Conectar ubicaciones con corredores

Disponible con una licencia de Spatial Analyst.

Puede conectar ubicaciones con una ruta de la forma óptima con las herramientas Conexiones de región óptimas, Ruta óptima como línea y Ruta óptima como ráster. Sin embargo, quizá le convenga obtener un resultado que no se limite a una polilínea estrecha o a una ruta con el ancho de una celda. Le conviene un área bidimensional más amplia en la que el coste total del viaje entre las ubicaciones sea menor que un umbral determinado. Esta área se denomina corredor.

Es posible generar un área creando una zona de influencia para una ruta óptima mediante una distancia fija. Sin embargo, es posible que este enfoque no capture adecuadamente lo que es importante para el viajero. Por ejemplo, una zona de influencia simple alrededor de una ruta óptima podría incluir un parque industrial, que no sería adecuado incluir si está planificando un corredor ecológico. El ancho del corredor que conectará las ubicaciones debería poder variar de acuerdo con la tasa a la que varía el coste acumulado real que varía de una celda a otra entre las ubicaciones. Dado que el parque industrial sería un coste elevado para la fauna, esa área no se incluiría en el corredor.

El corredor abarca todas las rutas de coste posibles que son inferiores al coste acumulado especificado. La herramienta Corredor calcula la suma del coste acumulado creado entre los orígenes. A partir de ese resultado, seleccione las celdas con valores menores que el umbral de coste para definir el corredor.

Ejemplos de aplicación de Corredor

Los corredores se pueden utilizar para resolver el análisis de varios escenarios, como los siguientes:

• En un plan de conservación para ciervos, conecte dos parches de hábitat de ciervos con el corredor óptimo.
• Identifique la ruta posible para una tubería subterránea propuesta.
• Determine el área viable en la que debe permanecer una ruta propuesta para bicicletas al conectar dos parques.

Análisis de corredor

El análisis de distancia se puede dividir conceptualmente en las siguientes áreas funcionales relacionadas:

• Calcule la distancia en línea recta y, opcionalmente, ajuste los cálculos con una barrera o un ráster de superficie.
• Si lo desea, determine la velocidad a la que se llegará a la distancia utilizando una superficie de coste, características del origen, factor vertical y factor horizontal. Cree el ráster de distancia acumulada.
• Conecte regiones sobre la superficie de distancia acumulada resultante utilizando una red óptima, rutas específicas o un corredor.

Desde la tercera área funcional, las ubicaciones se conectan con corredores, como se ilustra en los ejemplos siguientes.

Existe una población de osos en un parque recién establecido (el polígono verde claro) y una segunda población en el área circundante alrededor de una de las cuatro estaciones de guardabosques (el punto amarillo). Un corredor permitirá que los osos se muevan entre las dos ubicaciones.

Salida de la herramienta Corredor entre dos ubicaciones: un parque nuevo y una estación de guardabosques. La entrada de coste-distancia acumulado se calculó con una superficie de coste, cursos de agua como barreras (las líneas azules) y un ráster de superficie.

A partir del mapa del corredor, se especifica un umbral para definir el ancho del corredor.

El resultado del corredor final (el área marrón) después de aplicar el umbral a la salida de la herramienta Corredor.

Crear un corredor

El proceso general para identificar un corredor entre dos orígenes es el siguiente:

• Calcule la distancia acumulada desde la primera ubicación de origen hasta el resto de celdas del área de estudio.
• Calcule la distancia acumulada desde la segunda ubicación de origen hasta el resto de celdas del área de estudio.
• Calcule la suma de la distancia acumulada entre los dos orígenes para cada celda.
• Identificar las celdas cuya distancia acumulada total entre los dos orígenes queda dentro de un umbral definido

Para crear un resultado de corredor, siga estos pasos:

Calcule la acumulación de distancia para el primer origen.

1. Abra la herramienta Acumulación de distancia.
2. Proporcione la primera ubicación para conectarla como origen (Origen A) en el parámetro Ráster o datos de origen de entidad de entrada.
3. Asigne un nombre al ráster de distancia de salida del Origen A.
4. Identifique el ráster de costes en el parámetro Ráster de costes de entrada.

   La dirección del viajero no se puede incorporar a un corredor. En consecuencia, no especifique un factor vertical, un factor horizontal ni un valor para el parámetro de características del origen Dirección del viaje.

5. Haga clic en Ejecutar.
Calcule la acumulación de distancia para el segundo origen.
6. Abra la herramienta Acumulación de distancia.
7. Proporcione la segunda ubicación para conectarla como origen (Origen B) en el parámetro Ráster o datos de origen de entidad de entrada.
8. Asigne un nombre al ráster de distancia de salida del Origen B.
9. Especifique los mismos parámetros que utilizó en el paso 4.
10. Haga clic en Ejecutar.
Calcule la suma de los costes acumulados de los dos orígenes.
11. Abra la herramienta Corredor.
12. Identifique la salida de la primera ubicación (Origen A) que se creó en el paso 5 como el valor de parámetro Ráster de coste-distancia de entrada 1.
13. Identifique la salida de la segunda ubicación (Origen B) que se creó en el paso 10 como el valor de parámetro Ráster de coste-distancia de entrada 2.
14. Asigne un nombre al ráster de corredor de salida.
15. Haga clic en Ejecutar.
Seleccione las celdas cuya suma de coste acumulado quede dentro de un umbral definido.
16. Abra la Calculadora ráster, la herramienta Extraer por atributos o la herramienta Evaluación condicional.
17. Utilice como entrada el ráster de salida creado por la herramienta Corredor en el paso 15.
18. Especifique el valor del umbral.
19. Asigne un nombre al ráster de salida.
20. Haga clic en Ejecutar.

Conectar ubicaciones con corredores de menor coste

Un corredor define el área geográfica de menor coste que conecta dos ubicaciones de origen. Contiene todas las rutas de coste no direccional entre los orígenes que son inferiores a un coste acumulado especificado. El corredor y las rutas que contiene son no direccionales porque no importa de qué modo se desplaza entre los orígenes.

Proceso de creación de corredor

Para crear un ráster de corredor se necesitan dos datasets: uno que define el primer conjunto de ubicaciones de origen y otro que define el segundo conjunto de ubicaciones. Utilizará la herramienta Acumulación de distancia para crear un ráster de costes acumulados para el primer conjunto de orígenes. A continuación, utilice la misma herramienta para crear un ráster de costes acumulados para el segundo conjunto de ubicaciones. Utilice estos dos resultados como entrada para la herramienta Corredor, que crea una suma del coste acumulado entre los dos orígenes. El último paso es identificar un umbral aceptable y seleccionar solo las celdas que queden dentro de ese umbral para crear el resultado del ráster de corredor final.

Direccionalidad y umbral del corredor

Los corredores son no direccionales y moverse de un origen a otro tiene el mismo coste que moverse del segundo origen al primero. Sin embargo, es importante utilizar la misma configuración para ambas ejecuciones de la herramienta Acumulación de distancia.

Puede utilizar una superficie de coste y un ráster de superficie para aumentar el nivel de complejidad en cómo se modela la distancia. Sin embargo, no puede utilizar un factor vertical, un factor horizontal o la característica del origen dirección del viaje, ya que estos parámetros dependen de la direccionalidad del movimiento.

La siguiente imagen muestra un ejemplo de un corredor creado para un proyecto de línea eléctrica propuesta. El único criterio para evaluar el coste del corredor es el coste de adquisición del terreno. El corredor final (rojo claro) contiene todas las rutas que son, como máximo, un 10 por ciento más costosas que la ruta de menor coste, que también se muestra (línea en rojo oscuro). El ancho del corredor varía a lo largo de su recorrido y el corredor diverge con claridad en zonas. Este resultado es diferente de lo que sería si se generara una zona de influencia de ancho fijo alrededor de la ruta de menor coste.

La línea roja muestra la ruta de menor coste de una línea eléctrica propuesta. El fondo rosa muestra el corredor de menor coste asociado.

Si selecciona todas las celdas con un coste acumulado total que sea, como máximo, un 10 por ciento mayor que la ruta de menor coste, el resultado se puede considerar un corredor de coste del 10 por ciento.

Ancho del corredor

Normalmente, las secciones estrechas de un corredor identifican las áreas en las que el corredor es más sensible a los costes y hay menos opciones para las rutas a través de esas secciones. En el caso de la línea eléctrica, las secciones más estrechas del corredor pueden ser las ubicaciones que se deben comprar primero porque hay menos latitud donde colocar la línea eléctrica en esa sección del corredor. Estas áreas son las ubicaciones más críticas del corredor.

Al ubicar corredores ecológicos, las secciones estrechas del corredor pueden ser el lugar donde los animales presentan mayor riesgo cuando se mueven por el paisaje. Estas áreas estrechas pueden ser las más importantes de conservar, ya que la fauna tendrá menos opciones a la hora de moverse por ellas.

Otra forma de visualizar la importancia del ancho del corredor es pensar en un río que fluye por un valle. Si el valle es ancho y plano, puede haber muchas opciones para que el río pase a través de esa sección (con la menor resistencia). Durante una inundación, el río puede desbordar los márgenes y ensancharse, e incluso seguir otra ruta. Sin embargo, donde el valle se estrecha hacia un cañón y tiene paredes pronunciadas a ambos lados, hay pocas oportunidades para que el río cambie su curso. Los costes que rodean las secciones estrechas del cañón se pueden considerar como mucho mayores. Consulte la sección Información adicional que aparece a continuación para ver una ilustración visual de este concepto. En la visualización, la ruta de menor coste es el río y los distintos umbrales de coste son las líneas de curvas de nivel.

Umbral adecuado

El umbral depende de las unidades de la superficie de coste. El coste en dólares es una de las unidades más fáciles de definir. Sin embargo, para un corredor ecológico, si las unidades de coste son la preferencia, determinar un umbral puede resultar más difícil. Asociar un umbral biológico a unidades de coste de preferencia subjetiva será más difícil de justificar.

En este tipo de caso, se intentan varios umbrales hasta que se obtienen los anchos adecuados. Lo ideal sería que el umbral especificado se rija por medidas objetivas.

Islas en el corredor

Según el umbral especificado, se pueden crear islas en el corredor resultante en áreas donde el corredor diverge y no es contiguo, como en el ejemplo anterior del corredor para línea eléctrica. Las celdas de isla tienen costes acumulados más altos y el corredor navegará a su alrededor.

Varias ubicaciones de origen

El número de orígenes únicos que se pueden utilizar para crear los rásteres de costes acumulados de entrada no se limita a uno. Se pueden introducir varios orígenes en la herramienta Acumulación de distancia. Según los valores de coste acumulado entre los orígenes y el umbral especificado, se pueden generar varios corredores entre los orígenes, en lugar de un solo corredor.

Calcular corredores por celda

Los siguientes diagramas muestran cómo se crea un corredor para una sola ubicación de celda. Este proceso se lleva a cabo para cada celda en los rásteres de entrada, pero a efectos de demostración, se mostrará una celda.

Para crear un corredor, se deben crear dos rásteres de coste acumulado utilizando la herramienta Acumulación de distancia: uno del origen A y otro del origen B.

Los dos rásteres de costes acumulados de entrada provienen de dos orígenes.

A continuación, la herramienta Corredor suma las dos superficies de coste acumulado.

Se combinan los rásteres de costes acumulados de dos orígenes.

El ráster de salida no define una única ruta de menor coste entre los dos orígenes; identifica el rango de costes acumulados entre los orígenes. Es decir, el menor coste acumulado para llegar al origen A, más el menor coste acumulado para llegar al origen B, equivale al coste acumulado total de una ruta que pasa por una celda. Es el menor coste acumulado si una ruta se encamina a través de la celda entre el origen A y el origen B.

A continuación, se especifica un umbral para definir el ancho del corredor.

Todas las celdas con valores de coste acumulado menores que el umbral especificado se seleccionan en el ráster para crear un corredor. Una vez que se aplica el umbral, la salida resultante se puede considerar el corredor de celdas de menor coste, no la ruta de menor coste (una línea única).

Este es el corredor resultante con el umbral aplicado.

Interpretar corredores

El ancho de un corredor puede variar considerablemente a lo largo de su recorrido. No es una zona de influencia de distancia fija alrededor de una ruta de menor coste. Puede definir un ancho mínimo requerido y determinar si un conjunto de rutas de menor coste forma un corredor aceptable.

Otra forma de pensar en un corredor es que muestra la incertidumbre en la ubicación de una ruta de menor coste. El corredor del 10 por ciento alrededor de una ruta de menor coste concreta es una buena idea visual de todas las rutas que no son más del 10 por ciento más costosas que la ruta de menor coste.

Un corredor puede mostrar dónde es sensible la ruta de menor coste a los cambios en su ubicación. En el ejemplo anterior de la línea eléctrica, el área más amplia de la parte superior del corredor se encuentra en suelo menos costoso, por lo que hay más opciones para cambiar la ubicación de la ruta en esa área sin afectar significativamente a su coste. En cambio, en la sección central estrecha del corredor, las rutas de menor coste alternativas están restringidas espacialmente con pocas opciones.

Información adicional

En las siguientes secciones se proporciona información adicional sobre la conexión de ubicaciones con corredores.

Herramientas alternativas para definir el umbral del corredor

Existen varias herramientas que se pueden usar para especificar un umbral que defina el ancho de un corredor mediante cláusulas condicionales. A continuación, se describen tres. Se utiliza un umbral de coste acumulado de 100.

Herramienta Evaluación condicional

Utilice la herramienta Evaluación condicional (en el conjunto de herramientas Condicional) con la siguiente configuración:

1. Abra la herramienta Evaluación condicional.
2. Proporcione la salida de la herramienta Corredor como el parámetro Ráster condicional de entrada.
3. Cree la sentencia "Valor < 100" en el parámetro Expresión.
4. Especifique 100 como el valor del parámetro Ráster verdadero o valor constante de entrada.
5. Deje en blanco el parámetro Ráster falso o valor constante de entrada.
6. Asigne un nombre al ráster de salida.
7. Haga clic en Ejecutar.

Herramienta Extraer por atributos

Utilice la herramienta Extraer por atributos con los siguientes ajustes:

1. Abra la herramienta Extraer por atributos.
2. Proporcione la salida de la herramienta Corredor como el valor del parámetro Ráster de entrada.
3. Cree "Valor < 100" en el parámetro Cláusula WHERE.
4. Asigne un nombre al ráster de salida.
5. Haga clic en Ejecutar.

Herramienta Prueba

Utilice la herramienta Prueba con la siguiente configuración:

1. Abra la herramienta Prueba.
2. Proporcione la salida de la herramienta Corredor como el valor del parámetro Ráster de entrada.
3. Cree la sentencia "Valor < 100" en el parámetro Cláusula WHERE.
4. Asigne un nombre al ráster de salida.
5. Haga clic en Ejecutar.

Entender los corredores

Para entender por qué se crea un corredor al sumar los dos rásteres de acumulación de distancia y definir un umbral, comience con el caso geométrico más simple. Una línea recta es la ruta de menor coste entre dos puntos del plano. Si el punto C está en esa línea, AC + CB = AB. Utilizando la terminología del corredor, la suma de los costes acumulados de C a A y de C a B es constante y también es el mínimo (la longitud de la línea AB). Como resultado, una línea recta es el corredor del 0 por ciento entre A y B. También es otra forma de crear rutas de menor coste, una en la que no necesita un ráster de dirección hacia atrás.

El punto A y el punto B son los puntos de origen de una línea (una ruta de menor coste) y el punto C está en la línea.

Si se mueve C fuera de la línea (alejándose de la ruta de menor coste), AC es la nueva ruta de menor coste de C a A y CB es la ruta de menor coste de C a B. Como resultado, AC + CB > AB. Todos los puntos con ese mismo coste sumado forman una elipse alrededor de la ruta de menor coste original. Todas las rutas de menor coste que conectan C a A y B están contenidas en el corredor. En terminología de corredor, una elipse es el corredor del x por ciento alrededor de la ruta de menor coste. Al igual que con el ejemplo de la línea eléctrica, al principio del corredor, un corredor de menor coste alrededor de una ruta de menor coste es distinto a una zona de influencia de ancho fijo alrededor de esa ruta.

El punto C se mueve desde la línea AB. Una elipse define un corredor que incluye el punto C.

Estos datos también son ciertos al tratar con rutas de menor coste más generales. El corredor del 0 por ciento es idéntico a la ruta de menor coste y los corredores de umbral más alto forman bucles de curvas de nivel que contienen todas las celdas y todas las rutas de ese corredor.

Si la dirección de movimiento no es importante en el análisis de ruta de menor coste, puede utilizar corredores para visualizar la incertidumbre en la ruta de menor coste o en todas las ubicaciones donde se podrían ubicar rutas no direccionales alterativas que se encuentren dentro de un umbral de coste aceptable alrededor de la ruta de menor coste.

Visualizar corredores

Puede obtener información y perspectiva al visualizar corredores en 3D. La ruta de menor coste se convierte en el suelo relativamente nivelado de un cañón construido a partir de la suma de las superficies de entrada de coste acumulado y los diversos corredores del x por ciento forman líneas de curvas de nivel en las paredes del cañón. A partir de cualquier punto de una pared del cañón, debe ir cuesta abajo para llegar a un origen, lo que significa que debe permanecer por debajo de la línea de curvas de nivel que indica que se encuentra dentro del corredor de ese porcentaje.

Se trata de una vista 3D de la ruta de menor coste de la línea eléctrica y del corredor del 10 por ciento. Las otras líneas de curvas de nivel identifican corredores potencialmente más costosos.

Las secciones más anchas del corredor del ejemplo de línea eléctrica se encuentran en la depresión de mayor profundidad y menos ancha de la imagen de arriba. Si no le importa gastar más coste acumulado, puede aumentar el umbral. Las depresiones más anchas son donde obtiene más opciones para generar la ruta, ya que el ancho del corredor aumenta considerablemente. Las paredes del cañón muestran dónde esa inversión tendrá menos éxito.