GeomorfologíaGeomorfologíaEl análisis geomorfológico de los sistemas fluviales debe considerar las formas del terreno relacionadas con la dinámica de los ríos en su contexto hidrográfico completo. En este sentido, la expresión morfológica más sencilla y que contiene la mayor cantidad de información es el perfil longitudinal del río.
Desde el punto de vista geométrico estos perfiles tienen las mismas propiedades y metodología para su construcción que los perfiles topográficos (ver Práctica 2). Mediante un software SIG, cualquier perfil puede ser reducido a una sencilla tabla de datos formada por dos columna de valores X e Y (distancia horizontal y altura). Esto constituye una ventaja sobre otras expresiones gráficas del terreno, ya que bajo este formato los perfiles pueden ser fácilmente exportados a otro software especializado en el procesado estadístico o representación gráfica avanzada (Calc, Excel, Grapher,…)
La principal diferencia entre los perfiles longitudinales de río y los topográficos es que los primeros se construyen a lo largo de una línea de flujo de un canal. Esta línea de flujo es calculada por un algoritmo en entorno SIG que traza un vector desde un punto dado de un MDE buscando siempre la máxima pendiente descendiente, lo que constituye un modelo de la trayectoria de un flujo de agua sobre una superficie.
El material para la práctica serán archivos ráster en formato .asc con resolución de 200 metros por píxel que pueden ser descargados desde la web del CNIG. En este ejemplo se usará el MDE correspondiente a la provincia de Burgos. El procedimiento será trazar una línea de flujo sobre un canal fluvial del MDE, crear un perfil a partir del vector creado y aplicar un procesados estadístico para eliminar errores topográficos.
Los MDE presentan ligeras irregularidades en su superficie en forma de depresiones o “sumideros” que no reflejan morfologías reales del terreno. Para eliminar estas irregularidades se aplica un algoritmo de Sextante específicamente programado para esta corrección.
- Ejecutar gvSIG, abrir un proyecto nuevo y cargar el archivo .asc con el MDE.
- Abrir Sextante en la barra de herramientas superior.
- Ir al menú "Análisis hidrológico básico" y seleccionar el algoritmo "Eliminar depresiones".
- En el apartado "Capa raster" seleccionar el archivo .asc que contiene el MDE.
- Pulsar en “Aceptar”.
Tras el procesado se crea una nueva capa ráster encima de la original con el mismo nombre, así que lo primero es renombrarla con el prefijo “PROC” para que no haya confusión. Pulsar con botón derecho sobre la nueva capa y seleccionar “Cambio de nombre”.
2.1. Seleccionar un punto de inicio
Con ayuda de las herramientas de navegación (zoom y desplazamiento) elegir un píxel de la cabecera de un canal fluvial reconocible en el MDE a partir del cual queremos crear la línea de flujo. Usar la herramienta “Información” del panel superior para obtener sus valores de X e Y. Copiar estos valores y guardarlos en un archivo de texto aparte.
2.2. Calcular la línea de flujo
En este procesado se crearán automáticamente dos archivos vectoriales tipo .shp sobre la traza del flujo calculada.
- En Sextante ir al menú “Perfiles” y seleccionar “Perfil según línea de flujo”.
- En el apartado "Capa raster" seleccionar la capa procesada previamente (prefijo “PROC”).
- En el apartado “Punto de inicio” pegar los valores X e Y que se han copiado previamente, correspondientes al punto de comienzo de la línea de flujo.
- En el apartado “Salidas” especificar la ruta de la carpeta del proyecto, donde se guardarán los archivos vectoriales .shp del flujo calculado. Especificar en el nombre de cada uno si es de tipo “línea” o “puntos”.
- Pulsar en “Aceptar”.
Una vez terminado el proceso se mostrará una ventana de resultados con el perfil de la línea de flujo y dos capas vectoriales nuevas de tipo shapefile.
En el perfil que se muestra en el resultado del cálculo de flujo se observan tendencias de ascenso en el perfil longitudinal que son incongruentes con la tendencia real de un canal fluvial. Se trata de errores asociados a la escala de representación del MDE. Esto es debido a que la complejidad geométrica del cauce de un río no queda reflejada en las cartografías digitales de poca resolución, de modo que el algoritmo de cálculo de flujo tiene que hacer ascensos locales para buscar la tendencia general de máxima pendiente a partir del punto de inicio. En el caso de MDE de 200 metros de resolución este error es muy notable, tal como se puede observa en el perfil calculado.
Para minimizar este error se aplica un cálculo estadístico conocido como Media móvil central. Este cálculo suaviza las fluctuaciones de corto término, resaltando así las tendencias general de la serie de datos. Para aplicar este cálculo utilizamos la hoja de cálculo Excel, aunque sirve igualmente el programa Calc.
3.1. Exportar el perfil a una hoja de cálculo
Para esta operación debe estar seleccionada la capa “Flujo1_puntos.shp”
- En el menú superior ir a “Capa > ver Tabla de atributos” o seleccionar directamente en los icono de las herramientas. Aparecerá una ventana con la tabla de datos.
- En el menú superior ir a “Tabla > Exportar > Excel” y darle nombre y la ruta del directorio de la práctica al archivo .xls.
3.2. Cálculo estadístico
Para obtener un suavizado óptimo del perfil por el método de la Media móvil central se seleccionará un subconjunto de 100 valores.
- Abrir el archivo .xls en Excel o Calc, borrar las columnas “X”, “Y” y “DistReal” y la primera y última fila de datos.
- Desplazar los valores de “Z” a la columna A y los de “DistHorz” a la columna B.
- En la fila 51 de la columna C escribir la fórmula “=PROMEDIO(A2:A101)” y arrastrarla hasta la última fila de datos.
Con los valores calculados en la columna C representar un gráfico de tipo dispersión desde la fila 51, donde los valores del eje X sean “DistHorz” y los del eje Y “Z”. En esta nueva representación se observa cómo los ascensos locales han sido prácticamente eliminados, mostrando una tendencia contínua de descenso de altitud coherente con el perfil longitudinal real de un río.
