Delimitar cuencas manualmente suele resultar un trabajo muy laborioso, sin embargo ArcGIS cuenta con un potente conjunto de herramientas hidrológicas que permiten modelar el flujo de agua a través de una superficie de un Modelo de Elevación Digital (DEM), que ayudan a tomar decisiones en procesos de planificación. Para delimitar automáticamente una cuenca hidrográfica y construir la red hídrica a partir de un DEM, es necesario realizar el siguiente procedimiento (ver videotutorial al final de la entrada).
1. Obtención del DEM
Se puede obtener un DEM a partir de un TIN (creado por medio de curvas de nivel) o descargar un DEM directamente desde ASTER GDEM.
2. Definir proyección del DEM
Es necesario que el archivo ráster cuente con una proyección, en caso de no contar se la puede definir desde la caja de herramientas ArcToolbox, se define la proyección tanto en el sistema de coordenadas entrante (en caso de no tener) como el de salida.
ArcToolbox > Data Management Tools > Projections and Transformations > Raster > Project Raster
3. Eliminar imperfecciones del DEM
Una vez definida la proyección usaremos la herramienta Fill, que permite rellenar vacíos en la superficie del ráster para quitar imperfecciones en la información del DEM, tan solo es necesario trabajar con el DEM generado en el paso anterior.
ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill
4. Definir la dirección de la red hídrica
Por medio de la herramienta Flow Direction, crea un ráster con la dirección de flujo de cada una de sus celdas hasta su vecina cuesta abajo, aquí seleccionamos el ráster generado con Fill.
ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Direction
5. Determinar la acumulación la red hídrica
Ahora con la herramienta Flow Accumulation, se crea un ráster del flujo acumulado para cada una de sus celdas, también se puede aplicar un factor de peso si es necesario, la entrada de esta herramienta es el archivo ráster generado con la herramienta Flow Direction.
ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Accumulation
6. Delimitando automáticamente la cuenca hidrográfica
Para delimitar la cuenca hidrográfica se lo realiza apoyándose en la siguientes herramientas:
- Basin, elabora un ráster delineando todas las cuencas hidrográficas en base a la red de drenaje, el ráster de entrada es el creado con la herramienta Flow Direction.
ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Basin
- Como siguiente paso ese transforma el ráster que se generó con Basin a vector (shapefile), con la herramienta Raster to Polygon (Raster to Features, en versiones anteriores a ArcGIS 10).
ArcToolbox > Conversion Tools > From Raster > Raster to Polygon
- Recortar la cuenca hidrográfica, aquí solo basta con usar la herramienta Clip de Geoprocessing, o en su lugar seleccionar la cuenca deseada y exportar desde las propiedades (clic derecho sobre el shapefile Export Data).
ArcToolbox > Analysis Tools > Extract > Clip
7. Construir automáticamente la red hídrica
Con el famoso Raster Calculator, para ello hay que tomar en cuenta de tamaño del pixel (tamaño del DEM), para este ejemplo al construir la red hídrica primaria se puede determinar los valores del raster Flow Accumulation mayores a 1234567, y para la secundaria mayores a 1234 (tanto en la primaria como secundaria jugar con los valores).
- Red primaria: Flow_accumulation > 1234567
- Red secundaria: Flow_accumulation > 1234
ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Map Algebra > Raster Calculator
Ahora que se ha elaborado la red hídrica, convertir el ráster a shapefile con la herramienta Raster to Polilyne.
ArcToolbox > Conversion Tools > From Raster > Raster to Polyline
8. Toque finales
Finalmente se procede a recortar los shapefiles de la red hídrica (construida anteriormente), con ayuda de la herramienta Clip, tomando como entrada la red de polilineas y cortar con el perímetro de la cuenca determinada anteriormente (sexto paso).
ArcToolbox > Analysis Tools > Extract > Clip
Adicional mente se puede usar herramientas en la sección Hydrology tales como:
- Zonal Statistics, genera estadísticas del ráster.
- Stream Order, asigna el orden numérico de cada uno de los segmentos del ráster que representan las ramas de una red lineal (red hídrica).
- Sink, elabora un ráster con todos los sumideros o áreas de drenaje interno.
