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tutorial para utilizar ArcMap
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Sistemas de Informacion Geografica
Tutorial Completo
AGOSTO DE 2015
ContenidoUnidad I.............................................................................................................................................3
1. Generación de archivos vectoriales de puntos a partir de una base de datos Excel...............4
2. Proyectar archivos vectoriales de INEGI.....................................................................................13
3. Como generar un archivo shape a partir de otro....................................................................15
4. Geoprocesamiento..................................................................................................................18
4.1 Clip.........................................................................................................................................18
4.2 Buffer.....................................................................................................................................27
4.3 Intersect.................................................................................................................................28
4.4 Union.....................................................................................................................................29
4.5 Merge.....................................................................................................................................29
4.6 Desolve.............................................................................................................................30
5. Generación de mapa................................................................................................................33
Unidad II..........................................................................................................................................45
2. Georreferenciación de imágenes............................................................................................46
3. Digitalización de elementos de la imagen satelital.................................................................54
Determinar el área y perímetro.................................................................................................56
4. Generación de Mapa...............................................................................................................58
Unidad III.........................................................................................................................................65
1. Descargar modelo digital de elevación...................................................................................66
Extract by Mask...........................................................................................................................71
Fill.................................................................................................................................................72
Hillshade......................................................................................................................................72
Histograma de altitudes..............................................................................................................74
Contour........................................................................................................................................75
Slope............................................................................................................................................76
Aspect..........................................................................................................................................78
2. Generación de una cuenca a partir de un modelo digital de elevación..................................78
Flow Durection............................................................................................................................78
Flow Accumulation......................................................................................................................80
Snap Pour Point...........................................................................................................................81
1
3. Generación de Cuenca.............................................................................................................82
Watershed...................................................................................................................................82
Raster to Polygon........................................................................................................................83
4. Generación de Mapa...............................................................................................................84
Unidad IV.........................................................................................................................................88
1. Imágenes Satelitales................................................................................................................90
2. Índice normalizado de vegetación diferenciado (NDVI).........................................................94
Para calcular NDVI.......................................................................................................................95
3. Composición de bandas...........................................................................................................96
4. Clasificación no supervisada de imágenes satelitales...........................................................104
5. Clasificación supervisada de imágenes satelitales................................................................105
6. Imágenes Satelitales..............................................................................................................111
7. Índice normalizado de vegetación diferenciado (NDVI).......................................................115
Para calcular NDVI.....................................................................................................................116
8. Composición de bandas.........................................................................................................117
9. Clasificación no supervisada de imágenes satelitales...........................................................125
10. Clasificación supervisada de imágenes satelitales............................................................126
2
Unidad ILa asignatura es considerada de apoyo a las acciones y actividades que sustenta la toma de decisiones en las actividades agrícolas, ambientales y de manejo de los recursos naturales. Lo anterior se sustenta en las necesidades de simplificar el espacio geográfico y manejar bloques grandes de información e integrarla, lo que requiere de herramientas poderosas para su análisis, e interpretación. Se necesita tener conocimientos previos de manejo de bases de datos, análisis digital de imágenes de satélite, estadísticas y matemáticas básicas.
Un sistema de información geográfica (SIG) integra hardware, software y datos para capturar, gestionar, analizar y mostrar todas las formas de información geográficamente referenciada.
Los SIG permiten ver, comprender, cuestionar, interpretar y visualizar datos de muchas maneras que revelan las relaciones, patrones y tendencias en forma de mapas, globos terráqueos, informes y gráficos.
Este enfoque nos permite crear conocimiento geográfico mediante la medición de la tierra, la organización de estos datos, y analizar y modelar diversos procesos y sus reacciones. El enfoque grafico también nos permite aplicar este conocimiento a la forma en que diseñamos, planeamos y cambiamos nuestro mundo.
La geografía es la ciencia de nuestro mundo. Junto con el SIG, la geografía nos está ayudando a entender mejor la tierra y aplicar conocimiento geográfico a una serie de actividades humanas
3
1. Generación de archivos vectoriales de puntos a partir de una base de datos Excel.
Hay dos sistemas de coordenadas, geográficas y UTM. Se utilizaron las coordenadas UTM
En Excel se crea un documento con las coordenadas y se guarda como libro Excel 97-2003.
Se carga la carpeta, donde se encuentra este archivo
4
Para asignarle coordenadas se da clic derecho en el archivo y se selecciona Display XY data
Después se selecciona Edit.
5
Se elige el sistema de coordenadas desde la carpeta coordinate Systems
6
Se da clic en aplicar y después en aceptar.
Se observaran los puntos obtenidos de los datos cargados en Excel.
Para guardar como un archivo shape.
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Se busca el archivo donde se encuentran las coordenadas
Se le asigna un nombre y se selecciona que se guarde como un archivo shape
Después de que se creó el archivo se le vuelven a asignar coordenadas
8
Otra forma de crear un archivo shape es la siguiente
Se abre una ventana y se le nombra LINEA, las coordenadas deseadas son en línea así que se selecciona la polilinea, después se edita y se seleccionan las coordenadas de los puntos del archivo Excel.
9
Después de crear este archivo se empieza a editar
Esto abrirá una ventana y se seleccionara el archivo creado.
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Después se unen todos los puntos y después de deja de editar
Luego se crea un archivo shape de polígono se siguen los pasos anteriores solo en lugar de seleccionar línea se selecciona polígono.
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Después de unir los puntos y dejar de editar se puede personalizar la figura dando doble clic en las figuras debajo del nombre del archivo.
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2. Proyectar archivos vectoriales de INEGI Se carga la carpeta de SIG donde se encuentran los archivos vectoriales de la INEGI y se
selecciona el archivo de la carpeta Estados.
Se abre ArcToolbox y se busca la opción de Proyección. Para crear una proyección del archivo actual con coordenadas UTM.
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Se crea el archivo shape con coordenadas UTM
Después se selecciona de la carpeta USV Serie V, se abre capa unión (usv250Ss_union) y se arrastra para visualizarlo.
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Se proyecta este archivo siguiendo los pasos de la proyección de estados.
3. Como generar un archivo shape a partir de otro Se abre la tabla de atributos del archivo shape
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Se ordenan alfabéticamente y se selecciona el atributo que se desea convertir en archivo shape.
Después se selecciona el archivo y se da clic derecho, se selecciona la opción de data y export data.
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Después se elige el municipios en archivo shape para realizar el geoprocesamiento
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4. Geoprocesamiento4.1 Clip
Para generar la separación de los atributos en un lugar en específico, se utiliza la opción de clip.
Después de realizar esto se observa que se hizo la separación de los municipios de zacatecas.
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Se abre la tabla de atributos y se selecciona un municipio para trabajar con él.
Se crea un clip con el municipio seleccionado.
Se realiza lo mismo para hace la separación de cada uno de los atributos, en el municipio seleccionado.
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Se realiza el procedimiento y se crea ahora uno de corriente de agua.
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Para mejorar la presentación categorizando
21
22
Para líneas como cuerpos de agua
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Para aplicar etiquetas, se da clic derecho y se selecciona las propiedades
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Para poner etiquetas
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4.2 Buffer El siguiente geoprocesamiento es el de Buffer
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4.3 Intersect El geoprocesamiento que sigue es el de Intesect
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4.4 Union Para unión de carreteras y municipios
4.5 Merge Para conectar los municipios o estados que están pegados
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4.6 DesolveEste se utiliza para los nombres repetidos y así solo te dará el nombre de uno en lugar de varios
Para desolve, primero se agregan todos los valores.
Value field es descripción
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En geoprocesamientos se selecciona desolve
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5. Generación de mapa
Para imprimir se arregla
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Y se puede agregar el estado para poder hacer referencia
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Para eliminar la línea
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Para agregar sistema de coordenadas
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Se da clic en finalizar después en aplicar y aceptar
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Para insertar las flechas del norte
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Para agregar la escala grafica
Para seleccionar la escala
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Para insertar la legenda
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Se le da siguiente y se pone el nombre
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Para insertar imágenes
Para exportar como proyecto
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Para guardar como imagen
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Unidad II
Los datos ráster se obtienen, comúnmente, al escanear mapas o recopilar fotografías aéreas e imágenes de satélite. Los datasets de mapas escaneados, por lo general, no contienen información de referencia espacial (ya sea incorporada en el archivo o como un archivo separado). Con las fotografías aéreas y las imágenes de satélite, a veces la información de ubicación que se entrega con ellas no es adecuada y los datos no se alinean correctamente con otros datos que ya tiene. Además, para utilizar algunos datasets, ráster junto con los otros datos espaciales, es posible que deba alinearlos o georreferenciarlos en un sistema de coordenadas de mapa. Un sistema de coordenadas de mapa se define mediante una proyección de mapa (un método por el cual la superficie curva de la tierra se representa en una superficie plana).
Cuando realiza una georreferenciación de los datos de ráster, define su ubicación mediante coordenadas de mapa y asigna el sistema de coordenadas del marco de datos. La georreferenciación de datos de ráster permite visualizarlos, consultarlos y analizarlos con otros datos geográficos. La barra de herramientas Georreferenciación le permite georreferenciar datasets ráster, capas ráster (que pueden tener funciones ráster), servicios de imágenes y productos de ráster.
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2. Georreferenciación de imágenes Se escoge el área de estudio Siempre orientar al norte Se ingresa en Google earth Se descarga y se tiene que configurar, para esto nos vamos a herramientas y luego
opciones.
En la pestaña Vista 3D nos vamos a mostrar lat/long y cambiamos las coordenadas a UTM (Universal Transversal de Mercator)
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Se seleccionan las coordenadas deseadas ya sean 4 o mas
Despues se guarda la imagen
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Despues entramos a OziExplorer y seleccionamos mapa en blanco
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Despues se carga la imagen en ArcMap
Se da clic derecho en cualquier lugar y se elige la opción de georreferenciación
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Se pasan las coordenadas correctas para que la georreferenciación sea exacta
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Se da ok y te dejara en una página en blanco así que se da clic derecho en el archivo y se selecciona zoom to layer y volverá al mapa inicial.
Y se repite en cada uno de los puntos hasta tener todos referenciados.
Se guarda el proyecto para prevenir por si se mueve la imagen no empezar desde el principió
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3. Digitalización de elementos de la imagen satelital
Se crean archivos de polilineas, línea y puntos para tener referenciados los puntos y las áreas, que se desean estudiar.
Se activa la barra de edición para poder realizar las polilineas, líneas y puntos.
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Determinar el área y perímetro Se abre la tabla de atributos
Se agrega una fila y se pone le pone el nombre de lo que se quiere determinar.
Se selecciona calcular la geometría y se eligen las unidades en que esta se quiere
calcular.
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Después de esto se realiza lo mismo como polígonos
Laboratorio Cafetería 1 y 2 UD1 y UD2 Centro de Información Canchas de basquetbol
Como líneas Caseta a la cancha Caseta a la cafetería 2
Como puntos Caseta Esquinas de la universidad
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4. Generación de Mapa Se da clic en layout view, aquí nos dará una vista previa de cómo será la hoja en que se
imprimirá el mapa
Para agregar la referencia del estado donde se encuentra ubicado estos puntos
Para agregar un sistema de coordenadas, se da clic derecho sobre la imagen
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Se da clic en finalizar después en aplicar y aceptar Para insertar las flechas del norte
60
Para agregar la escala grafica
61
Para seleccionar la escala
Para insertar la legenda
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Para guardar como imagen
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Unidad IIIUn modelo digital de elevación 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 archivo de tipo raster con estructura regular, el cual se genera utilizando equipo de cómputo y software especializados.
En los modelos digitales de elevación existen dos cualidades esenciales que son la exactitud y la resolución horizontal o grado de detalle digital de representación en formato digital, las cuales varían dependiendo del método que se emplea para generarlos y para el caso de los que son generados con tecnología LIDAR se obtienen modelos de alta resolución y gran exactitud (valores submétricos).
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Modelo digital de elevación con vista en perspectiva
Representación de un modelo digital de elevación en formato raster.
1. Descargar modelo digital de elevación
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Se descarga el modelo de elevación de Zacatecas.
Se carga el modelo de elevación del Estado de Zacatecas y se georreferencia en coordenadas UTM
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Después se agrega el archivo del municipio asignado en la unidad 1
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Para trabajar con elevación correctamente se deben de activar las extensiones
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Extract by Mask Esta herramienta se utiliza para extraer el modelo digital de elevación del
municipio
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Fill Esta herramienta sirve para agregar valores a los pixeles sin valor.
Hillshade Esta herramienta sirve para generar relieve con las sombras
Una vez realizado el archivo Hill se carga el archivo de vegetación para ver los niveles e que se encuentran los tipos de vegetación y se le asignan valores.
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Histograma de altitudes Se ingresa a Layer Propeties y simbología. Y se asigna una gama de
colores para la altitud.
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Contour Esta herramienta se utiliza para generar curvas entre los niveles de altitud a
partir de un modelo de elevación.
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Slope Esta herramienta se utiliza para calcular la pendiente.
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Después se clasifican las pendientes
Aspect Esta herramienta es para la orientación y exposición de las exposiciones de la
luz
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2. Generación de una cuenca a partir de un modelo digital de elevación
Flow Durection Esta herramienta nos permite conocer el paso y la dirección del agua por
los diferentes ríos o canales de distribución de agua.
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Flow Accumulation Con esta herramienta se puede saber dónde se acumula el agua.
Y se crea un shapefile de punto.
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Después se selecciona un punto de referencia para la generación de una cuenca hidrológica.
Snap Pour Point Esta herramienta es utilizada para crear un archivo raster a partir de un
punto.
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3. Generación de CuencaWatershed
Con esta herramienta se realiza la cuenca de los escurrimientos de agua hacia el punto seleccionado.
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Raster to Polygon Esta herramienta es utilizada para convertir un archivo raster a uno
vectorial.
Se agregan las medidas del Área (ha) y Perímetro (m)
.
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4. Generación de Mapa Se da clic en layout view, aquí nos dará una vista previa de cómo será la hoja en que se
imprimirá el mapa
Para agregar la referencia del estado donde se encuentra ubicado estos puntos
Para agregar un sistema de coordenadas, se da clic derecho sobre la imagen
84
Se da clic en finalizar después en aplicar y aceptar Para insertar las flechas del norte
85
Para agregar la escala grafica
Para seleccionar la escala
86
Para insertar la legenda
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Para guardar como imagen
Unidad IVMediante el estudio en cada banda, y la combinación de ellas, es posible resaltar variaciones de color, tonalidad, textura de las rocas, etc., que en algunos casos pueden reflejar zonas de alteración hidrotermal, y por tanto de interés para detectar y delimitar áreas o Targets para posterior reconocimiento minero detallado. También, pueden ser aplicadas en la interpretación estructural y permitir la detección de áreas de interés petrolero, problemas de geodinámica externa, así como también áreas de interés agrícola,
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medioambiente, etc. A continuación se describe brevemente el significado de cada una de las bandas, las posibles combinaciones y su aplicación:
Banda 1 (Azul):Usada para el mapeo de aguas costeras, diferenciando entresuelo y vegetación; mapeo de tipo de forestación o agricultura, y detecta centros poblacionales.
Banda 2 (Verde):Corresponde a la reluctancia del verde de la vegetación vigorosa o saludable. También es usada para la identificación de centros poblados.
Banda 3 (Rojo):Es usada para la discriminación de especies de plantas, la determinación de límites de suelos y delineaciones geológicas así como modelos culturales.
Banda 4 (Infrarrojo Reflectivo):Determina la cantidad de biomasa presente en un área, enfatiza el contraste de zonas de agua-tierra, suelo-vegetación.
Banda 5 (Infrarrojo Medio):Es sensible a la cantidad de agua en las plantas. Usada en análisis de las mismas, tanto en época de sequía como cuando es saludable. También es una de las pocas bandas que pueden ser usadas para la discriminación de nubes, nieve y hielos.
Banda 6 (Termal):Para la vegetación y detección de la vegetación que se encuentra enferma, intensidad de calor, aplicaciones de insecticidas, para localizar la polución termal, ubicar la actividad geotermal, actividad volcánica, etc.
Banda 7 (Infrarrojo medio):Es importante para la discriminación de tipos de rocas y suelos, así como el contenido de humedad entresuelo y vegetación.
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1. Imágenes Satelitales
Se indica que la descarga se quiere como polígono
Se acerca al área que se va a estudiar
Seleccionar los puntos del área de estudios
90
Para descargar la imagen se selecciona la fecha del tiempo en que se quiere descargar como el satélite fue mandado a la órbita en el 2013 esa será una de la fechas y la otra será del día en que se está buscando.
Después nos dirigimos a data set donde indicaremos el tipo de información que queremos descargar
Se selecciona la opción de cómo se quiere descargar en este caso será con Landsat 8
91
Una vez seleccionado nos vamos a la parte de resultados y en esa parte saldrán las imágenes que queremos descargar.
Para observar previamente la imagen ala que podemos exceder se da clic en la pequeña imagen y este aparecerá en la pantalla.
92
Para conocer los tributos de esa imagen se da clic en el icono de la hoja de papel
Ya seleccionada la imagen se descarga
93
2. Índice normalizado de vegetación diferenciado (NDVI)
94
Para calcular NDVI
95
3. Composición de bandasSe cargan las bandas de la 1 a la 7
96
En propiedades y en la opción de simbología se pueden observar la combinación de bandas y se pueden cambiar en función a los parámetros que se desean observar.
97
Se acerca a la zona de interés y se realiza un cambio para resaltar las zonas agrícolas con la combinación de bandas 6, 5, 2.
98
Ahora se cambian las bandas para identificar los cuerpos de agua
Para diferenciar la vegetación saludable
99
Para identificar el falso color urbano
Para la penetración atmosférica
100
Para vegetación saludable
101
Se agrega un archivo shape de polígonos
102
Se selecciona el área de estudios
Se realiza una extract by mask para separar el área de estudios de la imagen satelital.
103
4. Clasificación no supervisada de imágenes satelitales
Se selecciona la herramienta de Iso Cluster
104
5. Clasificación supervisada de imágenes satelitales Se crea un shapefile de puntos con el nombre de sitios de entrenamiento y
se edita de la siguiente manera.
105
Se abre la tabla de atributos y se seleccionan los datos que se encuentran en esta para darles un valor a los cuerpos de agua el cual será el numero 1
106
Continuamos editando y se seleccionan ahora puntos en la marcha urbana qe tendrá el valor de 2
El número 3 para zonas de agricultura
107
Los matorrales como el numero 4
Las zonas sin vegetación el numero 5
108
El número 6 para los bosques
Número 7 para las zonas de disturbio
109
Al terminar de seleccionar todos los puntos deseados y darles una numeración se termina de editar.
Para crear signaturas se ingresa a Create signatures
110
6. Imágenes Satelitales
Se indica que la descarga se quiere como polígono
Se acerca al área que se va a estudiar
Seleccionar los puntos del área de estudios
111
Para descargar la imagen se selecciona la fecha del tiempo en que se quiere descargar como el satélite fue mandado a la órbita en el 2013 esa será una de la fechas y la otra será del día en que se está buscando.
Después nos dirigimos a data set donde indicaremos el tipo de información que queremos descargar
Se selecciona la opción de cómo se quiere descargar en este caso será con Landsat 8
112
Una vez seleccionado nos vamos a la parte de resultados y en esa parte saldrán las imágenes que queremos descargar.
Para observar previamente la imagen ala que podemos exceder se da clic en la pequeña imagen y este aparecerá en la pantalla.
113
Para conocer los tributos de esa imagen se da clic en el icono de la hoja de papel
Ya seleccionada la imagen se descarga
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7. Índice normalizado de vegetación diferenciado (NDVI)
115
Para calcular NDVI
116
8. Composición de bandasSe cargan las bandas de la 1 a la 7
117
En propiedades y en la opción de simbología se pueden observar la combinación de bandas y se pueden cambiar en función a los parámetros que se desean observar.
118
Se acerca a la zona de interés y se realiza un cambio para resaltar las zonas agrícolas con la combinación de bandas 6, 5, 2.
119
Ahora se cambian las bandas para identificar los cuerpos de agua
Para diferenciar la vegetación saludable
120
Para identificar el falso color urbano
Para la penetración atmosférica
121
Para vegetación saludable
122
Se agrega un archivo shape de polígonos
123
Se selecciona el área de estudios
Se realiza una extract by mask para separar el área de estudios de la imagen satelital.
124
9. Clasificación no supervisada de imágenes satelitales
Se selecciona la herramienta de Iso Cluster
125
10. Clasificación supervisada de imágenes satelitales Se crea un shapefile de puntos con el nombre de sitios de entrenamiento y
se edita de la siguiente manera.
126
Se abre la tabla de atributos y se seleccionan los datos que se encuentran en esta para darles un valor a los cuerpos de agua el cual será el numero 1
127
Continuamos editando y se seleccionan ahora puntos en la marcha urbana qe tendrá el valor de 2
El número 3 para zonas de agricultura
128
Los matorrales como el numero 4
Las zonas sin vegetación el numero 5
129
El número 6 para los bosques
Número 7 para las zonas de disturbio
130
Al terminar de seleccionar todos los puntos deseados y darles una numeración se termina de editar.
Para crear signaturas se ingresa a Create signatures
Se abre la herramienta de Maximum Likelihoo
131
Se carga firmas_espectrales
132
Después se carga el archivo no supervisado, se abre el archivo raster junto con el supervisado
133
Después se convierte el archivo raster a vectorial
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