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DETERMINACIÓN DE LA PENDIENTE Y LOS FACTORES
MORFOMÉTRICOS PARA EL PLAN DE ORDENACIÓN Y MANEJO
DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO SUMAPAZ A PARTIR DE
UN MODELO DIGITAL DEL TERRENO CORREGIDO
PRESENTADO POR:
ANDRES FELIPE HERNANDEZ LESMES
DIRECTOR INTERNO:
ING. CLAUDIA BERENICE ROJAS
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CATASTRAL Y GEODESIA
BOGOTÁ D.C.
2020
1
Tabla de contenido
1. Introducción ........................................................................................................................................ 4
2. Formulación del Problema .................................................................................................................. 6
Descripción del problema: ...................................................................................................................... 6
Preguntas: ............................................................................................................................................... 7
Objetivos:................................................................................................................................................ 7
Objetivo General: .................................................................................................................................... 7
Objetivos Específicos: ............................................................................................................................ 7
Justificación: ........................................................................................................................................... 8
3. Marco de Referencia ........................................................................................................................... 9
Estado del arte: ....................................................................................................................................... 9
Marco Teórico – Conceptual:................................................................................................................ 12
Plan de ordenación y manejo de cuencas hidrográficas – POMCA:.................................................. 12
Cuatro componentes de un sistema de información geográfica – SIG: ............................................. 15
Morfometría de cuencas: ................................................................................................................... 26
Marco Geográfico: ................................................................................................................................ 30
Marco Institucional: .............................................................................................................................. 33
4. Metodología ...................................................................................................................................... 35
Momentos Previos: ............................................................................................................................... 35
Diagrama de Flujo: ............................................................................................................................... 37
Fases: .................................................................................................................................................... 38
.................................................................................................................................................................. 38
.............................................................................................................................................................. 38
Desarrollo Fase I: .............................................................................................................................. 39
Desarrollo Fase II .............................................................................................................................. 54
Desarrollo Fase III: ........................................................................................................................... 66
5. Resultados ......................................................................................................................................... 77
6. Conclusiones ..................................................................................................................................... 97
7. Bibliografía ....................................................................................................................................... 98
2
Tabla de Ilustraciones
Ilustración 1 Modelo de sistema hidrológico simple (Fuente: Monsalve. G. (1998), Hidrología en la
ingeniería. (Pág. 39) ALFAOMEGA GRUPO Editorial. México DF) .............................................................. 13
Ilustración 2 Esquema de balance hídrico (Fuente: Monsalve. G. (1998), Hidrología en la ingeniería.
(Pág. 39) ALFAOMEGA GRUPO Editorial. México DF)........................................................................ 14
Ilustración 3 Curvas de nivel (Fuente: Bonillo León M.J. Esta obra está bajo Licencia de Creative
Commons)................................................................................................................................................. 16
Ilustración 4 Relación de biyección entre las celdas de la retícula ráster y las áreas de la superficie
terrestre. (Fuente: García Lázaro, F. J., 2003). .......................................................................................... 18
Ilustración 5 Capas temáticas de la información en el modelo ráster. (Fuente: Barredo Cano, I., 1996.) . 18
Ilustración 6 Nodos y aristas de un TIN (Esri, 2014) .................................................................................. 22
Ilustración 7 Nodos, bordes y caras de un TIN (Esri, 2014) ....................................................................... 22
Ilustración 8 Sentencia IsNull (Esri, 2014) ................................................................................................. 23
Ilustración 9 Localización departamental de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz .............................. 31
Ilustración 10 Localización municipal de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz .................................... 32
Ilustración 13 Imagen ráster 245.tif (Fuente: Elaboración Propia) ........................................................... 39
Ilustración 14 Imagen ráster 284.tif (Fuente: Elaboración Propia) ........................................................... 40
Ilustración 15 Imagen ráster 246&265.tif (Fuente: Elaboración Propia) ................................................... 40
Ilustración 17 Curvas de nivel de la zona (Fuente: Elaboración Propia) .................................................... 42
Ilustración 18 Herramienta Create TIN (Fuente: Elaboración Propia) ....................................................... 42
Ilustración 20 Herramienta TIN to Ráster (Fuente: Elaboración Propia) ................................................... 44
Ilustración 21 Visualización de ráster_cuenca_10 (Fuente: Elaboración Propia) ...................................... 44
Ilustración 22 Propiedades del ráster (Fuente: Elaboración Propia) ......................................................... 45
Ilustración 23 Herramienta Mosaic To New Ráster (Fuente: Elaboración Propia) .................................... 45
Ilustración 24 Visualización de mosaico.tif (Fuente: Elaboración Propia) ................................................. 46
Ilustración 25 Herramienta Ráster Calculator (Fuente: Elaboración Propia)............................................. 47
Ilustración 26 Visualización de IsNullMosaico (Fuente: Elaboración Propia) ............................................ 47
Ilustración 27 Herramienta Ráster Calculator (Fuente: Elaboración Propia)............................................. 48
Ilustración 28 Visualización del ráster “con” (Fuente: Elaboración Propia) .............................................. 49
Ilustración 29 Visualización del ráster “con” a color y el shapefile de la cuenca (Fuente: Elaboración
Propia) ...................................................................................................................................................... 49
Ilustración 32 Visualización de zona.tif y el shape de la cuenca (Fuente: Elaboración Propia) ................. 52
Ilustración 33 Herramienta Clip para datos ráster (Fuente: Elaboración Propia) ...................................... 53
Ilustración 37 Tabla de atributos (Fuente: Elaboración Propia) ................................................................ 56
Ilustración 39 Shape Subcuenca 01 (Fuente: Elaboración Propia) ............................................................ 58
Ilustración 43 Herramienta Reclassify (Fuente: Elaboración Propia) ........................................................ 60
Ilustración 45 Reclassify de intervalos iguales cada 200m (Fuente: Elaboración Propia).......................... 61
Ilustración 46 Subcuenca 01 con cotas cada 200m (Fuente: Elaboración Propia) .................................... 62
Ilustración 47 Herramienta Ráster to Polygon (Fuente: Elaboración Propia) ............................................ 62
Ilustración 49 Visualización tabla de atributos (Fuente: Elaboración Propia) ........................................... 63
Ilustración 51 Visualización tabla de atributos (Fuente: Elaboración Propia) ........................................... 64
Ilustración 53 MDT cuenca del río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia) ............................................... 67
Ilustración 54 Herramienta Slope (Fuente: Elaboración Propia) ............................................................... 67
3
Ilustración 55 Visualización Slope (Fuente: Elaboración Propia) ............................................................... 68
Ilustración 56 Herramienta Reclassify (Fuente: Elaboración Propia) ........................................................ 70
Ilustración 59 Visualización de los polígonos (Fuente: Elaboración Propia) .............................................. 71
Ilustración 63 Tabla de atributos antes del file calculator (Fuente: Elaboración Propia) .......................... 74
Ilustración 64 Tabla de atributos después del file calculator (Fuente: Elaboración Propia) ...................... 75
Ilustración 65 Ventana Simbology (Fuente: Elaboración Propia) .............................................................. 76
Ilustración 66 Visualización MDT para la Cuenca del Río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia) ............ 77
Ilustración 67 Visualización del Modelo Digital del Terreno para la Cuenca del Río Sumapaz (Fuente:
Elaboración Propia) ................................................................................................................................... 77
Ilustración 70 Polígonos entre cotas Subcuenca 03 (Fuente: Elaboración Propia).................................... 86
Ilustración 71 Polígonos entre cotas Subcuenca 04 (Fuente: Elaboración Propia).................................... 86
Ilustración 72 Polígonos entre cotas Subcuenca 05 (Fuente: Elaboración Propia).................................... 87
Ilustración 73 Polígonos entre cotas Subcuenca 06 (Fuente: Elaboración Propia).................................... 87
Ilustración 74 Polígonos entre cotas Subcuenca 07 (Fuente: Elaboración Propia ..................................... 88
Ilustración 75 Polígonos entre cotas Subcuenca 08 (Fuente: Elaboración Propia).................................... 88
Lista de Tablas
Tabla 1 Resumen del Estado del Arte (Fuente: Elaboración Propia, 2019) ... ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 2 Subcuencas Río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia) ............................................................... 54
Tabla 3 Rango de pendiente (Fuente: Elaboración Propia) ....................................................................... 69
Tabla 4 Área de las subcuencas en hectáreas y kilómetros cuadrados (Fuente: Elaboración Propia)....... 78
Tabla 5 Perímetro de las subcuencas (Fuente: Elaboración Propia) ......................................................... 79
Tabla 6 Longitud de las corrientes en metros y en kilómetros (Fuente: Elaboración Propia) ................... 80
Tabla 7 Longitud total cauce principal (Fuente: Elaboración Propia) ........................................................ 81
Tabla 8 Densidad de drenaje (Fuente: Elaboración Propia) ...................................................................... 82
Tabla 9 Pendiente media de la corriente (Fuente: Elaboración Propia) .................................................... 83
Tabla 10 Pendiente media de la corriente en porcentaje (Fuente: Elaboración Propia) ........................... 84
4
1. Introducción
En la formulación del Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca Hidrográfica (POMCA), era
imprescindible, conocer los factores morfométricos y la pendiente en este caso del río Sumapaz.
Lo que me llevó mediante el uso de software para Sistemas de Información Geográfica (SIG), al
procesamiento, y cálculo de los mismos, teniendo en cuenta que el modelo digital del terreno debía
ser corregido.
La información y los procesos utilizados para la corrección del modelo digital del terreno son de
gran valor académico, puesto que la información disponible para su solución es limitada. Además
de la utilidad para la fase de diagnóstico del POMCA de los factores morfométricos en el desarrollo
de los procesos hidrológicos, desarrollados al interior de la cuenca hidrográfica, brindando así
información base de su estado actual.
Se realizó la selección de la información mediante procesamiento en el software ArcGIS, con el
cual calcularon los factores morfométricos de las 13 subcuencas; este procesamiento fue
evidenciado a través de salidas gráficas y valores numéricos, analizando el estado de la cuenca
hidrográfica.
Es importante conocer que la cuenca del río Sumapaz cuenta con un área de 3059,11〖 km〗^2
que comprende 20 municipios, de los cuales 16 se encuentran en el departamento de Cundinamarca
y 4 en el departamento de Tolima, por lo cual, las corporaciones autónomas regionales, CAR y
Cortolima trabajaron conjuntamente en la realización del POMCA del río Sumapaz; este sigue los
requerimientos establecidos en las resoluciones 1907 y 509 de 2013, el decreto 1076 de 2015 y la
guía técnica para la formulación de los planes de ordenación y manejo de cuencas hidrográficas
POMCAS, así como los alcances técnicos expuestos en la guía, comprendiendo la ejecución de las
5
fases de Aprestamiento, Diagnostico, Prospectiva y Zonificación Ambiental, Formulación,
Ejecución, Seguimiento y Evaluación.
Los factores morfométricos a través de variables lineales, de superficie, de relieve y de drenaje
contribuyen a entender de manera integral las limitantes, conflictos, potencialidades y posibles
restricciones ambientales de los recursos presentes en la misma. Además, esta información será el
soporte para el desarrollo de las fases de prospectiva y zonificación ambiental y de formulación.
Las Corporaciones Autónomas Regionales formulan el POMCA de la cuenca del río Sumapaz con
los habitantes de la cuenca como actores participativos que sin tener influencia directa en la toma
de decisiones; contribuyen identificando las problemáticas tanto sociales como ambientales y
dándole el manejo adecuado a los recursos naturales.
6
2. Formulación del Problema
Descripción del problema:
Los Planes de Ordenación y Manejo de Cuencas Hidrográficas - POMCA, son el instrumento a
través del cual se realiza la planeación del adecuado uso del suelo, de las aguas, de la flora y la
fauna; y el manejo de la cuenca, entendido como la ejecución de obras y tratamientos ejecutados
con el propósito de mantener el equilibrio entre el aprovechamiento social y económico de tales
recursos, así como la conservación de la estructura físico – biótica de la cuenca, particularmente
del recurso hídrico.
Debido a que se carecen los factores morfométricos de las cuencas, los POMCAS quedan sin
información base para poder evaluar de una manera integral las limitantes, conflictos,
potencialidades y posibles restricciones ambientales de los recursos presentes en la cuenca
hidrográfica. Además, esta información será el soporte para el desarrollo de las fases de
prospectiva y zonificación ambiental y de formulación.
La presente monografía busca ser de utilidad en la fase de diagnóstico, debido al papel que
cumplen los factores morfométricos, a través de variables lineales, de superficie, de relieve y de
drenaje en el desarrollo de los procesos hidrológicos desarrollados al interior de la cuenca
hidrográfica, brindando información base de su estado actual por medio de la utilización de
herramientas de la geomática.
7
Preguntas:
Preguntas que dieron lugar a los objetivos:
¿Se realizó una selección previa de la información a trabajar?
¿Cómo se determinaron los factores morfométricos?
¿Cómo se visualizaron los resultados del procesamiento?
¿Al obtener la información requerida qué se hará con los productos resultantes?
Objetivos:
Objetivo General:
Determinar la pendiente y los factores morfométricos a partir de un modelo digital del terreno
corregido para el POMCA del río Sumapaz.
Objetivos Específicos:
Realizar la selección y pre procesamiento de la información a trabajar.
Determinar los factores morfométricos utilizando una herramienta SIG.
Generar las salidas gráficas resultantes del procesamiento de la información.
Analizar y concluir el proceso de la información y de los productos resultantes.
8
Justificación:
La corrección del modelo digital de terreno - MDT de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz
como insumo básico e imprescindible para la determinación de los factores morfométricos y la
pendiente para el POMCA tiene un impacto social inmenso, debido a la necesidad de contar con
información de buena calidad que refleje las condiciones reales del territorio sobre el cual se
planeará el uso y manejo de sus recursos naturales renovables, y permitirá tomar decisiones
fundamentales sobre el restablecimiento o manutención del equilibrio entre el aprovechamiento
económico de los recursos y la conservación de la estructura físico-biótica de la cuenca,
especialmente de sus recursos hídricos.
El deterioro ambiental de las cuencas hidrográficas afecta la calidad de los recursos naturales,
principalmente la calidad y disponibilidad del agua en todos los departamentos y municipios del
país; por ello es necesario que las Corporaciones Autónomas Regionales elaboren el Plan de
Ordenación y Manejo de las cuencas hidrográficas; siguiendo los lineamientos dados en la Guía
Técnica para la elaboración de los POMCA, establecida por el Ministerio de Ambiente y
Desarrollo Sostenible, cuya coordinación de elaboración estuvo a cargo de la Dirección de Gestión
Integral de Recurso Hídrico en diciembre del año 2013.
Este trabajo brinda información necesaria para la ejecución de la fase de diagnóstico del POMCA,
describiendo el estado actual de los factores morfométricos de la cuenca del río Sumapaz y sus
diferentes subcuencas, esta información es el insumo base para avanzar en el proceso de
formulación del POMCA. De allí la importancia y responsabilidad del Ingeniero Catastral y
Geodesta, debido a que la calidad y confiabilidad de la información y datos suministrados, depende
el análisis y aporte de los demás profesionales desde sus distintos enfoques temáticos.
9
3. Marco de Referencia
Estado del arte:
Para el trabajo se hizo la tarea de revisar la literatura existente a través de bases de datos de las
plataformas universitarias; teniendo como objetivo buscar antecedentes de estudios,
investigaciones, proyectos o artículos similares, relacionados, de manera en que las conclusiones
y resultados obtenidos, que estas descritos al final del texto, sean pertinentes y acordes, así mismo
permitiendo a los interesados que el conocimiento y valor de este proyecto sea un agregado.
El primero del texto que quiero resaltar, titulado Corrección fotogramétrica de segmentos
digitizados de fotografías aéreas aplicando un SIG, para la determinación del uso del suelo en la
sierra de Quetzaltepec, México escrito por López Blanco Jorge, Valdez Muciño Ivonne y Ugalde
Rivera Jesús, tomaron como objetivo corregir la posición de las coordenadas de segmentos
digitalizados de fotografías aéreas, mediante la aplicación de un método fotogramétrico y así
obtuvieron como resultado métodos alternativos prácticos que permiten solucionar con mayor
exactitud un problema de transferencia de rasgos fotointerpretados. Al igual que en el segundo
texto Becerra Soriano Raúl Alfonso, Estudio del régimen pluviométrico de una cuenca empleando
funciones ortogonales, una tesis para optar por el título de Maestro en Ingeniería Hidráulica,
Universidad Nacional su propuesta de variables incluyeron como base a los Sistemas de
Información Geográfica con el fin de incrementar la cantidad y calidad de las variables que
describen las relaciones fisiográfia - lluvia – escurrimiento. Propuesta de variables que contribuyan
a mejorar la caracterización física del proceso lluvia-escurrimiento, mediante ecuaciones
regionales.
10
Los autores Busnelli José y Horta Luis R., en Morfometría de cuencas, montañas y metamorfosis
fluvial, Tucumán de la revista de la Asociación Geológica Argentina, Argentina, 2014, analizan la
relación entre la metamorfosis fluvial, medida en términos de cambios en la sinuosidad, con las
medidas morfométricas de las cuencas de aporte. Logrando obtener como propuestas la ordenación
de cuencas y prevención de riesgos de inundación y anegamiento de las áreas situadas aguas abajo.
Molina Real Brigitte, apoyó el proceso de actualización y ajuste del plan de ordenación y manejo
de la cuenca hidrográfica del río Negro en la fase de diagnóstico, en el componente de
caracterización de la cuenca hidrográfica, en el Proyecto de grado en modalidad de pasantía para
optar al título de Ingeniera Catastral y Geodesta, Universidad Distrital Francisco José de Caldas,
2017 en donde su resultado de estructuración de los mapas de geología e hidrogeología de la
cuenca del río Negro fue un ajuste y organización de los productos cartográficos requeridos en la
fase de diagnóstico del POMCA del río Negro, como lo son la cartografía base, le geología e
hidrogeología.
La caracterización de la cuenca mediante la descripción geoespacial sobre cartografía haciendo
énfasis en los elementos geográficos y unidades político administrativas mediante el uso de
herramientas SIG Rodríguez Orduz Diego Andrés, hizo una caracterización biofísica y análisis de
amenazas para la cuenca del río Monquirá como insumo en la fase de diagnóstico del plan de
ordenación y manejo de cuenca hidrográfica (POMCA), un trabajo de grado en la modalidad de
monografía para optar al título de Ingeniero Geólogo, Universidad Pedagógica y Tecnológica de
Colombia, Colombia, 2018. Utilizando instrumentos de recolección de IGAC, I. A., & MAVDT,
M. y. (2010). Metodología de Zonificación Ambiental de Cuencas Hidrográficas, DELGADILLO
A, & MORENO A. (s.f.). Morfometría De Cuencas, Venezuela. Ruiz Galindo Oscar Mateo,
Muñoz Morales y Itzá Catalina, estudiaron lo básico de las amenazas por incendios forestales en
11
el área rural del municipio de Nilo, Cundinamarca, para un proyecto de grado modalidad pasantía
para optar al título de Ingeniero Catastral y Geodesta, Universidad Distrital Francisco José de
Caldas, Colombia, 2018 y en su análisis de la amenaza a incendios de la cobertura vegetal desde
el componente físico, un resultado en el que se involucran factores climáticos, vegetación y relieve,
en correspondencia con la política nacional de gestión del riesgo de desastres y la incorporación
de la gestión del riesgo de desastres en el PBOT del municipio.
12
Marco Teórico – Conceptual:
Plan de ordenación y manejo de cuencas hidrográficas – POMCA:
“Es el instrumento a través del cual se realiza la planeación del adecuado uso del suelo, de las
aguas, de la flora y la fauna; y el manejo de la cuenca, entendido como la ejecución de obras…1”
Ajuste (actualización) del Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca hidrográfica del Río Garagoa
- POMCA, 2018.
El POMCA busca a través de la planificación establecer programas y proyectos que contribuyan a
la conservación, protección, restauración y prevención del deterioro de una cuenca. Lo que para
este caso es indispensable conocer o tener claro el deterioro ambiental de las cuencas hidrográficas,
ya que afecta la calidad de los recursos naturales del país, principalmente la calidad del agua y por
tanto su disponibilidad en diferentes regiones del país.
Si nos basamos en la Guía Técnica para la elaboración de los POMCA como lo establece el
Ministerio de Ambiente y Desarrollo sostenible, las Corporaciones Autónomas Regionales y
demás instituciones que integran el Sistema Nacional Ambiental (SINA) velan por la elaboración
de los Planes de Ordenación y Manejo de las Cuencas Hidrográficas del país, teniendo en cuenta
que una cuenta hidrográfica se define como:
Un área definida topográficamente, drenada por un curso de agua o un sistema conectado de cursos
de agua, tal que todo el caudal efluente es descargado a través de una salida simple, como se
observa en la ilustración 1
1 Tratamientos ejecutados con el propósito de mantener el equilibrio entre el aprovechamiento social y económico
tales recursos, así como la conservación de la estructura físico - biótica de la cuenca, particularmente del recurso
hídrico. Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca hidrográfica del Río Garagoa - POMCA, 2018.
13
Ilustración 1 Modelo de sistema hidrológico simple (Fuente: Monsalve. G. (1998), Hidrología en la ingeniería. (Pág. 39)
ALFAOMEGA GRUPO Editorial. México DF)
En este sistema toda la precipitación será transformada en caudal, siempre y cuando sean
despreciables las pérdidas de evaporación durante el tiempo de “entrada”. El proceso de
evaporación se presenta desde que se inicia la precipitación; por otro lado, la superficie del terreno
no es tan plana como la ilustración 2, que tiene por nombre Esquema de balance hídrico, en el que
existen depresiones en el terreno al caer el agua y acumularse, puede ser evaporada o infiltrada en
éste. Además, cuando el agua llega a una corriente y se transforma en escorrentía, continúa
sufriendo el proceso de evaporación, en cantidades que pueden no ser despreciables.
14
Ilustración 2 Esquema de balance hídrico (Fuente: Monsalve. G. (1998), Hidrología en la ingeniería. (Pág. 39) ALFAOMEGA
GRUPO Editorial. México DF)
También en el proceso de infiltración, al penetrar en el suelo, el agua sigue diversos caminos,
quedando almacenada temporalmente en dicho medio; de ahí por medio del proceso de
percolación, continúa a estratos más profundos, formando el nivel freático, o se mueve
lateralmente, como escorrentía subterránea, y puede surgir superficialmente como fuente de
escorrentía superficial o, según la localización de la divisoria del nivel freático, escurrir hacia otra
hoya.
a. Balance hídrico encima de la superficie
𝑃 − 𝑅 + 𝑅𝑔 − 𝐸𝑆 − 𝑇𝑆 − 𝐼 = 𝑆𝑆
b. Balance hídrico debajo de la superficie
𝐼 + 𝐺1 − 𝐺2 − 𝑅𝑔 − 𝐸𝑔 − 𝑇𝑔 = 𝑆𝑔
15
c. Balance hídrico en la hoya hidrográfica
𝑃 − 𝑅 − (𝐸𝑆 + 𝐸𝑔) − ( 𝑇𝑆 + 𝑇𝑔) + (𝐺1 − 𝐺2) = (𝑆𝑆 + 𝑆𝑔)
En donde:
P: Precipitación
R: Escorrentía superficial
E: Evaporación
T: Transpiración
I: Infiltración
S: Almacenamiento
𝐺1: Escorrentía subterránea entrante
𝐺2: Escorrentía subterránea saliente
𝑅𝑔: Escorrentía subsuperficial que aparece como escorrentía superficial2
Cuatro componentes de un sistema de información geográfica – SIG:
Uno de los cuatro componentes en el proceso es el Modelo Digital de Elevación, puesto que un
modelo digital según el Instituto nacional “Es una representación visual y matemática de los
valores de altura con respecto al nivel medio del mar, que permite caracterizar las formas del
relieve y los elementos u objetos presentes en el mismo, estos valores están contenidos en un
2 Nota: Los subíndices s y g significan el origen del vector, respectivamente encima y debajo de la superficie del suelo.
16
archivo de tipo ráster con estructura regular, el cual se genera utilizando equipo de cómputo y
software especializados.” (Instituto nacional de estadística y geografía, 2010).
Otro para tener en cuenta en el proceso son las curvas de nivel que según Bonillo Martin en el libro
Fundamentos de Planimetría y Taquimetría representadas en la ilustración 3 “Son el resultado de
la intersección del terreno con una serie de planos horizontales y equidistantes, esa intersección
genera unas series de líneas planas, generalmente curvas, todos los puntos pertenecientes a una de
estas curvas tienen la misma cota; ya que han sido generadas por intersección con un plano
horizontal, que por definición tiene una cota constante.” (Bonillo, León M.J 2017)
Ilustración 3 Curvas de nivel (Fuente: Bonillo León M.J. Esta obra está bajo Licencia de Creative Commons)
• Equidistancia en curvas de nivel: Es la distancia vertical entre dos curvas de nivel
consecutivas. Los factores que influyen en la elección de la equidistancia son:
17
▪ La orografía del terreno: Mientras más accidentada sea la orografía del terreno,
mayor debe ser la equidistancia, con objeto de que las curvas de nivel no queden
demasiado juntas.
▪ La precisión requerida: Mientras más precisión requiera el proyecto, menor
debe ser la equidistancia de las curvas (siempre que no se junten demasiado las
curvas de nivel).
▪ La escala del plano: Se siguen dos normas.
1ª Norma: Denominador de la escala dividido por 1000. A partir de la escala
1 / 10000 se toma como equidistancia 20 m.
2ª Norma: Escala < 1/1000 1 m
1/1000 a 1/5000 2,5 m
1/5000 a 1/10000 5 m
1/10000 a 1/25000 10 m
Escala > 1/25000 20 m
El tercer componente es Ráster que como se visualiza en la ilustración 4 dejando ver la relación
de biyección entre las celdas de la retícula ráster y las áreas de la superficie terrestre. “Un ráster
consta de una matriz de celdas organizadas en filas y columnas en la que cada celda contiene un
valor que representa información. A través de un sistema de referencia apropiado, se establece una
relación biyectiva entre las celdas de una cuadrícula y un conjunto de áreas elementales de la
superficie terrestre. La información temática queda reflejada sobre cada una de las celdas
resultantes de la división del espacio.” (Esri, 2014).
18
Ilustración 4 Relación de biyección entre las celdas de la retícula ráster y las áreas de la superficie terrestre. (Fuente: García
Lázaro, F. J., 2003).
“El modelo ráster estructura la información temática individualmente para cada uno de los
atributos. De esta manera, la información se almacena en capas independientes, para cada
una de las variables a representar.” (Santos P. 2002, Pág. 24)
Ilustración 5 Capas temáticas de la información en el modelo ráster. (Fuente: Barredo Cano, I., 1996.)
19
La Ilustración 5 muestra la forma de organizar la información de un territorio mediante capas que
recogen la variación espacial de la altitud, usos del suelo, litología, pendiente del terreno,
orientación, entre otros. Esta manera de operar implica inconvenientes, aunque también se deriven
algunas ventajas. Cada base de datos, correspondiente a una variable temática, integra un elevado
conjunto de números o símbolos ordenados, de acuerdo a la teselación regular del territorio, que
se multiplica, de acuerdo al número de variables a representar. Sin embargo, el modelo facilita la
gestión de la información, ya que los elementos espaciales, al ser regulares y del mismo tamaño,
coinciden por superposición, haciendo posible, mediante operaciones de carácter lógico o
matemático, el planteamiento y resolución de problemas territoriales.
El último componente es la pendiente, la cual “Es la forma de medir el grado de inclinación del
terreno, a mayor inclinación mayor valor de pendiente; esta se mide calculando la tangente de la
superficie y la tangente se calcula dividiendo el cambio vertical en altitud entre la distancia
horizontal; normalmente la pendiente se expresa en planimetría como un porcentaje de pendiente
que equivale al valor del tangente multiplicado por 100. La pendiente controla en buena parte la
velocidad con que se da la escorrentía superficial y afecta el tiempo que le toma al agua lluvia
concentrarse en los lechos fluviales que constituyen la red de drenaje de las cuencas.” Según
Burrough, P.A. en 1986.
La Resolución No. 2965 de septiembre 12 de 1995, emitida por el IGAC, describe las pendientes
de la siguiente manera:
▪ Ligeramente ondulado: Tierras con ondulaciones ligeras, con lomos a alturas
aproximadamente similares, cuyas pendientes varían entre 1 – 3 y 3 – 7%.
20
▪ Ondulado: Tierras con lomos ligeramente planos o redondeados a alturas aproximadamente
similares y pendientes cortas, que varían entre 1 – 3 y 7 – 12%.
▪ Fuertemente ondulado: Tierras con lomos ligeramente planos o redondeados a alturas
aproximadamente similares y pendientes cortas, que varían entre 1- 3 y 12 -25%.
▪ Fuertemente quebrado: Tierras con diferentes formas: Inclinaciones y longitud de
pendientes, las cuales pueden ser cortas o largas con lomos redondeados, afilados, o ambos
con pendientes de 25 – 50%.
▪ Escarpado: Tierras con diferentes formas e inclinaciones, con pendientes largas y
diferencias apreciables de nivel entre los puntos más altos y más bajos: Lomos de cualquier
forma. Las pendientes se encuentran entre 50 – 75%.
▪ Muy escarpado: Tierra con pendientes largas y diferencias apreciables de nivel con
pendientes mayores del 75%.
El Modelo Digital de Terreno (MDT) en 1994 “Se denomina MDT al conjunto de capas
(generalmente ráster) que representan distintas características de la superficie terrestre derivadas
de una capa de elevaciones a la que se denomina Modelo Digital de Elevaciones (MDE), aunque
algunas definiciones incluyen dentro de los MDT prácticamente cualquier variable cuantitativa
regionalizada, aquí se prefiere limitar el MDT al conjunto de capas derivadas del MDE.”
(Felicísimo A.M., 1994)
21
El trabajo con un MDT de Felicísimo incluye las siguientes fases que no son necesariamente
consecutivas en el tiempo:
▪ Generación del MDE
▪ Manipulación del MDE para obtener otras capas del MDT (pendiente,
orientación, curvatura, etc.)
▪ Visualización en dos dimensiones o mediante levantamientos 3D de todas
las capas para localizar errores
▪ Análisis del MDT (estadístico, morfométrico, etc.)
▪ Aplicación, por ejemplo, como variable independiente en un modelo de
regresión que haga una estimación de la temperatura a partir de la altitud.
Las superficies TIN son una forma de datos geográficos digitales basados en vectores construidos
mediante la triangulación de un conjunto de vértices (puntos); como se ve en la Ilustración 6, donde
según el libro de Nodos y aristas de un TIN por Esri en el 2014 estos puntos están conectados con
una serie de aristas que forman una red de triángulos. Existen diversos métodos de interpolación
para formar estos triángulos, como la triangulación de Delaunay o el orden de distancias. El criterio
de triángulo de Delaunay afirma que la circunferencia circunscrita de cada triángulo de la red no
debe contener ningún vértice de otro triángulo. Si se cumple el criterio de Delaunay en todo el
TIN, se maximizará el ángulo interior mínimo de todos los triángulos. El resultado es que los
triángulos finos y largos se evitan en lo posible. Las aristas de los TIN como se ve en la ilustración
7 se forman mediante facetas triangulares contiguas y no superpuestas que se pueden utilizar para
capturar la posición de entidades lineales que juegan un papel importante en una superficie, como
cadenas montañosas o arroyos.
22
Ilustración 6 Nodos y aristas de un TIN (Esri, 2014)
Ilustración 7 Nodos, bordes y caras de un TIN (Esri, 2014)
Es Nulo (IsNull) siguiendo con la plataforma Esri “Determina qué valores del ráster de entrada
son nulos (NoData) evaluando las celdas individualmente, devuelve un valor de 1 si el valor de
entrada es nulo y 0 si el dato de entrada es cualquier otro valor”. (Esri, 2014)
23
Ilustración 8 Sentencia IsNull (Esri, 2014)
La herramienta de evaluación condicional con “Con” para este trabajo permite controlar el valor
de salida para cada celda teniendo en cuenta la evaluación del valor de celda, y así entendiéndolo
como verdadero o falso según la declaración condicional especificada. Según la plataforma Esri si
la celda se evalúa como verdadera, recibe un valor; si se evalúa como falsa, recibe otro valor
distinto. Los valores que recibe una celda cuando se evalúa como verdadera se especifican en el
ráster verdadero o valor constante de entrada.
Los valores que recibe una celda siguiendo los parámetros que están en la plataforma Esri, cuando
se evalúa como falsa se especifican en un ráster falso o constante de entrada. Conceptualmente,
durante la ejecución, la herramienta Evaluación condicional visita cada ubicación de celda y,
basándose en el valor de la celda y la declaración condicional, determina si la celda se evalúa como
verdadera o falsa. Si la celda se evalúa como verdadera, el valor de salida para esa ubicación se
identifica en la entrada verdadera. Si la celda se evalúa como falsa, el valor de salida para esa
ubicación se identifica en la entrada falsa.
A la hora de obtener información cualitativa y cuantitativa la percepción remota de la radiación
electromagnética reflejada o emitida por la superficie terrestre es el objetivo. Las fotografías
24
aéreas, las imágenes de satélite y las imágenes de radar son algunos ejemplos de información
obtenida a partir de la percepción remota.
El método general de la percepción remota consta de cinco componentes principales: la energía,
la fuente de radiación, el blanco sobre el cual incide la radiación, el sensor y la vía de transmisión.
La fuente de radiación más importante y de la cual se derivan las radiaciones más utilizadas en la
percepción remota es el sol.
La energía solar que llega a la Tierra puede reflejarse, absorberse, emitirse o transferirse en función
de las propiedades físicas de los objetos. Los objetos (blancos o escenas) que registran los sensores
remotos pueden ser de diversa índole, y cada uno de ellos tiene una respuesta diferente cuando un
rayo de luz solar incide sobre su superficie, precisamente por sus características físicas
particulares, ya que la respuesta de cada objeto en la superficie terrestre puede considerarse como
única.
Así como los sensores remotos que según los fundamentos de Teledetección espacial “Entre los
sensores más comunes encontramos las cámaras fotográficas, las cámaras de video y los satélites
especializados, estos se dividen en activos y pasivos. Los primeros cuentan con una fuente de
energía propia que dirigen hacia el blanco particular y posteriormente recogen la señal de regreso
(como los satélites de radar). Los segundos registran directamente la energía reflejada y/o emitida
de la superficie terrestre. Los sensores cuentan con instrumentos y mecanismos que permiten
reconocer diferentes respuestas espectrales de la luz reflejada. Estos captan información de las
diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético y la intensidad (reflectancia) del
reflejo de los objetos en la superficie de la Tierra.” (Moreno J., 2000)
Cuando hablamos de percepción remota existen cuatro tipos de resolución:
25
• Resolución espacial: Es la distancia mínima entre dos objetos, de tal manera que el sensor
los pueda identificar como objetos distintos (tamaño de celda); se refiere al objeto más
pequeño que puede distinguirse como unidad independiente y es representada por el
tamaño de un pixel (celda).
• Resolución espectral: Es el ancho del espectro electromagnético medido y el número de
canales empleados, es decir, el número y ancho de las bandas espectrales registradas por el
sensor.
• Resolución radiométrica: Es la sensibilidad del sensor para diferenciar una señal, es decir,
qué partes del espectro electromagnético registra, su capacidad para detectar variaciones
en la radiancia espectral que recibe.
• Resolución temporal: Es el lapso mínimo comprendido entre la toma de dos imágenes de
una misma zona, esto es, la periodicidad con la que el sensor adquiere imágenes del mismo
punto de la superficie terrestre.
Base Cartográfica:
Se define como un conjunto de datos geográficos que sirven de soporte para un Sistema de
Información Geográfica (SIG) y se pueden utilizar para todo tipo de aplicaciones y propósitos.
Proporciona una visión cartográfica del territorio y pretende describir el aspecto y los detalles de
la superficie terrestre junto con los objetos geográficos que se encuentran sobre ella, ya sean
naturales o producto de la actividad humana. Sirve como base geográfica tanto para las consultas
y el análisis directo como para la creación e implantación de servicios geográficos, así como para
la obtención y la actualización de productos de datos geográficos y cartográficos derivados.
26
Morfometría de cuencas:
“Es el estudio cuantitativo de las características físicas de una cuenca hidrográfica, utilizado
para analizar la red de drenaje, las pendientes y la forma de una cuenca a partir del cálculo de
valores numéricos; las mediciones deben ser realizadas sobre un mapa con amplia información
topográfica e hidrográfica. Las características que presentan mayor interés en el proceso de
generalización, determinación y cálculo indirecto de parámetros hidrológicos son las
siguientes.” (Delgadillo A., Moreno A., 2001)
• Área (A): Está definida como la proyección horizontal de toda la superficie de drenaje de
un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural,
corresponde a la superficie delimitada por la divisoria de aguas de la zona de estudio; este
parámetro se expresa normalmente en km2. Este valor es de suma importancia porque un
error en su medición incide directamente en los resultados, por lo que se hace necesario
realizar mediciones contrastadas para tener total confianza en este valor.
• Perímetro (P): Es la longitud sobre un plano horizontal, que recorre la divisoria de aguas.
Este parámetro se mide en unidades de longitud y se expresa normalmente en metros o
kilómetros.
• Longitud de la cuenca (L): Se define como la distancia horizontal desde la desembocadura
de la cuenca (punto de desfogue) hasta otro punto aguas arriba donde la tendencia general
del río principal corte la línea de contorno de la cuenca. (Cardona B. L., 2012)
• Densidad de drenaje (𝐷𝑑): Es la relación entre la longitud total de los cursos de agua de la
hoya y su área total.
27
𝐷𝑑 =𝐿
𝐴, 𝑒𝑛 𝑘𝑚/𝑘𝑚2
Donde:
L: longitud total de las corrientes de agua, en km
A: área total de la hoya, en 𝑘𝑚2
• Elevación media: A partir de la curva hipsométrica, se determinará la elevación media
equivalente al 50% del área de la cuenca, donde en el eje “X” del gráfico se aplicará el
porcentaje.
𝐻𝑚(𝐸) =Σ𝑎 ∗ 𝑒
𝐴
Donde:
a = Área entre par de curvas
e = Altitud media (rango)
A = Área de la curva
𝐻𝑚 =(
𝐻1 + 𝐻22 ) 𝐴1 + (
𝐻2 + 𝐻32 ) 𝐴2 + ⋯ + (
𝐻6 + 𝐻72 ) 𝐴6
Σ 𝐴1 + 𝐴2 + ⋯ + 𝐴6
3
• Forma de la cuenca: Esta característica es de gran importancia debido a que se relaciona
con el tiempo de concentración, el cual es el tiempo necesario desde el inicio de la
precipitación, para que toda la cuenca contribuya a la sección de la corriente en estudio,
en otras palabras, el tiempo que toma el agua desde los límites más extremos de la cuenca
hasta llegar a la salida de la misma.
28
▪ Índice de Gravelius o coeficiente de compacidad (𝐾𝐶):
Es la relación entre el perímetro de la cuenca y la longitud de la circunferencia de
un círculo de área igual al de la cuenca.
𝐴 = 𝜋𝑟2 , 𝑟 = (𝐴𝜋⁄ )
12⁄
𝐾𝐶 = 𝑃(2𝜋𝑟)⁄
𝐾𝐶 = 𝑃
(2𝜋(𝐴𝜋⁄ )
12⁄
)
𝐾𝐶 = 0.28 𝑃
𝐴12
Donde:
P = Perímetro de la cuenca en km
A = Área de drenaje de la cuenca en 𝑘𝑚2
Cuanto más irregular sea la cuenca mayor será su coeficiente de compacidad.
Una cuenca circular posee el coeficiente mínimo, igual a uno. Hay mayor
tendencia a las crecientes en la medida en que este número sea próximo a la
unidad.
▪ Factor de forma (𝐾𝑓)
Es la relación entre el ancho medio y la longitud axial de la cuenca. La longitud
axial de la cuenca se mide cuando se sigue el curso de agua más largo desde la
29
desembocadura hasta la cabecera más distante en la cuenca. El ancho medio, B,
se obtiene cuando se divide el área por la longitud axial de la cuenca.
𝐾𝑓 = 𝐵𝐿⁄
𝐵 = 𝐴𝐿⁄
𝐾𝑓 = 𝐴𝐿2⁄
Donde:
B = Ancho medio en km
L = Longitud axial de la cuenca en km
A = Área de drenaje en 𝑘𝑚2
Una cuenca con factor de forma bajo está menos sujeta a crecientes que otra del
mismo tamaño, pero con mayor factor de forma.
• Pendiente media de la cuenca: Es uno de los principales parámetros que caracteriza el
relieve de la misma y permite hacer comparaciones entre cuencas para observar
fenómenos erosivos que se manifiestan en la superficie.
𝐿𝑚 = 100 ∗(𝐸𝑑) ∗ (𝐿𝑖)
𝐴
Donde:
Lm = Pendiente media de la cuenca.
Li = Longitud total de las curvas de nivel.
Ed = Equidistancia entre curvas de nivel.
A = Área de la cuenca.
30
Marco Geográfico:
La cuenca hidrográfica del río Sumapaz (código 2119), conforma un territorio compartido por los
departamentos de Cundinamarca y Tolima, con una superficie total de 306.004 hectáreas. Del área
total el 82% se encuentra en el departamento de Cundinamarca y el restante 18% en el
departamento de Tolima; estos porcentajes corresponden igualmente a la jurisdicción de las
Corporaciones Autónomas Regionales CAR y CORTOLIMA.
La cuenca del Sumapaz comprende los municipios de Bogotá, Soacha, Agua de Dios, Sibaté,
Ricaurte, Granada, Pandi, Tibacuy, Venecia, Arbeláez, Silvania, Fusagasugá, Nilo, San Bernardo,
Pasca y Cabrera en el departamento de Cundinamarca y Melgar, Carmen de Apicalá, Icononzo y
Suárez en el departamento de Tolima.
A continuación, se presenta la localización de la cuenca hidrográfica a nivel departamental y
municipal a través de las unas salidas gráficas realizadas por el autor. En la Ilustración 9 se observa
la localización departamental de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz y en la ilustración 10
localización municipal de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz.
31
Ilustración 9 Localización departamental de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz Fuente: Base IGAC 2016, Elaboración Propia
32
Ilustración 10 Localización municipal de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz Fuente: Base IGAC 2016, Elaboración Propia.
33
Marco Institucional:
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca - CAR:
“La Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR) tiene la responsabilidad de
proteger el medio ambiente de un territorio con un área de 18.706.4 km2, que equivale a
1.807.640 hectáreas, que abarcan 104 municipios: 98 pertenecientes al departamento de
Cundinamarca y 6 al departamento de Boyacá.” (Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca - CAR, 2012).
Dirección de Gestión del Ordenamiento Ambiental y Territorial - DGOAT:
“La Dirección de Gestión Ambiental y Territorial fue establecida mediante el acuerdo 022
de 2014, por el cual se determina la estructura interna de la CAR, sus dependencias y sus
funciones. Esta Dirección tiene como propósito asesorar, proponer, formular y promover
las políticas, planes y estrategias para la conservación, planificación y ordenamiento
integral ambiental de las cuencas hidrográficas de la jurisdicción, con énfasis en acciones
relacionadas con la gestión del riesgo y el cambio climático, que permitan su incorporación
en los instrumentos de planificación territorial, para el ejercicio de la autoridad ambiental
en el territorio.” (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca - CAR, 2016).
Aunque el desarrollo de la pasantía se realizó en la Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca - CAR, la formulación del POMCA del rio Sumapaz es un trabajo interinstitucional
por lo cual cabe mencionar a la Corporación Autónoma Regional del Tolima - Cortolima.
34
Corporación Autónoma Regional del Tolima - Cortolima:
“La Corporación Autónoma Regional del Tolima – Cortolima, ejerce como autoridad
ambiental en el departamento de Tolima, conformado por 47 municipios y una extensión
de 23.582 km2.” (Corporación Autónoma Regional del Tolima – Cortolima, 2010)
35
4. Metodología
Momentos Previos:
Se realizaron varios ejercicios previos (expuestos a continuación) con el fin de desarrollar el
presente trabajo a través del proceso más eficiente buscando obtener la mejor información
geográfica posible y aportar a las metodologías ya establecidas para el cálculo de los factores
morfométricos. Los ejercicios previos realizados para la corrección de las imágenes ráster (pixeles
vacíos) que fueran coherentes y permitieran el mayor aprovechamiento del modelo digital del
terreno al momento de extraer información y realizar los diferentes estudios sobre la cuenca fueron:
1. Se buscó interpolar las imágenes ráster mediante las herramientas ofrecidas en el submenú
Ráster Interpolation del software ArcGIS, sin embargo esto no fue posible debido a que
herramientas como: IDW, Kriging, Natural Neighbor, Spline y Trend, piden como dato de
entrada un shape de puntos con la información de interés (en este caso la altura) con el cual
el software realiza la interpolación. Pero al contar solo con las imágenes ráster, no fue
posible hacer uso de esta herramienta.
2. A través de la herramienta Ráster Calculator del software ArcGIS se realizó la sentencia:
FocalStatistics(“mosaic.tif”, NbrCircle(67, “CELL”), “MEAN”)
La cual realiza una matriz estadística de los valores dentro de una vecindad alrededor de cada celda
de entrada. El problema con este método fue que al ser tantos los pixeles vacíos dentro las imágenes
ráster, se tuvo que realizar la sentencia con un valor de celda de 67, valor con el cual la herramienta
36
calcula la media de las celdas en la vecindad; generando que los valores ingresados en los pixeles
vacíos estuvieran alejados de la realidad y que la imagen en general perdiera calidad. Por ello,
fueron descartadas las metodologías ejecutadas en los ejercicios previos y se optó por la
metodología expuesta en la Fase I de este documento, la cual permitió identificar plenamente los
pixeles vacíos y darle un valor acorde a la realidad del terreno a través de las curvas de nivel.
Por otra parte, para el procesamiento de la información geográfica y la generación de la salida
gráfica de las pendientes se utilizó el software ArcGIS y para el cómputo de valores numéricos en
el cálculo de los factores morfométricos se utilizó el software Excel; los procesos se explicarán a
fondo durante el desarrollo de la metodología.
37
Diagrama de Flujo:
Ilustración 11 Metodología Desarrollo del Proyecto (Fuente: Elaboración Propia)
38
Fases:
Las fases formuladas para el desarrollo metodológico de la presente monografía, corresponden a
los cuadros rosados mostrados en la Ilustración 13, a continuación se muestran organizadas
jerárquicamente con sus respectivas actividades:
Ilustración 12: Fases del proyecto (Fuente: Elaboración Propia)
FASE III
FASE I
FASE II
a. Determinación de factores morfométricos de las catorce
subcuencas a través del cálculo de valores numéricos generados
mediante el software ArcGIS, teniendo como insumo el MDT
corregido.
a. Corrección de las imágenes ráster suministradas y generación
del ráster de alturas a partir de las curvas de nivel de la cuenca.
b. Creación del MDT mediante el procesamiento de los ráster
corregidos y el ráster generado a partir de las curvas de nivel.
Generación de la salida gráfica de las pendientes de la cuenca
hidrográfica del río Sumapaz.
En esta primera fase el objetivo es realizar la selección y
preprocesamiento de la información a trabajar.
Las actividades a realizar son:
En esta segunda el objetivo es determinar los factores
morfométricos utilizando una herramienta SIG.
Las actividades a realizar son:
En esta tercera fase el objetivo es la generación de las salidas
gráficas resultantes del procesamiento de la información
Las actividades a realizar son:
FASE IV En esta cuarta fase el objetivo es el análisis y conclusiones del
proceso de la información y de los productos resultantes.
39
Desarrollo Fase I:
a) Corrección de las imágenes ráster y generación del ráster de alturas a partir de las curvas
de nivel de la cuenca.
Mediante correo electrónico el profesional encargado del SIG de la CAR, fueron suministradas
tres imágenes ráster que cubrían parte de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz, con un tamaño
de pixel de 10 metros, dos de ellas: la 245 y la 246&265, tienen pixeles vacíos los cuales se
corrigieron a partir de las curvas de nivel de la cuenca del rio Sumapaz las cuales se encuentran
cada 25 metros. A continuación, se muestran las tres imágenes:
Ilustración 113 Imagen ráster 245.tif (Fuente: Elaboración Propia)
40
Ilustración 12 Imagen ráster 284.tif (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 13 Imagen ráster 246&265.tif (Fuente: Elaboración Propia)
41
Se sobrepone el shapefile de la cuenca del río Sumapaz sobre las tres imágenes para visualizar de
mejor forma los pixeles vacíos de los ráster y las secciones de la cuenca que debían ser completadas
mediante las curvas de nivel.
Ilustración 16 Sobreposición de la cuenca sobre los ráster (Fuente: Elaboración Propia)
Se tomaron las curvas de nivel del IGAC que cubren la zona de estudio, las cuales se encuentran
cada 25m como se muestra en la Ilustración 20, con el fin de generar las redes irregulares de
triángulos y posteriormente el MDT
42
Ilustración 147 Curvas de nivel de la zona (Fuente: Elaboración Propia)
Con las curvas de nivel, se crean las redes irregulares de triángulos (TIN). Desde la herramienta
Create TIN, se seleccionan los valores de altura de las curvas de nivel y el perímetro de la cuenca
del río Sumapaz; esta herramienta interpola los valores de altura presentes en la capa de curvas de
nivel dentro del perímetro de la cuenca.
Ilustración 1815 Herramienta Create TIN (Fuente: Elaboración Propia)
43
A continuación, se visualiza el TIN resultante del proceso, con la composición de colores adecuada
se logra un análisis óptimo del relieve y las fuentes hídricas presentes en la cuenca del río Sumapaz.
Ilustración 19 Visualización del TIN (Fuente: Elaboración Propia)
Tomando como base el TIN, se generó el MDT de la cuenca a un tamaño de celda de 10 metros
para que coincidiera con los ráster suministrados y poder continuar con el proceso
44
Ilustración 160 Herramienta TIN to Ráster (Fuente: Elaboración Propia)
El MDT generado y fuente de datos, se visualizan en las Ilustraciones 24 y 25 respectivamente:
Ilustración 171 Visualización de ráster_cuenca_10 (Fuente: Elaboración Propia)
45
Ilustración 18 Propiedades del ráster (Fuente: Elaboración Propia)
Teniendo en cuenta los recursos anteriores se procedió a crear un mosaico con las tres imágenes
ráster suministradas inicialmente; prestando especial atención al sistema de referencia espacial, el
tipo de pixel y el número de bandas.
Ilustración 193 Herramienta Mosaic To New Ráster (Fuente: Elaboración Propia)
46
El resultado del proceso se visualiza en la Ilustración 27, donde se resaltan los pixeles sin datos
dentro del mosaico
Ilustración 204 Visualización de mosaico.tif (Fuente: Elaboración Propia)
A través de la herramienta Ráster Calculator y mediante la sentencia:
IsNull(“mosaico.tif”)
Se generó un ráster en el cual los valores de entrada vacíos (NoData) tomaron el valor de 1 y los
demás valores 0.
47
Ilustración 215 Herramienta Ráster Calculator (Fuente: Elaboración Propia)
El resultado del proceso se muestra a continuación donde 0 corresponde a las zonas en color
morado y el verde a los valores de 1
Ilustración 226 Visualización de IsNullMosaico (Fuente: Elaboración Propia)
48
Nuevamente con la herramienta Ráster Calculator, se creó una sentencia que permite a aquellos
pixeles con valor 1 (pixeles vacios, NoData), tomar el valor del ráster generado a partir de las
curvas de nivel:
Con(“IsNullMosaico”==1,”ráster_cuenca_10”)
Ilustración 23 Herramienta Ráster Calculator (Fuente: Elaboración Propia)
Con esto se logró realizar un reemplazo pixel a pixel entre el valor nulo y el valor del ràster
generado a partir de las curvas de nivel, como se aprecia en la Ilustración 31
49
Ilustración 24 Visualización del ráster “con” (Fuente: Elaboración Propia)
Se cambia la composición de color para evidenciar mejor los valores de altura.
Ilustración 25 Visualización del ráster “con” a color y el shapefile de la cuenca (Fuente: Elaboración Propia)
50
Se generó un nuevo mosaico, “mosaico.tif” a partir de la unión de las imágenes ráster
suministradas inicialmente (Ilustraciòn 27) y el ráster “con” generado en el paso anterior
(Ilustración 31) en un nuevo mosaico llamado “zona.tif” (Ilustración 34).
Ilustración 30 Herramienta Mosaic To New Ráster (Fuente: Elaboración Propia)
51
Ilustración 31 Visualización de zona.tif (Fuente: Elaboración Propia)
Como se puede apreciar en la Ilustración 34, los vacíos presentes en el mosaico de la Ilustración
27 ya no se encuentran, ya que estos tomaron los valores correspondientes al MDT generado con
las curvas de nivel (25m). Se da validez a este resultado detallando el MDT en diferentes
composiciones de color, donde se evidencia la buena relación y correspondencia de los valores
agregados con su entorno. Además de la ejecución de la sentencia IsNull(“mosaico.tif”), la cual
concluye que ningún pixel sin información se encuentra dentro de la zona de estudio.
b. Creación del MDT mediante el procesamiento de los ráster corregidos y el ráster generado
a partir de las curvas de nivel.
52
Los insumos para esta actividad son el mosaico corregido “zona.tif” (Ilustración 35) y la capa de
la delimitación de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz (Ilustración 36).
Ilustración 262 Visualización de zona.tif y el shape de la cuenca (Fuente: Elaboración Propia)
Una vez listos los insumos, realizamos un clip al ráster “zona.tif”, con el perímetro de la cuenca
del río Sumapaz, teniendo en cuenta que la casilla de usar las características de entrada para la
geometría de recorte esté activa.
53
Ilustración 273 Herramienta Clip para datos ráster (Fuente: Elaboración Propia)
Finalmente se obtuvo como resultado la corrección del modelo digital del terreno de la cuenca del
río Sumapaz.
54
Desarrollo Fase II
a) Determinación de factores morfométricos de las subcuencas a través del cálculo de valores
numéricos generados mediante el software ArcGIS, teniendo como insumo el MDT
corregido.
Se identificaron catorce subcuencas:
CODIGO IDEAM SUBCUENCA
01 Directos al Sumapaz Suarez - Ricaurte
02 Quebrada La Apicalá
03 Directos al Sumapaz Melgar - Nilo
04 Río Juan Lopez
05 Río Medio Sumapaz
06 Quebrada Negra
07 Río Alto Sumapaz
08 Río San Juan
09 Río Pilar
10 Río Cuja
11 Río Panches
12 Río Pagüey
13 Directos al Sumapaz Icononzo - Pandi
14 Río Negro
Tabla 1 Subcuencas Río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia)
55
Se calculó el área, el perímetro, longitud de las corrientes, longitud total cauce principal, densidad
de drenaje, pendiente media de la corriente respectivamente.
El área de cada subcuenca se obtuvo mediante un shapefile de las subcuencas del río Sumapaz
Ilustración 34 Tabla de atributos de la cuenca (Fuente: Elaboración Propia)
El cálculo del perímetro se hizo a través de Calculate Geometry:
Ilustración 35 Creación del campo Perímetro (Fuente: Elaboración Propia)
56
Ilustración 36 Calculate Geometry, unidades en metros (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 28 Tabla de atributos (Fuente: Elaboración Propia)
57
Del mismo modo, se generó la longitud de las corrientes (m, km) y la longitud total del cauce
principal del río Sumapaz (m).
Para la generación de la densidad de drenaje, se dividió la longitud de las corrientes (km) entre el
área de cada subcuenca, esto se realizó en el software Excel para facilitar el procesamiento de la
información, del mismo modo para el cálculo de la pendiente media de la corriente.
Para medir la elevación media de las subcuencas se utilizó la siguiente fórmula:
𝐻𝑚 =(
𝐻1 + 𝐻22
) 𝐴1 + (𝐻2 + 𝐻3
2) 𝐴2 + ⋯ + (
𝐻6 + 𝐻72
) 𝐴6
Σ 𝐴1 + 𝐴2 + ⋯ + 𝐴6
Donde:
𝐻𝑚= Elevación media, 𝐻𝑛= Cota, 𝐴𝑛= Área entre cotas
El inconveniente con el shapefile de las subcuencas, es que este no contenía cotas y por ende no
se conocía el área entre ellas; razón por la cual se realizó el procedimiento expuesto a continuación
para obtener los valores de 𝐻𝑛 y 𝐴𝑛, posteriormente mediante el software Excel se computaron
esos valores y se obtuvo el valor de la elevación media por subcuenca.
Inicialmente se divide la subcuenca mediante cotas, que para este caso serán cada 200m y se
calcula el área entre ellas como se observa a continuación: Se toma el shapefile de toda la cuenca:
58
Ilustración 38 Shapefile de la cuenca (Fuente: Elaboración Propia)
Se seleccionó y exportó cada una de los subcuencas; obteniendo 14 shapes, correspondiente cada
uno al perímetro de la subcuenca.
Ilustración 29 Shape Subcuenca 01 (Fuente: Elaboración Propia)
59
A partir de estos shapefiles se realizaron los clips sobre el MDT:
Ilustración 40 MDT cuenca río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 41 Clip a ráster (Fuente: Elaboración Propia)
60
Obteniendo imágenes ráster del MDT para cada una de las subcuencas:
Ilustración 42 Subcuenca 01 (Fuente: Elaboración Propia)
Luego, a través de la herramienta Reclassify se crearon las cotas cada 200 m en todas las
subcuencas:
Ilustración 303 Herramienta Reclassify (Fuente: Elaboración Propia)
61
Ilustración 44 Ventana Classification (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 31 Reclassify de intervalos iguales cada 200m (Fuente: Elaboración Propia)
62
A continuación se muestra el resultado del proceso de reclasificación, los valores 1 en color azul,
corresponde a los valores de 200 m
Ilustración 32 Subcuenca 01 con cotas cada 200m (Fuente: Elaboración Propia)
Luego se procede a crear polígonos de las zonas entre las cotas con la herramienta Ráster to
Polygon:
Ilustración 33 Herramienta Ráster to Polygon (Fuente: Elaboración Propia)
63
A continuación, se muestra el resultado vectorial
Ilustración 48 Visualización de los polígonos (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 34 Visualización tabla de atributos (Fuente: Elaboración Propia)
64
Como se puede observar en la visualización del shapefile y de la tabla de atributos, los polígonos
fueron generados, pero no se encuentran agrupados en los rangos definidos anteriormente, por lo
cual se utilizó la herramienta Dissolve para agrupar entidades basado en atributos específicos, en
este caso el campo gridcode generado en la reclasificación:
Ilustración 50 Herramienta Dissolve (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 35 Visualización tabla de atributos (Fuente: Elaboración Propia)
65
Para finalizar se genera la simbología a partir del campo gridcode con el objetivo de apreciar
mejor los polígonos generados:
Ilustración 52 Ventana Simbology (Fuente: Elaboración Propia)
Cada color representa el área entre las cotas, las cuales fueron creadas teniendo en cuenta el valor
mínimo y el valor máximo de altura de cada subcuenca, creando intervalos de 200 metros entre
estos valores; el número de colores o divisiones refleja el número de intervalos cada 200 metros
presentes en la subcuenca, esto se puede apreciar en la tabla de contenido del ArcMap.
Este proceso se repitió en las 14 subcuencas para obtener los valores de 𝐻𝑛 y 𝐴𝑛.
66
Teniendo las cotas definidas (𝐻𝑛) y el área entre cotas (𝐴𝑛), se realiza el cálculo de la elevación
media por subcuenca con la formula mostrada al principio en el software Excel. Obteniendo la
elevación media por subcuenca calculada cada 200m.
Por último, se calcula la forma de la cuenca con el índice de Gravelius o coeficiente de
compacidad (𝐾𝐶):
𝐾𝐶 = 0.28 𝑃
𝐴12
Donde:
P = Perímetro de la cuenca en km
A = Área de drenaje de la cuenca en 𝑘𝑚2
Cuanto más irregular sea la cuenca mayor será su coeficiente de compacidad. Una cuenca circular
posee el coeficiente mínimo, igual a uno. Hay mayor tendencia a las crecientes en la medida en
que este número sea próximo a la unidad.
Desarrollo Fase III:
a) Generación de la salida gráfica de las pendientes de la cuenca del río Sumapaz.
Esta salida gráfica se obtuvo a partir del modelo digital del terreno corregido en la Fase I de este
proyecto, apreciado en la ilustración 37 y 38:
67
Ilustración 36 MDT cuenca del río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia)
Se ejecutó la herramienta Slope (pendiente):
Ilustración 37 Herramienta Slope (Fuente: Elaboración Propia)
68
Ilustración 38 Visualización Slope (Fuente: Elaboración Propia)
Como se observa en la ilustración anterior la herramienta generó nueve clasificaciones sin un valor
de rango definido, con la herramienta Reclassify se reclasificaron los rangos del mismo.
Siguiendo la resolución No. 2965 de septiembre 12 de 1995, emitida por el IGAC, se generaron
siete rangos de pendientes:
SIMBOLO PORCENTAJE % DESCRIPCION DE
PENDIENTES SIMPLES
DESCRIPCION DE
PENDIENTES
COMPUESTAS
ÁREA 𝒌𝒎𝟐
a 0 – 3 Plano A nivel 411,7446
b 3 – 7
Ligeramente
inclinado
Ligeramente
ondulado 325,3500
69
SIMBOLO PORCENTAJE % DESCRIPCION DE
PENDIENTES SIMPLES
DESCRIPCION DE
PENDIENTES
COMPUESTAS
ÁREA 𝒌𝒎𝟐
c 7 – 12
Moderadamente
inclinado
Ondulado o
ligeramente
quebrado
641,0175
d 12 – 25
Fuertemente
inclinado
Fuertemente
ondulado o
quebrado
1158,2343
e 25 – 50
Ligeramente
escarpado
Fuertemente
quebrado
495,5052
f 50 – 75
Moderadamente
escarpado
Escarpado 24,9964
g > 75
Fuertemente
escarpado
Muy escarpado 0,1418
Tabla 2 Rango de pendiente (Fuente: Elaboración Propia)
70
Ilustración 39 Herramienta Reclassify (Fuente: Elaboración Propia)
En la imagen siguiente se muestra el resultado de la reclasificación
Ilustración 57 Visualización de la reclasificación (Fuente: Elaboración Propia)
71
Una vez hecha la reclasificación al ráster de pendiente se procede a hacer la conversión de ráster
a polígono, con la finalidad de darle un mejor tratamiento a los datos del terreno.
Ilustración 58 Herramienta ráster to polygon (Fuente: Elaboración Propia)
La imagen a continuación muestra el resultado de la vectorización
Ilustración 40 Visualización de los polígonos (Fuente: Elaboración Propia)
72
Luego se creó el campo Rango de tipo texto, en el cual se agruparon las clasificaciones creadas
anteriormente con la herramienta reclassify en el campo gridcode:
Ilustración 60 Creación del campo Rango (Fuente: Elaboración Propia)
Utilizando la herramienta de selección por atributo, se realiza la selección de valores del Grid
73
Ilustración 61 Selección de atributos (Fuente: Elaboración Propia)
Con la herramienta de la Calculadora se dará el rango de valores
Ilustración 62 Herramienta Field Calculator (Fuente: Elaboración Propia)
74
El resultado de la herramienta file calculator queda reflejada en la tabla de atributos en el campo de
rango, las imágenes muestran el campo antes y después del procedimiento
Ilustración 41 Tabla de atributos antes del file calculator (Fuente: Elaboración Propia)
75
Ilustración 424 Tabla de atributos después del file calculator (Fuente: Elaboración Propia)
Finalmente se ordenaron los valores y se cambió la rampa de colores en la ventana de simbología
para su mejor visualización
76
Ilustración 43 Ventana Simbology (Fuente: Elaboración Propia)
77
5. Resultados
De acuerdo a los objetivos planteados, a continuación, se muestran los resultados del desarrollo
del proyecto. Como primer producto se encuentra el modelo Digital del Terreno para la cuenca del
Río Sumapaz, completo. Este producto ayudara como soporte en la visualización y utilización de
las elevaciones del terreno, primero como un modelo de sombras.
Ilustración 44 Visualización MDT para la Cuenca del Río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 45 Visualización del Modelo Digital del Terreno para la Cuenca del Río Sumapaz (Fuente: Elaboración Propia)
78
Con los procesos de cruce de shapefile y poligonización se generaron las áreas de las subcuencas
y los perímetros, los cuales se muestran en las tablas siguientes
SUBCUENCA AREA (Ha) AREA (Km2)
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte
1661,87
16,6187
Quebrada La
Apicala
26016,34
260,1634
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
17748,12
177,4812
Río Juan Lopez 8189,79 81,8979
Río Medio Sumapaz 33942,51 339,4251
Quebrada Negra 16442,49 164,4249
Río Alto Sumapaz 25009 250,09
Río San Juan 16377,96 163,7796
Río Pilar 20949,74 209,4974
Río Cuja 36316,6 363,166
Río Panches 48185,88 481,8588
Río Pagüey 21895,13 218,9513
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
9478,56
94,7856
Río Negro 23697,13 236,9713
Tabla 3 Área de las subcuencas en hectáreas y kilómetros cuadrados (Fuente: Elaboración Propia)
79
SUBCUENCA
PERIMETRO
(m)
PERIMETRO
(Km)
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte
24770,42
24,77042
Quebrada La Apicala 79174,69 79,17469
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
76299,97
76,29997
Río Juan Lopez 39861,26 39,86126
Río Medio Sumapaz 90168,06 90,16806
Quebrada Negra 57735,6 57,7356
Río Alto Sumapaz 92842,57 92,84257
Río San Juan 61322,69 61,32269
Río Pilar 76018,53 76,01853
Río Cuja 114480,27 114,48027
Río Panches 137353,89 137,35389
Río Pagüey 76650,41 76,65041
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
59432,59
59,43259
Río Negro 72409,35 72,40935
Tabla 4 Perímetro de las subcuencas (Fuente: Elaboración Propia)
De los shapesfiles se generaron las longitudes de las corrientes de agua y la longitud total del
cauce, los datos se muestran en las siguientes tablas
80
SUBCUENCA
LONGITUD DE
LAS
CORRIENTES (m)
LONGITUD DE
LAS CORRIENTES
(Km)
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte
31366,66
31,36666
Quebrada La
Apicala
1097098,23
1097,09823
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
545173,31
545,17331
Río Juan Lopez 163550,09 163,55009
Río Medio Sumapaz 927120,16 927,12016
Quebrada Negra 483603,91 483,60391
Río Alto Sumapaz 930342,05 930,34205
Río San Juan 523644,96 523,64496
Río Pilar 523580,4 523,5804
Río Cuja 759258,26 759,25826
Río Panches 1469217,81 1469,21781
Río Pagüey 818312,91 818,31291
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
166598,95
166,59895
Río Negro 429479,71 429,47971
Tabla 5 Longitud de las corrientes en metros y en kilómetros (Fuente: Elaboración Propia)
81
SUBCUENCA
LONGITUD TOTAL
CAUCE PRINCIPAL (m)
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte
9208,05
Quebrada La
Apicala
41129,52
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
44515,84
Río Juan Lopez 22308,87
Río Medio Sumapaz 40398,77
Quebrada Negra 24753,91
Río Alto Sumapaz 36256,93
Río San Juan 20181,21
Río Pilar 33764,79
Río Cuja 33040,56
Río Panches 51702,78
Río Pagüey 41428,29
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
23462,74
Río Negro 32665,71
Tabla 6 Longitud total cauce principal (Fuente: Elaboración Propia)
Junto con el MDT y los shapefile se generó la densidad de drenajes
82
SUBCUENCA
DENSIDAD DE
DRENAJE
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte
1,887431628
Quebrada La
Apicala
4,216958381
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
3,071724273
Río Juan Lopez 1,996999801
Río Medio Sumapaz 2,731442548
Quebrada Negra 2,941184152
Río Alto Sumapaz 3,72002899
Río San Juan 3,19725387
Río Pilar 2,49922147
Río Cuja 2,09066449
Río Panches 3,049062941
Río Pagüey 3,737419737
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
1,757639874
Río Negro 1,812370148
Tabla 7 Densidad de drenaje (Fuente: Elaboración Propia)
83
SUBCUENCA
PENDIENTE MEDIA DE
LA CORRIENTE
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte
0
Quebrada La Apicala 0,01641157
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
0,003931185
Río Juan Lopez 0,058272786
Río Medio Sumapaz 0,035892182
Quebrada Negra 0,060596488
Río Alto Sumapaz 0,035855214
Río San Juan 0,071849012
Río Pilar 0,034059149
Río Cuja 0
Río Panches 0,042550903
Río Pagüey 0,031982976
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
0,029834538
Río Negro 0,088012782
Tabla 8 Pendiente media de la corriente (Fuente: Elaboración Propia)
84
SUBCUENCA
PENDIENTE MEDIA
(%)
Directos al Sumapaz Suarez - Ricaurte 0
Quebrada La Apicalá 1,6
Directos al Sumapaz Melgar - Nilo 0,4
Río Juan López 5,8
Río Medio Sumapaz 3,6
Quebrada Negra 6,1
Río Alto Sumapaz 3,6
Río San Juan 7,2
Río Pilar 3,4
Río Cuja 0
Río Panches 4,3
Río Pagüey 3,2
Directos al Sumapaz Icononzo - Pandi 3
Río Negro 8,8
Tabla 9 Pendiente media de la corriente en porcentaje (Fuente: Elaboración Propia)
85
Ilustración 68 Polígonos entre cotas Subcuenca 01 (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 69 Polígonos entre cotas Subcuenca 02 (Fuente: Elaboración Propia)
86
Ilustración 460 Polígonos entre cotas Subcuenca 03 (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 471 Polígonos entre cotas Subcuenca 04 (Fuente: Elaboración Propia)
87
Ilustración 482 Polígonos entre cotas Subcuenca 05 (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 493 Polígonos entre cotas Subcuenca 06 (Fuente: Elaboración Propia)
88
Ilustración 504 Polígonos entre cotas Subcuenca 07 (Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 515 Polígonos entre cotas Subcuenca 08 (Fuente: Elaboración Propia)
89
Ilustración 76 Polígonos entre cotas Subcuenca 09 (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 77 Polígonos entre cotas Subcuenca 10 (Fuente: Elaboración Propia)
90
Ilustración 78 Polígonos entre cotas Subcuenca 11 (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 79 Polígonos entre cotas Subcuenca 12 (Fuente: Elaboración Propia)
91
Ilustración 80 Polígonos entre cotas Subcuenca 13 (Fuente: Elaboración Propia)
Ilustración 81 Polígonos entre cotas Subcuenca 14 (Fuente: Elaboración Propia)
92
SUBCUENCA
ELEVACIÓN
MEDIA
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte 378,0905183
Quebrada La
Apicala
456,51341
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
626,4207909
Río Juan Lopez 1503,626222
Río Medio Sumapaz 2223,047886
Quebrada Negra 2670,250279
Río Alto Sumapaz 3550,747066
Río San Juan 3677,618842
Río Pilar 3475,280025
Río Cuja 2304,955268
Río Panches 1841,817958
Río Pagüey 608,5016924
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
1054,602586
Río Negro 1764,324442
Tabla 11 Elevación media de las subcuencas
93
SUBCUENCA FORMA
Directos al Sumapaz
Suarez - Ricaurte
1,701346914
Quebrada La
Apicala
1,374425813
Directos al Sumapaz
Melgar - Nilo
1,603637563
Río Juan Lopez 1,233311187
Río Medio Sumapaz 1,370372957
Quebrada Negra 1,260717907
Río Alto Sumapaz 1,643830453
Río San Juan 1,341681174
Río Pilar 1,47057839
Río Cuja 1,682039092
Río Panches 1,752020154
Río Pagüey 1,450436598
Directos al Sumapaz
Icononzo - Pandi
1,70927329
Río Negro 1,317057709
Tabla 12 Forma de las subcuencas
94
Ilustración 82 Visualización de las Pendientes de la cuenca del río Sumapaz
Se corrigieron las imágenes ráster 245 y 246&265 con tamaño de pixel de 10 metros, las cuales
tenían varios pixeles vacíos dentro del perímetro de la cuenca del río Sumapaz, generando un ráster
con tamaño de pixel de 10 metros; posteriormente se unieron las tres imágenes ráster suministradas
a través de un mosaico, y a este se le aplico la sentencia “IsNull” mediante la herramienta Ráster
Calculator con el fin de identificar cada pixel vacío, nuevamente con la herramienta Ráster
Calculator se aplicó la sentencia "Con", la cual permite que los pixeles vacíos identificados
anteriormente tomen el valor del ráster generado a partir de las curvas de nivel, finalmente se unió
el mosaico de las tres imágenes iniciales y el ráster generado con la sentencia “Con”, logrando así
corregir adecuadamente el ráster con información real del terreno.
95
Se generó el ráster de alturas de la cuenca hidrográfica del río Sumapaz a partir de la identificación
de los pixeles vacíos y su posterior asignación de valor basado en las curvas de nivel de la zona de
estudio.
Se determinaron los factores morfométricos recopilados en las tablas presentes en el documento,
14 subcuencas hidrográficas del río Sumapaz a partir del uso del software ArcGIS y el MDT
corregido. Además, se utilizó el software Excel para realizar los cálculos pertinentes,
especialmente el cálculo del valor de la elevación media.
Se empleó la fórmula del coeficiente de compacidad que utiliza el valor del perímetro y del área
para calcular el factor de forma de cada subcuenca. Esta fase del trabajo resulto ser la más
interesante personalmente, debido a que como estudiante de ingeniería catastral y geodesia se tiene
una amplia noción de las herramientas y opciones que brinda el software ArcGIS, pero saber cuál
aplicar para obtener la mayor calidad posible en la información es lo realmente interesante y
provechoso de este proceso.
Se generó la salida gráfica de las pendientes del río Sumapaz a partir del MDT corregido
previamente, sin embargo, esta herramienta genera clasificaciones sin un rango definido, por lo
que se acudió a la resolución No. 2965 del 12 de septiembre de 1995 del IGAC para reclasificar
las pendientes en siete rangos distintos según su porcentaje de pendiente.
96
Como se pudo apreciar, los rangos de pendiente predominantes en la cuenca del río Sumapaz son
el fuertemente inclinado que tiene un porcentaje de pendiente de 12 - 25 % y un área de 1158,2343
𝑘𝑚2 y en menor medida el moderadamente inclinado, que tiene un porcentaje de pendiente de 7-
12 % y un área de 641,0175 𝑘𝑚2.
97
6. Conclusiones
Finalmente se determinan que los factores morfométricos para el Plan de Ordenación y Manejo de
la Cuenca Hidrográfica del río Sumapaz, a la hora de hacer la corrección de un modelo digital del
terreno que presentaba múltiples pixeles vacíos, en caso de no ser solventados hubieran arrojado
datos erróneos en los cálculos realizados.
A lo largo de la vida profesional nos veremos enfrentados a situaciones donde por múltiples
razones como la falta de recursos humanos, monetarios o tecnológicos, nos veremos obligados a
trabajar con las herramientas disponibles y estos al no contar con la calidad necesaria para
desarrollar la actividad que se nos ha encomendado, ahí está el gran valor agregado de esta
monografía, que nos enseña a corregir imágenes ráster con valores de altura. Proceso para el cual
no se encuentra mucha información disponible y como se observo, es muy valioso. Si en vez de
corregir este modelo digital, se hubiera tenido que generar nueva información, los gastos
económicos, de tiempo y de trabajo hubieran sido mayores.
Fue importante la selección de la información necesaria para determinar la pendiente y los factores
morfométricos, así como el pre procesamiento de la misma, el cual brindó respuestas respecto al
procesamiento que se podía o no realizar desde el Software ArcGIS. Al conocer el área, el
perímetro, la longitud de las corrientes, la densidad del drenaje, la pendiente media de las corrientes
son fundamentales para conocer el estado actual de la cuenca y así contribuir a abordar de manera
integral las potencialidades, limitantes, conflictos y posibles restricciones, además de permitir
identificar entre ellas las relaciones causa – efecto como parte de la fase de diagnóstico del
POMCA, esta información será el soporte para el desarrollo de las fases de prospectiva y
zonificación ambiental y de formulación
98
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