Manual práctico de SEXTANTE en gvsig[?]

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1 Manual práctico de SEXTANTE en gvsig[?] Edición 1.0 Rev. 15 de mayo de 2008

2 ii Manual práctico de SEXTANTE en gvsig. Copyright c 2007 Equipo SEXTANTE Edición 1.0 Rev. 15 de mayo de 2008 Se concede permiso para copiar, distribuir o modificar esta obra bajo los términos expresados en la licencia Creative Common Attribution, la cual puede encontrarse en La licencia se aplica a todo el texto, así como las imágenes creadas por el propio autor, que serán aquellas para las que no se especifique de modo explicito una distinta procedencia. Este libro puede descargarse de forma libre en varios formatos, incluyendo formatos editables, en la dirección web

3 iii Con la intención de favorecer la difusión de los conocimientos recogidos en esta obra en la medida de lo posible y hacer los mismos accesibles con carácter general y sin restricciones ni impedimentos, ésta se distribuye de forma libre bajo una licencia de tipo Creative Commons Atribution. Esto significa que Usted tiene total libertad para: Copiar o distribuir partes o la totalidad de este trabajo. Crear nuevos trabajos a partir de éste, modificarlo o tomar y utilizar elementos del mismo. Realizar un uso comercial de esta obra. Bajo las condiciones: Debe darse crédito en todo momento al autor original. Para consultar los términos detallados de la licencia de distribución vaya a Este libro puede obtenerse en formato PDF, así como las fuentes originales del mismo en formato L A TEXen la dirección Web

4 iv

5 Índice general 1. Introducción VII 1.1. Introducción vii 1.2. Qué necesitas para trabajar con este manual? vii Datos necesarios viii 2. Extensiones básicas para capas raster IX 2.1. Introducción ix 2.2. Filtrando una capa raster ix 2.3. Calculadora de mapas xi 2.4. Reclasificación xiv 2.5. Empleando máscaras xvi 2.6. Completar datos de una capa xviii 3. Análisis del terreno, hidrología y más XXIII 3.1. Introducción xxiii 3.2. Cálculo de pendientes y orientaciones xxiii 3.3. Cálculo de curvaturas xxvi 3.4. Análisis de visibilidad xxviii 3.5. Análisis de iluminación xxix 3.6. Cálculo de cuenca hidrológica xxx Caracterización de cuencas xxxv 3.7. Índices y otros parámetros hidrológicos xxxvii 4. Rasterización e interpolación XXXIX 4.1. Introducción xxxix 4.2. Generar un Modelo Digital de Elevaciones (MDE) xxxix Generar MDE mediante rasterización y rellenar celdas sin datos.... xxxix Generar MDE mediante interpolación xlii 5. Análisis de imágenes XLVII 5.1. Introducción xlvii 5.2. Clasificación supervisada xlvii 5.3. Clasificación no supervisada xlix 5.4. Índices de vegetación li v

6 vi ÍNDICE GENERAL

7 Capítulo 1 Introducción 1.1. Introducción Bienvenidos a este manual sobre el uso práctico de SEXTANTE en gvsig. Queremos que a través de este manual cualquier usuario pueda ser capaz de sacar el máximo provecho de los diferentes elementos que componen SEXTANTE en gvsig para sus trabajos profesionales desde un punto de vista útil y eficaz. Este manual describe el uso de algunas extensiones de SEXTANTE en gvsig mediante la realización de ejercicios, así como consejos sobre su utilización desde un punto de vista práctico. En la mayoría de los casos prácticos, se trata de ejercicio muy básicos pero que permiten conocer y comprender el uso de distintos procesos de análisis espacial, tanto raster como vectorial. Si se necesita conocer en más profundidad algunas de las extensiones (algoritmos, fundamentos teóricos, etc.) recomendamos consultar las referencias proporcionadas al final del libro, así como otras especificas del tema en cuestión. Es necesario recordar que este manual se encuentra en continua actualización, al igual que otros documentos que puedes consultar en la web oficial de SEXTANTE. Por tanto, es aconsejable visitar regularmente la web oficial para descargar las últimas versiones de los documentos. Si quieres conocer en más detalle qué es el proyecto SEXTANTE y todos sus fundamentos recomendamos consultar el documento Conceptos generales de SEXTANTE disponible en la página web del proyecto: Si quieres ponerte en contacto con los miembros del proyecto SEXTANTE, puedes hacerlo en las direcciones de correo siguientes: volaya@unex.es jcfernan@unex.es aordonezlopez@gmail.com 1.2. Qué necesitas para trabajar con este manual? Para seguir el manual se necesita, por supuesto, conocer en cierta medida gvsig (no hace falta tener un conocimiento exhaustivo de cada funcionalidad, pero sí al menos estar vii

8 viii CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN familiarizado con la interfaz y los conceptos principales). Todo lo que necesitas para seguir este manual lo encontrarás en la web de SEXTANTE, donde encontrarás varias secciones para descargar el programa, diversa documentación, tutoriales en vídeo o dossier de actividades. Si no te es posible descargar el programa por una u otra razón, puedes ponerte en contacto con nosotros en las direcciones de correo electrónico indicadas en el apartado previo. Por lo demás, es necesario tener en tu ordenador la versión 1.1 gvsig, necesaria para ejecutar SEXTANTE. Puedes bajarla de la pagina web oficial de gvsig. Es necesario recordar que SEXANTE es un proyecto en continuo desarrollo, por lo que es aconsejable visitar regularmente la web oficial para descargar la última versión ejecutable Datos necesarios A continuación se describen los datos que vamos a utilizar en los diferentes ejercicios, y que puedes descargar igualmente de la web oficial del proyecto. mdt25.asc tiempo salida.asc points.shp landsat.asc

9 Capítulo 2 Extensiones básicas para capas raster 2.1. Introducción En este bloque se verán distintos módulos destinados a preparar capas de información de forma que puedan emplearse en mejores condiciones para llevar a cabo análisis de todo tipo, probablemente mediante el uso de otra serie de módulos que se verán en diferentes capítulos de los restantes de este libro. Este hecho les confiere una importancia práctica grande, como comprobarás por ti mismo cuando empieces a trabajar con los distintos módulos más adelante y manejes información diversa para alimentarlos Filtrando una capa raster Que es un filtro?. Cuando hablamos de una capa raster, un filtro implica una modificación de las celdas de dicha capa mediante la aplicación de formulas o algoritmos, en general relativas a los valores de las celdas contiguas, de tal modo que se obtiene una nueva versión de dicha capa. El uso de un filtro de por sí no genera ninguna información adicional, sino que modifica la existente, y es por ello que en ese uso la capa resultante contiene la misma variable que la original, representando un mismo aspecto del área cubierta por ambas. Si estás familiarizado con el manejo de fotografías digitales y su procesado, entenderá el concepto sin dificultad. El uso más habitual de un filtro es la eliminación de ruido. Por ruido entendemos, por ejemplo, la presencia de celdas dentro de una malla raster cuyos valores son inesperadamente altos, revelando que la información que contienen no es real sino debida a algún tipo de error o como resultado de procesos previos utilizados para la creación de dicha malla. En el caso de una imagen, si aparecen puntos o pequeñas manchas (que son bloques de celdas cuya intensidad y color no es la lógica en esas posiciones de la imagen), eso es también ruido, y la eliminación de estos puntos es una tarea clásica que cualquier software para tratamiento de imágenes es capaz de realizar. No obstante, al trabajar con capas de información geográfica tal vez se deba tener una mayor precaución a la hora de emplear un filtro. Por una parte, el objetivo final de una imagen (al menos desde el punto de vista fotográfico y estético), es mejorar esa imagen y su apariencia, y los resultados de un filtrado o de cualquier otro proceso puede comprobarse y juzgarse como positivos o no simplemente mirando la imagen. En el caso de una capa con, por ejemplo, un valor de temperatura, no es tan obvio percibir la bondad de los datos, y la aplicación de un filtro reduce el nivel de detalle de la malla raster, no siendo esto siempre ix

10 x CAPÍTULO 2. EXTENSIONES BÁSICAS PARA CAPAS RASTER inmediatamente apreciable. Por otra parte, para muchas tareas concretas existen formas más adecuadas y precisas de preparar una capa raster que aplicar un filtro en toda su extensión. Por ejemplo, en el caso de emplear un MDE para un análisis hidrológico es necesario eliminar las depresiones existentes antes de comenzar dicho análisis. Para esta labor existen algoritmos que detectan estas depresiones y las eliminan, alterando únicamente las celdas dentro de una depresión. Puesto que en cierta medida estas depresiones pueden considerarse como un tipo de ruido (al menos las de poco tamaño), un filtro de suavizado puede utilizarse para eliminarlas, aunque en este caso también actuaría sobre las celdas que no lo requieren y causaría una pérdida de detalle en las mismas que no es en absoluto necesaria si se emplean otros métodos. En general, cuanto menos modifiquemos una capa original, y suponiendo que la información que contiene es fiable, tanto mejores serán los resultados que obtengamos con la misma. Los filtros son un elemento básico y muy importante, pero no debe perderse de vista lo que suponen, y deben utilizarse sin excesos. Después de esta breve teoría, veamos directamente el efecto que un filtro tiene sobre una capa raster. Para ello, vamos a filtrar nuestro mdt25.asc. Haz clic en el módulo Filtro 3 x 3 definido por el usuario (grupo Herramientas básicas para capas raster) y selecciona el mdt25.asc.en el parámetro Núcleo del filtro (kernel) tenemos que añadir los valores del filtro. Define los mismos valores que la imagen siguiente. Se trata de un filtro de paso alto (filtro de realce - detección de bordes). El resultado es el siguiente. A continuación puedes ver la capa raster de entrada (original):

11 2.3. CALCULADORA DE MAPAS xi y esta es la capa raster tras el filtro: 2.3. Calculadora de mapas La Calculadora de mapas es uno de los módulos más potentes y de frecuente uso de cuanto SEXTANTE incluye. La extensión Calculadora de mapas permite realizar operaciones algebraicas con capas raster, obteniendo información derivada en forma de nuevas capas de datos geográficos. Por su propia naturaleza, es un módulo que puede emplearse para una larga lista de propósitos, y es probable que tarde o temprano debas de usarlo en tu trabajo en las herramientas de SEXTANTE en gvsig, por lo que resulta básico adquirir un conocimiento adecuado de su manejo. Para ello, en este punto veremos los detalles de su funcionamiento y haremos algunos ejemplos. Nos centramos en primer lugar, muy brevemente, en los parámetros de entrada y funcionamiento de la extensión Calculadora de mapas. Para ver más información detallada se puede visitar la ayuda de la citada extensión. El módulo contiene distintas funciones, operadores y constantes. Para ver en más detalle cada uno de estos parámetros ver la la pestaña ayuda del citado módulo. La salida es una

12 xii CAPÍTULO 2. EXTENSIONES BÁSICAS PARA CAPAS RASTER nueva capa raster. Todas estas funciones pueden combinarse y anidarse para crear fórmulas tan complejas como necesites, aunque es recomendable en muchas ocasiones el trabajar con fórmulas más reducidas y llevar a cabo varios cálculos, para evitar expresiones difíciles de comprender que pueden dar lugar fácilmente a errores. Un aspecto importante a tener en cuenta es el relativo a las celdas sin datos, ya que si una de ellas aparece, el resultado arrojado, con independencia de la expresión, es otra celda sin datos. De igual modo, expresiones como 0 0 también devuelven valor de sin datos. Las divisiones por cero, como por ejemplo 4 0, devuelven valor infinito. También es recomendable prestar atención a los valores nulos que pueden aparecer en una capa al usar la calculadora de mapas. Para ver la potencia de este módulo, vamos a hacer unos sencillos ejemplos. Primer ejemplo: La siguiente fórmula genera una nueva capa con la media de las dos primeras seleccionadas. Emplea para ello el fichero mdt25.asc. mdt25.asc Band 1 + madt25.asc Band 1 / 2 Segundo ejemplo: En otro ejemplo necesitarás el MDE original (mdt25.asc) y uno de los MDE filtrados. Si no lo tienes, crealo con el módulo Filtro 3 X 3 definido por el usuario (consulta el apartado anterior de como crear un filtro). Vamos a emplear la calculadora de mapas para ver en qué medida ese proceso de filtrado ha alterado la capa original. Ejecuta la Calculadora de mapas y selecciona ambas capas en el tipo de elemento Capas. Sitúa la capa raster original del MDE en primer lugar (mdt25.asc), y la capa raster del filtrado, en segundo lugar, realizando una resta. En el cuadro Expresión, introduce la siguiente expresión: mdt25.asc Band 1 - Filtro 3 X 3 definido por el usuario Band 1.

13 2.3. CALCULADORA DE MAPAS xiii Ejecuta el módulo y obtendrás una nueva capa como la siguiente. Lo que esta capa representa es la diferencia entre el MDE original y el filtrado. Tercer ejemplo: En este ejemplo vamos a crear un extremadamente sencillo mapa de usos del suelo. Supongamos que la vegetación crece por debajo de los mil metros únicamente. Intentemos crear una capa en la que todas las celdas por encima de mil metros contenga el valor 0, y las restantes 1. Hay formas más sencillas de hacer esto que utilizando la calculadora de mapas, pero es un buen ejemplo para comprender el uso de las distintas fórmulas. Ejecutar el módulo Calculadora de mapas. Seleccionar una única capa raster, la que contiene el MDE (mdt25.asc). Introduce la siguiente fórmula en el cuadro expresión: mdt25.asc Band 1 < 1000.

14 xiv CAPÍTULO 2. EXTENSIONES BÁSICAS PARA CAPAS RASTER El resultado es una nueva capa raster en la que todas las celdas por encima de 1000 metros contienen el valor 0 (en negro) y las restantes con valor 1 (en rojo) (ver imagen inferior) Reclasificación Clasificar los distintos valores de una capa es una tarea relativamente común y de gran utilidad en muchos casos. Por ejemplo, para una capa de usos del suelo, la reclasificación permite sintetizar una serie de categorías en un número menor. Vamos a utilizar el MDE para darle nuevos valores al objeto de tener una nueva capa de altitudes con zonas altimétricas clasificadas en valores de 600. Añade la capa mdt25.asc y haz clic en la extensión Reclasificar (grupo Herramientas para capas categóricas). Esta extensión modifica los valores de una capa y genera una nueva capa ya clasificada con los valores establecidos por el usuario.

15 2.4. RECLASIFICACIÓN xv Accediendo a la tabla de asignación. Introduce los nuevos valores que se le quieren dar a la capa: El resultado es el siguiente:

16 xvi CAPÍTULO 2. EXTENSIONES BÁSICAS PARA CAPAS RASTER 2.5. Empleando máscaras Las máscaras son elementos muy versátiles que pueden emplearse para excluir unas determinadas celdas de una capa raster y que éstas no sean empleadas en posteriores cálculos, o simplemente para eliminarlas de la representación dentro de un mapa. La forma más sencilla de emplear máscaras es mediante valores 0 y 1, o mejor aún, haciendo uso del valor de celdas sin datos. Cuando al evaluar una expresión la calculadora de mapas encuentra una celda sin datos, el resultado es siempre un valor de celda sin datos (más exactamente, el valor de celda sin datos de la capa resultante, que puede no ser coincidente con los de las celdas de entrada). Para comenzar el trabajo con máscaras, abre de la carpeta de datos de ejercicios el fichero tiempo salida.asc. Los valores en esta capa representan el tiempo de salida desde cada celda hasta el punto de salida de una cuenca vertiente. Puesto que para las celdas fuera de la cuenca es imposible (no es coherente) calcular un tiempo de salida, dichas celdas son en este mapa celdas sin datos. Podemos utilizar esta capa para crear una máscara y posteriormente aplicarla sobre cualquier otra (raster, por supuesto), de tal modo que sólo las celdas de dentro de la cuenca se representen y las demás sean ignoradas. Esto no sólo dará como resultado una apariencia mejor (si trabajas en una cuenca, no tiene interés el representar cuanto se encuentra situado fuera de la misma), sino también en la ejecución más rápida de muchos módulos, ya que la información de las celdas sin datos (o su falta de información, más precisamente) es ignorada en la realización cálculos por parte de los distintos módulos. La versatilidad y potencia de las máscaras es enorme, y hacer un buen uso de las mismas añade un número de posibilidades muy elevado, utilizando únicamente módulos simples como los que hasta el momento hemos visto. Para producir la máscara, simplemente divide la capa por sí misma utilizando el módulo Calculadora de mapas (grupo Herramientas de cálculo para capas raster).

17 2.5. EMPLEANDO MÁSCARAS xvii Las celdas pertenecientes a la cuenca tendrá un valor 1. Todas las celdas en el exterior seguirán siendo celdas sin datos, ya que en su cálculo intervienen celdas sin datos. Si estas celdas tuvieran un valor cero, también resultarían en celdas sin datos, ya que 0 0 da como resultado una celda tal. Ahora multiplica una capa cualquiera, como por ejemplo el mdt25.asc, por la máscara creada (de nuevo utilizar el modulo Calculadora de mapas). Las máscaras generalmente se aplican mediante multiplicación. El resultado que obtendrás es el siguiente.

18 xviii CAPÍTULO 2. EXTENSIONES BÁSICAS PARA CAPAS RASTER Si lo deseas puedes hacer que los valores sin datos se representen en color negro. Para ello emplea la extensión Invertir máscara (grupo Herramientas básicas para capas raster) Completar datos de una capa Las celdas sin datos pueden usarse para diferentes motivos. Algunas preguntas frecuentes al respecto son: Por qué es necesario definir un valor para celdas sin datos? Por qué no utilizar valor cero para esas celdas? [?]. En primer lugar, una capa raster tiene siempre una extensión rectangular, pero la información puede no cubrirla por completo. Este es un caso típico cuando trabajamos por ejemplo con datos de una comunidad autónoma cerca de la frontera de la misma. Si adquirimos los datos de una fuente autonómica, es probable que la capa contenga información únicamente en las celdas que caen dentro de la comunidad que nos suministra la información, con lo que es necesario expresar ese vacío en las restantes, ya que deben estar ahí completando la extensión de la capa. En segundo lugar, un valor cero no es adecuado en la mayoría de los casos, ya que puede dar lugar a confusión. Por ejemplo, en un MDT ese valor indicaría elevación cero con respecto

19 2.6. COMPLETAR DATOS DE UNA CAPA xix al nivel del mar, lo cual no tiene por que ser cierto. Además, ese valor se emplearía para realizar cálculos, y se trata de evitar que esas celdas entren en ese proceso de cálculo, pues no son válidas debido a su carencia de información. Por supuesto, puede emplearse el valor 0 como valor para celdas sin datos, pero hay que hacérselo saber al programa explícitamente. En general, es mejor emplear valores no factibles para la variable que representa la capa. En el caso de un MDT expresado en metros, valores como 9000 o son inviables, por lo que suponen una buena opción. Lejos de ser simplemente un recurso necesario para poder utilizar capas incompletas, las celdas sin datos pueden usarse para hacer muchas más cosas, como veremos más adelante cuando empleemos máscaras. Vamos a ver como funciona el módulo Rellenar celdas sin datos. Como es lógico, necesitamos tener una capa que presente celdas sin datos. Para ello recorta el MDE a partir de una capa de polígonos. Crea un polígono en la zona donde quieras (edición en gvsig), y después corta el raster (mdt25.asc) con la capa de polígono creada. SEXTANTE tiene una extensión para ello, utiliza el modulo Cortar grids con capa de polígonos (grupo Herramientas básicas para capas raster) El resultado es una capa raster con muchas celdas sin datos, justamente las que quedan fuera del contorno del polígono utilizado.

20 xx CAPÍTULO 2. EXTENSIONES BÁSICAS PARA CAPAS RASTER Ahora ya podemos utilizar la extensión Rellenar celdas sin datos (grupo Herramientas básicas para capas raster), para completar los datos de esas celdas vacías. Haz clic en la extensión e introduce como capa origen el mdt25.asc que acabamos de generar en la anterior extensión. y verás algo como lo siguiente, donde las celdas vacías ahora presentan datos. Ya se sabe que si la zona sin datos es muy grande el resultado no es de la calidad requerida, pero con áreas menores se obtienen resultados altamente satisfactorios. Si se dispone de otras capas adicionales que pueden ayudar a completar la información ausente, el módulo Completar grid (grupo Herramientas básicas para capas raster) es una mejor opción que los anteriores.

21 2.6. COMPLETAR DATOS DE UNA CAPA xxi En este caso, la información para completar las celdas sin datos no se toma de la propia capa, sino de otra capa adicional. Además presenta varios métodos de interpolación, a elegir entre uno.

22 xxii CAPÍTULO 2. EXTENSIONES BÁSICAS PARA CAPAS RASTER

23 Capítulo 3 Análisis del terreno, hidrología y más 3.1. Introducción SEXTANTE tiene gran componente de análisis raster, aunque su vertiente vectorial es también importante y contiene numerosos módulos y funciones, pero es en el trabajo con capas raster donde se ve la verdadera potencia del programa. El análisis del terreno y los temas relacionados con el mismo son un elemento clave de todo Sistema de Información Geográfica, muy especialmente en aquellos con una fuerte componente raster. Los módulos de SEXTANTE tiene una fuerte componente raster y amplia esta funcionalidad dentro de gvsig. En este capítulo se describen aquellos que presentan un enfoque más específico para el análisis del terreno, y por la propia importancia que el relieve tiene en muchas disciplinas, estos módulos son igualmente variados y diversos. En este capítulo se contienen todos aquellos módulos que utilizan como principal fuente de datos un Modelo Digital de Elevación. A la hora de utilizar una gran parte de los módulos que vamos a ver, es recomendable tener un conocimiento básico de los algoritmos y formulaciones en las que éstos se basan, con el fin de que su uso sea más productivo. Para trabajar con los módulos de este capítulo lo único que se necesita es un MDE (recuerda que lo puedes descargar de la web de SEXTANTE) Cálculo de pendientes y orientaciones La generación de las capas pendientes y orientaciones se encuentran entre las más importantes y frecuentemente utilizadas de todas en referencia a un análisis morfométrico. Sólo es necesario un MDE para la ejecución de estas dos extensiones de SEXTANTE. Vamos a ver en primer lugar la extensión Pendiente. Esta extensión calcula el ángulo existente entre el vector normal a la superficie en ese punto y la vertical. Haz clic en el modulo pendiente (grupo Geomorfometría y análisis del relieve) e introduce los parámetros de entrada necesarios. xxiii

24 xxiv CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Método. El método a utilizar, a elegir entre los siguientes: Máxima pendiente (Travis et al. 1975). Máxima pendiente por triángulos (Tarboton 1997). Plano de ajuste (Costa-Cabral & Burges 1996). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Bauer, Rohdenburg, Bork 1985). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Heerdegen & Beran 1982). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Zevenbergen & Thorne 1987). Ajuste a Polinomio de Grado 3 (Haralick 1983). Unidades. A elegir entre las siguientes: Radianes Grados Porcentaje En referencia al parámetro Método, tanto en el módulo Pendiente como el de Orientación, el método de Ajuste de polinomio de 2 grado (Zevenbergen & Thorne 1987) es normalmente una opción válida. En la práctica, no existe una gran diferencia conceptual entre los 4 últimos métodos, con lo que la elección entre ellos dará resultados similares. Los dos primeros métodos, sin embargo, son algo distintos. Están asociados en sus fundamentos con algoritmos de conducción de flujo, y no con una finalidad puramente de análisis morfométrico. Debido a ello, no definen la morfometría local a partir de una función matemática de tipo z = f(x,y) y empleando en ella las herramientas del cálculo diferencial, como sucede en los otros casos, y ello hace que la obtención de ciertos parámetros no sea tan recomendable utilizando estos métodos. La obtención de pendientes y orientaciones puede ser válida (aunque menos precisa), pero la de curvaturas es diferente, ya que estos métodos no fueron concebidos teniendo este parámetro en mente. Usa estos dos primeros métodos cuando trabajes con sus correspondientes algoritmos de conducción de flujo. En caso contrario, mejor emplea cualquiera de los restantes. El módulo genera una nueva capa raster de pendiente con valores expresados en las unidades elegidas.

25 3.2. CÁLCULO DE PENDIENTES Y ORIENTACIONES xxv El funcionamiento de la extensión Orientación (grupo Geomorfometría y análisis del relieve) es exactamente el mismo que el de Pendientes, a excepción del parámetro de entrada unidades, que no existe en el módulo Orientación. Esta extensión calcula el ángulo existente entre el vector que señala el Norte y la proyección sobre el plano horizontal del vector normal a la superficie en ese punto. MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes: Máxima pendiente (Travis et al. 1975). Máxima pendiente por triángulos (Tarboton 1997). Plano de ajuste (Costa-Cabral & Burges 1996). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Bauer, Rohdenburg, Bork 1985). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Heerdegen & Beran 1982). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Zevenbergen & Thorne 1987). Ajuste a Polinomio de Grado 3 (Haralick 1983).

26 xxvi CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS El módulo genera una nueva capa raster de orientación con valores expresados en las unidades elegidas. Los valores en las celdas de esta capa indican la orientación de la pendiente, medida desde el norte en sentido horario. La vista de la capa da la sensación de ser una representación en relieve, pero en realidad no es así. Las representaciones en relieve sombreado y este mapa de orientaciones guardan algunos puntos en común, pero no son lo mismo Cálculo de curvaturas La extensión Curvaturas (grupo Geomorfometría y análisis del relieve aporta información sobre la concavidad o convexidad de la superficie en un punto dado. Se ejecuta a partir de medidas geométricas basadas en derivadas de segundo grado y los parámetros que expresan esa información se denominan curvaturas. Las dos direcciones más importantes son la de la máxima pendiente y la perpendicular a ésta. Los valores obtenidos para la segunda derivada en estas direcciones son, respectivamente, la curvatura vertical y horizontal. Los valores positivos indican una curvatura convexa, mientras que los negativos indican una curvatura cóncava. Cómo interpretar estos valores?. La concavidad y la convexidad se asocian a la acumulación de flujo y a la dispersión del mismo respectivamente, por lo que combinando ambas capas de curvatura se puede tener una idea básica de cómo se comporta el flujo sobre las distintas celdas. Estos valores pueden emplearse para extraer algunas conclusiones sencillas acerca de los patrones de erosión predominantes y otros procesos físicos similares. Haz clic en la citada extensión y podrás ver la ventana de parámetros de entrada del módulo.

27 3.3. CÁLCULO DE CURVATURAS xxvii MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes: Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Bauer, Rohdenburg, Bork 1985). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Heerdegen & Beran 1982). Ajuste a Polinomio de Grado 2 (Zevenbergen & Thorne 1987). Ajuste a Polinomio de Grado 3 (Haralick 1983). El módulo genera cuatro nuevas capas raster. Curvatura Vertical [capa raster]. Los valores positivos de las celdas indican una curvatura convexa (zonas en es las que el agua experimenta una aceleración), mientras que los negativos indican una curvatura cóncava (zonas con tendencia a acumular agua). Curvatura [capa raster]. Curvatura Horizontal [capa raster]. Una curvatura horizontal convexa representa una zona en la que el flujo tiende a dispersarse, mientras que si es cóncava el flujo tiende a concentrarse, ya que las lineas de flujo convergen. Clasificación [capa raster]. Las celdas se dividen en 9 clases. El significado de cada una de ellas se muestra a continuación: 0: Curvatura vertical: cóncava. Curvatura horizontal: cóncava. 1: Curvatura vertical: cóncava. Curvatura horizontal: plana. 2: Curvatura vertical: cóncava. Curvatura horizontal: convexa 3: Curvatura vertical: plana. Curvatura horizontal: cóncava. 4: Curvatura vertical: plana. Curvatura horizontal: plana. 5: Curvatura vertical: plana. Curvatura horizontal: convexa. 6: Curvatura vertical: convexa. Curvatura horizontal: cóncava. 7: Curvatura vertical: convexa. Curvatura horizontal: plana. 8: Curvatura vertical: convexa. Curvatura horizontal: convexa.

28 xxviii CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS 3.4. Análisis de visibilidad La extensión Visibilidad (grupo Iluminación y visibilidad) realiza un análisis de visibilidad que permite conocer si dos celdas tienen conexión visual. El conjunto de celdas relacionadas visualmente con una celda concreta conforman la cuenca visual asociada a ésta. Haz clic en el modulo para completar los parámetros de entrada. MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes: Visibilidad: simplemente asigna valor 1 a las celdas visibles y 0 a las no visibles. Iluminación: el valor esta expresado en ángulo. Distancia: el valor de la celda es la distancia entre la fuente de luz y dicha celda (si ésta es visible). La distancia expresada en las mismas unidades del mapa. Tamaño: considera no la distancia horizontal, sino la expresión atan (altura luz/d) de tal forma que da una indicación del tamaño aparente al que se ve un objeto en la celda desde la fuente de luz. Coordenadas emisor/receptor: añade las coordenadas del punto donde quieres realizar la visibilidad, o en su caso, selecciona un punto en el mapa. Altura emisor/receptor. Altura receptor/emisor móvil. Radio de alcance [en unidades del mapa]. Ejecuta el módulo y obtendrás una nueva capa raster según el método elegido. En la imagen aparecen las áreas visibles en color rojo.

29 3.5. ANÁLISIS DE ILUMINACIÓN xxix 3.5. Análisis de iluminación La extensión Relieve sombreado crea una capa que representa las zonas de luz y sombra derivadas de la incidencia de una fuente luminosa (sol) sobre el área considerada. Haz clic para abrir e introducir los parámetros de entrada necesarios. MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes: Standard Standard(max 90 o ) Combinado Declinación: ángulo de elevación del sol sobre el horizonte. Azimut: posición relativa del sol con relación a la tierra.

30 xxx CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS Exageración: Los valores de elevación de las celdas empleados para calcular el sombreado son multiplicados por este factor, de tal forma que las sombras proyectadas sobre las celdas varían. Un valor alto de exageración hará que que las pendientes tengan un aspecto más oscuro (valores altos), en contraste con el aspecto claro e iluminado (valores bajos) de las zonas llanas. Ejecuta el módulo y obtendrás una nueva capa raster según el método elegido. Los valores resultantes son ángulos expresados en radianes. Los valores de cada celda indican la cantidad de luz que llega a la misma. La capa de relieve de sombreado es un resultado de carácter visual, y sus valores no se utilizan para ningún tipo de cálculo Cálculo de cuenca hidrológica El ejercicio consiste en calcular la cuenca hidrológica de una zona de estudio. Todo el cálculo se realiza a partir de un Modelo Digital de Elevaciones (MDE). Los pasos que vamos a seguir son los siguientes: Preparar el MDE para el análisis hidrológico Calcular la acumulación de flujo a partir del MDE preparado Calcular la red de drenaje Calcular las cuencas vertientes 1. Preparar el MDE para el análisis hidrológico Para realizar un análisis hidrológico es fundamental contar con un buen MDE. En numerosas ocasiones los MDE presentan irregularidades que deben modificarse para adaptarlos en la mejor medida posible para dicho análisis. La fuente principal de estos errores es la presencia de las depresiones cerradas. La extensión Eliminar depresiones permite corregir esta circunstancia, es decir, elimina las depresiones existentes en un MDE, rellenandolas, y deja el MDE preparado para

31 3.6. CÁLCULO DE CUENCA HIDROLÓGICA xxxi su posterior análisis hidrológico. Las depresiones se sustituyen por una superficie plana, o un plano inclinado, en función del ángulo mínimo entre celdas especificado. Abrir la extensión Eliminar depresiones (grupo Análisis hidrológico básico) y seleccionar los parámetros de entrada correspondientes: MDE [capa raster]: seleccionar la capa cargada (mdt25.asc). Ángulo mínimo entre celdas [ o ] [numérico decimal]. No modificar este valor. El valor por defecto es adecuado. Hacer clic en el botón Aceptar. El módulo genera una nueva capa raster con el MDE preprocesado. 2. Calcular la acumulación de flujo a partir del MDE preparado A continuación vamos a calcular la acumulación de flujo, es decir, calcular el valor de la superficie situada aguas arriba de cada celda (área de todas las celdas cuyo flujo, una vez conducido aguas abajo, acabará pasando por dicha celda). Abrir la extensión Acumulación de flujo (grupo Análisis hidrológico básico) y seleccionar los parámetros de entrada correspondientes.

32 xxxii CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Seleccionaremos el MDE preprocesado resultante del proceso ejecutado anteriormente. Ponderación de celdas(opcional) [capa raster]: si se selecciona una capa en este campo, cada una de las celdas aguas arriba se pondera según el valor en la capa seleccionada. Si no se selecciona, se utiliza como peso de cada celda su propia área. No introduciremos ningún valor en este campo, ya que no disponemos de una capa de ponderación Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes: D8: el flujo va desde el centro de una celda hasta el centro de una (y sólo una) de las circundantes. Por ello, las direcciones de flujo están restringidas a ángulos múltiplos de 45 o, lo cual constituye la razón para la mayor parte de los inconvenientes del método (O Callaghan & Mark 1984). Rho8: igual que la anterior pero añadiendo un componente estocástico que en teoría lo mejora. La dirección de flujo se determina por medio de un parámetro aleatorio que depende de la diferencia entre la orientación y la dirección hacia las celdas adyacentes en dicha dirección. (Fairfield & Leymarie 1991). DInfinity: el flujo va del centro de una celda hasta los centros de dos celdas contiguas del entorno, por lo que considera un flujo bidimensional y supera así una de las deficiencias del D8 (Tarboton 1998). MFD (Dirección de flujo múltiple): método que considera un flujo bidimensional (Multiple Flow Direction Algorithms). Seleccionaremos éste por la mayor calidad de los resultados que genera. Factor de convergencia para MFD. Dejaremos el valor por defecto. La extensión genera una nueva capa raster, denominada Acumulación de flujo. Los valores de flujo acumulado vienen expresados en unidades de área. Si se emplea una capa de ponderación, las unidades de la capa resultante son las de dicha capa de ponderación. 3. Calcular la red de drenaje No obstante, una de las tareas más importantes (o probablemente la más importante de todas) de las que pueden llevarse a cabo empleando la información relativa a flujos

33 3.6. CÁLCULO DE CUENCA HIDROLÓGICA xxxiii acumulados es la extracción de redes de drenaje, algo completamente diferente a lo que hasta este punto hemos visto. Partiendo de una capa que contiene una variable continua vamos a generar nuevas capas con información de entidades, y, por primera vez, éstas no sólo van a ser de tipo raster, sino también vectoriales. Habitualmente, los cauces se sitúan en celdas por las que fluye una gran cantidad de agua, de tal modo que este agua los define como tales y modela su forma. Por tanto, es lógico pensar que puede se tratar de extraer el trazado de esos cauces a partir de una capa de área acumulada, la cual indica el número de celdas que vierten sobre una dada y, consecuentemente, puede servir para evaluar también la cantidad de agua que proveniente de dichas celdas pasa por la misma. Hay formas diversas de utilizar la información de área aportante, ya que existen diferentes alternativas para plantear la relación entre dicho área y el volumen de escorrentía, una relación en absoluto obvia de definir. Algunas de estas metodologías implican el uso de otras variables adicionales, y todas ellas tienen sus ventajas e inconvenientes, del mismo modo que ocurría con los distintos algoritmos de conducción de flujo. Abre el módulo Red de drenaje. Esta extensión genera dos nuevas capas (raster y vectorial) con el trazado de los cauces a partir de un MDE y una capa con información adicional. A continuación se explica en más detalle los parámetros de entrada. MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Capa umbral [capa raster]: una capa para localizar el inicio de cauces. Tipo de umbral: condición que tienen que cumplir las celdas de la capa umbral para el inicio de un cauce. Mayor que Menor que Valor umbral [numérico decimal]: valor umbral para aplicar la anterior condición. Debe estar en las mismas unidades que la capa umbral. Cuanto más elevado sea el umbral, menor será el numero de celdas en la capa de inicio que satisfacen la condición impuesta, y por tanto menor número de cauces serán definidos. Hay una serie de metodologías para elegir un umbral adecuado, pero la más sencilla y habitual es simplemente tratar de que la red de drenaje resultante sea lo más similar

34 xxxiv CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS posible a la verdadera red de drenaje existente, para lo cual puede utilizarse cartografía de apoyo. El módulo genera dos nuevas capas, una en formato raster y otra en vectorial. Red de drenaje [capa raster]: los valores de las celdas indican el orden jerárquico (de Strahler) del cauce que fluye a través de cada una de ellas. En las celdas por donde no se define un cauce, aparece el valor de sin datos. Red de drenaje [capa vectorial]: misma estructura que la capa raster Red de drenaje, pero en formato vectorial de líneas. 4. Calcular las cuencas vertientes Esta extensión extrae la cuenca hidrológica, y su división en subcuencas, asociada a una red de drenaje. Abrir el módulo Cuencas y completar los parámetros necesarios. MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. Red de drenaje [capa raster]: la red de drenaje codificada según lo siguiente:

35 3.6. CÁLCULO DE CUENCA HIDROLÓGICA xxxv Valor de sin datos en las celdas que no son de cauce. Otros valores excepto -1 en las de cauce. Valor -1 en las celdas donde se quiera establecer un punto de salida. Además de estos puntos establecidos, se definirán como puntos de salida todos los correspondientes a las intersecciones entre tramos de la red. Tamaño mínimo de subcuenca (celdas): se puede evitar la creación de entidades de pequeño tamaño, estableciendo un tamaño mínimo (en celdas). Se genera una nueva capa raster, donde las celdas de una misma cuenca contienen un mismo valor, que corresponde a un identificador asignado a cada una de ellas Caracterización de cuencas Una vez que tenemos nuestra capa raster de las cuencas hidrológicas, es útil poder conocer la información geométrica de las mismas. Para ello, primero debemos convertir la capa raster de cuencas hidrológicas en una capa vectorial. Abrir la extensión Vectorizar capa raster (polígonos) (grupo Vectorización) y seleccionar la capa raster de las cuencas que acabamos de obtener anteriormente.

36 xxxvi CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS Obtenemos una nueva capa vectorial con el contorno de las cuencas. El valor común que comparten todas las celdas dentro de cada polígono se añade a una columna con el mismo nombre que la capa de entrada. Ahora veremos como obtener parámetros geométricos de las cuencas con la extensión Propiedades geométricas de polígonos. Abrir esta extensión, selecciona la capa vectorial de cuencas y ejecutar. El resultado es una nueva capa con información sobre características geométricas de cada polígono. ********* CITAR EN DETALLE EL SIGNIFICADO DE CADA CAMPO

37 3.7. ÍNDICES Y OTROS PARÁMETROS HIDROLÓGICOS xxxvii 3.7. Índices y otros parámetros hidrológicos Aparte de lo visto hasta el momento, SEXTANTE incluye un importante conjunto de extensiones con contenido hidrológico, la mayoría de ellos bastante sencillos, que si bien no tienen la misma importancia que los anteriores de cara al análisis hidrológico, ofrecen como resultado una interesante serie de nuevos parámetros. En esta sección veremos estos otras extensiones menores, donde también reside parte de la potencia de análisis de SEXTANTE. Entre estos módulos, el denominado Orden de Strahler genera una nueva capa raster en la que cada celda se le asigna el orden de Strahler. Como ya es sabido, las órdenes de Strahler son otra forma distinta de establecer una clasificación jerárquica de los ríos. No es necesario definir una red de drenaje, ya que para esta extensión todas las celdas lo son, de tal forma que la capa resultante no contiene celdas sin datos (salvo, por supuesto, si éstas existen en el propio MDE). Esta capa puede después utilizarse con la extensión Red de drenaje como capa de iniciación (la que contiene el parámetro umbral). Abrir la extensión Orden de Strahler, seleccionar el MDE y clic en aceptar. Elige las opciones de los objetos de salida. Al ejecutar la extensión se genera una nueva capa raster, denominada Orden de Strahler. Los valores de las celdas indican el orden jerárquico del cauce (de Strahler) que fluye a través de cada una de ellas. Puedes emplear esta capa para extraer la red de drenaje, lo cual significa que, pese a que hasta este momento no lo habíamos hecho así, es posible calcular esa red de drenaje sin necesidad de pasar por una capa de área acumulada. Prueba a hacer esto tú mismo, y compara los resultados por las dos metodologías. Esto te ayudará a comprender en mayor medida cómo funciona la extensión Red de Drenaje. ******** ESTADISTICAS DE GRID EN POLÍGONOS

38 xxxviii CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL TERRENO, HIDROLOGÍA Y MÁS

39 Capítulo 4 Rasterización e interpolación 4.1. Introducción En este capítulo trabajaremos exclusivamente con capas de puntos Generar un Modelo Digital de Elevaciones (MDE) En este apartado vamos a ver como obtener un Modelo Digital de Elevaciones con diferentes extensiones de SEXTANTE. En primer lugar veremos como crear un MDE mediante rasterización y rellenar las celdas sin datos. A continuación veremos como crear el MDE a partir de un método de interpolación Generar MDE mediante rasterización y rellenar celdas sin datos Si tienes una capa con curvas de nivel y quieres crear un MDE a partir de esta capa, con SEXTANTE se puede hacer de forma muy sencilla. Crea una nueva vista y añade la capa de curvas de nivel. 1. Lo primero que vamos a hacer es rasterizar la capa vectorial, es decir, generar una capa raster a partir de una capa vectorial. Abrir el módulo Rasterizar capa vectorial (grupo xxxix

40 xl CAPÍTULO 4. RASTERIZACIÓN E INTERPOLACIÓN Rasterización e interpolación) y completar los parámetros de entrada necesarios. En primer lugar, seleccionamos la capa de las curvas de nivel que queremos convertir a raster, y a continuación el campo a utilizar para tomar la información necesaria para la rasterización. Elegir una extensión determinada para la nueva capa resultante (pestaña salida raster). Es conveniente no crear el tamaño de celda excesivamente grande. Nosotros hemos empleado el valor de 25. El resultado es el siguiente.

41 4.2. GENERAR UN MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES (MDE) xli 2. Puesto que habrán quedado celdas sin datos debemos completar esa información con la extensión Rellenar celdas sin datos (grupo Herramientas básicas para capas raster). La información para completar las celdas sin datos se toma de la propia capa. El resultado será una nueva capa raster con el MDE.

42 xlii CAPÍTULO 4. RASTERIZACIÓN E INTERPOLACIÓN Generar MDE mediante interpolación Vamos a ver otra alternativa para obtener un MDE a partir de una capa de curvas de nivel empleando un método de interpolación. Los pasos que vamos a seguir son los siguientes: Obtener curvas de nivel. Convierte las líneas en un tema de puntos equidistantes. Interpola esos puntos empleando el método de Distancia inversa (IDW). 1. Obtener curvas de nivel del MDE A partir del archivo mdt25.asc vamos a crear unas curvas de nivel con una equidistancia de 100. Abrir la extensión Curvas de nivel, seleccionar nuestro archivo MDE y establecer el valor de equidistancia.

43 4.2. GENERAR UN MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES (MDE) xliii 2. Convertir líneas en una capa de puntos equidistantes A continuación, convertimos las líneas en una capa de puntos equidistantes con una distancia de 25 metros. 3. Interpolar por Distancia inversa (IDW) Vamos a interpolar los puntos por el método de interpolación de Distancia invesa (IDW). Al ser un método basado en ponderación por distancia, sólo se tiene en cuenta el alejamiento, pero no la posición. Es decir, un punto situado a una distancia (x) hacia el norte tiene la misma influencia que uno situado a esa misma distancia (x) pero hacia el oeste. Abrir la extensión Distancia inversa (grupo Rasterización e interpolación) e introducir los parámetros necesarios. Selecciona la capa de puntos que deseas interpolar y en Campo escoge cuál de sus campos de atributos contiene la variable a utilizar. El campo debe ser de tipo numérico. El parámetro Radio de búsqueda se refiere al área de radio fijo que es rastreada alrededor de cada celda de la capa resultante en busca de puntos con valores. Introduce un valor de distancia dentro del cual se consideran todos los puntos de observación (unidades propias de la capa). Sólo los puntos dentro del radio de búsqueda se utilizan, por lo que es conveniente utilizar un radio mínimo que asegure que alrededor de todas las celdas se encuentra un número suficiente de puntos. En nuestro caso, hemos puesto un valor de Valores muy elevados del radio de búsqueda hacen que la extensión requiera un mayor tiempo de ejecución (y en ocasiones pueden no aumentar la precisión del cálculo, sino todo lo contrario), por lo que se debe encontrar un equilibrio adecuado. Prueba diversos ajustes hasta encontrar uno correcto. En el parámetro Máximo número de puntos puedes introducir la cantidad máxima de puntos que deseas utilizar para la interpolación. Si dentro del radio de búsqueda hay más puntos de los especificados (sea n), entonces únicamente los n más cercanos serán utilizados por el algoritmo de interpolación. Por último, introduce el valor de exponente de distancia k a aplicar para el calculo de los pesos. Los valores típicos 1 y 2 sirven para la mayor parte de los casos. Verás que la ejecución de la extensión lleva su tiempo, esto se debe a los bajos valores de distancia que hemos establecido al objeto de obtener un resultado aceptable en cuanto

44 xliv CAPÍTULO 4. RASTERIZACIÓN E INTERPOLACIÓN a calidad (si quieres, puedes utilizar otra distancia entre puntos mayor para que la extensión se ejecute más rapidamente). Establece los parámetros de la nueva capa resultante, en cuanto a extensión de la vista y tamaño de celda. El resultado es el siguiente.

45 4.2. GENERAR UN MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES (MDE) xlv Si deseas seguir practicando puedes probar con distintos valores de los parámetros para aprender a ver donde residen las diferencias principales entre utilizar unos u otros valores, y cómo ello afecta al resultado obtenido. También puedes probar a utilizar otras extensiones, como por ejemplo el kriging.

46 xlvi CAPÍTULO 4. RASTERIZACIÓN E INTERPOLACIÓN

47 Capítulo 5 Análisis de imágenes 5.1. Introducción En este capítulo veremos algunas extensiones que permiten extraer información valiosa a partir de imágenes (y no de capas con información sobre algún tipo de variable numérica) Clasificación supervisada SEXTANTE incluye una extensión dedicada a realizar clasificación supervisada de imágenes plenamente enfocado al trabajo con imágenes y a clasificar la información que estas contienen. Puedes ver la ayuda de la extensión para conocer unas ideas fundamentales sobre la clasificación supervisada. Son ideas básicas, ya que se trata de un tema complejo y puede escribirse mucho al respecto, así que si tienes más interés es recomendable acudir a otras fuentes especificas del tema en cuestión. Vamos a realizar el trabajo práctico. Para ejecutar la extensión necesitamos una imágenes raster y una capa de polígonos. En primer lugar, carga en gvsig los tres archivos.asc con el prefijo landsat. Estas capas representan tres bandas de una imagen de satélite, que serán las que empleemos para la clasificación. Recuerda que puedes utilizar tantas capas como desees, y qué éstas se emplearán para definir la firma espectral de cada celda. También debes tener una capa de polígonos que representan las denominadas zonas de entrenamiento. Es conveniente que pruebes a digitalizar tú mismo las áreas de entrenamiento. Debes al menos digitalizar un polígono por cada uno de los tipos de clases que deseas tener en la capa clasificada. Si quieres ahorrarte trabajo puedes abrir el archivo llamado t areas.shp. xlvii

48 xlviii CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE IMÁGENES Abre la extensión Clasificación supervisada y completa los parámetros necesarios. Selecciona un método para la clasificación,a elegir entre paralelepípedo, distancia mínima o máxima similitud. En este ejemplo hemos utilizado el método de distancia mínima. El resultado es una nueva capa raster categórica con las clases creadas. La capa resultante es visualizada en gvsig con la tabla de color stern-special. Además obtenemos una tabla con información estadística de cada clase generada.

49 5.3. CLASIFICACIÓN NO SUPERVISADA xlix 5.3. Clasificación no supervisada En el presente apartado vamos a ver como usar la extensión Clasificación no supervisada mediante un sencillo ejemplo. Esta extensión permite clasificar una capa o un conjunto de ellas en distintas clases, de forma que la clases son lo más homogéneas posibles. No es necesario definir dichas clases de antemano, ya que son definidas por el algoritmo para lograr maximizar la mencionada homogeneidad de cada clase. Vamos a utilizar dos capas de información geográfica, nuestro mdt25.asc y la pendiente (si no tienes esta capa puedes crearla con la extensión del mismo nombre). Pero antes de nada, debemos equiparar el peso de las capas a la hora de realizar las agrupaciones de las celdas en clases utiliza la extensión Normalizar (grupo Herramientas básicas para capas raster). En caso contrario, las capas con valores mayores (como en el caso de ejemplo la elevación frente a la pendiente) tendrán mayor peso y harán que las restantes no tengan apenas influencia. Abrimos el modulo correspondiente y seleccionamos las capas raster a normalizar (mdt25.asc, pendiente) y el método a utilizar (por ejemplo 0 < x < 1). Estos son los parámetros de entrada del modulo: Una vez que hemos normalizado las dos capas, podemos ejecutar el módulo Clasificación no supervisada (clustering) (grupo Herramientas de análisis para capas raster. Haz clic en la extensión y completa los parámetros de entrada necesarios. En primer lugar, selecciona las dos capas normalizadas en el proceso anterior mediante la ventana de selección múltiple.

50 l CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE IMÁGENES Define el número de clases [numérico entero]. Cuanto mayor sea este número mayor será también el tiempo de ejecución. En el ejemplo ponemos 10 clases. El resultado es una nueva capa, denominada Agregados, con las clases definidas.

51 5.4. ÍNDICES DE VEGETACIÓN li También se crea una tabla alfanumérica que contiene información estadística acerca de cada una de las clases creadas. Ver en el tipo de documento Tabla de gvsig Índices de vegetación Los índices de vegetación (IVs) pueden emplearse para estimar la cobertura vegetal en una zona, o incluso el vigor vegetativo en caso de que dicha vegetación exista. Por ejemplo, puede utilizarse para calcular el Índice de Área Foliar (Leaf Area Index, LAI), mediante regresiones entre medidas en campo de algún parámetro de la vegetación y un IV. Todos los IVs que puede calcularse con SEXTANTE requiren únicamente el uso de dos capas raster de entrada (dos imágenes): una con valores del infrarrojo y otra con valores de la banda del rojo. Ambas pueden obtenerse de numerosos sensores multiespectrales. Vamos a realizar un sencillo ejercicio que consiste en calcular uno de los índices de vegetación más usados, el Índice de Diferencia de Vegetación Normalizado (NDVI). Añade en una vista el archivo barrax7b.img y abre la extensión NDVI. Selecciona la banda del rojo (banda 3) y la banda del infrarrojo cercano (banda 6).

52 lii CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE IMÁGENES El resultado es el siguiente: ***** PONER BIBLIOGRAFIA VICTOR DEL LIBRO DE SEXTANTE SAGA