Parámetros de superficie (Análisis ráster)

Resumen

Determina los parámetros de un ráster de superficie, tales como la orientación, la pendiente y varios tipos de curvaturas utilizando métodos geodésicos.

Los cálculos se realizan celda por celda, ajustando una superficie local en torno a una celda de destino.

Uso

• Esta herramienta del portal de análisis de ráster está disponible al iniciar sesión en un portal de ArcGIS Enterprise que tenga configurado ArcGIS Image Server para Análisis de ráster. Cuando se invoca la herramienta, ArcGIS Pro funciona como cliente y el procesamiento tiene lugar en los servidores federados con ArcGIS Enterprise. La herramienta del portal acepta las capas de su portal como entrada y crea la salida en su portal.

  La capa ráster de entrada admite una capa del portal, una URI o URL de un servicio de imágenes o la salida procedente de la herramienta Crear capa de servidor de imágenes. La capa de entidades de entrada puede ser una capa del portal o una URI o URL de un servicio de entidades. Esta herramienta no admite capas o datos ráster locales. Aunque puede usar las capas y los datos de entidades locales como entradas de esta herramienta del portal, la práctica recomendada es usar capas del portal como entrada.

• Si se especifica la opción Pendiente para Tipo de parámetro, la salida representa la tasa de cambio de elevación para cada celda del modelo digital de elevación (DEM). Es la primera derivada de un DEM. El rango de valores de la salida de pendiente depende del tipo de unidades de medida.

• Si se especifica la opción Orientación para Tipo de parámetro, la salida identifica la dirección de la brújula a la que apunta la pendiente descendente en cada ubicación. Se expresa en grados positivos de 0 a 360, medidos en el sentido de las agujas del reloj partiendo del norte.

• La curvatura se utiliza para describir la forma de una superficie. En ciencias de la Tierra, se utiliza para ayudar a explicar el impacto de la gravedad, la erosión y otros factores en la superficie, y se utiliza junto con otros parámetros de superficie para identificar y clasificar formas de suelo. Las opciones de curvatura de Tipo de parámetro se describen a continuación:

  • Curvatura media: la curvatura general de la superficie. Se calcula como la media de las curvaturas mínima y máxima. Si se especifica esta opción, la salida equivale al valor medio de las curvaturas de perfil (línea de pendiente normal) y tangencial (curva de nivel normal). Su signo, positivo o negativo, no es un indicador definitivo, excepto en valores extremos. Unos valores positivos altos indican áreas de denudación máxima, y unos valores negativos altos indican áreas de acumulación máxima (Minár et al., 2020).
  • Curvatura tangencial (curva de nivel normal): la curvatura normal geométrica perpendicular a la línea de pendiente, tangente a la línea de curvas de nivel. Unos valores positivos indican áreas de flujo de superficie divergente. Unas curvaturas tangenciales negativas indican áreas de flujo de superficie convergente. Una curvatura tangencial (curva de nivel normal) positiva indica que la superficie es convexa en esa celda en perpendicular a la dirección de la pendiente. Una curvatura negativa indica que la superficie es cóncava en esa celda y en dirección perpendicular a la pendiente. Un valor 0 indica que la superficie es plana.
  • Curvatura de perfil (línea de pendiente normal): la curvatura normal geométrica a lo largo de la línea de pendiente. Unos valores positivos indican áreas de aceleración del flujo de la superficie y erosión. Una curvatura de perfil negativa indica áreas de deceleración del flujo de la superficie y deposición. Una curvatura de perfil (línea de pendiente normal) positiva indica que la superficie es convexa en esa celda en la dirección de la pendiente. Una curvatura negativa indica que la superficie es cóncava en esa celda y en esa misma dirección. Un valor 0 indica que la superficie es plana.
  • Curvatura del plano (curva de nivel proyectada): la curvatura a lo largo de las líneas de curvas de nivel.
  • Torsión geodésica de curvas de nivel: la tasa de cambio en el ángulo de pendiente a lo largo de las líneas de curvas de nivel.
  • Curvatura gaussiana: la curvatura general de una superficie. Se calcula como el producto de la curvatura mínima y máxima y puede tomar valores negativos y positivos. Los valores positivos indican que la superficie es convexa en esa celda, mientras que los valores negativos indican que es cóncava. Un valor 0 indica que la superficie es plana.
  • Curvatura de Casorati: la curvatura general de la superficie. Puede ser cero o siempre positivo. Los valores positivos altos indican áreas de curva pronunciada en varias direcciones.

  Las unidades de todas las salidas de tipo de curvatura serán el recíproco (el cuadrado del recíproco en el caso de Curvatura gaussiana) de las unidades x,y de la configuración de entorno Sistema de coordenadas de salida.

• La opción Cuadrática del parámetro Tipo de superficie local no ajusta las celdas de vecindad de forma exacta. Esta es la opción predeterminada, y la recomendada para la mayoría de aplicaciones y datos.

  • La superficie cuadrática minimiza el efecto de datos de superficie ruidosos, como una superficie LIDAR de alta resolución, lo cual es especialmente importante al calcular la curvatura.
  • Utilice la superficie cuadrática al especificar un tamaño de vecindad mayor que el tamaño de celda, así como al utilizar la opción de vecindad adaptable.

• La opción Bicuadrática del parámetro Tipo de superficie local ajusta los datos de las celdas de vecindad de forma exacta.

  • Esta opción es adecuada para una superficie de entrada altamente precisa.
  • Si la distancia de vecindad es mayor que el tamaño de celda ráster de entrada, se perderán las ventajas de precisión del tipo de superficie Bicuadrática. Deje la distancia de vecindad como predeterminada (igual al tamaño de celda).

• El parámetro Distancia de vecindad determina el tamaño de la vecindad y calcula el parámetro de superficie a lo largo de esta distancia desde el centro de la celda de destino.

  • No puede ser menor que el tamaño de celda ráster de entrada.
  • Una distancia de vecindad menor captura más variabilidad local en el paisaje, por ejemplo, en el caso de las características de las entidades de paisaje más pequeñas. Si se dispone de datos de elevación de alta resolución, es más adecuado utilizar distancias mayores.

• Si el parámetro Utilizar vecindad adaptable está activado (useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD" en Python), la distancia de vecindad cambiará con la variabilidad del terreno. La distancia de vecindad se aminorará si existe demasiada variabilidad en la ventana de cálculo.

• Al especificar el valor del parámetro Unidad Z de la superficie, se garantiza un cómputo correcto de la salida de pendiente.

  Si hay una unidad z disponible en el sistema de coordenadas verticales del ráster de entrada, se aplicará automáticamente. Se recomienda definir una unidad z para el ráster de entrada si falta esta unidad. Puede usar la herramienta Definir proyección para especificar una unidad z. Si no se ha definido, se utilizará el metro de manera predeterminada.

• El rango de valores de la salida de pendiente depende del valor del parámetro Medida de pendiente de salida:

  • Grados: el rango de valores de pendiente es de 0 a 90.
  • Elevación en porcentaje: el rango es de 0 a esencialmente infinito. Una superficie plana es 0 por ciento, una superficie de 45 grados es 100 por ciento y, a medida que la superficie se vuelve más vertical, la elevación en porcentaje es cada vez mayor.

• Si el parámetro Acimuts geodésicos del proyecto está activado (projectGeodesicAzimuths = "PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS" en Python), se cumple lo siguiente:

  • El norte siempre se representa mediante 360 grados.
  • Se proyectan acimuts para corregir la distorsión causada por un valor no conforme en la configuración de entorno Sistema de coordenadas de salida. Estos ángulos se pueden utilizar para localizar con precisión puntos a lo largo de la pendiente descendente más pronunciada.

• Si el parámetro Utilizar orientación ecuatorial está activado (useEquatorialAspect = "EQUATORIAL_ASPECT" en Python), la orientación se medirá desde un punto a lo largo del ecuador para corregir el sesgo de la dirección que ocurre al aproximarse a los polos. Este parámetro garantiza que los ejes norte-sur y este-oeste sean perpendiculares entre sí.

  Active el parámetro Utilizar orientación ecuatorial si el terreno está cerca de los polos norte o sur.

Parámetros

Cuadro de diálogo

Etiqueta	Explicación	Tipo de datos
Ráster de superficie de entrada	Ráster de entrada de superficie. Puede ser de tipo entero o de punto flotante.	Raster Layer; Image Service; String
Nombre de ráster de salida	Nombre del servicio ráster de salida.	String
Tipo de parámetro (Opcional)	Especifica el tipo de parámetro de superficie de salida que se calculará. Pendiente—Se calculará la tasa de cambio en la elevación. Esta es la opción predeterminada. Orientación—Se calculará la dirección de pendiente descendente de la tasa máxima de cambio de cada celda. Curvatura media—Se medirá la curvatura general de la superficie. Se calcula como la media de las curvaturas mínima y máxima. Esta curvatura describe la convexidad o concavidad intrínseca de la superficie, independientemente de la dirección o la influencia de la gravedad. Curvatura tangencial (curva de nivel normal)—Se medirá la curvatura normal geométrica perpendicular a la línea de pendiente, tangente a la línea de curvas de nivel. Esta curvatura se suele aplicar para caracterizar la convergencia o divergencia del flujo por la superficie. Curvatura de perfil (línea de pendiente normal)—Se medirá la curvatura normal geométrica a lo largo de la línea de pendiente. Esta curvatura se suele aplicar para caracterizar la aceleración y deceleración del flujo por la superficie. Curvatura del plano (curva de nivel proyectada)—Se medirá la curvatura a lo largo de las líneas de curvas de nivel. Torsión geodésica de curvas de nivel—Se medirá la tasa de cambio en el ángulo de pendiente a lo largo de las líneas de las curvas de nivel. Curvatura gaussiana—Se medirá la curvatura general de la superficie. Se calcula como el producto de las curvaturas mínima y máxima. Curvatura de Casorati—Se medirá la curvatura general de la superficie. Puede ser cero o cualquier otro número positivo.	String
Tipo de superficie local (Opcional)	Especifica el tipo de función de superficie que se ajustará alrededor de la celda de destino. Cuadrática—Se ajustará una función de superficie cuadrática a las celdas de la vecindad. Esta es la opción predeterminada. Bicuadrática—Se ajustará una función de superficie bicuadrática a las celdas de la vecindad.	String
Distancia de vecindad (Opcional)	La salida se calculará a lo largo de esta distancia desde el centro de la celda de destino. Determina el tamaño de la vecindad. El valor predeterminado es el tamaño de celda ráster de entrada, que da lugar a una vecindad de 3 por 3.	Linear Unit
Utilizar vecindad adaptable (Opcional)	Especifica si la distancia de vecindad variará con los cambios del paisaje (adaptable). La distancia máxima viene determinada por la distancia de vecindad. La distancia mínima es el tamaño de celda ráster de entrada. Desactivado: se utilizará una única distancia de vecindad (fija) en todas las ubicaciones. Esta es la opción predeterminada. Activado: se utilizará una distancia de vecindad adaptable en todas las ubicaciones.	Boolean
Unidad z (Opcional)	La unidad lineal de los valores z verticales. Se define mediante un sistema de coordenadas verticales si existe. Si no existe un sistema de coordenadas verticales, la unidad z debe definirse en una lista de unidades para garantizar el cómputo geodésico correcto. El valor predeterminado es metros. Pulgada—La unidad lineal será pulgadas. Pie—La unidad lineal será pies. Yarda—La unidad lineal será yardas. Milla (EE. UU.)—La unidad lineal será millas. Milla náutica—La unidad lineal será millas náuticas. Milímetro—La unidad lineal será milímetros. Centímetro—La unidad lineal será centímetros. Contador—La unidad lineal será metros. Kilómetro—La unidad lineal será kilómetros. Decímetro—La unidad lineal será decímetros.	String
Medida de pendiente de salida (Opcional)	Unidades de medida (grados o porcentajes) que se utilizarán para el ráster de pendiente de salida. Este parámetro solo está activo si Tipo de parámetro es Pendiente. Grado—La inclinación de la pendiente se calculará en grados. Elevación en porcentaje—La inclinación de la pendiente se calculará como elevación en porcentaje, que también se conoce como pendiente en porcentaje.	String
Acimuts geodésicos del proyecto (Opcional)	Especifica si se proyectan acimuts geodésicos para corregir la distorsión de ángulo causada por la referencia espacial de salida. Desactivado: no se proyectan acimuts geodésicos. Esta es la opción predeterminada. Activado: se proyectan acimuts geodésicos.	Boolean
Utilizar orientación ecuatorial (Opcional)	Especifica si la orientación se medirá desde un punto del ecuador o desde el polo norte. Desactivado: la orientación se medirá desde el polo norte. Esta es la opción predeterminada. Activado: la orientación se medirá a partir de un punto en el ecuador.	Boolean

Salida derivada

Etiqueta	Explicación	Tipo de datos
Ráster de salida	El ráster de parámetro de superficie de salida.	Raster Layer

Python

arcpy.ra.SurfaceParameters(inputSurfaceRaster, outputRasterName, {parameterType}, {localSurfaceType}, {neighborhoodDistance}, {useAdaptiveNeighborhood}, {zUnit}, {outputSlopeMeasurement}, {projectGeodesicAzimuths}, {useEquatorialAspect})

Nombre	Explicación	Tipo de datos
inputSurfaceRaster	Ráster de entrada de superficie. Puede ser de tipo entero o de punto flotante.	Raster Layer; Image Service; String
outputRasterName	Nombre del servicio ráster de salida.	String
parameterType (Opcional)	Especifica el tipo de parámetro de superficie de salida que se calculará. SLOPE—Se calculará la tasa de cambio en la elevación. Esta es la opción predeterminada. ASPECT—Se calculará la dirección de pendiente descendente de la tasa máxima de cambio de cada celda. MEAN_CURVATURE—Se medirá la curvatura general de la superficie. Se calcula como la media de las curvaturas mínima y máxima. Esta curvatura describe la convexidad o concavidad intrínseca de la superficie, independientemente de la dirección o la influencia de la gravedad. TANGENTIAL_CURVATURE—Se medirá la curvatura normal geométrica perpendicular a la línea de pendiente, tangente a la línea de curvas de nivel. Esta curvatura se suele aplicar para caracterizar la convergencia o divergencia del flujo por la superficie. PROFILE_CURVATURE—Se medirá la curvatura normal geométrica a lo largo de la línea de pendiente. Esta curvatura se suele aplicar para caracterizar la aceleración y deceleración del flujo por la superficie. CONTOUR_CURVATURE—Se medirá la curvatura a lo largo de las líneas de curvas de nivel. CONTOUR_GEODESIC_TORSION—Se medirá la tasa de cambio en el ángulo de pendiente a lo largo de las líneas de las curvas de nivel. GAUSSIAN_CURVATURE—Se medirá la curvatura general de la superficie. Se calcula como el producto de las curvaturas mínima y máxima. CASORATI_CURVATURE—Se medirá la curvatura general de la superficie. Puede ser cero o cualquier otro número positivo.	String
localSurfaceType (Opcional)	Especifica el tipo de función de superficie que se ajustará alrededor de la celda de destino. QUADRATIC—Se ajustará una función de superficie cuadrática a las celdas de la vecindad. Esta es la opción predeterminada. BIQUADRATIC—Se ajustará una función de superficie bicuadrática a las celdas de la vecindad.	String
neighborhoodDistance (Opcional)	La salida se calculará a lo largo de esta distancia desde el centro de la celda de destino. Determina el tamaño de la vecindad. El valor predeterminado es el tamaño de celda ráster de entrada, que da lugar a una vecindad de 3 por 3.	Linear Unit
useAdaptiveNeighborhood (Opcional)	Especifica si la distancia de vecindad variará con los cambios del paisaje (adaptable). La distancia máxima viene determinada por la distancia de vecindad. La distancia mínima es el tamaño de celda ráster de entrada. FIXED_NEIGHBORHOOD—Se utilizará una única distancia de vecindad (fija) en todas las ubicaciones. Esta es la opción predeterminada. ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD—Se utilizará una distancia de vecindad adaptable en todas las ubicaciones.	Boolean
zUnit (Opcional)	La unidad lineal de los valores z verticales. Se define mediante un sistema de coordenadas verticales si existe. Si no existe un sistema de coordenadas verticales, la unidad z debe definirse en una lista de unidades para garantizar el cómputo geodésico correcto. El valor predeterminado es metros. INCH—La unidad lineal será pulgadas. FOOT—La unidad lineal será pies. YARD—La unidad lineal será yardas. MILE_US—La unidad lineal será millas. NAUTICAL_MILE—La unidad lineal será millas náuticas. MILLIMETER—La unidad lineal será milímetros. CENTIMETER—La unidad lineal será centímetros. METER—La unidad lineal será metros. KILOMETER—La unidad lineal será kilómetros. DECIMETER—La unidad lineal será decímetros.	String
outputSlopeMeasurement (Opcional)	Unidades de medida (grados o porcentajes) que se utilizarán para el ráster de pendiente de salida. Este parámetro solo se activa cuando parameterType = "SLOPE". DEGREE—La inclinación de la pendiente se calculará en grados. PERCENT_RISE—La inclinación de la pendiente se calculará como elevación en porcentaje, que también se conoce como pendiente en porcentaje.	String
projectGeodesicAzimuths (Opcional)	Especifica si se proyectan acimuts geodésicos para corregir la distorsión de ángulo causada por la referencia espacial de salida. GEODESIC_AZIMUTHS—No se proyectan acimuts geodésicos. Esta es la opción predeterminada. PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS—Se proyectan acimuts geodésicos.	Boolean
useEquatorialAspect (Opcional)	Especifica si la orientación se medirá desde un punto del ecuador o desde el polo norte. NORTH_POLE_ASPECT—La orientación se medirá desde el polo norte. Esta es la opción predeterminada. EQUATORIAL_ASPECT—La orientación se medirá a partir de un punto del ecuador.	Boolean

Salida derivada

Nombre	Explicación	Tipo de datos
outputRaster	El ráster de parámetro de superficie de salida.	Raster Layer

Muestra de código

Ejemplo 1 de SurfaceParameters (ventana de Python)

En este ejemplo, se calcula la pendiente en grados utilizando una ventana de vecindad fija de 3 x 3 y la salida se guarda como una capa de servicio de imágenes, dada una superficie de entrada.

import arcpy

arcpy.SurfaceParameters_ra(
    "https://myserver/rest/services/elevation/ImageServer", 
    "out_surfaceparameters", "SLOPE", "QUADRATIC", 
    "", "FIXED_NEIGHBORHOOD", "", "DEGREE", "", "")

Ejemplo 2 de SurfaceParameters (script independiente)

En este ejemplo, se crea un servicio de imágenes de curvatura tangencial utilizando una ventana de vecindad adaptable, dada una superficie de entrada.

#---------------------------------------------------------------------------
# Name: SurfaceParameters_standalone.py
# Description: Calculates tangential curvature using 
#              an adaptive neighborhood from an input surface. 
#
# Requirements: ArcGIS Image Server

# Import system modules
import arcpy

# Set local variables

inputSurface = "https://myserver/rest/services/elevation/ImageServer"
outName = "outsurfp1"
parameterType = "TANGENTIAL_CURVATURE"
localSurfaceType = "QUADRATIC"
neighborhoodDistance = "2 Meters"
useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"
zUnit = "#"
outputSlopeMeasure = "#"
projectGeodesicAzimuth = "#"
useEquatorialAspect = "#"

# Execute Surface Parameters raster analysis tool

arcpy.SurfaceParameters_ra(inputSurface, 
                           outName, 
                           parameterType,
                           localSurfaceType, 
                           neighborhoodDistance,
                           useAdaptiveNeighborhood, 
                           zUnit,
                           outputSlopeMeasure,
                           projectGeodesicAzimuth,
                           useEquatorialAspect)

Entornos

Extensión, Tamaño de celda, Máscara, Sistema de coordenadas de salida, Pirámide, Alinear ráster

Información de licenciamiento

• Basic: Requiere ArcGIS Image Server
• Standard: Requiere ArcGIS Image Server
• Advanced: Requiere ArcGIS Image Server