1. INTRODUCCIÓN

Este cuaderno tiene como objetivo ilustrar el cálculo de pendiente y aspecto. La pendiente se define como la relación que existe entre el desnivel (Y) y la distancia en horizontal (X). En otras palabras, es la inclinación que hay de una superficie con respecto al suelo. Por otra parte, el aspecto se refiere a la orientación de la pendiente en relación con los puntos cardinales.

2. CREACIÓN DEL RÁSTER

Inicialmente es necesario llamar la librería ráster

library(raster)
## Loading required package: sp
rm(list=ls())

Ahora se procederá a crear un Modelo de Elevación Digital o DEM. Para esto es necesario introducir las coordenadas del cuadro

DEM <- raster(ncol=3, nrow=3, xmn=100, xmx=115, ymn=100, ymx=115)

Para mirar la cantidad de celdas que compone el DEM creado

ncell(DEM)
## [1] 9

El DEM está compuesto de 9 celdas. A continuación para mirar la resolución espacial del DEM se usa la función

res(DEM)
## [1] 5 5

Ahora se procede a asignarle valores al DEM

Valores <-c(50, 45, 50, 30, 30, 30, 8, 10, 10)
(values(DEM) <-Valores)
## [1] 50 45 50 30 30 30  8 10 10

A continuación es posible plotear o graficar el DEM

plot(DEM, main = "DEM")
text(DEM)

Ahora se asigna un sistema de referencia de coordenadas

crs(DEM) <- CRS('+init=epsg:3115')

El código EPSG corresponde a las siglas en inglés, European Petroleum Survey Group, organización científica relacionada a la industria petrolera. Dicha organización elaboró un repositorio de parámetros geodésicos EPSG, una base de datos que contiene información a nivel mundial sobre sistemas de referencia de coordenadas, proyección cartográficas, entre otras (Tomado de: https://www.mastergis.com/epsg/).

Para poder descargar los datos solo es necesario ingresar a https://epsg.io.

Por otra parte, el EPSG para MAGNA Bogotá es EPSG: 6247 para la red urbana y EPSG:3116 para la zona de Bogotá.

3. CÁLCULO DE PENDIENTE Y ASPECTO

Inicialmente para la pendiente se usará la función terrain

(slope = terrain(DEM, 'slope', unit= 'degrees', neighbors=8))
## class      : RasterLayer 
## dimensions : 3, 3, 9  (nrow, ncol, ncell)
## resolution : 5, 5  (x, y)
## extent     : 100, 115, 100, 115  (xmin, xmax, ymin, ymax)
## crs        : +init=epsg:3115 
## source     : memory
## names      : slope 
## values     : 75.25766, 75.25766  (min, max)

Ahora es posible graficarla

plot(slope, main= "PENDIENTE")
text(slope)

Por otro lado, para el aspecto también se usará la función terrain con algunas variaciones

(aspecto = terrain(DEM, 'aspect', unit= 'degrees', neighbors=8))
## class      : RasterLayer 
## dimensions : 3, 3, 9  (nrow, ncol, ncell)
## resolution : 5, 5  (x, y)
## extent     : 100, 115, 100, 115  (xmin, xmax, ymin, ymax)
## crs        : +init=epsg:3115 
## source     : memory
## names      : aspect 
## values     : 180.7538, 180.7538  (min, max)

Igual que anteriormente, se grafica el aspecto

plot(aspecto, main="ASPECTO")
text(aspecto)

### 4. ASIGNACIÓN

Primero es necesario crear el DEM, que en esta ocasión debe tener 16 celdas

DEM1 <- raster(ncol=4, nrow=4, xmn=100, xmx=120, ymn=100, ymx=120)
ncell(DEM1)
## [1] 16
res(DEM1)
## [1] 5 5
Valores1 <- c(50, 45, 50, 48, 30, 29, 30, 29, 10, 9, 9, 10,
              25, 23, 19, 21)
(values(DEM1) <-Valores1)
##  [1] 50 45 50 48 30 29 30 29 10  9  9 10 25 23 19 21
plot(DEM1, main= "DEM")
text(DEM1)

crs(DEM1) <- CRS('+init=epsg:3115')
(slope1= terrain(DEM1, 'slope', unit= 'degrees', neighbors=8))
## class      : RasterLayer 
## dimensions : 4, 4, 16  (nrow, ncol, ncell)
## resolution : 5, 5  (x, y)
## extent     : 100, 120, 100, 120  (xmin, xmax, ymin, ymax)
## crs        : +init=epsg:3115 
## source     : memory
## names      : slope 
## values     : 36.05503, 75.62313  (min, max)
plot(slope1, main = "PENDIENTE")
text(slope1)

(aspecto1= terrain(DEM1, 'aspect', unit= 'degrees', neighbors=8))
## class      : RasterLayer 
## dimensions : 4, 4, 16  (nrow, ncol, ncell)
## resolution : 5, 5  (x, y)
## extent     : 100, 120, 100, 120  (xmin, xmax, ymin, ymax)
## crs        : +init=epsg:3115 
## source     : memory
## names      : aspect 
## values     : 164.0546, 181.4688  (min, max)
plot(aspecto1, main = "ASPECTO")
text(aspecto1)

De este último DEM creado es posible observar que la pendiente de las celdas superiores es 75 y 76, mientras que las celdas inferiores tienen 36 y 42, lo que indica que el terreno no es regular. En cuanto al aspecto, se analiza que hay 3 celdas orientadas hacia el sur correspondientes a 180 y 181°, y solo una orientada hacia el sur este con 160°.