Delimitar automáticamente una cuenca hidrográfica en ArcGIS

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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

Fill Hydrology ArcGIS

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

Flow Direction Hydrology ArcGIS

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

Flow Accumulation Hydrology ArcGIS

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

Basin Hydrology ArcGIS

  • 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

Raster Calculator ArcGIS 10

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

Delimitar cuenca en ArcGIS

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.

32 comentarios en “Delimitar automáticamente una cuenca hidrográfica en ArcGIS”

  1. Te agradezco infinitamente, me ha servido bastante en mis trabajos, también soy forestal, suerte, y adelante eres excelente

  2. Hola amigo está muy bueno el tema, si pudieras agregar como sacar perfil del cauce en forma directa te agradecería bastante.

  5. Estimado muchas gracias por tus aportes en esta materia. Pero en esta ocasión tuve un problema con la generación automática de la red hídrica, ya que en tu vídeo cuando se genera el ráster de salida, de la red primaria, el layer aparece con dos colores bajo el ráster creado, a mi solo me aparece uno, por lo que no se visualiza la red hídrica creada, he revisado todos los pasos, lo que si me parece distinto que cuando descargue el DEM de ASTER GDEM me lo enviaron en formato TIF, ¿Puede ser este el problema?, de antemano muchas gracias.

  6. Muchas gracias Franz por compartir tus valiosos conocimientos, logré delimitar varias cuencas en diferentes escenarios gracias a tus indicaciones, seguro el problema de Patricio es el siguiente : al utilizar la herramienta Map Algebra – Raster Calculator debe probar varios valores en las redes (primaria y secundaria) depende del tamaño del DEM, esta en las indicaciones este paso, entonces Patricio prueba 12345 ó 1234, Yo así lo logré a prueba y error, espero sea la solución que buscas, saludos a todos y sin duda seguiré aprendiendo de este sigblog.

  7. Buenas noches, de antemano felicitaciones por la publicación, esta excelente. He estado siguiendo paso a paso, y todo iba bien hasta que llegue a la parte de la herramienta Map Algebra, resulta que mi ArcGis no tiene la opción de Raster Calculator, en su lugar aparecen dos opciones que son Multi Output Map Algebra, y Single Output Map Algebra. Como hago para que me aparezca la opción de Raster Calculator? me hace falta instalar alguna extensión?, o que procedimiento debo seguir para hacerlo con las dos opciones que me aparecen? de antemano agradezco tu colaboración.

  8. Hola a todos; Franz soy nueva acá, pregunta, es posible hacer lo mismo pero para los caminos, es decir, generar una faja o polígono de los caminos que están en un DTM?

    Saludos y gracias.

    • No es posible, los caminos no están determinados por variables comunes (como los ríos), recuerda que son trayectos creados por el ser humano de acuerdo a su conveniencia, un modelo digital de terreno almacena datos de elevación.

  9. Buenas a todos.

    Tengo una duda, a ver si me podéis ayudar

    Estoy realizando un mapa de pendiente y tengo el siguiente problema:
    A la hora de aplicar Extract by Mask al ráster de pendiente quedan imperfecciones en torno al polígono que se emplea para el corte; Parte de las celdas del ráster cercanas al borde quedan fuera del polígono de corte y en otros caso faltan trozos de celda. ¿conocéis alguna herramienta para que a la hora de representarlo quede un corte perfecto?

    Muchas gracias a todos por todo.

    • Cuando se usa un corte por máscara suele suceder que los bordes quedan tipo gradas (según el tamaño del pixel), si lo quieres mantener como ráster desconozco como hacerlo, pero si lo transformas a shape con un clip puedes recortar justo tu área de estudio sin problema en los bordes.

  11. Muchas gracias por el tutorial pero tengo algo q no me queda claro, en la opción de raster calculator el valor de flow accumulation > ¿el valor en función de que tiene que estar, del caudal o cómo?

    • De acuerdo al tamaño de píxel del DEM, puedes colocar un valor alto si tu objetivo es obtener la red hídrica muy ramificada, o un valor bajo si solo te interesa obtener los cauces principales. [FALSO, revisar siguiente comentario]

      • Franz, buenas noches, creo que la cosa es al revés, se coloca un valor muy bajo para obtener una red hídrica muy ramificada, cuanto mas cercana a “uno’ mas densa sera la red, y si el valor tiende a ser muy alto, se generan los cauces principales.

  12. Franz muchas gracias por este blog seguí cada uno de los pasos y obtuve todos los resultados esperados; Una pregunta yo utilicé el DEM ASTSTM2_S07W078_dem.tif zona 18S y obtuve una sola cuenca grande, mi pregunta es como puedo obtener las sub cuencas o microcuencas de la Cuenca (grande) ya creada. Gracias de antemano por tu apoyo. Saludos David Aguirre – Perú.

  13. Gracias por tu esfuerzo, los temas son de importancia, quisiera poder adquirir hojas DEM a mayor precisión por ejemplo a 10 o 5 metros por píxel.

  15. Hola, quisiera saber como hago si tengo un mapa de pendientes y quiero crear otro mapa a partir de ese únicamente con las pendientes mas bajas, es decir, digamos entre 0 y 25. Agradezco la ayuda.

  16. Muchas gracias por el tutorial. Quería saber si hay alguna forma de generar automáticamente los puntos de desfogue y así poder delimitar más de una cuenca al mismo tiempo. Gracias

    • Hola Alma, directamente desde ArcGIS no, pero si puedes utilizar la extensión SWAT (Soil and Water Assesment Tool) que es un modelo hidrológico distribuido, con esta herramienta, para quien no este interesado en modelación sino unicamente en la delimitación de las cuencas le puedes ser bastante útil, ya que el mismo detecta todos los posibles puntos de desague y tu puedes editarlos eliminando los no deseados, o eliminándolos todos y unicamente añadiendo los de la red de drenaje de tu interés. Es de distribución gratuita y es una extensión para ArcGis

  17. Muchas gracias por todo lo que aportas! realmente me salvas en muchas oportunidades!

    Quisiera saber si se pueden delimitar varias subcuencas o microcuencas a la vez, podes ayudarme con este dato por favor, desde ya agradecida.

    Saludos cordiales!

  18. Hola, soy nuevo en esto, estoy empezando a usar Arc Gis y quería saber un método para delimitar líneas fronterizas límite con el océano…
    saludos y excelente blog.

  19. Excelente video puesto que estuve realizando la de limitación de cuenca mediante model builder con este ejemplo se me reduce mas los pasos a realizar.

    me gustaria que me apoye para enumerar las ordenes de la cuenca

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