Elaboración de gráficos con los factores de distribución de corales y esponjas con Python

En este tutorial, explorará algunos de los factores que controlan la distribución de corales y esponjas en las aguas alrededor de Isla Catalina. Descargará datos de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), seleccionará un área de interés, analizará los datos y usará el código Python para crear un conjunto de gráficos.

Este tutorial se probó por última vez el 16 de octubre de 2023 con ArcGIS Pro 3.1. Si está utilizando otra versión de ArcGIS Pro, puede que las funciones y los resultados sean diferentes.

Requisitos

• ArcGIS Pro (consulte las opciones de acceso a software)
• Extensión ArcGIS Spatial Analyst

Explorar la distribución de corales y esponjas

En esta sección, explorará algunos de los factores que controlan la distribución de corales y esponjas en las aguas alrededor de Isla Catalina. Primero, descargará datos de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), seleccionará un área de interés y preparará los datos para su exploración.

Descargar datos sobre corales y esponjas en aguas profundas

Los datos de la NOAA muestran las ubicaciones conocidas de coral y esponja de todo el mundo. Comprender cómo descargar y trabajar con datos públicos es un aspecto importante a la hora de aprender a utilizar tecnología SIG. Comenzará descargando dos datasets del programa Deep Sea Coral Research and Technology de la NOAA. En primer lugar, irá al Deep-Sea Coral and Sponge Map Portal. Este sitio contiene datos que se actualizan trimestralmente y son útiles para estudiar especies oceánicas. Los pasos de esta sección le mostrarán cómo descargar especies de un área específica del mundo. Dado que su área de estudio se encuentra alrededor de Isla Catalina, delante de la costa de California, descargará datos correspondientes al Pacífico Norte.

1. En su equipo. abra File Explorer. En una ubicación de su equipo que sea fácil de encontrar, cree una carpeta y llámela DeepSeaCoralSponge.

   En este tutorial, los datos se muestran en C:\Lessons\DeepSeaCoralSponge\. Puede utilizar una carpeta diferente, pero ajuste las rutas según las instrucciones siguientes.

2. Vaya a https://www.ncei.noaa.gov/maps/deep-sea-corals/mapSites.htm.

   El Deep-Sea Coral & Sponge Map Portal de la NOAA contiene un mapa creado y administrado por el Deep Sea Coral Research and Technology Program de la NOAA. Los datos de este mapa se actualizan trimestralmente.

   

3. En la parte superior de la página, haga clic en Consulta de datos.

   

4. En el panel Consulta de datos, en la sección Región, haga clic en el menú desplegable y haga clic en Pacífico Norte.

   

5. Haga clic en Buscar.

   

   La búsqueda puede tardar varios minutos en completarse.

6. Una vez que los datos hayan terminado de cargarse, en la parte superior de la página, haga clic en Descargar datos.

   

   Aparece el panel de descarga de datos.

7. Acepte los valores predeterminados y haga clic en Descarga personalizada.

   

   La página de descarga personalizada se abre con los datos de la región del Pacífico Norte.

8. Desplácese hacia abajo y haga clic en Tipo de archivo.
9. En Tipo de archivo, elija la opción que empieza por .csv.

   

10. Haga clic en Enviar.

    La descarga de los datos puede tardar varios minutos.

11. Busque el archivo .csv descargado en su equipo.

    Sugerencia:

    El nombre del archivo empieza por deep_sea_corals_ seguido de una cadena de caracteres, por ejemplo deep_sea_corals_f6a2_cb18_f6f1.csv.

12. Arrastre el archivo .csv a la carpeta DeepSeaCoralSponge que creó en un paso anterior.

Ha descargado datos sobre corales en aguas profundas de la región del Pacífico Norte. A continuación, descargará modelos de relieve costero para el área de su proyecto.

Descargar modelos de relieve costero de la NOAA

Los modelos de relieve costero de la NOAA son datasets ráster públicos que integran batimetría y terreno costero. Descargará el modelo del sur de California.

1. Vaya a la página del geoportal del NCEI.

   Dado que su área de estudio es Isla Catalina, descargará datos de la región del sur de California.

2. En el cuadro de búsqueda, escriba Modelo de relieve costero de EE. UU. - Versión 2 del sur de California y pulse Intro.

   

3. En los resultados de búsqueda, haga clic en Modelo de relieve costero de EE. UU. - Versión 2 del sur de California.

   

4. Desplácese hacia abajo hasta la sección Descargar datos y haga clic en el segundo vínculo Descargar archivo NetCDF.

   

   Se descarga el archivo crm_socal_3as_vers2.nc, que es la versión de resolución de los datos de 3 arcosegundos (90 metros). El otro vínculo Descargar archivo NetCDF apunta a la versión de resolución de los datos de 1 arcosegundo (30 metros). Para los fines de este tutorial, los datos de resolución de 90 metros son adecuados.

   Sugerencia:

   Este es un archivo de 512 MB. Dependiendo de la velocidad de su conexión, puede tardar varios minutos en descargarse en su equipo.

5. Una vez completada la descarga, localice el archivo crm_socal_3as_vers2.nc en su equipo y arrástrelo a su carpeta de proyecto.
6. Haga clic con el botón derecho en el archivo crm_socal_3as_vers2.nc y cámbiele el nombre a SouthernCABathymetry.nc.

   El archivo deep_sea_corals_ .csv contiene una fila que explica las unidades de las columnas de latitud y longitud y profundidad. Aunque esto es útil para un investigador que visualiza la tabla como una hoja de cálculo, causará problemas al convertir la tabla a entidades de puntos. Abrirá el archivo .csv en un editor de hojas de cálculo y eliminará esta fila.

7. Abre el archivo deep_sea_corals_ .csv en Microsoft Excel (o el editor de hojas de cálculo de su elección).

   La segunda fila contiene una descripción de texto de las unidades para las columnas K, L, M y T. Los valores de datos que desea importar están en las filas que siguen a la fila 2.

   

8. Haga clic en el número de fila de la fila 2 para seleccionar la fila.

   

9. Haga clic con el botón derecho en la fila y haga clic en Eliminar.

   

   La fila se elimina. Ahora la tabla de datos tiene el formato correcto y puede importarse a una geodatabase.

   

10. Haga clic en el botón Guardar y cierre el archivo.

Ha descargado y ajustado el formato de los datos públicos de la NOAA para que se puedan importar a la geodatabase. A continuación, agregará los datos a ArcGIS Pro, preparará los datos NetCDF para el análisis y creará puntos a partir de la tabla de geodatabase.

Importar el modelo de relieve costero

Los datasets que descargó son solo una pequeña parte de los datos que publica la NOAA. En esta sección, aprenderá a utilizar los modelos de relieve costero para crear rásteres derivados para el entorno alrededor de la isla de Santa Catalina. La información derivada se incorporará a la base de datos de ubicación de coral y esponja.

Agregar datos y cambiar la simbología

A continuación, iniciará un nuevo proyecto en ArcGIS Pro y agregará datos al proyecto.

1. Abra ArcGIS Pro.
2. En la sección Nuevo proyecto, haga clic en Mapa.
3. Asigne al proyecto el nombre Base de datos de corales y esponjas de aguas profundas.

   

4. Haga clic en Aceptar.

   Nota:

   Si el panel Catálogo no está abierto, haga clic en la pestaña Ver y haga clic en Panel Catálogo.

5. En el panel Catálogo, expanda Bases de datos.

   

   Cuando creó el proyecto, ArcGIS Pro creó una nueva geodatabase para almacenar los datos del proyecto. Importará la tabla CSV a esta geodatabase.

6. Haga clic con el botón derecho en Base de datos de corales y esponjas de aguas profundas, apunte a Importar y haga clic en Tabla(s).

   

7. En Tabla de entrada, vaya y elija el archivo .csv que descargó y editó anteriormente en el tutorial.

   

8. Haga clic en Ejecutar.

   La herramienta se ejecutará durante un minuto o dos debido a que la tabla CSV se importa en la geodatabase.

9. En el panel Catálogo, expanda la geodatabase y arrastre la tabla al mapa.

   

   La tabla se ha agregado a la sección Tablas independientes del panel Contenido.

10. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la tabla deep_sea_corals y haga clic en Mostrar datos XY.

    

11. En el panel Mostrar datos XY en Clase de entidad de salida, escriba CoralandSpongeLocations.

    La herramienta detecta que la tabla contiene campos de longitud y latitud y los asigna a los parámetros de entrada Campo X y Campo Y.

12. Haga clic en Aceptar.

    

    La herramienta se ejecuta durante aproximadamente un minuto. Cuando termine, la nueva clase de entidad CoralandSpongeLocations se agregará al mapa.

    

    La tabla deep_sea_corals ya es necesaria.

13. En la sección Tablas independientes, haga clic con el botón derecho en la tabla deep_sea_corals y haga clic en Eliminar.

    

    A continuación, editará la simbología de la capa CoralandSpongeLocations.

14. Haga clic con el botón derecho en la capa CoralandSpongeLocations y haga clic en Simbología.

    

    Aparece el panel Simbología.

15. En el panel Simbología, haga clic en la lista desplegable Simbología principal y en Valores únicos.

    

16. Haga clic en la lista desplegable Campo 1 y haga clic en VernacularNameCategory.

    

17. Cierre el panel Simbología.
18. En la barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en el botón Guardar para guardar el proyecto.

    

Definir el sistema de coordenadas para el mapa

Le interesa estudiar los factores que controlan la distribución de corales y esponjas en las aguas que rodean Isla Catalina, frente a la costa de California. Definirá el sistema de coordenadas del mapa en un sistema de coordenadas proyectadas diseñado para California para garantizar la precisión.

1. En el panel Contenido, haga doble clic en Mapa.

   Aparece la ventana Propiedades de mapa.

2. En la ventana Propiedades del mapa, haga clic en Sistemas de coordenadas.

   

3. En el cuadro Sistemas de coordenadas XY disponibles, escriba NAD 1983 California (Teale) Albers y pulse Intro.
4. Expanda Sistema de coordenadas proyectadas, expanda Sistemas de estado y haga clic en NAD 1983 California (Teale) Albers (Meters).

   

5. Haga clic en Aceptar.

   El sistema de coordenadas del mapa cambia al sistema de coordenadas NAD 1983 California (Teale) Albers y las unidades XY del mapa se establecen en metros.

   

   Esta proyección está optimizada para admitir cálculos de área para el estado de California. Puede ver que esto distorsiona el resto del mundo, pero su área de interés está en el área menos distorsionada, por lo que esto no es un problema. Extraerá los puntos que son relevantes para su estudio, de modo que la distorsión de los puntos en partes distantes del Océano Pacífico tampoco es un problema.

Seleccionar los datos para el proyecto

Ahora que ha descargado los datos de todo el Pacífico Norte, defina un área de interés (AOI) para su proyecto y después recorte los datos a esta área. Esto le permite trabajar con un subconjunto de datos más manejable.

1. En el panel Catálogo, haga clic en Portal y luego en ArcGIS Online. En la barra de búsqueda, escriba California_Detail_Learn_ArcGIS.

   Nota:

   Para abrir el panel Catálogo, en la cinta, haga clic en la pestaña Vista y, en el grupo Ventanas, haga clic en Panel Catálogo.

   

2. En los resultados de búsqueda, arrastre la capa California_Detail_Learn_ArcGIS, propiedad de Learn_ArcGIS, al mapa.
3. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en dtl_st_trim, haga clic en Cambiar nombre y asigne a la capa el nombre California.
4. En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa, y en el grupo Consulta, haga clic en Localizar.

   

5. En el panel Localizar, en la barra de búsqueda, escriba Isla Catalina y haga clic en Isla Catalina, CA, EE. UU.

   

   El mapa se acerca a la Isla de Catalina.

6. En la esquina inferior de la ventana del mapa, haga clic en indicador de escala desplegable y elija 1:500.000.

   

7. En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa, y en la sección Navegar, haga clic en Explorar.

   

8. Haga clic en el mapa y desplácelo de modo que Isla Catalina quede en el centro.
9. En el grupo Selección, haga clic en Seleccionar.

   

   Para seleccionar únicamente los puntos de coral y esponja, convertirá la capa CoralandSpongeLocations en la única capa seleccionable.

10. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa CoralandSpongeLocations, apunte a Selección y haga clic en Convertir esta capa en la única seleccionable.
11. Con la herramienta Seleccionar activada, arrastre un cuadro alrededor de los puntos de coral y esponja en las aguas que rodean Isla Catalina.

    

    Los puntos seleccionados se resaltan en color cian para indicar que los puntos están seleccionados.

    

12. En Contenido, haga clic con el botón derecho en CoralandSpongeLocations, apunte a Datos y haga clic en Exportar entidades.

    

13. En la ventana Exportar entidades, en Clase de entidad de salida, escriba CoralandSpongeCatalina.

    

    La herramienta tiene un mensaje que indica que la entrada tiene una selección. Según el área seleccionada, es posible que haya seleccionado más o menos puntos. Exactamente cuántos no es importante, pero aproximadamente 6.000 es un buen número.

    Antes de ejecutar la herramienta, configurará la proyección de la clase de entidad de salida.

14. En la herramienta Exportar entidades, haga clic en la pestaña Entornos.
15. En la sección Coordenadas de salida, haga clic en la lista desplegable Sistema de coordenadas de salida y haga clic en Mapa actual [Mapa].

    

16. Haga clic en Aceptar.

    La herramienta exporta las entidades seleccionadas para su AOI alrededor de Isla Catalina. Si tuviera más de un área de estudio, podría usar el mismo método para definir el sistema de coordenadas como uno apropiado para el análisis en esa ubicación, acercarse a la ubicación, seleccionar entidades y exportarlas usando el sistema de coordenadas del mapa para crear otros conjuntos de datos para su análisis y comparación.

17. En el panel Contenido, desactive la capa CoralandSpongeLocations.

    Ahora se muestran las entidades seleccionadas en torno a la Isla de Catalina.

    

18. Guarde el proyecto.

    Sugerencia:

    También puede guardar el proyecto pulsando Ctrl+S.

Crear un rectángulo de delimitación

A continuación, creará un rectángulo de delimitación para su AOI e importará el modelo de relieve costero como un ráster.

1. En caso necesario, abra su proyecto en ArcGIS Pro.
2. En la cinta, haga clic en la pestaña Análisis y haga clic en la pestaña Herramientas.

   

   Se abre el panel Geoprocesamiento.

3. En el panel Geoprocesamiento, en la barra de búsqueda, escriba Geometría mínima de delimitación. En la lista de resultados, haga clic en la herramienta Geometría mínima de delimitación.

   

4. En el panel de la herramienta Geometría mínima de delimitación, defina los siguientes parámetros:
   • En Entidades de entrada, elija CoralandSpongeCatalina.
   • En Entidades de salida, escriba CatalinaBoundary.
   • En Tipo de geometría, elija Sobre.

   

5. Haga clic en Ejecutar.
6. En el panel Contenido, haga clic en el símbolo de la capa CatalinaBoundary.

   

7. En el panel Simbología, haga clic en la pestaña Galería y seleccione Contorno negro 2 pts.

   

   Ahora tiene un polígono que representa su área de estudio y un conjunto de puntos de observación de corales y esponjas dentro de él.

   

Agregar los datos de batimetría

El modelo de relieve costero está en formato NetCDF. NetCDF es un formato de datos utilizado para compartir datos científicos orientados a conjuntos y se utiliza comúnmente en oceanografía. Creará un dataset ráster a partir del archivo NetCDF para su análisis.

1. En el panel de geoprocesamiento, haga clic en la flecha atrás. Escriba Crear capa ráster NetCDF y haga clic en Crear capa ráster NetCDF para abrir la herramienta.

   

2. En el panel de la herramienta Crear capa ráster NetCDF, en Archivo netCDF de entrada, haga clic en el botón Examinar.
3. En la ventana Archivo netCDF de entrada, vaya a la carpeta C:\DeepSeaCoralSponge (o la ubicación donde guardó el archivo crm_socal_3as_vers2.nc).

   

4. Haga clic en SouthernCABathymetry.nc y después en Aceptar.

   El parámetro Variable se establece en Band1 y los valores de Dimensión X y Dimensión Y se establecen en lon y lat.

   

5. Haga clic en Ejecutar.

   Sugerencia:

   Este paso puede tardar varios minutos en procesarse.

   

   Aparece la capa ráster en toda el área del sur de California.

6. Guarde el proyecto.

Preparar capas para el análisis

Para poder analizar con precisión los datos descargados, proyectará y recortará la capa de batimetría. Es mejor realizar análisis en rásteres de terreno o batimetría que se hayan proyectado en sistemas de coordenadas proyectadas con unidades que coincidan con sus unidades de elevación o de profundidad. En este caso, las profundidades se expresan en metros. Proyectará el ráster al sistema de coordenadas proyectadas de California que ha establecido para el marco de datos y para la capa CoralSpongeCatalina. Este sistema de coordenadas utiliza metros como unidades lineales, que son las mismas unidades que los valores de profundidad.

1. En el panel Geoprocesamiento, busque y abra la herramienta Proyectar ráster.
2. En el panel Proyectar ráster, en Ráster de entrada, elija Band1_Layer y en Dataset ráster de salida, escriba CatalinaBathymetry.
3. En Sistema de coordenadas de salida, haga clic en el menú desplegable y haga clic en Mapa actual [Mapa].

   

   El sistema de coordenadas se actualiza para que coincida con el del marco de datos.

   

   También se aplica automáticamente una transformación geográfica. Se utiliza una transformación cuando los sistemas de coordenadas geográficas de entrada y salida tienen sistemas de coordenadas geográficas (GCS) diferentes para garantizar que los datos estén alineados correctamente. En este caso, la transformación tiene en cuenta la diferencia entre el WGS 1984 GCS utilizado por los datos NetCDF y el NAD 1983 GCS utilizado por el sistema de coordenadas California Teale Albers.

4. Haga clic en la pestaña Entornos.
5. En la pestaña Entornos, en la sección Extensión de procesamiento, haga clic en el menú desplegable Extensión y luego en CatalinaBoundary.

   

   Esto solo proyectará los datos de batimetría de su AOI, lo que dará como resultado un ráster más pequeño que solo cubra el área que está estudiando. Limitar la extensión de procesamiento de su AOI ahorra espacio en disco y reduce el tiempo de procesamiento.

6. Haga clic en Ejecutar.

   

   La proyección de todo el ráster de batimetría puede tardar un par de minutos; esto es mucho más rápido.

7. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en CatalinaBathymetry y haga clic en Simbología.
8. En el panel Simbología, haga clic en el botón de opciones y luego en Importar desde capa.

   

   Aparece la herramienta Aplicar simbología de capa.

9. En Capa de simbología, elija Band1_Layer y haga clic en Ejecutar.

   Ahora que ha recortado los datos de batimetría en el área de Catalina, los ha proyectado en un sistema de coordenadas planas y los ha simbolizado, ya no necesitará la Band1_Layer más grande en el mapa.

10. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Band1_Layer y haga clic en Eliminar.

    

11. Guarde el proyecto.

Realizar análisis de ráster

Ahora que se ha preparado el ráster de batimetría para su AOI, obtendrá rásteres de pendiente y de orientación a partir de él. Utilizará estos rásteres para explorar algunos de los factores que pueden controlar la distribución de corales y esponjas en su área de estudio.

1. En el panel Geoprocesamiento, en la barra de búsqueda, escriba Pendiente (Spatial Analyst). Haga clic en la herramienta Pendiente.
2. En el panel de la herramienta Pendiente, en Ráster de entrada, elija CatalinaBathymetry. En Ráster de salida, escriba CatalinaSlope.

   

3. Haga clic en Ejecutar.

   La pendiente se calcula para cada celda en el AOI. Pendiente identifica la inclinación en cada celda de una superficie de ráster. Mientras menor sea el valor de la pendiente, más plano será el terreno; mientras más alto sea el valor de la pendiente, más empinado será el terreno.

   

4. En el panel Geoprocesamiento, haga clic en el botón Atrás. Busque y haga clic en la herramienta Orientación (Spatial Analyst).
5. En el panel de la herramienta Orientación, en Ráster de entrada, elija CatalinaBathymetry. En Ráster de salida, escriba CatalinaAspect.

   

6. Haga clic en Ejecutar.

   La orientación se calcula para cada celda en el AOI. La herramienta Orientación identifica la dirección de la pendiente descendente. Los valores de cada celda del ráster de salida indican la dirección de brújula a la que apunta la superficie en esa ubicación.

   

7. Guarde el proyecto.

Mejorar la base de datos

Ahora que se han creado los rásteres de batimetría, pendiente y orientación para el AOI de la isla de Santa Catalina, tomará los valores y los incorporará en la base de datos de corales y esponjas. Utilizará la herramienta Extraer valores múltiples a puntos para agregar los valores de estos tres rásteres a cada uno de los puntos de ubicación de coral y esponja. Esto le permitirá crear gráficos para comprender cómo varían estos parámetros de entorno en las ubicaciones en las que se observaron los corales y las esponjas.

1. Abra el panel Geoprocesamiento. Busque y abra la herramienta Extraer valores múltiples a puntos.
2. En el panel de la herramienta Extraer valores múltiples a puntos, en Entidades de entrada, elija CoralandSpongeCatalina.
3. En Rásteres de entrada, elija lo siguiente:
   • CatalinaBathymetry
   • CatalinaSlope
   • CatalinaAspect
4. En el Nombre de campo de salida correspondiente, escriba lo siguiente:
   • Batimetría
   • Pendiente
   • Orientación

   

5. Haga clic en Ejecutar.
6. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa CoralandSpongeCatalina y luego en Tabla de atributos.
7. En la tabla de atributos, desplácese para confirmar que los valores Batimetría, Pendiente y Orientación se han agregado para cada entidad.

   

8. Cierra la tabla y guarda el proyecto.

Ahora que ha mejorado los puntos de coral y esponja con los datos de entorno, su siguiente paso es visualizar estos valores con gráficos.

Explorar los datos con Python

ArcGIS Pro incluye ArcGIS Notebooks, utilizado por la comunidad de ciencia de datos para explorar datos. Utilizará código de Python en Notebooks para explorar las relaciones entre las tres variables de entorno y las distintas especies de corales y esponjas. Esto le ayudará a entender sus hábitats preferidos.

Crear un gráfico con Notebooks

Ha importado batimetría, rásteres de pendiente y orientación derivados y ha agregado los datos resultantes a las observaciones de coral y esponja. Aunque puede inspeccionar visualmente las capas para obtener información, a veces resulta más fácil entender los datos creando gráficos. Ahora creará gráficos para explorar los datos.

1. En la cinta, haga clic en la pestaña Análisis. En el grupo Geoprocesamiento, haga clic en la flecha desplegable junto a Python y haga clic en Notebook de Python.

   

   Aparece la ventana Notebook y aparece un notebook nuevo en un nuevo grupo, Notebooks, en el panel Catálogo.

   Los notebooks de Python y la ventana Python son dos formas de ejecutar el código de Python.

   El código de la ventana Python se ejecuta inmediatamente después de pulsar Intro. Notebooks le permite escribir varias líneas de código en distintas celdas, ejecutar el código, editarlo y volver a ejecutarlo. Notebooks son útiles para crear prototipos de código y para el análisis de datos.

2. En el panel Catálogo, expanda Notebooks.
3. Haga clic con el botón derecho en Nuevo Notebook.ipynb y elija Cambiar nombre.
4. Escriba CoralEsponja y pulse Intro.
5. Haga clic en la celda vacía del notebook.

   

6. Copie y pegue o escriba la siguiente línea de código para importar el módulo arcpy en la celda:
   import arcpy

   Python distingue entre mayúsculas y minúsculas, por lo que el uso de mayúsculas debe coincidir.

7. En la barra de herramientas situada encima de la primera celda, haga clic en Ejecutar.

   

   Mientras se ejecuta la celda, aparece un asterisco * entre corchetes [*]. Cuando termina de ejecutarse, el asterisco se reemplaza por el número 1 y aparece una nueva celda vacía debajo de la primera celda.

   

   El módulo arcpy contiene código Python para admitir muchas tareas de representación cartográfica y análisis de escritorio.

   A veces, cuando escribe código en una celda, puede ocurrir un error, como un error tipográfico. En este caso, es posible que vea un mensaje de error después de la celda.

8. Haga clic en la segunda celda y escriba import ARCPY y haga clic en el botón Ejecutar.

   

   Esta línea de código provoca un error, porque no hay ningún módulo instalado en Python llamado ARCPY. La primera línea original, import arcpy, se ejecuta correctamente. Se producirá un error al intentar importar ARCPY (o arcPy o ArcPy, o cualquier otra variación que no sea arcpy). Este es un ejemplo de cómo la distinción entre mayúsculas y minúsculas puede afectar a su código en Python. Los errores tipográficos menores que un ser humano podría detectar y comprender provocarán errores en el código Python.

   A continuación, escribirá algo de código para crear un gráfico a partir de sus datos. Utilizará la clase Gráfico de arcpy.

9. En la segunda celda, borre la línea de import ARCPY.

   Reemplazará el código de la segunda celda con un código que hace esencialmente lo mismo que haría usted para crear un gráfico con la interfaz gráfica de usuario de ArcGIS Pro. Sin embargo, al crear un gráfico con la clase arcpy.Chart, utilizará un conjunto de comandos de Python para especificar los detalles del gráfico, en lugar de hacer clic en los elementos de la interfaz de usuario.

10. Copie y pegue el siguiente código en la segunda celda:
    my_chart = arcpy.Chart('my_chart')
    my_chart.type = 'bar'
    my_chart.title = 'CoralandSpongeCatalina'  
    my_chart.description = 'This chart shows the mean Slope values that correspond with the taxa in the CoralandSpongeCatalina layer.'

    La primera línea (my_chart = arcpy.Chart('my_chart')) crea una variable y la establece igual a un nuevo objeto que pertenece a la clase Chart. Este objeto se llama my_chart. Piense en la clase Chart como una plantilla para gráficos. Ahora que ha creado uno, debe especificar qué tipo de gráfico es y qué propiedades tiene. Las líneas restantes del código hacen esto.

    La siguiente línea (my_chart.type = 'bar') especifica que el gráfico será un gráfico de barras. Establece que la propiedad de tipo del gráfico sea de barras. La notación my_chart.type accede a la propiedad de tipo de my_chart y el signo igual se utiliza para asignar el valor 'bar' a esa propiedad. La clase de objeto Chart admite varios tipos de gráficos y se identifican mediante nombres, como barras, líneas y dispersión. Estos nombres se especifican como cadenas de caracteres Python entre comillas.

    Las siguientes líneas, que comienzan por my_chart.title y my_chart.description, especifican un título y una descripción para el gráfico. El código hace esto del mismo modo en que configura el tipo: accediendo a las propiedades del objeto my_chart y configurándolas en valores de cadena de caracteres específicos. En este caso, en lugar de escribir una descripción en un cuadro de texto, ha agregado una cadena de caracteres Python en una línea de código.

11. Copie y pegue el siguiente código en la parte inferior de la celda:
    my_chart.xAxis.field = 'VernacularNameCategory'
    my_chart.xAxis.aggregation = 'VernacularNameCategory'
    my_chart.xAxis.title = 'Name'
    my_chart.yAxis.field = 'Slope'
    my_chart.yAxis.title = 'Mean Slope'
    my_chart.bar.aggregation = 'MEAN'

    Las tres líneas siguientes (que comienzan por my_chart.xAxis) especifican el campo de la capa que se utilizará para el eje X y cómo se agregarán los valores en esa columna. Para estas dos líneas, VernacularNameCategory es un campo de la tabla de atributos de la capa CoralandSpongeCatalina que contiene nombres de los distintos corales y esponjas. Especificar la VernacularNameCategory para la agregación significa que los valores se agruparán por valores únicos en ese campo. A continuación, establece el título del eje X en Nombre para etiquetar ese eje como nombres de coral y esponja.

    Las dos líneas que comienzan por my_chart.yAxis y my_chart.bar.aggregation especifican el campo, el título y el método de agregación para el eje Y. Utilizará el campo Pendiente de la tabla de datos y lo agregará utilizando el valor medio. El eje Y se etiquetará como Pendiente media, ya que mostrará el valor medio de la pendiente de cada grupo de corales y esponjas.

    Nota:

    Si, al ejecutar la herramienta Extraer valores múltiples a puntos, aceptó los nombres de campo de salida predeterminados, debe comprobar la tabla de atributos de la capa CoralandSpongeCatalina y determinar el nombre del campo que contiene los valores de pendiente. Debe editar la línea my_chart.yAxis.field = 'Slope' para incluir el nombre de campo correcto, si no es Pendiente.

12. Copie y pegue el siguiente código en la parte inferior de la celda:
    my_chart.dataSource = 'CoralandSpongeCatalina'
    my_chart.addToLayer = 'CoralandSpongeCatalina'

    Por último, estas dos últimas líneas especifican la capa del mapa que es la fuente de los datos y agrega el gráfico a la capa.

    Nota:

    Si ha dado a la capa un nombre distinto de CoralandSpongeCatalina, debe editar esta línea para que coincida con el nombre de la capa

    La celda está completa.

    

13. Haga clic en Ejecutar.

    Se crea el gráfico, pero parece que no sucede nada. Para ver el gráfico, debe ejecutar el código Python para mostrarlo.

14. En la siguiente nueva celda, copie y pegue el siguiente código y haga clic en Ejecutar:

    my_chart

    El gráfico se muestra debajo de la celda.

    

15. Copie y pegue el código siguiente en la siguiente celda:
    outChartName = "CoralandSpongeCatalinaSlope.svg"
    outSVGPath = "C:/Lessons/DeepSeaCoralSponge/" + outChartName
    my_chart.exportToSVG(outSVGPath, width=1500, height=800)

    

    Nota:

    Si creó la carpeta del proyecto DeepSeaCoralSponge en otra ubicación distinta de C:/Lessons/DeepSeaCoralSponge/, edite la ruta en la celda para que coincida con la ruta de su equipo. La ruta puede parecer extraña al usar barras diagonales como separadores. Python utiliza el carácter \ como carácter de escape que, junto con otros caracteres, puede indicar saltos de línea o tabulaciones, por lo que es mejor usar la barra diagonal para esta ruta.

    La primera línea de código (que empieza por outChartName =) define un nombre de archivo, incluida la extensión del archivo, para el archivo de gráficos. El nombre de archivo es una cadena de caracteres entre comillas.

    La segunda línea (outSVGPath =) define una cadena de caracteres que especifica la ruta en la que se debe guardar el archivo. Tiene incorporado el nombre de archivo mediante el signo +, que se puede utilizar para unir cadenas de texto entre sí (esto se denomina concatenación) y agregar números en Python.

    La tercera línea (my_chart.exportToSVG) llama al método exportToSVG del objeto gráfico y proporciona la ruta completa con el nombre de archivo, el ancho en píxeles y la altura en píxeles, entre paréntesis, como parámetros del método.

16. Ejecute la celda.

    El archivo de gráfico se creará en la carpeta.

17. En su equipo, en Microsoft File Explorer, vaya a la carpeta y abra la imagen de gráfico.

    El gráfico es más grande que el que se muestra en el notebook, ya que especificó diferentes dimensiones para el gráfico de salida.

18. Cierre el gráfico cuando lo haya inspeccionado.

Aunque este enfoque puede parecer que requiere mucho esfuerzo, especialmente en comparación con hacer clic en la interfaz de ArcGIS Pro, utilizar códigos ofrece una ventaja que le permite automatizar el proceso. En la siguiente sección aprenderá a convertir este código en una función a la que puede recurrir para crear varios gráficos.

Crear una función de creación de gráficos

Ha visto cómo crear un solo gráfico con código Python. Ahora adaptará ese código para poder reutilizarlo. Creará una función Python que le permita crear varios gráficos.

1. Copie y pegue el código siguiente en la siguiente celda:
   def coral_and_sponge_chart(layer, field):

   Esta línea comienza por def. Esto indica a Python que está definiendo una nueva función. La siguiente parte es el nombre de la función, coral_and_sponge_chart. Los nombres de las funciones son la forma en que hace referencia al bloque de código dentro de la función cuando desea ejecutar ese código. La siguiente parte está entre paréntesis. Estos son los parámetros que utilizará la función. Los parámetros son entradas a una función que son procesados por la función para generar algún resultado. Esta función tomará una capa y un nombre de campo como entradas. Creará un gráfico de barras para ese campo. La línea termina con dos puntos. Esto indica que las siguientes líneas serán el bloque de código para la función.

2. Pulse Intro.

   Cuando pulsa Intro después de la línea que inicia la definición de la función, la siguiente línea queda sangrada por cuatro espacios.

3. Copie y pegue el código siguiente en la celda:
   my_chart = arcpy.Chart('MyChart')
       my_chart.type = 'bar'

   Cada una de estas dos líneas es igual que el código que ha utilizado para crear el gráfico anterior, pero con una sangría de cuatro espacios. Python utiliza la sangría para agrupar secciones de código. Las líneas de bloque de código dentro de esta función deben quedar sangradas por cuatro espacios.

   

   Estas líneas crean un gráfico a partir de la clase Chart y especifican que debe ser un gráfico de barras.

4. Pulse Intro y copie y pegue el siguiente código en la celda, después de la línea chart.type:
   my_chart.title = layer

   Esta línea comienza como la siguiente línea del código de gráfico original, pero en lugar de especificar el título del gráfico como una cadena de caracteres específica, especifica que el título debe ser igual al parámetro de la capa de entrada. Significa que el título de los gráficos de salida coincidirá con el nombre de su capa, independientemente de cuál sea esa capa.

5. Copie y pegue el siguiente código en la celda, después de la línea my_chart.title:
   my_chart.description = f'This chart shows the mean {field} values that correspond with the taxa in the {layer} layer.'

   Esta línea es similar a la línea del código de su gráfico original, pero con algunas diferencias. La primera diferencia es que, en lugar de establecer la descripción igual a una cadena de caracteres específica, esta línea la establece igual a una cadena de caracteres f o una cadena de caracteres con formato. Las cadenas de caracteres con formato son cadenas de caracteres en las que se pueden sustituir valores. Empiezan con una f y después una comilla. La f indica a Python que es una cadena de caracteres con formato.

   La siguiente diferencia es que, en lugar de configurar la descripción para incluir el texto valores medios de Pendiente, el código se escribe como the mean {field} values. ¿Qué cree que significa esto?

   Como esta es una cadena de caracteres f, el código {field} sera sustituido por el nombre de campo de los parámetros de entrada de la función. Lo mismo se aplicará al final del código que incluya in the {layer} layer. {layer} se sustituirá por el nombre de la capa. De esta forma, la descripción del gráfico de salida coincidirá con los nombres de las capas de entrada y de los campos.

6. En la misma celda, empiece una línea nueva y copie y pegue el siguiente código:
   my_chart.xAxis.field = 'VernacularNameCategory'
       my_chart.xAxis.aggregation = 'VernacularNameCategory'
       my_chart.xAxis.title = 'Name'

   Estas tres líneas son idénticas a las líneas del código de su gráfico original, pero presentan cuatro espacios con sangría para formar parte del bloque de código. La función trazará barras para cada uno de los valores de campo VernacularNameCategory de la capa de entrada y asignará al eje X del gráfico el nombre Name.

   Esta línea fallará y generará un error si ejecuta la función en una capa que carece de un campo VernacularNameCategory. Sin embargo, todos los puntos de CoralandSpongeLocations tienen este campo, de modo que funcionará, independientemente del área de estudio que elija.

7. En la misma celda, empiece una línea nueva y copie y pegue el siguiente código:
   my_chart.yAxis.field = field
       my_chart.yAxis.title = 'Name'

   Aquí el código configura propiedades del eje Y.

8. En la misma celda, empiece una línea nueva y copie y pegue el siguiente código:
   my_chart.bar.aggregation = 'MEAN'

   Esta línea es idéntica a la línea de su código original. Hace que las barras muestren los valores medios del campo de entrada para cada uno de los tipos de coral y esponja.

9. En la misma celda, empiece una línea nueva y copie y pegue el siguiente código:
   my_chart.dataSource = layer 
       my_chart.addToLayer = layer

   Estas líneas son similares a las líneas del código de su gráfico original, pero en lugar de definir la fuente de datos y agregar el gráfico a una capa con nombre específica (CoralandSpongeCatalina en el original), lo hace para la capa de entrada de la función. Si creó otro subconjunto de puntos de esponja y coral para un área de estudio diferente (alrededor de Hawái o a cierta distancia de la costa de Alaska, por ejemplo), agregó los valores de pendiente, orientación y batimetría a la misma, y le asignó un nombre de otro modo, la función debería seguir trabajando para crear el gráfico y asociarlo a la capa de entrada.

10. En la misma celda, empiece una línea nueva y copie y pegue el siguiente código:
    outChartName =  layer + field + ".svg"
        outSVGPath = "C:/Lessons/DeepSeaCoralSponge/" + outChartName
        my_chart.exportToSVG(outSVGPath, width=1500, height=800)

    Estas líneas son similares a las de su código original. La línea outChartName construye un nombre para el gráfico concatenando el nombre de la capa y el nombre de campo que se transfieren a la función. Si creó una capa para un área de estudio de Alaska, los nombres del gráfico de salida reflejarán el nombre de esa capa.

    Nota:

    Si creó la carpeta del proyecto DeepSeaCoralSponge en otra ubicación distinta de C:/Lessons/DeepSeaCoralSponge/, edite la ruta para que coincida con la ruta de su equipo.

11. En la misma celda, empiece una línea nueva y copie y pegue el siguiente código:
    return my_chart

    La instrucción return hace que la función devuelva el objeto de gráfico al código que llama a la función.

    El bloque de código para crear el siguiente gráfico se ha completado.

    

    La primera línea, que define la función, debe comenzar en la columna situada más a la izquierda y cada línea después de esta se debe sangrar con cuatro espacios.

    
    def coral_and_sponge_chart(layer, field):
        my_chart = arcpy.Chart('MyChart')
        my_chart.type = 'bar'
        my_chart.title = layer
        my_chart.description = f'This chart shows the mean {field} values that correspond with the taxa in the {layer} layer.'
        my_chart.xAxis.field = 'VernacularNameCategory'
        my_chart.xAxis.aggregation = 'VernacularNameCategory'
        my_chart.yAxis.field = field
        my_chart.xAxis.title = 'Name'
        my_chart.yAxis.title = field
        my_chart.bar.aggregation = 'MEAN'
        my_chart.dataSource = layer 
        my_chart.addToLayer = layer
        outChartName = layer + field + ".svg"
        outSVGPath = "C:/Lessons/DeepSeaCoralSponge/" + outChartName
        my_chart.exportToSVG(outSVGPath, width=1500, height=800)
        return my_chart

12. Haga clic en Ejecutar.

    La celda debería ejecutarse, pero no devolver nada.

    Nota:

    Si ve mensajes de error, copie y pegue aquí el bloque de código completo en la celda y ejecútelo. Asegúrese de actualizar la ruta de la variable outSVGPath a una ruta real de su equipo con barras diagonales.

    ¿Por qué este código no devuelve nada al ejecutar la celda?

    Define una función, pero es necesario ejecutar la función, o invocarla, a través de otro código Python.

13. En la siguiente celda, copie y pegue el siguiente código:
    coral_and_sponge_chart()

14. Ejecute la celda.

    Aparece un mensaje de error.

    

    El error indica que a la función le faltan dos argumentos de posición requeridos: capa y campo. La función necesita que estos valores se ejecuten correctamente.

15. Reemplace el contenido de la celda con el siguiente código y haga clic en Ejecutar:
    coral_and_sponge_chart('CoralandSpongeCatalina', 'Slope')

    El gráfico se muestra en el notebook y se crea un archivo de gráfico .svg del gráfico en la carpeta especificada. Tiene el mismo nombre de archivo que la salida del primer código, pero si mira el archivo ahora, verá que tiene un valor actualizado de Fecha de modificación.

    

    El resultado es el mismo que el resultado que obtuvo del primer bloque de código. Ahora, sin embargo, tiene una función a la que puede transferir un nombre de capa y un nombre de campo, y obtendrá un gráfico diferente.

16. En la siguiente celda, copie y pegue el siguiente código y haga clic en Ejecutar:
    myList = ['Slope', 'Aspect', 'Bathymetry']

17. En la siguiente celda, copie y pegue el siguiente código y haga clic en Ejecutar:
    print(myList)

    

    En Python, las listas se encierran entre corchetes y son una forma de almacenar un grupo de cosas, delimitadas por comas. En este caso, la lista myList contiene tres cadenas de caracteres, con los nombres de los campos Slope, Aspect y Bathymetry.

    Si al ejecutar la herramienta Extraer valores múltiples a puntos aceptó los nombres de campo de salida predeterminados, debe comprobar la tabla de atributos de la capa CoralandSpongeCatalina, determinar cuáles son los nombres de campo, editar los valores en myList para que coincidan y ejecutar esa celda de nuevo para restablecer los valores myList.

18. En la siguiente celda, copie y pegue el siguiente código y haga clic en Ejecutar:
    
    for envField in myList:
        outChart = coral_and_sponge_chart('CoralandSpongeCatalina', envField)

    Esta celda contiene una nueva construcción de código Python, un bucle for. Un bucle for le permite repetir a través de una secuencia de elementos. La primera línea especifica que el bucle recorrerá cada elemento de myList y lo asignará a la variable temporal envField. Los dos puntos especifican que la siguiente sección será el bloque de código del bucle for. La siguiente línea presenta cuatro espacios con sangría, como las líneas de la definición de función. Las líneas con sangría de un bloque de bucle for se ejecutan para cada ciclo, o iteración, del bucle.

    En este caso, solo hay una línea en el bloque de código. Es muy similar a la línea que ejecutó para probar la función coral_and_sponge_chart anteriormente. Crea una variable y establece su valor como igual a ejecutar la función coral_and_sponge_chart en la capa CoralandSpongeCatalina, pero en lugar de especificar también el campo Slope, lo ejecuta en el nombre de campo que obtiene de la variable envField. Dado que hay tres elementos en la lista, el bucle se ejecutará tres veces y creará un gráfico para cada uno de los tres campos.

19. En File Explorer, en su equipo, vaya a la carpeta que especificó en la definición de función.

    

    Debería ver un gráfico para cada uno de los atributos. Estos archivos de salida se pueden utilizar en presentaciones, agregarse a una historia usando ArcGIS StoryMaps o colocarse en un diseño de mapa en ArcGIS Pro.

    Esto es algo más rápido que crear los tres gráficos manualmente. Supongamos que tenía seis variables de entorno diferentes con las que enriqueció los puntos de coral y esponja. Podría crear una lista de esos valores de campo e invocar la función para crear un gráfico para cada uno de ellos en casi la misma cantidad de tiempo que tardó en crear estos tres.

    Supongamos que tiene cinco áreas de estudio y desea crear gráficos de todos los valores para cada área de estudio. Dado que la función también toma el nombre de capa como parámetro, puede crear una lista de todos los nombres de capa, realizar un bucle for que los recorra y, a continuación, dentro de ese bucle for, llamar al bucle que acaba de crear.

    El código para lograr esto es el siguiente:

    
    myLayersList = ['CoralandSpongeCatalina']
    # You would add comma separated layer names in
    # quotation marks to the myLayersList, such as:
    # ['CoralandSpongeCatalina', 'CoralandSpongeAlaska', 'CoralandSpongeHawaii']
    
    myList = ['Slope', 'Aspect', 'Bathymetry']
    # You could add comma separated field names to the list
    
    for lyrName in myLayersList:     # outer loop, iterate over the layer names in the list
        for envField in myList:     # inner loop, iterate over the field names for that layer
            outChart = coral_and_sponge_chart(lyrName, envField)

    Con 6 variables y 5 capas de área de estudio, podría crear 30 gráficos aproximadamente en el mismo tiempo en que tardó en crear tres.

20. En la siguiente celda, copie y pegue el siguiente código y haga clic en Ejecutar:
    outChart

    

    Ha visto que el bucle creó tres gráficos. ¿Por qué solo se visualiza una cuando se ejecuta esta celda?

    La variable outChart se restablece en el nuevo gráfico en cada ciclo del bucle. Cuando el bucle finaliza, la variable se asigna al gráfico creado en el último ciclo. Un problema común al escribir archivos de salida a partir de bucles es esperar varias salidas pero solo obtener una. A menudo, esto se debe a que el nombre del archivo de salida es el mismo en cada ciclo del bucle. El resultado se produce para cada ciclo, pero como el nombre es el mismo, el mismo archivo se sobrescribe en cada ciclo. La función coral_and_sponge_chart evita este problema construyendo el nombre de archivo a partir de las variables de entrada.

    outChartName = layer + field + ".svg"

    Hay otras formas de resolver este problema. Una es incluir una variable de contador en el bucle y concatenarla al nombre del archivo de salida, lo que da como resultado outfile_1, outfile_2, outfile_3, etc. Otra es agregar la hora actual al nombre de archivo, que funciona bien a menos que el tiempo de procesamiento de cada ciclo sea muy corto. Otra es crear un identificador único y agregarlo al nombre de archivo, aunque esto da como resultado nombres de archivo largos y confusos.

21. Guarde el proyecto.

Sugerencia:

Si desea otro reto, pruebe a elegir otra área de interés y cree un conjunto de gráficos siguiendo los pasos de este tutorial.

En este tutorial, ha aprendido a descargar datos de batimetría y corales y esponjas de NOAA. Ha aprendido a proyectar los datos en un sistema de coordenadas planares adecuado para el análisis ráster. Ha aprendido a crear un área de interés, a obtener capas de pendiente y orientación para el AOI y a incorporar esa información a los atributos de coral y esponja. Ha aprendido a usar Python para crear un gráfico y a definir una función para automatizar la producción de varios gráficos. Puede utilizar estas técnicas para analizar datos sobre corales y esponjas en varias áreas de todo el mundo.

Encontrará más tutoriales en la galería de tutoriales.

Agradecimientos

• Los datos de este tutorial provienen de la National Atmospheric and Oceanic Administration (NOAA).