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UNIÓN TEMPORAL ESTUDIOS AMBIENTALES Y PLANIFICACIÓN TERRITORIAL RÍO GUARINÓ

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TABLA DE CONTENIDO

8.4.6. Pendientes _________________________________________________ 4

8.4.6.1. Metodología ............................................................................................ 6 8.4.6.2. Resultados ............................................................................................ 10 8.4.6.3. Bibliografía consultada y citada ............................................................ 18


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ÍNDICE TABLAS

Tabla 1. Rangos de pendientes en porcentaje y grados .................................................... 9 Tabla 2. Leyenda del mapa de pendientes por reclasificación automatizada ................... 11 Tabla 3. Leyenda del mapa de pendientes por fotointerpretación .................................... 12


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ÍNDICE FIGURAS

Figura 1. Modelo digital de pendientes de la cuenca del río Guarinó. Las zonas planas se representan en tonos oscuros y las más inclinadas en tonos claros. El original se construyó con ArcGIS. ....................................................................................................... 5 Figura 2. Arctoolbox > spatial analyst tools > surface > slope ........................................... 7 Figura 3. Customize > extensions .................................................................................... 8 Figura 4. Capa raster de pendientes en % sin reclasificación ........................................... 9 Figura 5. Función eliminate para homogenización de áreas despreciables menores a 1,5 ha .................................................................................................................................... 10 Figura 6. Mapa de pendientes en porcentaje y grados para la cuenca del río Guarinó, por reclasificación automatizada ............................................................................................ 16 Figura 7. Mapa de pendientes en porcentaje y grados para la cuenca del río Guarinó, por fotointerpretación ............................................................................................................. 17


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8.4.6. Pendientes

La pendiente en un punto del terreno se define como el ángulo existente entre el vector normal a la superficie en ese punto y la vertical. Es demostrable (Felicísimo, 1994:102, Wood, 1996, Ap. 4.2.1) que la pendiente g puede calcularse a partir de los componentes del gradiente mediante la expresión:

Dada la expresión del gradiente, el valor de g refleja la pendiente media en el entorno utilizado para calcular los componentes a10 y a01. La expresión anterior es la más utilizada en la práctica en el tratamiento de los modelos matriciales (Papo y Gelbman, 1984:698; Franklin, 1987a:604; Erdas, 1991:15) pero para el cálculo de la pendiente existe un buen número de alternativas cuyas ventajas y problemas deben evaluarse en cada caso y para cada aplicación. Los métodos más habituales se clasifican en función del número de puntos que intervienen en el cálculo: Con dos puntos:

Pendiente máxima al vecino más próximo, para lo cual se calcula la pendiente local entre en punto problema y sus vecinos; es el algoritmo más rápido, no da una medida de la orientación y propone los valores de pendiente más elevados. Idrisi (Eastman, 1992:181) utiliza este método limitado a los 4 vecinos más próximos. MicroDEM lo utiliza con los 8 vecinos ponderando la distancia en diagonal —la luz de malla por la raíz cuadrada de 2—.

En este último caso:

Con tres puntos:

O’Neill y Mark (1987) proponen el uso del punto problema y de los vecinos Norte y Este para definir un plano. La pendiente de éste se asigna al punto problema. La selección de los vecinos mencionados es arbitraria y cambiarlos puede modificar el resultado tanto de la pendiente como de la orientación. La formulación sería equivalente a la expresión general, donde los componentes del gradiente son locales:


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Figura 1. Modelo digital de pendientes de la cuenca del río Guarinó. Las zonas planas se representan en tonos oscuros y las más

inclinadas en tonos claros. El original se construyó con ArcGIS. Fuente: Unión Temporal Estudios Ambientales y Planificación Territorial río Guarinó, 2016.


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Con cuatro puntos:

Utiliza los valores del gradiente calculados con los 4 vecinos más próximos, lo que equivale a estimar la pendiente del plano de ajuste a estos puntos. El punto problema no interviene en el cálculo.

Con ocho puntos:

Sharpnack y Akin (1988:248) proponen el operador de Prewitt para estimar la pendiente, con lo que los ocho vecinos tienen el mismo peso en el cálculo del gradiente. Es el método usado en Erdas™. El punto problema no tiene influencia en la pendiente.

Horn (1981) usa el operador de Sobel, que pondera más los 4 vecinos más próximos que los situados en las diagonales. Es el método usado en Arc/Info™ y el punto problema tampoco interviene en el cálculo.

El uso de cualquiera de los métodos anteriores debe valorarse en función del tipo de aplicación a desarrollar posteriormente. Los algoritmos basados en la pendiente local tienen a su favor que no introducen suavización en los datos como los basados en 4 y 8 puntos. El uso de sólo 4 vecinos no tiene justificación aparente y parece más adecuada la búsqueda de pendiente máxima con la totalidad de vecinos con control de la distancia en el caso de las diagonales. Los métodos basados en operadores de Prewitt y Sobel son menos sensibles al error en el MDE ya que, al intervenir un número elevado de puntos, las posibles desviaciones individuales pierden peso y pueden compensarse parcialmente entre ellas. En estos últimos, sin embargo, la altitud del punto problema no interviene en los datos por lo que la información del mismo se desaprovecha.

8.4.6.1. Metodología A continuación se ilustrará como se obtuvo el producto de pendientes en el software ArcGIS: Antes de nada conviene aclarar que es un MDT, una buena definición la proporcionan Miller y Laflamme en 1958, que la definen como una "representación estadística del terreno, en forma de números digitales, por medio de un conjunto de puntos con coordenadas x,y,z respecto a un sistema de georreferenciación conocido". Se trabajó con producto MDT generado a partir de las curvas de nivel escala 1:25.000 de las hojas cartográficas oficiales IGAC 187-IV-C, 187-IV-D 188-III-D, 88-IV-C, 206-II-A, 206-II-B, 207-I-A, 207-I-B, 207-II-A, 207-II-B,206-II-C, 206-II-D, 207-I-C, 206-IV-A, 206-IV-B, 207-III-A y 206-IV-C , que cubren toda la zona de la cuenca hidrográfica del río Guarinó. Se procedió a crear el mapa de pendientes, utilizando la herramienta SLOPE. Esta herramienta se encuentra en ArcToolBox en:


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Figura 2. Arctoolbox > spatial analyst tools > surface > slope

Fuente: Unión Temporal Estudios Ambientales y Planificación Territorial río Guarinó, 2015.

En Input raster file se introdujo el archivo ráster del MDT

En Output raster la carpeta donde se almacenó temporalmente el nuevo archivo raster En Output measurement seleccionamos Percent_rise para obtener nuestra capa dividida en pendientes. Es importante aclarar que es necesario activar las extensiones de arcmap para poder trabajar, esto se realiza del siguiente modo:


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Figura 3. Customize > extensions


El resultado es una capa raster de pendientes en % que por defecto toma colores del verde al rojo (gama adecuada para realizar la representación), donde verde son zonas muy planas a rojo que indica zonas muy escarpadas, pero sin un orden de rangos de clasificación, saca una clasificación aleatoria estandarizada como se muestra a continuación:


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Figura 4. Capa raster de pendientes en % sin reclasificación


Una vez obtenido este resultado, se procedió a reclasificar en los rangos de porcentajes definidos en el alcance y su equivalencia en grados:

Tabla 1. Rangos de pendientes en porcentaje y grados

Porcentaje Grados Color

0–3% 0-2°

3–7% 2-4°

7–12% 4-7°

12-50% 7-14°


10

25–50% 14-27°

50-75% 27-37°

>75% >37°


Cuando ya está reclasificado el ráster en los rangos necesarios, se procedió a pasar de formato ráster a vector y con el fin de realizar un proceso de homogenización, ya que por la calidad y precisión del producto, existen áreas despreciables que su resultado no incide en la distribución de las pendientes, se tomaron como áreas despreciables los polígonos menores a 1,5 ha.

Figura 5. Función eliminate para homogenización de áreas despreciables menores a 1,5 ha


8.4.6.2. Resultados Los resultados se agruparon conforme a los rangos que se describen en la


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Tabla 3 y Tabla 3. Dicha agrupación se basa en una estructura que permite dilucidar gradientes de pendiente que agrupadas permiten sugerir un mismo tipo de uso recomendado, razón por la cual es muy útil, apropiada y regulada para efectos de ejercicios de planificación territorial. En el mismo sentido, es imprescindible indicar que se obtienen dos resultados fundamentales:

El mapa obtenido por la reclasificación automatizada, de manera directa, el cual es usado para los ejercicios generales del POMCA, específicamente en los relacionados con la temática de riesgos. Este mapa se podrá observar en el anexo cartográfico, con el nombre de mapa de pendientes por reclasificación automatizada.

El mapa obtenido en el proceso automatizado ya descrito, el cual es usado para apoyar la elaboración del mapa de capacidad de uso de las tierras, el cual por efectos de la reinterpretación de unidades geomorfológicas y cuyo resultado se podrá consultar en el anexo cartográfico del presente informe, como mapa de pendientes por fotointerpretación.

Tabla 2. Leyenda del mapa de pendientes por reclasificación automatizada

SÍMBOLO PORCENTAJE % GRADOS ° DESCRIPCIÓN EN

PENDIENTES SIMPLES

DESCRIPCIÓN EN PENDIENTES

COMPUESTAS

ÁREA

%

a 0–3% 0-2° Plano A nivel 1.413,6 1,69

b 3–7% 2-4° Ligeramente

inclinado Ligeramente

ondulado 297,6 0,36

c 7–12% 4-7° Moderadamente

inclinado

Ondulado a ligeramente quebrado

670,4 0,80

d 12-50% 7-14° Fuertemente

inclinado

Fuertemente ondulado o quebrado

9.939,8 11,86

e 25–50% 14-27° Ligeramente escarpado

Fuertemente quebrado

34.527,0 41,19


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f 50-75% 27-37° Moderadamente

escarpado Escarpado 23.634,4 28,19

g >75% >37° Fuerte escarpado Muy escarpado 13.347,5 15,92

Fuente: Unión Temporal Estudios Ambientales y Planificación Territorial río Guarinó, 2016, con base en IGAC, 1992

Tabla 3. Leyenda del mapa de pendientes por fotointerpretación

SÍMBOLO PORCENTAJE % GRADOS ° DESCRIPCIÓN EN

PENDIENTES SIMPLES

DESCRIPCIÓN EN PENDIENTES

COMPUESTAS

ÁREA

%

a 0–3% 0-2° Plano A nivel 1.094,89 1,306

b 3–7% 2-4° Ligeramente

inclinado Ligeramente

ondulado 142,44 0,170

c 7–12% 4-7° Moderadamente

inclinado

Ondulado a ligeramente quebrado

128,11 0,153

d 12-50% 7-14° Fuertemente

inclinado

Fuertemente ondulado o quebrado

8.698,99 10,377

e 25–50% 14-27° Ligeramente escarpado

Fuertemente quebrado

25.144,26 29,904

f 50-75% 27-37° Moderadamente

escarpado Escarpado 36.468,36 43,503

g >75% >37° Fuerte escarpado Muy escarpado 11.945,70 14,250

Fuente: Unión Temporal Estudios Ambientales y Planificación Territorial río Guarinó, 2016, con base en IGAC, 1992

Cada agrupación presenta una descripción relacionada con su calificación o interpretación para ser aplicada en la planificación y uso espacial de la unidad de tierra a la cual pertenece, siendo este aspecto bastante nemotécnico para dicho fin. Resulta interesante apreciar, que siendo dos los resultados obtenidos, uno directo a partir del algoritmo del software y otro aprovechando el primer resultado y ajustándolo con criterio técnico de campo y fotointerpretación, ambos mapas presentan una relación estrecha en cuanto a sus valores, excepto en los rangos identificados con las letras e y f, que expresan un gradiente de 25 a 75%, el cual siendo el más amplio, facilita la incorporación del criterio profesional, siendo muy lógico que en la zona, por las fuertes pendientes observadas en campo, zonas que están en el límite de 45 a 55%, puedan estar en una u otra categoría, según lo disponga el profesional (es) que evalúa (n) las diferentes unidades cartográficas delimitadas. Ello por supuesto, sin menoscabo de la calidad del producto, que finalmente tiene unas orientaciones prácticas para el tema de capacidad de uso (en el caso de las pendientes por


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fotointerpretación) o para el tema de riesgos (en el caso de las pendientes por reclasificación automatizada), pero que en todo caso se convierte en una herramienta doblemente funcional para la Autoridad Ambiental. Así mismo, dichos rangos presentan una condición simple y una compuesta, relacionados ambos con lo intrincado o no del patrón de relieve al cual se hace alusión. Es decir, aquellas pendientes simples comprenden formas de relieve rectilíneas y sencillas, en tanto que las compuestas hacen referencia a los tipos de relieve complejos, en los que incluso es difícil realizar un detalle mayor o una simplificación del grado de pendiente. En el caso de la cuenca del río Guarinó, se observan pendientes compuestas en la mayor parte de la cuenca, dada su condición de relieve, derivada del material parental (dominantemente de cenizas volcánicas), que les dan un carácter y patrón intrincado, debido al modelamiento de geoformas abruptas. 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%. 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%.

En la


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Figura 6. Mapa de pendientes en porcentaje y grados para la cuenca del río Guarinó, por reclasificación automatizada



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Figura 7 y Figura 7 se presenta el mapa de pendientes con la clasificación en porcentaje.


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Figura 6. Mapa de pendientes en porcentaje y grados para la cuenca del río Guarinó, por reclasificación automatizada



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Figura 7. Mapa de pendientes en porcentaje y grados para la cuenca del río Guarinó, por fotointerpretación



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8.4.6.3. Bibliografía consultada y citada

International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial

Information Sciences, Cap. 4, pág 243 Imstambul, 2004. Traducido por el consultor.

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