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.

Estaciones meteorológicas ArcGIS

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.

Interpolation Spatial Analyst Tools
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).

Interpolación Kriging IDW en ArcGIS

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.

Kriging en ArcGISEn 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.

franzpc

54 thoughts on “Crear un mapa de isoyetas e isotermas en ArcGIS”

  1. nicolas dice:

    hola franz

    No me es posible crear un IDW con attribute table. Cuál es el procedimiento para que, con el arcgis, construya un mapa interpolado cuyo raster resultante permita consultar el attribute table?

    Tengo entendido que se trata de construir un raster multibandas. Cualquier ayuda, a mi correo, será muy agradecida.

  2. Cristhian dice:

    Hola Franz.
    Muy útil tu información, de lejos lo mejor de la red.
    Me surge una duda y es como obtener el shape que me delimita un lugar, puesto que ya tengo los datos y el mapa queda muy bien representado con sus isoyetas, peor no tengo la información de fronteras para cercar y referenciar el mapa.
    Gracias.

    1. franzpc dice:

      Estimado Cristhian!

      Podrías dibujar manualmente el polígono que requieres, o en tal caso solicitar tu área administrativa en una institución encargada de aquello en tu localidad, si es a una microcuenca puedes visitar la entrada de delimitación de microcuencas.

  3. Julian Betancur dice:

    Muchas gracias por la información muy bien explicada y muy útil.
    Saludos de un colega.

  4. Jc Cabrera dice:

    Hola Franz, me parece que para el caso de Isoyetas el hecho de trazarlas con una interpolación simple como las que ofrece ArcGIS no es muy recomendable. Recuerda que la precipitación está influida por factores globales y regionales y para ello hay que tener en cuenta un factor de anisotropía y en mi experiencia nunca ha estado de más hacer otro tipo de análisis como índices de vegetación y fotointerpretación para hacer ajustes. Saludos

    1. franzpc dice:

      Correcto tienes toda la razón, en realidad esta entrada es para realizar un trabajo básico, si se requiere mayor precisión y calidad, se requieren parámetros adicionales (como los que mencionas), por ejemplo combinando las herramientas de ArcGIS y Erdas se puede obtener un mejor resultado, muchas gracias por tu observación.

  5. Julio Cesar Montes Mendoza dice:

    Hey amigo mucho gusto mi nombre es Julio Montes lo felicito por su página muy interesante. Quisiera ver si me podía ayudar con unas cosas, mire soy estudiante de Ingeniería Agronómica y estoy interesado en un tema que tiene aquí, es el de crear un mapa de localización en ArcGis, quería saber si es muy amable y me brinda la información de todo ese tema. Lo necesito para brindar una exposición sobre todo eso. Es muy importante para la nota de mi pase de año. Por favor. Si sería muy amable y me brindara algún número para explicarle mejor. Disculpe ante mano el atrevimiento. Muchas Gracias.

    1. franzpc dice:

      Para mayor información sobre utilizar indicadores de extensión para mejorar los mapas localizadores o de vista general visita:

      http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/na/00s900000005000000/

  6. CARLOS dice:

    Hola que tal, me parece genial todo lo que muestras, es muy interesante el manejo del SIG, apenas estoy aprendiendo a utilizarlo y me gustaría saber si puedes generar un video con este post y saber si puedes generar una sobre precipitación, no sé qué se tenga que usar, tipo de vegetación climas etc., espero puedas ayudarme y si lo puedes hacer estaría estupendo.

    Saludos desde México!

    1. franzpc dice:

      Gracias lo voy a tener presente.

  7. Everth Rios Ledezma dice:

    Excelente, ayuda, lo más completo que he encontrado sobre el cálculo de isoyetas, pero tengo una duda sobre el cálculo de ISOTERMAS, según la teoría la altura influye en la temperatura, como puedo fusionar la temperatura con modelo digital de terreno, para obtener mapa de isotermas en función a alturas y estaciones meteorológicas.
    Por favor alguna metodología, o extensión ARCGIS 9.3.

    1. franzpc dice:

      No soy experto en clima, pero te aconsejaría que interpoles tus datos como un GRID, luego en la herramienta Raster Calculator (de acuerdo a la teoría) uses expresiones que permitan jugar las Isotermas con un Modelo de Elevación Digital. También te recomiendo que pruebes con IDRISI cuenta con excelentes módulos de interpolación y permite mayor ingreso de variables.

    2. Manuel Ronshua dice:

      Amigo si revisas la página de inicio ya indica como hacerlo con un DEM, esta genial, siempre sigo este blog.

  8. Dino dice:

    Hola Franz, quisiera tu ayuda, quiero hacer un mapa de temperaturas máximas, mínimas y precipitaciones pluviales. Mi problema es que no sé como importar al ArcGis, a pesar que ya tengo el mapa del departamento donde trabajo, quisiera tu ayuda paso a paso, te estaré muy agradecido.

    Atentamente.
    Dino.

    1. franzpc dice:

      Si tienes los datos de temperatura y precipitación en base a estaciones meteorológicas, necesitas contar con las coordenadas de cada estación (leer detenidamente esta entrada y seguir los pasos), también puedes descargar algunos Ráster en WorldClim.

  9. Anderson dice:

    Gracias por la información de las isoyetas, podrías poner por favor un tutorial sobre como hacer un mapa de anomalías.

  10. Elizabeth dice:

    Hola, que pasa cuando tengo datos vacíos, missing gaps, valores NA.

    1. franzpc dice:

      Si no tienes otra información para complementar, puedes interpolar los sectores vacíos.

  11. roy antonio dice:

    Solo quiero hacer una pregunta por que no me delimita mi cuenca con el hidrology, ya revise la instalación y me dijeron que algo esta desactivado no se si me podrían ayudar con esto gracias.

    1. franzpc dice:

      Verifica si tienes activa la extensión Spatial Analyst.

  12. Sergio dice:

    Excelente página, me ha sido muy útil, muchas gracias, es espectacular.

  13. Jose dice:

    Ente todo felicitaciones por tu gran blog. Estoy tratando de armar un plano que represente las fluctuaciones del nivel piezometrico entre 2011 – 2012. Estoy utilizando el Geostatiscal Analyst método kriging pero el gráfico que me arroja es muy distorsionado. Hay forma de suavizar ese gráfico (kriging).

    1. franzpc dice:

      Claro debes usar la herramienta Smooth y fijar la tolerancia del suavizado,

  14. Carlos dice:

    Hola Franz: Enhorabuena por compartir de forma amigable tu conocimiento y experiencias. ¿Tendrás forma y tiempo de un ejercicio + vídeo similar a interpolación de temperaturas+altitud, esta vez considerando arcgis para la interpolación de la precipitación en montaña con los condicionantes que quisieras contemplar además de la altitud? (aunque sea lo más básico. Algunos mencionados por JC Cabrera). De antemano gracias.

    1. franzpc dice:

      ArcGIS puede interpolar lo que le pongamos en frente, pero la precipitación no depende directamente de la altitud (claro que en zonas montañosas tienden acumularse las nubes, pero no significa que se precipite el agua), para precipitación te recomiendo que interpoles directamente sin considerar la altitud, aunque si tienes información y sobre todo alguna fórmula que considere otras variables, la puedes compartir y usarla en ArcGIS.

  15. dan dice:

    Cómo realizo el mapa de isoyetas si solamente tengo una sola estación, pero tengo datos por meses, gracias.

    1. franzpc dice:

      Con una sola estación, no creo que sea posible.

      1. Mario Sammuel M. C. dice:

        Hola Franz, soy Sam, disculpa que intervalo utilizaste para representar las isolineas. Ya intente hacerlo un par de veces pero no me resulta, igual estoy trabajando un mapa climático en el que debo representar las isoyetas y las isotermas e incluso la dirección y velocidad del viento. De antemano gracias por tu atencion. Saludos

        1. franzpc dice:

          En el actual mapa, tiene un intervalo de 100, para mapa de viento puedes chequear la respectiva entrada en el blog.

  16. juan dice:

    He hecho una natural neighbor de datos de pluviómetro delimitado (extent) por un contorno y obtengo una mapa. El problema es que hay zonas que no alcanzan las líneas de pluviómetro y quedan blancas.

    1. franzpc dice:

      Si limitas con Extent, debería estar en torno a la extensión espacial que has definido, intenta con Kriging, Spline o el método que tenga mayor precisión para estimar tus datos.

  17. Estela dice:

    Hola,
    Este ejercicio lo realizaste con un mes X ¿Cómo ingreso la información de los doce meses?

    o utilizas la media anual? Pero si quiero utilizar la media mensual?

    Saludos.

    1. Estela dice:

      Otra pregunta, tengo tres estaciones que no están dentro del área de estudio (son cercanas); entonces al hacer el procedimiento obtengo un área que abarca sólo la parte sur del polígono de estudio, ¿cómo hacer que la información de la interpolación abarque toda el área de estudio cuando sólo hay estaciones cerca y no dentro de éste?

      1. franzpc dice:

        Cuando abres una herramienta para interpolar, puedes selecciona el área de estudio en Environments > Processing Extent

    2. franzpc dice:

      No hay problema, desde Excel determina la media diaria, mensual o anual, luego interpola.

  18. Estela dice:

    Como añado los datos de la temperatura de los doce meses?
    Tú hiciste el ejercicio con datos de un mes X, como se realiza la interpolación con temperatura media mensual (añadiendo los datos de cada uno de los meses a la tabla de excel)

    Saludos.

    1. franzpc dice:

      Directamente en Excel, en una nueva columana determina el promedio, luego interpolas.

  19. Estela dice:

    Hola,
    Disculpa, ¿Puedo convertir el archivo resultante de la interpolación a un archivo vector?

    Lo intente de raster a poligono; pero me indica que hay un error en el archivo de salida.

    saludos

    1. franzpc dice:

      Primero lo debes reclasificar, luego exportar. Pero con la herramienta contour lo transforma directamente en vector.

  20. Amanda dice:

    Hola, por favor una ayuda con la siguiente pregunta, si por ejemplo tengo un histórico de 10 años de precipitaciones diarias, como las trabajaría? ahí solo veo un dato de cada estación. En temperaturas tengo máxima, media y mínima del mismo histórico.

    1. franzpc dice:

      Depende cómo los deseas presentar (diario, mensual o anual), si quieres compilarlos puedes interpolar por día luego crear un netCDF.

  21. César dice:

    gracias por el tutorial esta muy bueno, disculpa en la herramienta 3d analisis tools no me sale la opción de create tin from feature, como hago para que me salga ya que desde el inicio no pudo hacer nada, muchas gracias

    1. franzpc dice:

      Puedes buscarla desde ArcToolbox o chequear el enlace
      https://acolita.com/portfolio/barra-3d-analyst-en-arcgis-10/

  22. cguarnizm dice:

    Para datos de precipitación total diaria que metodología de interpolación es mas recomendable?

    1. franzpc dice:

      Se recomienda IDW, pero puedes probar con diferentes métodos de interpolación, para comprobar eliminas una o varias estaciones para comprobar cual método estima mejor, puesto que la precipitación es un fenómeno complejo que no tiene un comportamiento similar en todo lugar, además tiene influencia de otras variables, como por ejemplo el viento.

  23. Gabriel Araiza dice:

    Hola que tal. Una duda ¿Cuál es la diferencia de utilizar el kriging de spatial analyst tools con el kriging que viene en la herramienta de geostatical wizard? Cuál es más recomendable?

    1. franzpc dice:

      La extensión de geoestadística tiene mayores posibilidades de personalización. El resultado depende de la calidad de los datos y los ajustes que realices para predecir la realidad.

  24. Andrea dice:

    Hola tengo una duda, al colocar las isobaras no me aparecen las etiquetas de la altitud, como le hago

    1. franzpc dice:

      Isobaras es presión, pero si también cuentas con datos de altitud los puedes llamar desde la pestaña Label en las propiedades de la capa.

  25. ROBINSON NEIR RIVERA dice:

    Buenos días me podrían colaborar con los pasos de elaboración de isoyetas isotermas, gracias

  26. Flor dice:

    Hola buenas tardes, excelente explicación, una duda si no tengo datos de precipitación media mensual puedo tomar valores analizados de 30 años en mi caso tiene el nombre de normales climatologicas ( datos analizados de 30 años). que se encuentra en el servicio meteorologico nacional http://smn.cna.gob.mx/es/climatologia/informacion-climatologica

    Saludos!!

    1. franzpc dice:

      Ahí depende de la escala temporal (diario, mensual, anual) que requieras.

  27. Juan Pablo Uchuari dice:

    Hola Franz donde puedo conseguir los datos de precipitación y temperatura para los mapas de isoyetas e isotermas

    1. franzpc dice:

      Puedes obtener información climática a escala global en WorldClim, o en tu oficina local de meteorología.

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