 y -90 para VERT2.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -13

§ RADIUS1 y RADIUS2 – Especifican el radio interno y el radio externo para limitar elanálisis. Sólo se consideran las celdas entre RADIUS1 y RADIUS2. Los valores poromisión van desde cero hasta infinito.

El “shapefile” ParkFacilities sólo tiene los atributos OFFSETA y OFFSETB. OFFSETA esla altura de cada mástil de radio de las instalaciones, y OFFSETB es 100 pies (la altura de latorre repetidora propuesta) para cada punto. Ahora ejecute el análisis de visibilidad.

• En la barra de herramientas “Spatial Analyst”, de “click” “Spatial Analyst” >“Surface Analysis” > “Viewshed”.

• Para “Input Surface”, escoja “Elevation”.

• Para “Observer points”, escoja “ParkFacilities”.

• De “click” sobre “OK”.

• Cambie el nombre de la capa Viewshed of ParkFacilities a Viewshed.

La leyenda para la capa Viewshed es un tanto confusa. Ha clasificado todas las celdasvisible (verde) y no-visible (rojo) desde cualquier punto de observación. Esto es un artificiode simbología que la ventana de diálogo le ha asignado. En efecto, el valor real de una celdaes una cuenta del número de observadores que pueden “verla”. Cambie la simbología parareflejar los valores:

• Abra la ventana de diálogo “Layer Properties” de la capa “Viewshed”.

• En la pestaña “Symbology”, escoja la opción “Show Unique Values”.

• De “click” sobre “OK”.

Se ha notado que las celdas en el Lago Tahoe tienen valores de visibilidad. Estos valores noson muy atractivos, así que su siguiente paso es tornarlos en valores NoData con unamáscara de procesamiento. Este paso es necesario porque “Viewshed” ignora las máscarasen su análisis, aún si se ha definido previamente una máscara en su entorno de análisis, lasceldas del Lago Tahoe podrían aún haber sido analizadas.

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Ejercicio 6: Análisis Topográfico 6 -14

• Cambie el entorno de análisis como sigue:Ø Máscara de análisis: LandMask

• Use el “Raster Calculator” para evaluar la siguiente expresión del Álgebra deMapas:

[Viewshed]

• Cambie el nombre de la nueva capa Calculation a TowerSites.

Finalmente, asigne los mejores colores a los símbolos de TowerSites y prepare el mapafinal.

• De “click derecho” sobre el símbolo para el valor 0 y escoja “No Color”.• Para el valor 1, escoja un verde claro (Tzavorite Green).• Para el valor 2, escoja un verde intermedio (Sage Dust).• Para el valor 3, escoja un verde oscuro (Tarragon Green).• Para el valor 4, escoja un rojo brillante (Mars Red).• Fije la transparencia de la capa TowerSites en un 50%.• Apague todas las capas a excepción de ParkFacilities, TowerSites, TopoMap, y

Hillshade.

Las celdas color rojo brillante son aquellas que son visibles desde las instalaciones de loscuatro parques. La nueva torre repetidora podría ubicarse en cualquiera de esas ubicaciones.

Esto completa el Ejercicio 6.

• Salga del “ArcMap”. No guarde sus cambios.

FINAL DEL EJERCICIO