SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA ArcGIS 9.3

SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA ArcGIS 9.3

CURSO BASICOSISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

ArcGIS 9.3

FUNCIONES DE ANALISIS Y GEOPROCESAMIENTO

1. INTRODUCCION.

Este ejercicio se ha tomado del Prof. Jess Martnez del Departamento de Geografa de la Universidad Alcal de Henares- Espaa.El ejercicio consiste en establecer la ubicacin ms adecuada para una planta depuradora y de tratamiento de residuos txicos y peligrosos en el rea de Torrelaguna (Madrid-Espaa).Para la solucin del ejercicio se cuenta con varias capas temticas en formato vectorial con toda la informacin necesaria sobre la zona de estudio.Capas de partida

2. Objetivo

Localizar en la hoja de Torrelaguna la parcela adecuada para instalar en ella una planta de tratamiento de residuos txicos y peligrosos y una depuradora. Segn la ley vigente y las preferencias de las autoridades de la zona se imponen los siguientes requisitos y restricciones:

3. Requisitos

1. Deben estar situadas sobre suelos rocosos, para evitar infiltraciones

2. Deben ser zonas de vegetacin natural con poco valor paisajstico y ecolgico, y donde no haya que eliminar vegetacin arbolada y arbustiva. En concreto deben ser pastizales.

3. Por supuesto estarn en zonas no protegidas.

4. Con el fin de evitar la necesidad de construir nuevas dotaciones de comunicaciones, los terrenos debern estar prximos a las carreteras existentes: a 1000 metros mximo de las Autopistas y Nacionales, a 600 metros mximo de las comarcales y a 300 metros mximo de las locales.

4. Restricciones

1. Las nuevas parcelas no pueden estar dentro de la franja de proteccin de corrientes o superficies de agua, que se establece de la siguiente forma:

a. Hasta 150 metros de las corrientes de agua

b. Hasta 1000 metros de los embalses (que en esta zona se utilizan para abastecimiento urbano)

2. No deben estar a menos de 1000 metros de las reas urbanizadas.

5. Criterio de seleccin de las parcelas candidatas

1. De las parcelas obtenidas tras aplicar todas estas condiciones se seleccionarn solamente aquellas que tengan una extensin mnima de 10 ha.2. Entre las candidatas mayores de 10 ha. la propuesta que presentaremos a las autoridades ser la de la parcela que est ms alejada de las depuradoras existentes en la zona, con el objetivo de repartir geogrficamente mejor la atencin de este servicio.

3. Indicar: Qu superficie tiene esta parcela? en qu municipio se encuentra?, Cul es el ncleo de poblacin ms cercano a la parcela propuesta? (para esto ltimo utilizar la herramienta measure y la capa ncleos)

6. Presentacin de los resultados1. Elaborar un modelo cartogrfico (e.d. un diagrama de flujos) que explique esquemticamente las capas utilizadas y los procesos realizados para alcanzar a la solucin

2. Elaborar un composicin cartogrfica que muestre la situacin de las parcelas candidatas de ms de 10 ha en un color, y la parcela seleccionada (la ms alejada de las depuradoras) con otro color. Incluir en el mapa las vas de comunicacin con una simbologa diferenciada segn su categora, las zonas urbanas (utilizar la capa urbano), las depuradoras y los lmites municipales. Puede incluirse en la composicin un recuadro con un zoom detallado sobre la parcela propuesta.

Nota: Los resultados pueden presentarse en formato digital (fichero word o powerpoint) o en papel. El layout (o mapa) se puede exportar a formato imagen (jpg, emf, bmp, tiff, etc) desde el men File/Export Map.

7. METODOLOGIA.

Se trata de una problemtica clsica en el mbito de los S.I.G.; se parte de una o varias instalaciones no deseables que van a afectar negativamente al entorno y a la poblacin asentada. Por otro lado dichas instalaciones resultan necesarias para dar un servicio a la poblacin dentro de un rea concreta (Torrelaguna en este caso). El tipo de efecto (o externalidad) provocado sobre el entorno vara en funcin de las caractersticas y magnitud de la actividad.

El proceso ms lgico sera partir de los factores que influyen en el estudio (percepcin social, impacto medioambiental y eficiencia econmica) y tratar de plasmarlos en una serie de condiciones que descarten las zonas ms sensibles a nuestra actividad. En la prctica las condiciones vienen dadas en el enunciado, por lo que este proceso se ver simplificado, as como la asignacin de pesos a cada factor (uno de los aspectos ms delicados y complejos de establecer).

Algunos de los criterios del enunciado como la valoracin paisajstica o la idea de dispersar en el territorio las actividades no deseadas o de riesgo, pueden ser ms o menos discutibles; sin embargo servirn para ejemplificar la metodologa a seguir en este tipo de anlisis.

El estudio se divide en varias fases: Requisitos.

Restricciones.

Criterios de seleccin.

Informacin adicional.

Requisitos:

Los requisitos, son condiciones que obligatoriamente debe cumplir el suelo sobre el cual se va a realizar el proyecto. Cada uno de estos requisitos puede expresarse mediante una capa en la que se recoja el rea que cumple cada una de las condiciones: SUELOS.

Deben estar situadas sobre suelos rocosos, para evitar infiltraciones. Uno de los principales riesgos ecolgicos de las plantas depuradoras y de tratamiento de residuos son las filtraciones a la capa fretica. De nada sirve situarnos lejos de la poblacin si contaminamos un elemento tan dinmico y vital como es el agua. En muchos casos la legislacin nos exige la utilizacin de un sustrato con determinadas condiciones de impermeabilidad y estabilidad. Los suelos rocosos permiten una menor erosin y una mayor estabilidad que adems resulta beneficiosa de cara a los costes de habilitar la zona.Capa resultante: Suelos Rocosos.

APROVECHAMIENTOS (USO_COBERTURA).

Deben ser zonas de vegetacin natural con poco valor paisajstico y ecolgico, y donde no haya que eliminar vegetacin arbolada y arbustiva. En concreto deben ser pastizales. Por un lado se pretende minimizar el precio medioambiental de la instalacin de la actividad. La prdida de un bosque autctono por ejemplo siempre se considera mucho ms grave e irreversible que el uso de un pastizal, un paisaje sin demasiado valor ecolgico debido a lo antropizados de su uso y con un coste econmico de adquisicin relativamente bajo como indica su uso por una actividad agrcola extensiva. Capa resultante: Pastizales.

PROTEGIDAS (AREAS PROTEGIDAS). Estarn en zonas no protegidas. Obviamente, todas las zonas caracterizadas por su valor medioambiental quedan excluidas. Este tipo de zonas recogen factores como la importancia de un determinado hbitat para la fauna y flora de la zona, que de otro modo seran ms difciles de valorar.Capa resultante: No Protegido. VIAS. Con el fin de evitar la necesidad de construir nuevas dotaciones de comunicaciones, los terrenos debern estar prximos a las carreteras existentes.

1000 metros mximo de las Autopistas y vas Nacionales.

600 metros mximo de las vas regionales.

300 metros mximo de las vas locales.

Otro aspecto importante a la hora de evaluar el coste de implantacin de la actividad es la accesibilidad. Se puede apreciar cierta ponderacin en las condiciones de accesibilidad; cuanto mayor es la carretera, mayor es el rea a su alrededor que se considera comunicada.

Capa resultante: Accesibilidad.

=>Las Zonas Aptas en funcin de los requisitos sern aquellas que cumplan las 4 condiciones a la vez, o lo que es lo mismo, las zonas comunes a las cuatro capas. Realizando una interseccin de las capas se puede obtener las zonas contenidas en todas las capas. A continuacin se muestra el modelo para establecer las zonas aptas segn los requisitos.

RESTRICCIONES.Las restricciones delimitan zonas en las que no ser posible establecer la planta. Las nuevas parcelas no pueden estar dentro de la franja de proteccin de corrientes o superficies de agua:

- Hasta 150 metros de las corrientes de agua.

- Hasta 1000 metros de los embalses (que en esta zona se utilizan para abastecimiento urbano).

Al igual que se hizo tratando de evitar filtraciones mediante unas condiciones de impermeabilidad; en el caso de las corrientes superficiales de agua tambin se van a tomar precauciones que eviten su contaminacin accidental. En el caso de los embalses esta franja de proteccin es mucho mayor, ms adelante se ver que estas reas estn asociadas a zonas de recreo de mayor valor medioambiental, por lo que quedarn descartadas en un permetro muy amplio.Capa resultante: rea Hidrografa.

No deben estar a 1000 metros de las reas urbanizadas.

En este caso se trata de proteger a la poblacin. Nadie quiere una planta de tratamiento de residuos txicos y peligrosos junto a su casa, si a esto le sumamos los olores generados por algunas plantas depuradoras, el rechazo social generado puede llegar a ser enorme. Adems adquirir suelo urbano o en reas con previsin de crecimiento urbano nos resultara mucho ms caro, por lo que si no existe ninguna necesidad justificada (cercana a potenciales consumidores por ejemplo) no deberamos escoger estas zonas.Capa resultante: rea Urbana.

> En este caso es suficiente que se cumpla una sola de las restricciones para que una zona no sea vlida; por lo que bastar con unir las tres capas resultantes para conocer las Zonas Restringidas. Zonas Restringidas.

CRITERIOS DE SELECCIN.

En el primer filtro (segn requisitos) se obtuvo un grupo de parcelas que cumplan las primeras condiciones necesarias, en este nuevo filtro se ha creado una capa con un rea de terreno que queda restringida. Al restar a la primera de requisitos esta segunda capa con zonas restringidas se tendr una nueva superficie que cumple con todas las condiciones iniciales para acoger nuestra actividad.

El siguiente paso una vez que todas las parcelas son vlidas, ser escoger la que mejor se adapte a las necesidades: De las parcelas obtenidas tras aplicar todas estas condiciones, se seleccionarn solamente aquellas que tengan una extensin mnima de 10 Hectreas.

El primer criterio de seleccin es una cuestin de funcionalidad, al parecer el tamao mnimo para poder crear las instalaciones son 10 hectreas , por lo que se busca parcelas de este tamao para evitar tener que fragmentar las instalaciones en varias parcelas. Obtener la superficie de cada elemento superficial de una shape no debera plantear problemas, por lo que se tratara de una seleccin sencilla.Capa resultante: Parcelas 10 Has.

La propuesta que se presentar a las autoridades ser la de la parcela que est ms alejada de las depuradoras existentes en la zona, con el objetivo de repartir geogrficamente mejor la atencin de este servicio.

De entre todas las parcelas que queden se escoge aquella que se encuentre ms alejada de las existentes (reflejadas en la capa Plantas_Dep). Esto se debe a un criterio de justicia espacial, por el que se pretende repartir los beneficios (y las molestias) de las instalaciones de una forma equilibrada teniendo en cuenta actuaciones previas. Para estimar la parcela ms alejada de las otras plantas se calcula la distancia a la planta ms cercana de cada elemento de la capa, aquella parcela que obtenga una distancia mayor ser la elegida para la ubicacin.

Capa resultante: Parcela_ Propuesta.

INFORMACION ADICIONAL. En el ltimo apartado se tendr que extraer informacin adicional sobre la parcela en la que finalmente nos vamos a situar:.

Indicar: Qu superficie tiene esta parcela? en qu municipio se encuentra?, Cul es el ncleo de poblacin ms cercano a la parcela propuesta? (para esto ltimo utilizar la herramienta measure y la capa ncleos).

En este ltimo apartado se utiliza el resto de las capas (ncleos y municipios) para obtener ms datos sobre la parcela. La poblacin ms cercana ser el ncleo al que se da servicio. El municipio define la administracin con la que se tendr que tramitar nuestra instalacin.

8. PROCEDIMIENTO.REQUERIMIENTOS.

PASTIZALES.

En la capa Aprovechamientos o uso y cobertura del suelo, se encuentran registradas aquellas reas con cobertura de pastizales.

Entonces se debe crear una capa que contenga las reas de pastizales.

> Layer: Pastizales. Suelos Rocosos.

En la capa suelos se encuentran 7 clases de suelos, una de ellas son los suelos rocosos.

Entonces, se debe crear una capa que contenga los suelos rocosos.

> Layer: Suelos Rocosos.

Zonas no Protegidas.

En la capa Protegido se encuentra un campo (Estado) en el que se especifica la situacin de las distintas zonas que componen el rea de estudio. Se debe buscar y seleccionar los elementos de texto no protegido en el campo Estado.

Entonces se debe crear la capa con los espacios no protegidos.

> Layer: No Protegido.

Accesibilidad.Este requisito implica delimitar un rea de influencia alrededor de determinados elementos lineales de la capa viales.

En funcin del tipo de carretera el rea de influencia ser mayor resultando accesibles zonas ms alejadas.

Para resolver este requisito, se va a crear un nuevo campo en la capa viales en el que se introduce la distancia de buffer que se quiere emplear en cada tipo de va. Entonces adicionar la capa viales.

Para crear un nuevo campo:

Abrir tabla de atributos de la capa viales. (Open Attribute Table)

En la parte inferior de la tabla seleccionar Options > Add Field.

En la ventana que aparece se especifica el nombre y el tipo de datos:Name: Dist_Buffe.

Type: Short Integer.

Luego Ok

Para asignar valores al Nuevo campo: se debe editar la capa desplegando la barra de edicin (Editor).

En la tabla de atributos se puede editar la informacin en las celdas. Esto permite asignar directamente los valores del campo Dist_Buffer.

Una vez que se tenga seleccionado cada uno de los elementos con un mismo valor para la distancia de buffer, se escoge la pestaa select para filtrarlos.

Se pulsa el botn derecho sobre la cabecera del campo que se quiere cambiar (Dist_Buffer) y se escoge la opcin Field Calculator.

Se presenta una ventana que calcular el valor que se le asignar al campo. Parte de la expresin ya est construida (Dist_Buffer) que solo se tendr que introducir el valor numerico que se le va a asignar (1000 para este caso).

Luego Ok.

As mismo para todos los dems Dist_Buffer.

Una vez se termine de introducir todos los valores, se deben guardar los cambios:

Editor > Save Edits y cerrar la sesin de edicin: Editor > Stop Editing.El ltimo paso es generar el buffer:

ArcToolbox > Analysis Tools > Proximity > Buffer

Al activarla aparece una ventana que debe quedar tal como se muestra:

El resultado es una capa con un nico elemento superficial en el que se recogen todas las zonas consideradas accesibles en funcin de los parmetros que proporciona el enunciado.

ZONAS APTAS.

Se tienen cuatro nuevas capas an las que se han ido exportando las zonas que cumplen cada uno de los requisitos.

El enunciado especifica que solamente sern aptas las zonas que cumplan los cuatro requisitos, luego se tiene que localizar las reas existentes en las cuatro capas.

Se trata por lo tanto de una operacin de superposicin vectorial en la que se realiza una interseccin de cuatro conjuntos de datos relacionados por el operador AND ( ).

Suelos_Rocosos Pastizales No_Protegido Accesibilidad.

En ArcGIS se cuenta con varias herramientas para este tkipo de superposiciones, estn situadas en el submenu Overlay, dentro de las herramientas de analisis de ArcToolbox.

Para realizar la interseccin:

ArcToolbox > Analysis Tools > Overlay > Intersect.

Al seleccionarla aparece la ventana en la que se configura la interseccin.

Una vez que la ventana se encuentre como se muestre, entonces OK.

Archivo generado: Zonas_Aptas.shp

RESTRICCIONESLas restricciones son dos condiciones que se deben evitar en la localizacin de la planta de tratamiento de residuos txicos y peligrosos y una depuradora.

Se basan en criterios de proteccin que pretenden evitar un mayor impacto sobre el medio en la cual se asienta.

La intencin es proteger por un lado la red hidrogrfica y por otro la poblacin residente en la zona.

No puedee estar dentro de la franja de proteccin de corrientes o superficies de agua.

Hasta 150 metros de las corrientes de agua.

Hasta 1000 metros de los embalses (que en estas zonas se utilizan para abastecimiento urbano).

No debe estar a menos de 1000 metros de las reas urbanas.

RIOS Y EMBALSES (Hidrografia).Para establecer el buffer de los rios: ArcToolbox > Analysis Tools > Proximity > Buffer.

La configuracin de la ventana del buffer de la capa rios, debe quedar as:

Archivo generado: Area_Rios.shp.

Configuracin del buffer de la capa embalses:

Luego OK

Archivo generado: Area_Embalses.shp

AREAS URBANAS.

De nuevo se utiliza la herramienta buffer para generar el rea de influencia de la zona urbana de acuerdo a la restriccin dada en el enunciado. Configuracin del buffer de la capa Urbano:

Luego OK

Archivo generado: Area_Urbana.shp.

ZONAS RESTRINGIDAS.

Se tienen las tres capas que contienen las zonas con restricciones a la implantacin de la planta de tratamiento de residuos txicos y peligrosos y una depuradora.

A efectos prcticos bastara con que se cumpla una sola restriccin para que no se pueda hacer la instalacin de la planta, a partir de las capas: Area_Rios, Area_Embalses y Area_Urbana.

Sera una superposicin vectorial en la que se unen los datos de tres capas distintas en una sola capa. Las capas estaran relacionadas por el operador OR ( U ). Es decir se debe hacer una unin.

Area_Rios U Area_Embalses U Area_Urbana.

Para realizar la unin de las tres capas:

ArcToolbox > Analysis Tools > Overlay > Union

La configuracin de la ventana Union debe quedar as:

Luego OK

Archivo generado: Zonas_Restringidas.shpPARCELAS CANDIDATAS.

Ya se tiene una zona que cumple con todos los requisitos (Zonas_Aptas) y otra zona que queda descartada debido a las restricciones (Zonas restringidas)

Si restamos a las zonas aptas la superficie de las zonas restringidas obtendremos las parcelas con las condiciones necesarias para cumplir con los requisitos para implementar la planta de tratamiento de residuos txicos y peligrosos y una depuradora.

Para combinar ambas capas, se requiere realizar una superposicin vectorial en la cual se extraen las zonas que pertenezcan al conjunto de datos Zonas_Aptas y que no pertenezcan al grupo Zonas_Restringidas.

ArcToolbox > Analysis Tools > Overlay > Erase.La configuracin de la ventana Erase debe quedar as:

Luego OK

Archivo generado: Parcelas_Candidatas.shp

PARCELAS MAYORES DE 10 HECTAREAS.

Se debe aplicar los criterios de seleccin que proporciona el enunciado.

El primero de ellos es seleccionar las parcelas mayores de 10 hectreas esto es debido a que se necesita esta superficie como mnimo para poder montar la planta de tratamiento de residuos txicos y peligrosos y una depuradora, en una misma parcela.

Existen varias maneras de descomponer entidades formadas por multiples elementos. Aqu se muestra la ms sencilla:

ArcToolbox >Data Management > Features > Multipart To Singlepart.

La ventana Multipart To Singlepart debe quedar as:

Luego OK.

Archivo generado: Parcelas_Individuales.Shp

En esta capa se tienen 41 elementos distintos, cada uno de ellos compuesto por un polgono y su correspondiente registro.

Ahora, se puede seleccionar las parcelas que cumplen el requisito de ser mayores de 10 hectreas.

Para ello se debe crear el Campo Area_Parc y realizar el clculo de las reas.

Luego, la ventana de Select By Attributes, debe quedar as como se muestra:

Luego Apply > Close.

Botn derecho sobre la capa Parcelas_Individuales > Data > Export Data..

Nombre de salida: Candidatas_10Has.

PARCELA MAS ALEJADA DE LAS INSTALACIONES EXISTENTES.Despus de varios filtros, se han obtenido 13 parcelas independientes que cumplen con todas las condiciones necesarias, por lo que el ltimo paso es escoger una de ellas.

En este caso se emplea JOIN, que permite aadir a cada parcela de la capa, los atributos de la planta depuradora ms cercana. Unir los campos que se crearon ser la distancia desde la parcela a la planta depuradora, lo cual nos servir para localizar la candidata ms alejada de las plantas existentes.

Se pulsa el botn derecho sobre la capa Candidatas_10Has.> Join and Relates > JoinLa ventana Join Data debe quedar tal como se muestra:

Luego OK.

Archivo generado: Candidatas_Finales.shp.

Abrimos la tabla de atributos de la capa Candidatas_Finales y se ordena el campo Distance en orden decreciente, el primer registro de la columna Distance debe ser la parcela ms alejada de las plantas depuradoras.

Se selecciona el elemento escogiendo su fila en la tabla.

Ahora, se debe crear la capa con la parcela seleccionada y se le coloca por nombre, Parcela_Seleccionada.

Finalmente se obtiene la parcela ms adecuada para el objetivo del ejercicio.PAGE 1Ing. J. ORLANDO MAYORGA B.