Calcular pendiente media de la red hídrica de una cuenca en ArcGIS

La pendiente de una cuenca hidrográfica, posee una compleja dinámica relacionada con la infiltración, escurrimiento superficial, humedad del suelo y aporte de los cauces en la recarga del agua subterránea; Conocer estos factores físicos que controlan el tiempo del flujo sobre el terreno, y la influencia directa en la magnitud de las avenidas o crecidas, es de vital importancia para la toma de decisiones en procesos de planificación.

Para calcular la pendiente media del drenaje o de una cuenca hidrográfica se necesita un raster (mapa de pendientes), y un vector (shapefile de la red hídrica).

Construcción del Mapa de Pendientes

A partir de curvas de nivel (o vectores con información altitudinal) crear un TIN con la herramienta Create TIN From Features de 3D Analyst (en caso de tener cota cero, recortar el TIN).

Posteriormente se procede a crear el mapa de pendientes transformando el TIN a Raster con ayuda de la extensión 3D Analyst (en ediciones anteriores a la versión 10 usar Slope de la sección Surface), en Attribute seleccionar Slope (grados o porcentaje).

Convert TIN to Raster ArcGIS 10

Ahora es necesario reclasificar el ráster, para establecer los rangos de la pendiente, en este ejemplo se determina de acuerdo a la siguiente tabla.

Porcentaje % Tipo
< 5 Plano
5 – 12 Ligeramente ondulado
12 – 18 Ondulado
18 – 24 Fuertemente ondulado
24 – 32 Escarpado
32 – 44 Fuertemente escarpado
> 44 Montañoso

Usar la herramienta Reclassify de la extensión Spatial Analyst.

ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Reclass > Reclassify

En Input raster seleccionar el ráster con valores de la pendiente creado anteriormente, en el botón Classify definir los rango en base a los valores de la tabla, en Method seleccionar Manual y elegir el número de clases (siete), muy importante marcar el icono de porcentaje (%) en Break Values, rellenar los valores correspondientes.

Classification Reclassify ArcGISCalculo de la pendiente media de la cuenca

Para el calculo de la pendiente media es necesario interpolar la red hídrica con el mapa de pendientes, por medio de la herramienta Interpolate Shape, en Input Surface seleccionar el ráster del mapa de pendientes, y en Input Feature Class seleccionar el shapefile de la red hídrica, a continuación la dirección de esta herramienta.

ArcToolbox > 3D Analyst Tools > Functional Surface > Interpolate Shape

Finalmente con el uso de la herramienta Zonal Statistics as Table, en Input raster or feature zone data seleccionar la red hídrica interpolada anteriormente, Zone field seleccionar el campo del shapefile (en caso de estar categorizadas las redes primarias y secundarias), y en Input value raster seleccionar el mapa de pendientes, y en Output table seleccionar el nombre y directorio de la tabla de resultados (extensión *.dbf), la dirección de la herramienta es la siguiente:

ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Zonal > Zonal Statistics as Table

Zonal Statistics as Table ArcGIS

El resultado se muestra en la imagen al final de esta entrada (clic para ampliar), si nos fijamos en la tabla en el campo MEAN constan los valores de la pendiente media, para la red hídrica primaria próximo a tres y en la secundaria a cuatro ( tres y cuatro en el mapa de pendientes corresponden a los rangos 12 – 18 y 18 – 24 respectivamente), por lo tanto tenemos que la red primaria es Ondulada, y, la red secundaria Fuertemente ondulada de acuerdo a la tabla preestablecida, adicionalmente la tabla contiene más información para realizar el análisis estadístico.

Pendiente media de una cuenca ArcGIS

En caso de requerir determinar la pendiente media de la superficie topográfica de la cuenca (más no del drenaje como en este ejemplo), se lo puede realizar usando el perímetro de la cuenca en reemplazo de la red hídrica.

franzpc

10 thoughts on “Calcular pendiente media de la red hídrica de una cuenca en ArcGIS”

  1. Jorge Flores dice:

    Es fantástico contar con estos tutoriales ayuda mucho a conocer y apreciar más al programa que por si se ve que importante para análisis macros del territorio, solo espero encontrar un tutorial con ejercicios pero en español.

  2. HERNAN dice:

    Me parece muy interesante que pongan estre tipo de ayuda para quienes manejamos los SIG.

  3. Ricardo dice:

    Saludos!

    Hola, con una molestia. La tabla estableces los rangos de la pendiente, de que fuente es? porque lo ocuparé justificar en la tesis.

    1. franzpc dice:

      Esos valores lo coloque arbitrariamente (o los tenía en mente desde la universidad), mejor busca una tabla de clasificación de pendientes de la FAO.

  4. Edmer Pariona dice:

    Excelente tus aportes, siempre te sigo pero no tuve oportunidad de agradecer. Saludos.

  5. Ricardo dice:

    Ok, muchas gracias, Saludos.

  6. Eduardo dice:

    Como calcular la pendiente media de una linea o levantamiento topográfico en arcgis 10.

  7. enrique dice:

    Buenas, tengo una consulta respecto a arcgis 10, como puedo hacer una mapa de redes, necesito plasmar en un mapa las comunicaciones por correspondencia de varias personas entre si, les dejo la inquietud.

    1. franzpc dice:

      Con la extensión Network Analyst.

  8. javier dice:

    Buenas tardes, tengo una duda, cuando usted reclasifica, establece valores de pendiente entre el 0% y el 100%, pero hay valores de pendiente que pueden ser (y posiblemente sean en cuencas de montaña) mayores al 100%, es por ello que creo que es erróneo y se debería hacer sobre el archivo sin reclasificar. No obstante, si estoy en un error dígamelo. Gracias!

    1. franzpc dice:

      Gracias por tu aclaración, en realidad existen valores que superan el 100% (una pendiente del 45° equivale al 100%), para ello realiza la reclasificación en base a los valores que tengas en tu ráster.

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