elaboración de mapas digitales del terreno, aplicando

ELABORACIÓN DE MAPAS DIGITALES DEL TERRENO,
APLICANDO PRODUCTOS ANALÓGICOS Y DIGITALES EN EL
MUNICIPIO DE TLAHUALILO, DURANGO
Elaboration of digital maps of terrain applying analogue and digital products in the municipality of Tlahualilo, Dgo., Mexico
Juan de Dios Quevedo Guillen1, Juan José Martínez Ríos1, Fernando Cabral Valdez1 ,
Antonio Gallegos Ponce1 , Rafael Figueroa Viramontes1
Universidad Juárez del Estado de Durango. Facultad de Agricultura y Zootecnia. Maestros Investigadores del Programa Educativo de Ingeniero Agrónomo con Especialidad en Fitotecnia. Código Postal
35110, Apartado postal 1-142 en Gómez Palacio, Dgo.
e-mail: [email protected]
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RESUMEN
Los modelos digitales de elevación (DEM) son datos en
formato ‘raster’ o de cuadrícula que representan elevaciones
topográficas del terreno y se utilizan para una gran cantidad de
estudios que involucran el análisis digital del terreno. Los modelos DEM del área de estudio se adquirieron del programa NALC
(NASA/Pathfinder Program) y fueron también georeferenciados
de acuerdo con las imágenes de satélite. El cubrimiento original
del área de los modelos correspondió a la extensión de las imágenes Landsat, considerando un tamaño de píxel de 60 metros.
Dichas imágenes se procesaron en formato *.BIL (Band Interleaved by Line) en el Software denominado ERDAS® IMAGINE® versión 8.4. Posteriormente se realizó un recorte del área
de estudio para facilitar el análisis digital del terreno. Las imágenes de satélite utilizadas para el presente estudio fueron dos
imágenes Landsat, una del tipo Thematic Mapper (TM) con
siete bandas de información y una resolución espacial de 30
metros por píxel con fecha 7 de Junio de 1992. La segunda
fue una imagen del tipo Enhaned Thematic Mapper (ETM+)
7 bandas de información y una resolución espacial de 28.5 m
por píxel y una banda pancromática de 15 mm. El Municipio
de Tlahualilo se localiza al norte del estado de Durango, geográficamente ubicado entre los paralelos 25º 50’ y 26º 40’ de
latitud norte, y los meridianos 103º 16’ y 103º 56’ de longitud
Oeste, con una altura sobre el nivel del mar de 1100 m. Limita
al norte y al oeste con el municipio de Mapimi (Durango); al
norte y este con el municipio de Francisco I. Madero (Coahuila) y al sur con el municipio de Gómez Palacio. La extensión
territorial del Municipio de Tlahualilo es de 3 709.80 km2, cifra
que representa el 3.10 % del total de la superficie en el estado de Durango. El objetivo de este estudio fue de crear una
base de datos del terreno del Municipio de Tlahualilo, Dgo., y
la aplicación de imágenes de satélite para elaborar los mapas.
Como resultado se elaboraron los mapas digitales del aspecto,
elevación y pendiente del área territorial que abarca el Municipio de Tlahualilo, Dgo.
Palabras claves: Modelos digitales, Imágenes de satélite,
mapas, topografía del terreno.
SUMMARY
Digital elevation model (DEM) are data in format “raster” or
grid, representing terrain topographic elevations and are used
for a large number of studies involving digital terrain analysis.
Models (DEM) of the study area were acquired from NALC
program (NASA / Pathfinder Program), and were also georeferenced according to satellite images. The original coverage
area of the models corresponded to the extension of Landsat
imagery, considering a pixel size of 60 meters. These images
were processed in the format *.BIL (Band Interleaved by Line)
in the software ERDAS® IMAGINE® version 8.4. Then a cut
was made in the study area to facilitate digital terrain analysis.
The satellite images used for this study were two Landsat images, one of the Thematic Mapper (TM) type with seven bands
and a spatial resolution of 30 meters per pixel dated June 7th,
1992. The second one was an Enhaned Thematic Mapper
(ETM +) image type 7-band information and a spatial resolution
of 28.5 m per pixel and a panchromatic band of 15 mm dated
May 10th, 2002. The Municipality of Tlahualilo is located north
of Durango state, geographically located between parallels 25 º
50 ‘and 26 ° 40’ north latitude, and the meridians 103 ° 16 ‘and
103 ° 56’ west longitude, a height above the sea of ​​1100 m. Bordering on the north and west to the municipality of Mapimi (Durango), north and east to the municipality of Francisco I. Madero
(Coahuila), and south to the municipality of Gomez Palacio. It is
reported that the land area of ​​the Municipality of Tlahualilo is 3
709.80 km2, accounting for 3.10% of the total area in the state of
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Durango. The aim of this study was to create a terrain database
for Tlahualilo, Durango, and the application of satellite imagery to produce maps. As a result they were obtained the digital
maps about the aspect, elevation and slope of the land area
covered by the Tlahualilo, Durango municipality.
Keywords: digital models, satellite imagery, maps, terrain
topography.
INTRODUCCIÓN
El nombre de Modelo Digital de Elevación o MDE implica
una representación de las elevaciones del terreno mediante
valores numéricos, generalmente esta representación es una
forma simplificada de la geometría de la superficie del terreno.
Consiste en una serie de puntos con coordenadas conocidas
referenciadas a un sistema de coordenadas bidimensionales a
las que se les asocia un valor de elevación, en otras palabras,
un Modelo Digital de Elevación es un grupo de valores que representa puntos sobre la superficie del terreno cuya ubicación
geográfica está definida por coordenadas “X” y “Y” a las que se
les agrega un valor de “Z” que corresponde a la elevación. Se
ha convenido que los puntos deben estar espaciados y distribuidos de modo regular, de acuerdo con un patrón que corresponde a una cuadrícula. Un 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. Los Modelos Digitales de
Elevación son ampliamente utilizados en aplicaciones relacionadas con el uso y manejo de recursos naturales, de las cuales
pueden distinguirse grandes categorías de aplicaciones que
utilizan los modelos como son geodesia y fotogrametría, ingeniería civil, planeación y manejo de recursos naturales, ciencias
de la tierra, en aplicaciones militares, cartografía especializada,
prevención y atención a desastres naturales, entre otras.
Un sistema de Información Geográfica (GIS por las
siglas en inglés) se puede definir como la base de datos computarizados que contiene información espacial (Cebrian y Mark,
1986) y en donde el sistema se caracteriza por su capacidad de
manejar y analizar datos geográficos, es decir, espacialmente
referenciados, los cuales se pueden representar gráficamente
como imágenes o mapas temáticos (Bracken y Webster, 1992).
Los sistemas de información geográfica se basan en
el concepto de dividir el área de estudio en capas de información. En la cual, una capa de información es el conjunto de datos que describe una característica especifica del mundo. Por
ejemplo, vegetación, tipo de suelo, geología del lugar, etc. (Soria et al., 1998). Según Chuvieco (1990) los sistemas de información geográfica son bases informativas de datos con algún
tipo de componente espacial. Esto significa que la información
que almacena esta referenciada geográficamente, ya se trate
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de mapas o estadísticas de datos climáticos sobre un territorio
concreto, por lo que todas estas variables pueden relacionarse mutuamente de formas muy diversas y la información que
contiene se almacena en forma digital, de tal manera que los
sistemas aprovechan las posibilidades analíticas de los ordenadores, facilitando múltiples operaciones que resultan difícilmente accesibles por medios convencionales, como lo son la
generación cartográfica, la integración de variables espaciales,
los análisis de vecindad, etc.; además los GIS permiten almacenar esa información espacial en forma eficiente, facilitando su
actualización y acceso directo al usuario. Ampliando enormemente las posibilidades que brindan los mapas convencionales,
además de facilitar su almacenamiento y visualización.
A diferencia de los mapas convencionales, que permanecen
estáticos una vez publicados, los mapas digitales del tipo GIS
pueden ser actualizados tan frecuentemente como sea necesario (Johnson, 1990) y pueden ser aplicados a un sinnúmero
de disciplinas (De Mers, 1997). SAGAR (1998) menciona las
principales actividades agrícolas y pecuarias del Municipio de
Tlahualilo, Durango, donde señala como primera actividad el
establecimiento de cultivos de otoño-invierno como la alfalfa y
la avena con 1944 y 563 hectáreas respectivamente. Asimismo, los cultivos básicos como el algodonero, sorgo escobero,
maíz forrajero, zacate sudán, maíz grano, además de hortalizas como el melón y la sandía, ocuparon superficies de 1010
y 339 hectáreas respectivamente. Para el sector pecuario, se
consideran especies de bovinos productoras de leche (5 402
animales) y caprinos (64 735), así como especies productoras
de carne como bovinos, caprinos, porcinos, ovinos y aves.
El objetivo de presente trabajo de investigación fue elaborar
Mapas digitales de orientación, aspecto, elevación, altitudes y
pendiente del Municipio de Tlahualilo, Dgo., aplicando productos analógicos y digitales
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente estudio se realizó en el año 2008 en el Municipio
de Tlahualilo (Mapa 1) que se localiza al norte del estado de
Durango, geográficamente ubicado entre los paralelos 25º 50’ y
26º 40’ de latitud norte, y los meridianos 103º 16’ y 103º 56’ de
longitud Oeste, con una altura sobre el nivel del mar de 1100 m.
(I.N.E.G. I., 1985a). Limita al norte y al oeste con el municipio
de Mapimi (Durango); al norte y este con el municipio de Francisco I. Madero (Coahuila) y al sur con el municipio de Gómez
Palacio (I.N.E.G.I.-S.P.P., 1985b). Se reporta que la extensión
territorial del Municipio de Tlahualilo es de 3 709.80 km2, cifra
que representa el 3.10 % del total de la superficie en el estado
de Durango (Ecoplan Municipal, 1982).
EXPLOTACIONRACIONAL Y MONITOREODEECOSISTEMAS
Mapa 1. Localización geográfica del Municipio de Tlahualilo, Dgo.
Características climáticas
El clima del lugar es semi-cálido muy seco (Bwhw), el cual
predomina en la mayor parte del municipio, con excepción de
una pequeña porción de terreno al norte del mismo, en el lugar denominado “Sierra de la Campana” con clima seco semicálido templado (Bwkw). El promedio de precipitación pluvial es
de 258 mm anuales, la temperatura media anual es de 21.0º C.
Las heladas se presentan de noviembre a marzo, y ocasionalmente en octubre y abril; la mayor incidencia de granizo ocurre
en mayo y junio, con un promedio regional de 1.3 granizadas
por año. La evaporación media total es de aproximadamente
2,500 mm anuales, lo que proporciona una relación precipitación/evaporación de 1:10 (I.N.I.F.A.P., 1993).
Fuentes de Información
pondiente a la topografía, la cual agrupé a las variables de:
Elevaciones (msnm)
Aspecto (orientaciones)
Pendientes (º)
Procesamiento de la Información
Se utilizó el Programa ArcGis/ArcMap 9.2 para procesar los
datos cartográficos proporcionados por CONABIO y FIRCO.
El primer proceso consistió en proyectar la información para el
país y verificar que no tuvieran errores en el proceso de registro (alineación). El segundo paso consistió en realizar recortes
para el municipio y ordenar las capas de información para la
generación de la base de datos.
Fueron los productos digitales desarrollados por el Instituto
Nacional de Estadística Geografía e Informática (I.N.E.G.I.). Específicamente los modelos digitales de elevación (MDE). Con
este producto se generaron las capas de información corresAGROFAZ
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Metodología
Fuentes de datos
El presente estudio utilizó una diversa gama de productos
geográficos tanto analógicos como digitales. Entre los que destacaron los siguientes:
Imágenes de satélite. Las imágenes de satélite utilizadas
para el presente estudio fueron dos imágenes Landsat, una del
tipo Thematic Mapper (TM) con siete bandas de información y
una resolución espacial de 30 metros por píxel (Martínez, 2000)
con fecha 7 de Junio de 1992. La segunda fue una imagen del
tipo Enhaned thematic mapper (ETM+) 7 bandas de información y una resolución espacial de 28.5 m por píxel y una banda
pancromática de 15 mm (Jensen, 2002) con fecha 10 de mayo
de 2002.
Las imágenes de satélite, de acuerdo con el WRS (World
Reference System) corresponden a la ruta (path) 30 y al renglón (row) 42. La primera fue obtenida del centro denominado PACES (Panamerican Center for Earth and Environmental
Studies), localizado en la Universidad de Texas, El Paso, y la
segunda fue obtenida del C.E.N.I.D. – R.A.S.P.A .- I.N.I.F.A.P.
Ambas imágenes fueron georeferenciadas de acuerdo con la
cuadrícula universal de Mercator (UTM) utilizando el Datum
NAD27 y elipsoide de Clarke de 1866.
Landsat Thematic Mapper (TM). Este sistema sensorial
fue lanzado el 16 de Julio de 1982 (Landsat 4), marzo 1 de
1984 (Landsat 5) y 15 de abril de 1999 (Landsat 7). El sensor
Thematic Mapper es un sensor de rastreo óptico-mecánico que
registra la energía en las regiones visible, infrarrojos reflectivo, mediano al infrarrojo e infrarrojo térmico del espectro. Este
sensor obtiene imágenes multi-espectrales que tienen mayor
resolución espacial, espectral y radiométrica que el MSS. Este
sensor ha mostrado ser útil en la determinación de tipos de vegetación, humedad del suelo, diferenciación de nieve y nubes
así como en discriminación de material geológico (Martínez,
2000).
Modelos Digitales de Elevación. Los modelos digitales de
elevación (DEM) son datos en formato ‘raster’ o de cuadrícula
que representan elevaciones topográficas del terreno (Campbell, 1996) y se utilizan para una gran cantidad de estudios
que involucran el análisis digital del terreno (ERDAS, 1995).
Los modelos (DEM) del área de estudio se adquirieron del
programa NALC (NASA/Pathfinder Program) y fueron también
georeferenciados de acuerdo con las imágenes de satélite. El
cubrimiento original del área de los modelos correspondió a la
extensión de las imágenes Landsat, considerando un tamaño
de píxel de 60 metros. Dichas imágenes se procesaron en formato *.BIL (Band Interleaved by Line) en el Software denominado ERDAS® IMAGINE® versión 8.4. Posteriormente se realizó
un recorte del área de estudio para facilitar el análisis digital del
terreno.
Mapas analógicos. Se utilizaron mapas analógicos de la
región en estudio a diversas escalas (1:50,000; 1:250,000 y
1:1’000 000) en diferentes temas (edafología, uso del suelo y
vegetación, topografía, geología) para la delimitación del área y
la ubicación de los recursos reportados por I.N.E.G.I. Asimismo
estos mapas fueron convertidos del formato analógico al digital
(digitalizados) para su posterior utilización en el programa computacional (sistema de información geográfica), en la creación
de la base de datos.
Ortofotos Digitales. Las ortofotos digitales del área de estudio (G13B85 a escala 1:20,000 en formato digital que conforman el mosaico del área específica y que son corregidas
por topografía. Estas se obtuvieron del Centro de Ventas del
I.N.E.G.I. en Gómez Palacio manejando una resolución espacial de 2 m por píxel, lo que aseguro una buena identificación
de las características del terreno. Dichas imágenes abarcan
una extensión de 7.5’ de latitud y una anchura de 6.6’ de longitud y se encuentran referenciadas al sistema utilizado tanto
por las imágenes de satélite como de los modelos de elevación
digital. En el Cuadro 1 se muestra las claves, ortofotos y las
coordenadas de las cartas utilizadas que cubren el Municipio
de Tlahualilo, Dgo.
Cuadro 1. Claves y nombres de las ortofotos utilizadas en el Municipio de Tlahualilo, Durango.
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EXPLOTACIONRACIONAL Y MONITOREODEECOSISTEMAS
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Resultado de productos digitalizados, observamos en el
Mapa 2, diferentes escalas de aspectos u orientación del territorio de Tlahualilo, Dgo., que oscila desde 0° hasta 360°, así
mismo en la Grafica 1 se muestra la cobertura territorial de cada
orientación, en donde se presenta que más de 1800 km2 del
territorio de este Municipio es plano y las orientaciones al oeste,
este, suroeste y noreste son las más predominantes con valores de 480, 450 410 y 400 km2 respectivamente, siendo la
orientación norte la que obtuvo el valor mas bajo con 100 km2 .
Mapa 2. Diferentes aspectos del territorio del Municipio de Tlahualilo, Dgo.
Grafica 1. Superficie en km2 de los diferentes aspectos del territorio del Municipio de Tlahualilo, Dgo.
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AGROFAZ VOLUMEN 13 NÚMERO 1 2013
En el Mapa 3 se observa la composición de elevaciones que
conforman el área de estudio desde 1100 msnm hasta 2000
msnm que es la parte más alta, ubicándose únicamente una
pequeña porción de esta elevación; en cambio en la Grafica 2
muestra que la mayoría del territorio que compone el municipio
de Tlahualilo, Dgo. tiene una elevación o altitud de 1200 y 1100
msnm con valores de 2750 y 1125 km2. En cambio, se observa
que en este municipio el rango de elevación fluctúa entre los
1100 y 2000 msnm, siendo este ultimo valor el que representa
la menor superficie de elevación.
Mapa 3. Diferentes elevaciones y cobertura en Km2 registrados en el Municipio de Tlahualilo, Dgo.
Grafica 2. Superficie en km2 de diferentes altitud existentes en el Municipio de Tlahualilo, Dgo.
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EXPLOTACIONRACIONAL Y MONITOREODEECOSISTEMAS
En el Mapa 4 se muestra las diferentes pendientes obtenidas del área de estudio que fueron desde 0° hasta 45°, se
observa que las pendientes de 0° y 1° fueron las más frecuentes, y en la Grafica 4, observamos que de la superficie total
que compone el Municipio de Tlahualilo, Dgo., 3000 km2 mani-
fiestan una pendiente de 1°, área de mayor cubertura, seguido
de 0° abarcando una superficie de aproximadamente 800 km2,
también están presentes pendientes de 5 y 45 °, pero cubren
menor superficie, con valores aproximados de 250 y 100 km2 .
Mapa 4. Diferentes pendientes y cobertura en Km2 registrados en el Municipio de Tlahualilo, Dgo.
Grafica 4. Diferentes pendientes y cobertura en Km2 registrados en el Municipio de Tlahualilo, Dgo.
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AGROFAZ VOLUMEN 13 NÚMERO 1 2013
CONCLUSIONES
Podemos concluir que se desarrolló una base de datos geográficos y la creación de mapas del terreno que cubre el área
del Municipio de Tlahualilo, Durango; asimismo se debe de
considerar esta información para su utilización en la realización
de futuros análisis espaciales que contemplen la estabilidad de
sus ecosistemas. La creación de los productos citados, tanto
los mapas como las Gráficas, es de proporcionar información
de todas las ortofotos que cubren el territorio de Tlahualilo, Dgo.
para futuros trabajos que se pretendan realizar en este Municipio.
LITERATURA CITADA
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AGROFAZ
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I.N.E.G.I. 1999. Guía para la interpretación de la carta de uso
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