Cómo funciona Localizar depresiones

Disponible con una licencia de Spatial Analyst.

Obtener datos precisos de corrientes y comprender cómo se mueve el agua a través de un paisaje es fundamental para la delimitación de las planicies aluviales y la gestión de los recursos hídricos. Por lo general, esto se realiza obteniendo información hidrológica a partir de modelos digitales de elevación (DEM). Sin embargo, los DEM suelen crearse a partir de datos de teledetección que no capturan elementos del paisaje físico que no pueden verse desde arriba o en vista cenital. En estos datos no se incluye la infraestructura de aguas pluviales, como las alcantarillas y otras infraestructuras subterráneas. Si solo se analiza un DEM, la falta de información sobre los canales subterráneos puede presentarse en el análisis como interrupciones en el flujo de agua que no reflejan el comportamiento del mundo real. Identificar estas áreas de interrupción del flujo del agua puede permitir un mejor acondicionamiento de los DEM.

La herramienta Localizar depresiones localiza áreas que son topográficamente más bajas que el terreno circundante y que pueden interrumpir el flujo del agua. Esta herramienta puede filtrar estas áreas en función de características espaciales. Las salidas de la herramienta también pueden contener información que puede utilizarse para seguir filtrando.

Esta herramienta utiliza una superficie de DEM como entrada y crea polígonos que definen estas áreas. Estas áreas, también conocidas como depresiones, son topográficamente más bajas que su entorno. Además, la herramienta tiene la posibilidad de crear puntos asociados con cada depresión que pueden utilizarse para el filtrado adicional.

Cómo se encuentran las depresiones

Las depresiones se encuentran comparando el DEM original con una versión rellena del DEM. La herramienta Rellenar suele utilizarse internamente para crear la versión rellena del DEM. A continuación, el DEM original se quita de la versión rellena. Las celdas que cambian de valor cuando se rellena el DEM son las celdas de depresión. Al quitar el DEM relleno del original, estas celdas producen valores mayores que 0.

Ráster de superficie de entrada, versión rellena, y depresión resultante
Figura 1: Se muestra la relación entre el ráster de superficie de entrada y la versión rellena del ráster. Las depresiones se encuentran inicialmente al quitar los dos.

Para obtener más información sobre el relleno de sumideros y depresiones, consulte Cómo funciona el relleno.

Una vez que se encuentran todas las posibles depresiones, sus bordes se suavizan con la herramienta Refinado de límites. Luego se filtran las depresiones en función de valores de parámetros de análisis opcionales. Existen dos grupos conceptuales de parámetros de análisis opcionales: geometría de depresión y cómo están relacionadas las depresiones con el entorno que las rodea. La relación de las depresiones con el entorno que las rodea incluye la proximidad a un punto de conexión aguas abajo y a las carreteras.

El resultado final se devuelve una vez que se filtran las depresiones. El proceso de filtrado y las salidas de la herramienta se explicarán con más detalle abajo.

Filtrar por geometría de depresión

Existen dos parámetros que controlan las dimensiones de las depresiones. Las depresiones que tengan una profundidad máxima menor que el valor de Profundidad mínima se excluirán. Las depresiones con un área menor que el valor del parámetro Área mínima también se filtrarán e ignorarán. En la salida solo se incluirán las depresiones con una profundidad máxima y un área mayor que estos valores.

El área que se tiene en cuenta aquí es el área de la superficie de la parte superior de la depresión; en otras palabras, se trata de la superficie terrestre que ocupa una depresión o el área de un lago en una vista aérea.

El valor del parámetro Unidad Z garantiza un cálculo adecuado de la profundidad y la aplicación del parámetro Profundidad mínima. Cuando sea necesario, el valor del parámetro Profundidad mínima se convierte a unidades del parámetro Unidad Z.

Filtrar por conexiones aguas abajo

La relación de las depresiones con el entorno que las rodea también puede proporcionar información útil. Las alcantarillas suelen ser relativamente cortas y estar situadas cerca de carreteras. Las distancias pueden especificarse por medio de los parámetros de análisis opcionales restantes para limitar la distancia a la que se encuentran de una conexión aguas abajo y una carretera.

La conexión aguas abajo se define como la celda más cercana al borde de una depresión cuya elevación es más baja que la celda de elevación más baja de la depresión. Las depresiones con una conexión aguas abajo que esté más lejos que el valor del parámetro Distancia máxima a conexión se filtrarán e ignorarán. La distancia se mide desde el centro de celda de una celda de borde de depresión hasta el centro de celda de la primera celda encontrada, más cercana, con un valor de elevación apropiado.

En la Figura 2 se muestra la celda de elevación con menor elevación de la depresión de ejemplo que aparece en la Figura 1. El valor de elevación de la celda con menor elevación es 3, por lo que la celda de conexión aguas abajo debe tener una elevación inferior a 3. La celda más cercana con una elevación inferior a 3 es la celda con un valor de elevación de 2. Esta celda representa la ubicación de conexión aguas abajo.

Celda con elevación menor y conexión aguas abajo de una depresión
Figura 2: Se muestra la depresión (azul), su celda con menor elevación (rojo) y su ubicación de conexión aguas abajo.

La distancia entre las celdas resaltadas en la Figura 2 se mide desde el centro de celda de la celda más próxima al borde de la depresión hasta el centro de celda de la conexión aguas abajo. En la Figura 3 se muestra una ilustración de esta distancia; en este ejemplo, la distancia equivale a la raíz cuadrada de 17 o aproximadamente 4,12 anchos de celda. Por consiguiente, si el valor del parámetro Distancia máxima a conexión es inferior a 4,12 celdas, la depresión no se incluirá en la salida.

Distancia de una depresión a la conexión aguas abajo
Figura 3: Cómo se mide la distancia de la celda de borde más próxima a la conexión aguas abajo.

Filtrar por proximidad a carreteras

Además de la conexión aguas abajo, las depresiones también pueden filtrarse por proximidad a las carreteras. Las alcantarillas se utilizan para canalizar el agua bajo las carreteras, por lo que suelen encontrarse cerca de ellas.

Cuando los datos de las carreteras están disponibles, pueden proporcionarse en el parámetro Ráster de entrada o entidades de carreteras. Si los datos de carreteras se proporcionan como una capa de entidades, la herramienta la convierte en formato ráster mediante el uso del tamaño de celda del ráster de superficie de entrada. Si los datos de carreteras se proporcionan como un ráster con un tamaño de celda distinto del ráster de elevación, se reescala para que coincida con el ráster de superficie de entrada.

El parámetro Distancia máxima a carreteras solo puede aplicarse cuando se especifican los datos de las carreteras. Las depresiones más alejadas de una carretera que el parámetro Distancia máxima a carreteras se filtrarán e ignorarán.

En el ejemplo de depresión de las figuras anteriores, hay una carretera justo debajo de la depresión. En la Figura 4 se muestra la carretera. La distancia desde una depresión hasta una carretera se mide desde el centro de celda de una celda de borde de depresión hasta el centro de celda de la carretera. En este ejemplo, la distancia resultante es 1 celda.

Carretera mostrada con elevación menor y conexión correspondiente a una depresión
Figura 4: Se muestra la depresión (azul), su celda con menor elevación (rojo), su ubicación de conexión aguas abajo (morado) y los datos de carreteras de entrada (gris).

Depresiones de salida y puntos de conexión

Solo las depresiones que cumplan todos los criterios definidos por los parámetros de análisis opcionales formarán parte del valor del parámetro Polígonos de depresiones de salida. Estos polígonos contienen campos con información adicional que se puede utilizar para seguir filtrando. El tipo de información disponible en estos campos incluye el área y el volumen de las depresiones, la distancia a la depresión más cercana, la distancia al punto de conexión aguas abajo y, si procede, la distancia a la carretera más próxima. Los campos que contienen valores de distancia están en metros y se calculan a partir de los centros de celda.

El parámetro opcional adicional Puntos de conexión de salida está disponible. Esta salida contiene el punto de elevación menor de cada depresión y el punto de conexión aguas abajo correspondiente de todas las depresiones de salida. El campo POINT_TYPE contiene un 0 si esa ubicación es el valor de elevación más bajo de la depresión, o un 1 si es el punto de conexión aguas abajo de una depresión. El campo DEP_ID contiene el identificador de la depresión con la que están asociados los puntos. Estos puntos también contienen campos adicionales con información que puede resultar útil para seguir aplicando filtros a las depresiones. Los campos que contienen valores de distancia están en metros y se calculan a partir de los centros de celda.

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