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

dir acc flow

Para llegar al objetivo de definir cauces con un software GIS es necesario seguir una serie de procesos cuyo punto inicial es partir de un MDE con las debidas correcciones para evitar posibles deformidades, lo que conocemos como gestión de un MDE.

En el post anterior Cómo rellenar sumideros con Arc Hydro Tools en ArcGIS nos centramos en la definición de MDE y en comentar la necesidad del mismo para aplicaciones hidrológicas. Por otro lado, también os informamos de qué son las herramientas Arc Hydro Tools, su descarga e instalación.

Abordamos en dicho tutorial el primer paso para llegar a la definición de cauces, el relleno de sumideros en un MDE, rellenando aquellos “huecos” representados por sumideros o cualquier otra formación que evitase que el agua fluyera por el terreno.

En este tutorial vamos a explicar cómo continuar el proceso para la definición de cauces con el cálculo de la dirección y acumulación de flujo de un MDE con las Arc Hydro Tools de ArcGIS.

¿Qué es un cauce?

El cauce o lecho fluvial es la parte del valle por el que discurren las aguas de un río o curso fluvial. En el mismo podemos diferenciar entre lecho menor, por el que discurre el caudal normal del río, y el lecho mayor, que es aquél que contiene al menor y por el que discurriría el caudal del río en periodos de crecidas.

cauce

La herramienta Flow Direction

En el menú Terrain Preprocessing de Arc Hydro Tools encontramos la herramienta Flow Direction….

Flow Direction

La herramienta Flow Direction toma una superficie de entrada y te devuelve como resultado un ráster que muestra la dirección de flujo que sale desde cada celda.

Existen 8 direcciones de salida válidas íntimamente relacionadas con las 8 celdas adyacentes hacia donde puede fluir el agua. Este enfoque se conoce como modelo de flujo de 8 direcciones (D8), el cual, queda representado en la figura de Jenson and Domigue (1988).

direction coding

La dirección de flujo está determinada por la dirección del descenso más empinado, o caída máxima, desde cada celda.

Mediante su análisis se puede determinar la dirección de un descenso más empinado, cuando lo reconoce, la celda de salida se codifica con el valor que representa esa dirección.

En la ventana de la herramienta introduce los siguientes parámetros:

  • Hydro DEM: ráster resultado de rellenar los sumideros
  • Outer Wall Polygon: Null (por defecto), para que se ejecute sobre el MDE completo
  • Flow Direction Grid: establece un nombre al ráster resultado

flow direction tool

Haz clic en OK y espera a que finalice el proceso.

flow direction result

Como podrás comprobar en la leyenda del ráster generado muestra las 8 direcciones hacia donde vierten las aguas, representadas en una gama de colores.

La herramienta Flow Accumulation

El siguiente paso es calcular el flujo de acumulación, cuya herramienta puedes encontrar en el menú Terrain Preprocessing/Flow Direction….

La herramienta Flow Accumulation calcula la cantidad de agua que fluye dentro de cada celda desde todas las celdas de pendiente descendente en el ráster de salida. A menos que se indique el ráster de ponderación, se aplicará un peso de 1 a cada celda, y el valor final será el número de celdas que fluyen hacia cada una de ellas.

accumulation coding

Una vez hemos determinado las direcciones de flujo mediante Flow Direction podremos deducir mediante esta función en que zonas del terreno se acumula más agua.

En la herramienta Flow Accumulation únicamente debemos establecer dos parámetros:

  • Flow Direction Grid: ráster que contiene las direcciones de flujo, resultado de la herramienta Flow Direction
  • Flow Accumulation Grid: establece un nombre al ráster resultado

Flow accumulation tool

Pulsa en OK.

Para que el resultado sea representativo, accede a las propiedades del ráster resultado y otorga una simbología en escala de grises que nos permitirá apreciar mejor la acumulación de flujo.

Con la herramienta información podemos pinchar sobre cualquier celda para obtener el valor exacto de celdas acumuladas (pixel value).

identify accumulation

Si quieres aprender a ejecutar el proceso completo mantente atento a nuestro blog.

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2 comentarios en “Cómo calcular la dirección y acumulación de flujo con Arc Hydro Tools en ArcGIS”

  1. Hola Jorge,

    Las herramientas de GRASS, sobre todo en el ámbito ráster, son muy potentes y permiten entrar al detalle en el establecimiento de los parámetros para el análisis. Además, tienen un módulo específico para el cálculo de cuencas como has mencionado en tu comentario.

    Sin duda, es una opción a tener en cuenta para realizar análisis hidrológicos.

    Un saludo!

  2. Hola! Te consulto si has detectado diferencias en los resultados que entrega arc hydro tool versus el.módulo watershed de GRAS GIS. Saludos!

Los comentarios están cerrados.