Mapa de marejadas ciclónicas de huracanes
Crear un nuevo proyecto y obtener datos de elevación
Para elaborar un mapa de cualquier tipo de inundación, es necesario conocer la elevación del terreno del área de estudio. ArcGIS Living Atlas of the World proporciona datos de elevación global que puede utilizar para realizar su análisis. Creará un proyecto en ArcGIS Pro y adquirirá datos de elevación.
- Abra ArcGIS Pro.
Nota:
Si no tiene acceso a ArcGIS Pro o una cuenta de organización de ArcGIS, consulte las opciones de acceso a software.
- En la página de inicio, en Nuevo, haga clic en Mapa.
- En la ventana Nuevo proyecto, en Nombre, escriba StormSurge y haga clic en Aceptar.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa y, en el grupo Consulta, haga clic en el botón Localizar.
- En el panel Localizar, escriba New York City y pulse Intro.
El mapa navega hasta la ciudad de Nueva York.
El mapa base Topográfico predeterminado le ayuda a identificar las distintas áreas de la ciudad de Nueva York, por ejemplo, Manhattan.
- Cierre el panel Localizar.
- Acérquese a Manhattan con el botón de la rueda del ratón y desplácese para obtener la extensión mostrada en la imagen de ejemplo.
La extensión muestra la isla de Manhattan, así como partes de otros distritos de Nueva York, como Brooklyn al sur y Queens al este. Ahora agregará los datos de elevación.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Vista. En el grupo Ventanas, haga clic en panel Catálogo.
- En el panel Catálogo, haga clic en la pestaña Portal y en el botón Living Atlas.
ArcGIS Living Atlas es una colección seleccionada de información geográfica que contiene mapas, aplicaciones y capas de datos.
- En el panel Catálogo, en la barra de búsqueda, escriba Terrain owner:esri y pulse Intro.
La lista de resultados de búsqueda contiene una capa de imágenes denominada Terreno, que proporciona datos de elevación de todo el mundo con diferentes resoluciones según se acerca o se aleja.
- Haga clic con el botón derecho en la capa Terreno y elija Agregar al mapa actual.
La vista del mapa se aleja para mostrar una capa ráster que abarca todo el mundo.
Una capa ráster se compone de una cuadrícula en la que cada celda se denomina como píxel y presenta un valor numérico. En el caso de la capa Terreno, el valor de cada píxel representa la elevación en metros. Los píxeles con los valores más altos, por ejemplo, los picos de montaña más altos, aparecen en blanco. Los píxeles con los valores más bajos, por ejemplo, depresiones bajo el nivel del mar, aparecen en gris oscuro o negro.
- En la cinta, en la pestaña Mapa, en el grupo Navegar, haga clic una vez en Extensión anterior para devolver la vista del mapa a la ciudad de Nueva York.
Todo el mapa aparece en negro. Se debe a que la elevación de Nueva York es baja por lo general en comparación con el mundo entero. Cambiará la visualización de la capa de terreno para ver mejor las diferencias de elevación en el área de la ciudad de Nueva York.
- En el panel Contenido, compruebe que la capa Terreno esté seleccionada.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Capa de servicio de imágenes. En el grupo Representación en pantalla, haga clic en DRA.
DRA son las siglas en inglés de ajuste de rango dinámico. En este modo, los tonos de color del mapa se seleccionan solo estrictamente en función del rango de valores de la vista de mapa actual. Tras unos instantes, la vista se actualiza y ahora puede distinguir visualmente la variación local en los valores de elevación.
- En la barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en Guardar para guardar el proyecto.
En esta sección, ha creado un proyecto en ArcGIS Pro y ha agregado la capa de imágenes Terreno desde ArcGIS Living Atlas, que proporciona datos de elevación para todo el mundo.
Exportar un ráster de elevación
A continuación, exportará desde la capa de imágenes Terreno un ráster basado en archivo que solo abarca el área de interés para poder realizar análisis con él.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Terreno, apunte a Datos y elija Exportar ráster.
Aparece el panel Exportar ráster. No hay que exportar un ráster del mundo entero, sino únicamente de la ciudad de Nueva York.
- Asegúrese de que el mapa siga centrado en Manhattan como antes. En el panel Exportar ráster, en Recortar geometría, elija Extensión de visualización actual.
Las cuatro coordenadas que definen el cuadro de delimitación para recortar la actualización del ráster.
- En Tamaño de celda, cambie X e Y a 10.
El tamaño de celda determina la resolución del ráster de salida. En este caso, cada píxel abarcará un área de la Tierra de 10 metros por 10 metros, es decir, 100 metros cuadrados.
- Acepte todos los demás valores predeterminados y haga clic en Exportar.
Sugerencia:
Si recibe una advertencia indicando que el dataset ráster de salida excede la limitación de tamaño, puede acercarse para que el mapa abarque un área más pequeña o puede aumentar el tamaño de celda.
Cuando el nuevo ráster, Terrain.tif, se agrega al mapa, se dibuja con un rango de tonos de negro a blanco como en la visualización anterior de la DRA.
- Cierre el panel Exportar ráster.
Ahora eliminará la capa Terreno mundial original, ya que ya no la necesita.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa Terreno y seleccione Eliminar.
Comprobará algunos de los valores de elevación de su mapa.
- En el mapa, haga clic en cualquier lugar de la capa Terrain.tif.
Aparece el panel Elemento emergente, que muestra el valor de elevación del píxel específico en el que hizo clic, por ejemplo 23,12 metros.
- Haga clic en otros puntos para ver cómo varía la elevación en el área de estudio.
- Cierre la ventana emergente.
- Pulse Ctrl+S para guardar el proyecto.
En esta sección, guardó un ráster recortado que proporciona datos de elevación para su área de estudio.
Mapa de una marejada ciclónica de 3 metros
Ahora que dispone de los datos de elevación, puede usarlos para encontrar tierras costeras bajas y predecir qué áreas de la ciudad de Nueva York podrían inundarse si se vieran afectadas por un huracán. En primer lugar, empezará por el escenario en el que un huracán produce una marejada de 3 metros (o 9,8 pies). Teniendo en cuenta que el agua que rodea a la ciudad de Nueva York se encuentra a una elevación de 0 metros, todas las áreas de la ciudad que tienen una elevación de hasta 3 metros se inundarían.
Para buscar todas las áreas que tienen una elevación de 3 metros o menos, usará la herramienta Nueva representación cartográfica aplicada a la capa Terrain.tif.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Análisis. En el grupo Ráster, haga clic en el botón Funciones ráster.
Aparece el panel Funciones ráster.
Nota:
Las funciones ráster son operaciones que aplican el procesamiento directamente a los píxeles de los datasets ráster en memoria, sin escribir un nuevo ráster en el disco. Dado que no se crean datasets intermedios, estos procesos se pueden aplicar rápidamente.
- En el panel Funciones ráster, busque y abra la herramienta Nueva representación cartográfica.
La herramienta Nueva representación cartográfica le permite cambiar o reclasificar los valores de píxel de un ráster y producir una nueva capa ráster con los nuevos valores.
- En el panel Propiedades de Reasignar, haga clic en la pestaña Parámetros y, en Ráster, elija Terrain.tif. En Tipo de definición de reasignación, mantenga Lista.
En la tabla Nueva representación cartográfica, definirá las reglas de reclasificación. En función de la leyenda de la capa Terrain.tif del panel Contenido, puede ver que el valor más bajo posible para esa capa es de aproximadamente -22,9 metros y el más alto es de 96,5 metros.
Sugerencia:
En función de la extensión exacta del mapa que haya elegido, los valores más bajos y más altos de su capa pueden ser algo diferentes. En consecuencia, deberá adaptar los valores en los dos pasos siguientes.
- En el panel Propiedades de Reasignar, haga clic en la tabla Reasignar. Para la primera regla, haga clic en cada celda de la primera fila e introduzca -23 (u otro número inferior a su valor mínimo), para Mínimo, 3, para Máximo y 1 para Salida.
Esta regla significa que cualquier píxel con un valor entre -23 y 3 metros debe obtener un valor de 1 en el nuevo ráster. Estas son las áreas inundadas.
- Para la segunda regla, haga clic en la estrella para crear una nueva fila. A continuación, en las celdas de la nueva fila, introduzca 3 para Mínimo y 97 (u otro número superior a su valor máximo) para Máximo. Deje 0 en Salida y active la casilla de verificación NoData.
Esta regla significa que cualquier píxel con un valor entre 3 y 97 metros no debe tener datos. Estas son las áreas que no están inundadas y no está interesado en ellas, así que no las representará con ningún dato.
- Haga clic en Crear capa nueva.
Se agrega una nueva capa, Remap_Terrain.tif, simbolizada en gris. Hará algunos cambios en la visualización para que la capa sea más fácil de ver. En primer lugar, desactivará la capa de elevación.
- En el panel Contenido, desactive la capa Terrain.tif desactivando la casilla.
Cambiará el nombre de la nueva capa.
- En el panel Contenido, haga clic en el nombre de la capa Remap_Terrain.tif para seleccionarla y haga clic de nuevo para entrar en el modo de edición, escriba Marejada 3 m y pulse Intro.
A continuación, cambiará la simbología de la capa.
- Haga clic con el botón derecho en la rampa de color de la capa, expanda la lista desplegable y active Mostrar nombres. Desplácese hacia abajo por la lista de rampas de color y elija la rampa De rojo a morado (continuo).
Dado que el único valor de píxel de este ráster es 1, solo se utilizará un color de mediana de esa rampa y la capa cambia a un color rosa uniforme.
- En el panel Contenido, asegúrese de que la capa Marejada 3 m esté seleccionada. En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster. En el grupo Efectos, establezca Transparencia en 40,0%.
El mapa muestra ahora en rosa claro las áreas de la ciudad que pueden ser inundadas por una marejada de 3 metros.
- En la cinta, en la pestaña Capa ráster, en el grupo Comparar, haga clic en Swipe.
- En el mapa, con la herramienta Swipe activada, arrastre el mapa de lado a lado para mostrar el mapa base que hay debajo y comparar las áreas inundables con los límites de las aguas previas a la inundación.
También puede acercar y desplazarse para ver con más detalle qué áreas de Manhattan y de los vecindarios circundantes aparecen inundadas.
- Cuando haya terminado el examen, en la cinta de opciones, en la pestaña Mapa, en el grupo Navegar, haga clic en el botón Explorar para salir del modo de barrido.
En octubre de 2012, el huracán Sandy azotó Jamaica, Cuba y Bermudas. Provocó unos daños considerables en la mayor parte de la costa este de Estados Unidos durante su recorrido hacia el norte, antes de combinarse con una tormenta de altas presiones independiente procedente del norte y tocar tierra en Nueva York y Nueva Jersey. Más de 230 personas perdieron la vida en el Caribe, Estados Unidos y Canadá.
A continuación, comparará el mapa de la marejada ciclónica de 3 metros con el mapa de las inundaciones reales del huracán Sandy.
- En la pestaña Mapa del grupo Capa, haga clic en Agregar datos.
Nota:
Si es un usuario de ArcGIS Enterprise, en la cinta, en la pestaña Mapa, en el grupo Capas, haga clic en el botón Agregar datos desde ruta. En la ventana Agregar datos desde ruta, en Ruta, copie y pegue la siguiente dirección URL y haga clic en Agregar: https://services2.arcgis.com/j80Jz20at6Bi0thr/arcgis/rest/services/Hurricane_Sandy_Inundation_Zone/FeatureServer/0. Puede saltarse los pasos 15 y 16 y continuar con el paso 17.
- En la ventana Agregar datos, en Portal, haga clic en ArcGIS Online. En la barra de búsqueda, escriba Hurricane Sandy Inundation Zone owner: Learn_ArcGIS y pulse Intro. Haga clic en la capa de entidades Hurricane Sandy Inundation Zone.
- Haga clic en Aceptar.
La capa Hurricane Sandy Inundation Zone aparece en el mapa. Esta capa de entidades procede del portal Open Data de la ciudad de Nueva York y muestra las áreas inundadas en la ciudad de Nueva York durante el huracán Sandy en 2012.
- En el panel Contenido, si es necesario, haga clic en la capa Hurricane Sandy para seleccionarla. En la cinta, haga clic en la pestaña Capa de entidades. En el grupo Comparar, haga clic en Swipe. Explore el mapa con la herramienta Swipe.
¿Hasta qué punto coincide su modelo de marejada ciclónica de 3 metros con la marejada ciclónica real del huracán Sandy? El modelo se aproxima bastante, pero parece que, en general, la marejada ciclónica del huracán Sandy rebasó levemente los 3 metros.
Sugerencia:
La capa del huracán Sandy no contiene datos de inundaciones para el lado oeste de la extensión, que pertenece al Estado de Nueva Jersey.
- Cuando haya terminado, en la cinta, en la pestaña Mapa, en el grupo Navegar, haga clic en el botón Explorar para activar el modo Swipe.
Nota:
Opcionalmente, puede utilizar la herramienta Nueva representación cartográfica de nuevo para generar una capa de marejada ciclónica de 3,5 metros y ver si el resultado coincide con más exactitud con la capa Hurricane Sandy.
- Pulse Ctrl+S para guardar el proyecto.
Esta tormenta sorprendió a la mayoría de las personas de Nueva York y Nueva Jersey, que no esperaban que sus hogares corrieran el riesgo de inundarse. Jamás en su vida habían visto una tormenta de tal magnitud. Sin embargo, si bien una combinación única de factores climáticos hizo a Sandy particularmente destructiva, la ciudad ya había sufrido otras tormentas con marejadas ciclónicas aún mayores.
En esta sección, utilizó datos de elevación para crear un mapa de inundación correspondiente a una marejada ciclónica de 3 metros y, después, lo comparó con la inundación causada por el huracán Sandy en 2012.
Mapa de una marejada ciclónica de 9 metros
En 1893, la ciudad de Nueva York se vio golpeada por un huracán que trajo consigo una marejada ciclónica de 30 pies (9 metros). Esta tormenta fue lo suficientemente fuerte como para eliminar casi por completo Hog Island, una antigua isla situada junto a la costa de Rockaway. A continuación, realizará un mapa de cómo se vería una marejada tan grande en la ciudad actual.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Imágenes. En el grupo Análisis, haga clic en la flecha desplegable Funciones ráster para expandir la lista y elija Historial.
Aparece el panel Historial, que muestra el proceso realizado anteriormente en el flujo de trabajo.
- En el panel Historial, haga doble clic en Nueva representación cartográfica.
La herramienta Nueva representación cartográfica se abre con toda la información que introdujo anteriormente para crear la capa Marejada 3 m.
- En la pestaña Parámetros, en Ráster, asegúrese de que Terrain.tif esté seleccionado. En la tabla, sustituya el valor 3 por 9 para ambas reglas.
- Haga clic en Crear capa nueva.
Se agrega una nueva capa, Remap, simbolizada en gris. Hará algunos cambios en la visualización para que la capa sea más fácil de ver.
- En el panel Contenido, haga clic dos veces en Remap dos veces y asígnele el nombre Marejada 9 m.
- Haga clic con el botón derecho en la rampa de color de la capa y expanda la lista desplegable para elegir la rampa Amarillo-Naranja-Marrón (continuo).
El color de la capa cambia a naranja.
- En el panel Contenido, asegúrese de que la capa Marejada 9 m esté seleccionada. En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster. En el grupo Efectos, cambie el valor de Transparencia a 40,0%.
- En el panel Contenido, desactive la capa Hurricane Sandy Inundation Zone. Arrastre Marejada 3 m sobre Marejada 9 m.
El mapa muestra ahora en naranja las zonas de la ciudad que podrían inundarse con una marejada de 9 metros y, en rosa, las zonas inundadas con una marejada de 3 metros.
- En el panel Contenido, haga clic en Marejada 9 m para seleccionarla. Haga clic en la pestaña Capa ráster. En el grupo Comparar, haga clic en Swipe y explore el mapa.
Dado que Nueva York ya había sufrido anteriormente una marejada ciclónica de esta magnitud, tiene todo el sentido prever un evento de este tipo en el futuro.
- Cuando haya terminado, en la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Navegar, haga clic en el botón Explorar para salir del modo swipe.
- Pulse Ctrl+S para guardar el proyecto.
En este tutorial, completó un flujo de trabajo de tres pasos para realizar el mapa de la extensión potencial de una gran marejada ciclónica en la ciudad de Nueva York. Obtuvo los datos de elevación agregando la capa Terreno desde ArcGIS Living Atlas al mapa y exportando la extensión de interés a un ráster local. Ha utilizado la función ráster Nueva representación cartográfica para encontrar las áreas que se encuentran debajo de determinadas elevaciones. Por último, ha simbolizado las nuevas capas para visualizar las áreas de inundación.
Dado que la capa de imágenes Terreno abarca todo el mundo, se podría usar este mismo flujo de trabajo con cualquier área costera. También puede usar este mismo proceso para realizar un modelo del aumento del nivel del mar. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) ha pronosticado que el nivel medio del mar a nivel mundial aumentará entre 60 y 110 centímetros de aquí a 2100 si las emisiones de gases de efecto invernadero siguen aumentando considerablemente. ¿Qué aspecto presenta una costa cercana cuando se inunda una elevación por debajo de los 1,1 metros? Recuerde que la intensidad de las tormentas, los niveles de marejada y el aumento del nivel del mar son distintos en diferentes áreas.
Nota:
Si bien el enfoque de este tutorial funciona bien para líneas de costa simples, podría no brindar predicciones de inundaciones precisas para un área protegida con un dique o un sistema de diques, o donde el agua pueda encontrar otros tipos de obstáculos. Para obtener un enfoque más sofisticado, consulte el tutorial Modelar el impacto de las inundaciones costeras.
Encontrará más tutoriales como este en la página Introducción a imágenes y teledetección.
