Empleando una definición simplista podríamos decir que la hidrología es la ciencia del agua, sin embargo, en el transcurso de la historia y de la creciente acción antrópica sobre este elemento, dicha definición no sería acertada.

Por ello, una definición más completa y acorde a lo que actualmente representa el análisis hidrológico o la hidrología como ciencia, podríamos emplear la dada por la Organización Meteorológica Mundial: “La hidrología es la ciencia que trata de los procesos que rigen el agotamiento y la recuperación de los recursos de agua en las áreas continentales de La Tierra y en las diversas fases del ciclo hidrológico”

Como no podría ser de otra forma, el análisis hidrológico es un campo que cobra vital importancia con el empleo de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), siendo fundamental, y piedra angular como punto de partida para estos análisis, el contar con un Modelo Digital de Elevaciones (MDE) de gran calidad.

En el presente post, vamos a mostrarte como corregir las depresiones o sumideros existentes en un MDE como preprocesamiento del mismo para el inicio del análisis hidrológico. Para ello, nos valdremos de las herramientas que Arc Hydro Tools proporciona para ArcGIS.

¿Qué es un MDE?

Un Modelo Digital de Elevaciones o MDE es un archivo de tipo ráster que puede ser visualizado en cualquier software GIS. Representa los valores de altura respecto al nivel del mar y suelen contar con una gran calidad de representación del relieve.

Esta información permite llevar a cabo actuaciones de gran precisión sobre el medio, pudiendo obtener una realidad del espacio geográfico en formato digital.

En nuestro post Cómo crear un MDT a partir de curvas de nivel te mostramos su creación a partir de un shapefile de tipo línea que guarda información sobre isolíneas.

Asimismo, podemos resaltar como aplicaciones hidrológicas de esta herramienta, por ejemplo, mapas de riesgo de inundación, determinación del dominio público hidráulico, zona de flujo preferente, zonas inundables asociadas a períodos de retorno, etc….

¿Qué son las Arc Hydro Tools?

Arc Hydro Tools es un conjunto de herramientas y modelo de datos de carácter geoespacial y temporal (desarrollado por el Centro de Investigaciones en recursos de agua de la Universidad de Texas, Austin) capacitado para preparar los datos, analizarlos, procesarlos y llevar a cabo simulaciones hidrológicas.

Las herramientas de Arc Hydro Tools operan en el entorno de ArcGIS. Para algunas de las funciones incorporadas se requiere de la extensión Spatial Analyst.

Las Arc Hydro Tools son compatibles con las versiones de ArcGIS 10.0, 10.1, 10.2, 10.3 y 10.4.

Además de la plena compatibilidad con la versión de software 10.3, la nueva versión de las herramientas Arc Hydro Tools también están totalmente disponibles en el entorno de geoprocesamiento de ArcGIS.

En nuestro post Descarga e instalación de Arc Hydro Tools para ArcGIS te mostramos como descargar e instalar dichas herramientas en ArcGIS.

La herramienta Fill Sinks

El menú DEM Manipulation de Arc Hydro Tools contiene herramientas que nos permiten modificar el MDE original.

Dentro de dicho menú encontramos la herramienta Fill Sinks….

La herramienta Fill Sinks modifica el valor de elevación sobre el que quedaría atrapada el agua, permitiendo que esta fluyera a través del modelo sin ningún tipo de problema.

Esta herramienta es la que utilizaremos para llevar a cabo el preprocesado del MDE original y es usada para rellenar las depresiones existentes en el mismo. Por ejemplo, si una celda queda rodeada por grandes elevaciones, el agua queda atrapada en la misma y no puede fluir. Esta función permite modificar las celdas en depresión, de tal manera, que alcancen el nivel del terreno circundante con el objetivo de poder determinar de forma adecuada la dirección de flujo.

Vamos a modificar el valor original de nuestro MDE utilizando la herramienta Fill Sinks, la usaremos para rellenar los vacíos existentes (sumideros) en el MDE y permitir que el agua fluya a través del mismo sin estancarse.

Los sumideros se deben rellenar para garantizar la representación correcta de cuencas y cursos de agua.

Accede a la barra de herramientas Arc Hydro Tools y selecciona Terrain Preprocessing/DEM Manipulation/Fill Sinks

En la ventana de la herramienta, establece los siguientes parámetros:

• DEM: MDE con la zona de estudio.
• Deranged Polygon: Null (por defecto). Podríamos ejecutar la herramienta sobre una zona en concreto del MDE, introduciendo un shapefile de tipo polígono con la extensión deseada e indicarlo en este parámetro.
• Hydro DEM: Establece un nombre al ráster resultado.
• Activa la casilla Fill All para realizar el proceso sobre el MDE al completo. Con Fill Threeshold (DEM Z-Unit) podríamos establecer el nivel de altura sobre el que aplicar la herramienta.

Pulsa en OK.

Una vez finalice el proceso ArcGIS mostrará un mensaje de confirmación.

Visualiza el resultado con ArcGIS y compáralo con el MDE de partida.

El relleno de sumideros es el paso previo y necesario para crear en última instancia un ráster con la red de cauces.

Siguiente paso: Cómo calcular la dirección y acumulación de flujo con Arc Hydro Tools en ArcGIS