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• Misael Cerrato

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SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA José David Cáceres [email protected] Proyecto Mitigar Comisión Permanente de Contingencias

29/05/2015

Curso Sistemas de Información Geográfica

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CUENCAS HIDROGRÁFICAS Y MODELOS DIGITALES DEL TERRENO

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MODELOS DIGITALES DEL TERRENO

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Definición de Modelo Digital del Terreno (MDT) • Un MDT es una representación estadística de la superficie del terreno mediante un número elevado de puntos selectos con coordenadas conocidas en un sistema de coordenadas arbitrario. (Miller, 1958) • Generalmente representa la topografía del terreno, es decir, la altura de cada punto de un territorio. Pero, en realidad, se puede crear un MDT de cualquier hecho que cumpla unas mínimas características, esencialmente la continuidad espacial en la variación. (Bosque, 1992)

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Definición de Modelo Digital del Terreno (MDT) • Estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de una variable cuantitativa y continua. (Felicísimo, 1994). • Conjunto de capas (generalmente raster) que representan distintas características de la superficie terrestre derivadas de una capa de elevaciones que se denomina Modelo Digital de Elevaciones. (Francisco Alonso, 2006)

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Propiedades Básicas de los MDT’s • Forman una estructura de datos. • Representan la distribución espacial de una variable. • La variable tiene que ser cuantitativa y de distribución continua.

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Que Aspecto tiene un MDT?

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La Obtención de Datos para Construir un MDE • Métodos Directos: Cuando las medidas se realizan directamente sobre el terreno  Altimería  GPS  Levantamiento Topográfico

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• Métodos Indirectos: Cuando utilizan documentos analógicos o digitales elaborados previamente:  Restitución a partir de pares de imágenes  Digitalización

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Que Aspecto tiene un MDT?

Contaminación del Suelo 29/05/2015

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Contaminación Lumínica

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Estructura de un MDT • Se dividen en dos grupos en función de la representación de los datos: RASTER Se basa en localizaciones espaciales, a cada una de las cuales se les asigna el valor de la variable ara la unidad elemental de la superficie. Matrices Regulares Matrices de resolución Variable

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VECTORIAL Está basado en entidades u objetos geométricos definidos por las coordenadas de sus nodos y sus vértices. Contornos TIN

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Cómo se Construye un MDT? RASTER Interpolación

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VECTORIAL Triangulación de delauny

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Ventajas e Inconvenientes RASTER • Facilitan las labores de análisis • Poco flexibles • Representación adecuada de la superficie en áreas de fuerte relieve • Representan mejor variables continuas • Los archivos son muy “pesados” 29/05/2015

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VECTORIAL • Dificultad con los análisis • Se puede aumentar el grado de detalle del relieve • Representan mejor variables discretas • Ocupan menos memoria

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Modelos Digitales del Terreno Vectorial TIN Triangulated Irregular Network Estructura de datos basada en la estructura arco-nodo Triangulación de Delaunay

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TIN. Estructuras arco-nodo • Elemento fundamental: arco (formado por una sucesión de elementos rectos con igual topología) • Codificación:  Arcos: se codifican indicando el nodo de salida, el nodo de llegada, el polígono de la izquierda y el polígono de la derecha.  Nodo: cada uno de los vértices en que se cruzan tres o más arcos o que es el punto final de un arco.  Polígonos: se codifican indicando los arcos que lo rodean. Finalmente se recogen las coordenadas de los puntos (nodos y vértices) 29/05/2015

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Creación de un MDT raster • A tener en cuenta: Tamaño de celda Localización de los puntos o líneas muestrales. Método de interpolación

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Tamaño de celda

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Interpolación • Procedimiento que permite calcular el valor de una variable en una posición del espacio (punto no muestral, con un valor estimado) conociendo los valores de esa variable en otras posiciones del espacio (puntos muestrales con valores reales) (Bosque, 1997)

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Cuándo se utilizan? • Cuando lo datos no cubren totalmente el área de interés • Para convertir observaciones discretas en datos continuos • Para comparar patrones espaciales de diferentes entidades • Para cambiar la resolución de una superficie • Para transformar el modelo de datos 29/05/2015

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Requisitos que tienen que cumplir Deben crear superficies continuas Deben tener propiedades matemáticas Fácil de calcular Se tienen que ajustar a los datos con un nivel de precisión determinado • No deben permitir oscilaciones • Tienen que ser independientes de las muestras de datos

• • • •

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Métodos de Interpolación • Pueden clasificarse en función de: Mecanismo matemático de la interpolación Número de elementos tenidos en cuenta Resultado obtenido

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Funciones Polinómicas • Ajustar una ecuación polinómica a los valores de la muestra. • Pueden ser locales o globales • Interpolador aproximado • Describen la tendencia de los datos muestrales 29/05/2015

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Ponderación en Función Inversa a la Distancia (IDW) • Asigna pesos a los datos en función inversa de la distancia • Interpolador determinístico, exacto y local • No realizan estimaciones que superen los valores máximos de los puntos muestrales ni los mínimos • Potencia: Mayor potencia disminuye la influencia de los valores que están más lejos del punto de referencia • Radio de influencia: se define un área de influencia en función de la distancia o el número de puntos máximos o mínimos a tener en cuenta en la interpolación • Se pueden definir las áreas que se quieren interpolar

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SPLINE • Interpolador determinístico, exacto, local • Ajusta una superficie flexible incluyendo los puntos de valores conocidos • Divide el área de estudio en bloques de igual tamaño • El número de bloques es el mismo en la dirección X e Y • Tipo de SPLINE

 Regularizado: superficies más suaves  Tensión: superficies más abruptas

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IDW vs SPLINE

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KRIGING • Se basa en modelos estadísticos que incluyen autocorrelaciones • Interpolador geoestadístico, exacto y local • Correlación espacial puede explicar las variaciones en la superficie • Mide todas las distancias entre los posibles pares de puntos y usa esa información para modelar la autocorrelación espacial de la superficie a generar 29/05/2015

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Vecino más próximo • Es uno de los métodos más antiguos y sencillo • Encuentra el subconjunto de los puntos más cercanos a un número de puntos muestrales y les asigna un peso basándose en áreas proporcionales para interpolar un valor • El valor de una localización interpolada es el peso medio de los valores de los vecinos más cercanos 29/05/2015

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CUENCAS HIDROGRÁFICAS

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Definición Cuenca Hidrográfica • Es el área de escurrimiento del agua lluvia hacia un río o punto determinado. • Su contorno o perímetro se encuentra delimitado por el filo de las montañas, denominado parte aguas

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Para la delimitación de las unidades hidrográficas, se consideran las siguientes reglas: • Se identifica la red de drenaje o corrientes superficiales

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Para la delimitación de las unidades hidrográficas, se consideran las siguientes reglas: • Se realiza un esbozo muy general de la delimitación

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Para la delimitación de las unidades hidrográficas, se consideran las siguientes reglas: • Invariablemente, la divisoria corta perpendicularmente las curvas de nivel y pasa, estrictamente, por los puntos de mayor nivel topográfico

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Para la delimitación de las unidades hidrográficas, se consideran las siguientes reglas: • Cuando la divisoria va aumentando su altitud, corta las curvas de nivel por su parte convexa.

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Para la delimitación de las unidades hidrográficas, se consideran las siguientes reglas: • Cuando la altitud de la divisoria va decreciendo, corta a las curvas de nivel por la parte cóncava.

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Para la delimitación de las unidades hidrográficas, se consideran las siguientes reglas: • Como comprobación, la divisoria nunca corta una quebrada o río, sea que éste haya sido graficado o no en el mapa, excepto en el punto de interés de la cuenca.

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PRACTICA

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