Crear un mapa de isoyetas e isotermas en ArcGIS

En esta entrada se muestra el procedimiento para realizar isolíneas (isoyetas, isotermas, isobaras) en ArcGIS, en base a las estaciones meteorológicas (datos del ejercicio) distribuidas alrededor de la Provincia de Loja.

Antes de iniciar debemos conocer que las isolíneas representan en un mapa líneas, rectas o curvas, que describen la intersección de una superficie mediante la interpolación de uno o más planos horizontales, formando gradientes relativos de la variable o parámetro estimado, con el fin de interpretar gráficamente. Por ejemplo una isoyeta, isoterma e isobara representan la precipitación, temperatura y presión respectivamente en una unidad de tiempo considerada sobre una superficie.

Para crear una isolínea es necesario contar con una capa de puntos de las estaciones meteorológicas (mínimo tres) georreferenciada y con su respectiva proyección definida.

En caso de contar con la información meteorológica dentro de una tabla de Excel, se puede agregar dentro de ArcMap dichos datos con la herramienta Add XY Data, seguidamente exportar la tabla como shapefile (Clic derecho sobre la capa > Data > Export Data).

Para realizar este procedimiento es necesario contar con la extensión Spatial Analyst, dirigirse a la caja de herramientas ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Interpolation.

En esta dirección contamos con un conjunto de herramientas de interpolación, de acuerdo al Centro de Recursos de ArcGIS las conceptualiza de la siguiente manera:

• IDW (Distancia Inversa ponderada), este método presupone que la variable que se representa cartográficamente disminuye su influencia a mayor distancia desde su ubicación de muestra (es el método más simple, es inversamente proporcional a la distancia).
• Kriging, es un procedimiento geoestadístico avanzado que genera una superficie estimada a partir de un conjunto de puntos dispersados con valores z, usar la herramienta Kriging en forma efectiva implica una investigación interactiva del comportamiento espacial del fenómeno representado por los valores z antes de seleccionar el mejor método de estimación para generar la superficie de salida (muy empleada en suelos y geología).
• Natural Neighbor,  interpola una superficie de ráster a partir de puntos utilizando una técnica de vecinos naturales (útil cuando existen muchos puntos de entrada).
• Spline, utiliza un método de interpolación que estima valores usando una función matemática que minimiza la curvatura general de la superficie, lo que resulta en una superficie suave que pasa exactamente por los puntos de entrada (empleada cuando cuando las superficies varían suavemente).

Una vez definido el método de interpolación (para este ejemplo Kriging, aunque Spline es recomendado en pluviometría, pero lo uso debido a la irregularidad de los datos, y, para definir mejor el comportamiento) abrir la herramienta Kriging.

En Input point features seleccionar la capa de puntos (estaciones meteorológicas), en Z value field el campo de la tabla que contiene los datos de las isolíneas (precipitación, temperatura, presión, etc), en Output surface raster selecionar el directorio, también se puede personalizar las propiedades del raster.

Como paso final se procede a crear las isolíneas, para ello vamos a utilizar la herramienta Contornos (la misma que se utiliza para crear curvas de nivel) que se encuentra en la caja de herramientas ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Surface > Contour, al ejecutarla en el cuadro de diálogo rellenamos los datos, Input raster el raster creado anteriormente (Kriging), Output polilyne features definir el directorio para salvar el shapefile y Contour interval permite fijar un intervalo de las isolíneas, esto depende de la superficie, varianza y parámetros bajo un criterio técnico. En caso de requerir polígonos vectoriales es necesario Reclasificar el raster (Spatial Analyst Tools > Reclass> Reclassify), y posteriormente transformarlo como vector (Conversion Tools > From Raster > Raster to polygon). Lo interesante de ArcGIS es que cuenta con un potente set de herramientas que nos permiten llegar a un objetivo por diversas formas.