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Guadalajara, Jalisco 18, y 19 y 20 de abril
Guadalajara, Jalisco 18,19 y 20 de abril Convención Nacional de Geografía 2007
Guadalajara, Jalisco, 20 de abril de 2007
Ing. Victor M. Romero BenítezGeog. Alejandro Díaz PonceIng. Jorge Maruri AguilarRubén David Carrasco Esparza
INEGI, CONAGUA, CSVA
Eje Rector: Normas y Especificaciones
Mesa de trabajo: “Conectividad de la red hidrográfica nacional escala 1:250 000”
Objetivo
Antecedentes
Metodología
Aplicaciones
Expectativas
Participación del CSVA
Conclusiones
Contenido
Guadalajara, Jalisco 18,19 y 20 de abril Convención Nacional de Geografía 2007
Objetivo del proyectoObjetivo del proyecto
Obtener la red hidrográfica nacional escala 1:250 000 con características de conectividad, dirección de flujo, codificación, asignación de nombre y orden de corriente.
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AntecedentesAntecedentes
La red hidrográfica es parte de la carta topográfica que el INEGI produce, fue concebida con fines de representación cartográfica, referencia espacial, régimen y nombre de la corriente, información por sí sola muy valiosa.
Problemática de la red hidrográfica vectorial para el análisis de redes:
• Digitalización de manera aleatoria y sin ningún sentido de las corrientes.
• Líneas fragmentadas en x número de segmentos, lo que dificulta su manipulación.
• No existe continuidad en el trazo en cuerpos de agua o ciudades
• Duplicidad de trazos (vectores sobrepuestos)
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¿¿QuQuéé es la conectividad?es la conectividad?
En la red hidrográfica consiste en darle la continuidad al trazo desde el nacimiento de la corriente hasta su desembocadura al mar o algún cuerpo de agua (interior) receptor. Además de la asignación de la dirección de flujo con respecto a la pendiente natural del terreno.
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Desarrollo de PrototipoDesarrollo de Prototipo
En el 2005 se realizó, a manera de prueba, la conectividad de la subcuenca del Río San Pedro, entre los límites de los estados de Zacatecas y Aguascalientes, considerada zona ideal ya que tiene contrastes en el relieve.
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Desarrollo de PrototipoDesarrollo de Prototipo
También se realizó el prototipo en la subcuenca Río Chunpam que se localiza en el estado de Campeche y se caracteriza por ser una cuenca donde predomina el relieve plano.
L. de Términos
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Insumos utilizadosInsumos utilizados
Datos escala 1:250 000– Hidrografía – Cuerpos de agua– Áreas urbanas – Cuenca hidrográfica (polígono que limita el área de trabajo)– Curvas de nivel– Corrientes que desaparecen (información puntual de carta básica)– Topónimos (escalas 1: 250 000 y 1:50 000)
Información raster– MDE y Sombreado en grises– Ortofotos – Imágenes de satélite
Plataforma de edición– ArcGIS (ArcINFO y Arcview)
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Criterios para conectar la red hidrogrCriterios para conectar la red hidrográáficafica
Criterio 1
Cuerpos de agua
Generación de líneas virtuales en la parte media de los cuerpos de agua y asignación de dirección de flujo de acuerdo con la pendiente natural del terreno.
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Criterios para conectar la red hidrogrCriterios para conectar la red hidrográáficafica
Criterio 2
Distritos de riego
En cuencas donde se ubiquen distritos de riego el principal criterio para darle continuidad a la red de drenaje natural es considerar los canales principales, si es claro con los insumos disponibles definir el sentido y la continuidad considerar canales secundarios como parte de la red.
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Criterios para conectar la red hidrogrCriterios para conectar la red hidrográáficafica
Criterio 3
Localidades urbanas o grandes ciudades
Para el caso de ciudades muy grandes se necesita recopilar información histórica que permita conocer las modificaciones que se ha realizado a la red hidrográfica natural debido al crecimiento de las ciudades.
Ciudad de México
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Estructura de la informaciEstructura de la informaci óón digitaln digital
Ciudad de México015NuméricoCodificación
18TextoC_desapa
03NuméricoOrden
042TextoNombre
05NuméricoCódigo del rasgo
04NuméricoId
312NuméricoLength
011NuméricoTnode_
011NuméricoFnode_
08ShapeShape
DecimalAnchoTipoNombre
Código del rasgo
3271 = Corriente intermitente3272 = Corriente perenne3180 = Canal de riego
Orden = clasificación de Horton-Strahler
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Corriente que desapareceCorriente que desaparece
México es un país con características geográficas diversas, debido a esto existen corrientes que no pueden ser conectadas por factores naturales oantropogénicos.
Factores por lo cual una corriente no puede conectarse:
� Presencia de fallas o fracturas.
� Presencia de karst (alto grado de disolución en la roca, principalmente calizas).
� Zonas agrícolas (alteración de cauces naturales y poca definición del cauce natural.
� Zonas desérticas (ambientes desérticos con alta permeabilidad y porosidad donde las corrientes se infiltran al subsuelo).
� En las grandes ciudades, por falta de documentos que registren los cambios en el trazo de la red hidrográfica natural (encauzamiento artificial)
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Corriente que desapareceCorriente que desaparece
Debido a los factores anteriormente descritos se crea el campo “C_desapa”(corriente que desaparece), donde se indica la causa por la cual una corriente no puede conectarse.
� Granular (para zona de cultivos, ambientes desérticos y planicies costeras)
� Falla o fractura
� Medio cárstico (zonas con un alto grado de disolución de la roca)
� No definible (cuando ni con apoyo de imagen podemos definir su flujo)
� No aplica (cuando las corrientes están conectadas)
� Lago o Laguna
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MetodologMetodologííaa
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IntegraciIntegracióón del equipo de trabajon del equipo de trabajo
• El interés compartido entre la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y el INEGI para aterrizar el proyecto, llevó a dividirse la carga de trabajo en partes iguales, considerando la división hidrográfica oficial como base para la distribución (37 regiones hidrológicas).
• El CSVA interesado en desarrollar el proyecto en su propia adscripción solicitó ser parte del mismo y realizar el análisis y conectividad de la red considerando como límites las cuencas hidrográficas que descargan en su territorio sin importar que las cabeceras de las mismas pertenezcan a otra jurisdicción político administrativa.
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Trabajo de ediciTrabajo de edicióónn
Completar corrientesDirección de flujo
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Asignar nombresCodificación
Trabajo de ediciTrabajo de edicióónn
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Orden de corrientes (Horton-Strahler)
Trabajo de ediciTrabajo de edicióónn
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MetodologMetodologííasas
Finalizados los prototipos se realizaron dos documentos metodológicos.
Metodología para zonas de contraste en el relieve, con apoyo de modelado a partir del MDE
Metodología para zonas planas, utilizando criterios de fotointerpretación.
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AplicacionesAplicaciones
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AplicacionesAplicaciones
La red hidrográfica conectada permite realizar análisis de redes.
• Implementación de monitoreo de la calidad del agua, en el contexto de manejo de redes hidrográficas digitales coherentes.
• Determinación con mayor precisión la longitud de las corrientes que integran la red hidrográfica
• Implementación en proyectos de prevención de desastres ya que permite la modelación ante fenómenos hidrometeorológicos extremos (determinación de zonas sujetas a inundaciones).
• Determinación con mayor precisión la disponibilidad de agua por cuenca al ubicar la red hidrométrica y asociarlo a los datos obtenidos por esta
• Información para estudios de impacto ambiental
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AplicacionesAplicaciones
Red hidrográfica carta básica escala 1:250000
Análisis de redes geométricas de la red hidrográfica.
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AplicacionesAplicaciones
Red hidrográfica conectada
Análisis de redes geométricas
Corrientes que aparecen documentadas
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AplicacionesAplicaciones
Análisis del trayecto de un contaminante y poblaciones que puede afectar.
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AplicacionesAplicaciones
En Presas
Determinar el área de captación Distribución aguas abajo de la presa
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ExpectativasExpectativas
• Contar con la red conectada, revisada y validada en un plazo de 2 meses
• Integrar la red conectada al proyecto de cuencas hidrográficas INEGI-INE-CONAGUA (permite validar el límite definido en el proyecto de cuencas).
• Poner a disposición de los usuarios la red conectada en su primera versión, para revisión e incorporación de segmentos que por alguna causa no fueron considerados.
• Poner a disposición de los tres niveles de gobierno la red hidrográfica conectada para sus programas de planeación y saneamiento en el contexto de cuenca hidrográfica.
• Disponer de información que permita migrar al modelo de datos ArcHydro
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Consejo del SistemaConsejo del SistemaVeracruzano del AguaVeracruzano del Agua
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ParticipaciParticipaci óón Veracruz: Situacin Veracruz: Situaci óón del agua en el Estadon del agua en el Estado
• Precipitación anual 1,484 mm (Nacional: 772 mm)– Oferta per cápita de 8,796 m3/año (Nacional: 4,533 m3/año)
• Escurrimiento anual medio de 121,000 Mm3 (33% del nacional)– Generación estatal: 62,190 Mm3, resto proveniente otros estados
• Recarga de acuíferos anual: 3,693 Mm3• Usos: 4,007 Mm3/ año, origen 88% superficial, 12% subterráneo
Gran disponibilidad promedio de agua por habitante…
… pero los usos no realizan completamente la riqueza hídrica:
• Usos sociales– Público urbano / Doméstico: Bajas coberturas agua potable, alcantarillado y
saneamiento en cantidad y calidad• Usos económicos
– Industrial, agrícola, pecuario, acuacultura: La riqueza hídrica puede soportar un mayor dinamismo y crecimiento de Veracruz
– INFORMACIÓN - PLANEACIÓN
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ParticipaciParticipaci óón Veracruz: Institucionesn Veracruz: Instituciones
•Ley Estatal de Aguas (2001)– Consejo del Sistema Veracruzano del Agua (CSVA)
• Autoridad normativa, planificadora
– Comisión del Agua del Estado de Veracruz (CAEV)• Organismo operador estatal, contraparte financiera federal
•CSVA– Planificación hídrica estatal– Sistema de Información Hidráulica
• Servicio público
• Todos los usos
• Coordinación interinstitucional
Contrapartes estatales para laplanificación y la
Información hídricaInfo
rmac
ión
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ParticipaciParticipaci óón Veracruz: Ann Veracruz: An áálisis detalladolisis detallado
• Factores de Disponibilidad: – Cantidad, – Calidad, – Distribución (espacio) y – Oportunidad (tiempo)
• Extremos: – Grandes cuencas.
• Enfoque del análisis: Nacional. • Relativamente menos demandante computacionalmente.• CONAGUA.
– Pequeñas cuencas. • Enfoque del análisis: Estatal o subestatal. • Relativamente más demandante computacionalmente. • CSVA.
En función de la escala del análisis.
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ParticipaciParticipaci óón Veracruz: Avancesn Veracruz: Avances
• Procesamiento
– I Modelos digitales de elevación
– II Corrección vectorial
• Productos fase I
– Líneas de drenaje
– Definición de cuencas
• Cálculo de balances
superficiales
Preparación de Información (100 %)� Trazado semiautomático de 1,538 subcuencas
sobre los MDE
� Afinación y depuración de 11,863 registros de Registro Publico de Derechos de Agua (REPDA-2000)
� Complementación de información de precipitación de 2,078 estaciones climatológicas
Procesamiento de Información� Trazado de Polígonos de Thiessen
� Determinación de coeficientes de escurrimiento en las subcuencas
� Determinación del escurrimiento Virgen mediante el método “Lluvia-Escurrimiento”
� Calculo de los Balances de aguas superficiales conforme a la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-011-CNA-2000
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ParticipaciParticipaci óón Veracruz: Balancesn Veracruz: Balances
ACAJETE
BANDERILLA
RAFAEL LUCIO
TLALNELHUAYOCANXALAPA
Disponibilidad Relativa en la Cuenca del Río Sedeño
<all other values>
RIOSCORRIENTE DE AGUA, Intermitente
CORRIENTE DE AGUA, Perenne
<all other values>
MUNICIPIOS
ACAJETE
BANDERILLA
RAFAEL LUCIO
TLALNELHUAYOCAN
XALAPA
Cuenca_Río_Sedeño
Consejo del Sistema Veracruzano del AguaDirección de Planeación y Programación Hidráulica
Rio Acatlan
Arroyo El MoralRío Colorado
Arroyo San Juan
Río Naolinco Alto
Arroyo Balsa
Arroyo Aguasuelos
Arroyo Tepetlan
Río Sedeño Medio Bajo
Arroyo Teapan
Arroyo Organo
Río Sedeño Medio Alto
Arroyo Chichiquila
Río Las Vigas-San Juan
Arroyo Las Haldas
Río Sedeño Alto
Arroyo Copal
Río Las Vigas BajoRío Las Vigas Medio
Arroyo Dos Veredas
Río Sedeño Bajo
Río Las Vigas-Alto
Río Las Vigas-Cojolite
Arroyo Esquilon
Arroyo Agua Dorada
Río Naolinco Bajo
Río Naolinco Medio
ACAJETE
BANDERILLA
RAFAEL LUCIO
TLALNELHUAYOCANXALAPA
Disponibilidad Relativa en la subcuenca del Río Sedeño(Lluvia promedio periodo 1961-1997)
<all other values>
RIOSCORRIENTE DE AGUA, Intermitente
CORRIENTE DE AGUA, Perenne
<all other values>
MUNICIPIOS
ACAJETE
BANDERILLA
RAFAEL LUCIO
TLALNELHUAYOCAN
XALAPA
DISPONIBILIDAD RELATIVA
Equilibrio
Disponibilidad
Abundancia
Consejo del Sistema Veracruzano del AguaDirección de Planeación y Programación Hidráulica
Determinación CONAGUA, grandes cuencas
Determinación CONAGUA, grandes cuencas
Determinación CSVA, subcuencas
Determinación CSVA, subcuencas
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ParticipaciParticipaci óón Veracruz: Balancesn Veracruz: Balances
• Aplicaciones concretas y significativas en el ámbito estatal
– 27% de los Municipios del Estado tienen una disponi bilidad
clasificada entre “Baja” y “Extremadamente baja”.
• Utilización significativa de productos por el estado de Veracruz
• FUTURO: Paso en la codificación de toda la red hidrográfica estatal
en modelo de datos ArcHydro
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ConclusionesConclusiones
Disponer de una red hidrográfica digital conectada del país escala 1:250 000, que permitirá a los usuarios realizar análisis de redes hidrográficas con objetivos diversos; la red permite tener información geográfica para la planificación del desarrollo de centros urbanos, recreativos, industriales, manejo del recurso hídrico, evaluación, prevención de desastres y aprovechamiento racional del recurso agua así como el manejo integral de cuencas.
La red conectada sirve como apoyo para realizar el monitoreo permanente de la calidad del agua, por ejemplo determinar los ríos afectados en caso de derrame accidental de hidrocarburos o cualquier contaminante; conocer la ubicación y evolución de enfermedades relacionadas con el agua (Cólera) para determinar zonas de afectación aguas abajo de núcleos poblacionales o ecosistemas vulnerables.
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Equipo Equipo interinstitucionalinterinstitucional de trabajode trabajo
Subgerencia de Información Geográfica del Agua (SIGA-CONAGUA)• Geog. Alejandro Díaz Ponce• Ing. Carlos Velázquez Peralta• Ing. Gabino Gaspar Monterrosa Reyes
Departamento de hidrología (INEGI)• Ing. Rogelio Mondragón Bonilla• Ing. Víctor Manuel Romero Benítez• Lic. Juan Ramón Villegas Cuevas• Ing. Armando Pérez Briceño• Ing. Oscar Ramírez Rojas• Ing. José Daniel Heredia Escobedo• Arq. Erick Alberto Sosa Cisneros• Ing. José Isabel Hurtado Vazquez• Lic. Mariano Villalobos Delgado• Ing. Francisco Pérez Soto• Ing. Adolfo Gallegos Jiménez• Ing. Jose Ramón Elias Ávila
Consejo del Sistema Veracruzano del Agua (CSVA)• Ing. Jorge Maruri Aguilar• Ing. Sergio Salinas González• Lic. Ángel Geovany Pacheco Aguilar
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¡Gracias!
[email protected]@cna.gob.mx
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Guadalajara, Jalisco, 20 de abril de 2007
C. Rubén David Carrasco EsparzaINEGI
Mesa de Trabajo: “Estructuración de la Red Hidrográfica escala 1:50,000”
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ContextoContexto
Recurso en disminucióny degradación
Demanda creciente
Urgente mejorar la situación de este recurso
Riesgos (huracanes-inundaciones)
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ContribuciContribuci óón de la Informacin de la Informaci óón Geogrn Geogr ááficafica
Ubicación y evaluación de los recursos hídricos.
Identificación de rasgos naturales y culturales relacionados con este recurso.
Representación en diferentes escalas
Escenarios :Mejor manejo del agua
Planeación de proyectos de infraestructura
Evaluación de riesgos
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Concepto de Red HidrogrConcepto de Red Hidrogr ááficafica
Red hidrográfica: es un sistema de circulación lineal, jerarquizado y estructurado que asegura el drenaje de una cuenca; específicamente una cuenca hidrográfica
La hidromorfometría tiene por objeto precisar esta jerarquía mediante números, dando importancia creciente a sus elementos.
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Fuente: InformaciFuente: Informaci óón Topogrn Topogr ááfica 1:50,000fica 1:50,000
La red hidrográfica se construirá a partir de datos topográficos vectoriales escala 1:50,000
El objetivo de estos datos topográficos en un inicio fue su representación en un medio impreso que es la Carta Topográfica.
No obstante se tiene un modelo de datos para cada rasgo geográfico, mismo que se describe en el Diccionario de Datos Vectoriales.
Con las nuevas tecnologías de información, hoy en día los usuarios demandan datos geográficos en formato digital, congruentes y estructurados.
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AnAn áálisis de Rasgos Hidrogrlisis de Rasgos Hidrogr ááficosficos
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CoberturaCobertura
Conjuntos digitales escala 1:50,000
División Hidrográfica escala 1:250,000
37 regiones hidrológicas158 cuencas984 subcuencas
2357 conjuntos digitales territorio continental15’ Lat x 20’ Long.
Por analizar:
6,000,000 de líneas 160,000 cuerpos de agua
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InsumosInsumos
Geología escala 1:250,000 y 1:50,000
Línea de costa escala 1:20,000
Subcuencas de Hidrografía Superficial escala 1:250,000
Curvas de nivel (cn)
Área urbana (au)
Canales área (ca)
Canales línea (cl)
Corrientes que desaparecen (hq)
Cuerpos de agua topológicamenteincorrectos (zc)
Cuerpos de agua (ha)
Corrientes de agua (hl)
MDE 1”
Servicio SPOT
Servicio de Ortofotos 3m y 1.5m
Información temática Información topográfica Información Raster
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Medios y ProcedimientoMedios y Procedimiento
Servicio de Base de Datos
Edición y Validaciónde la red
MySQL
- Datos Topográficos
- Control y Seguimiento
- MDE
ArcMap. VB-ArcObjects. Network Tools. ArcHydro. Interoperability Toolspara conexión WMS
Servicio de OrtofotosWMS
. ArcMap
. ArcHydro
. ArcInfo
Tratamiento de Insumos
Carga de datos TopográficosGeneración de insumos por
subcuenca
- Recortes
- Limpieza Topológica
- Simplificación
Generación de Líneas Centrales de Cuerpos de Agua
. ArcMap
. Modulo Java Skeletonizer
Programación PERL
Control y Seguimiento
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Herramientas de EdiciHerramientas de Edici óónn
Diagnóstico de conectividad
Administración datos (carga /descarga)
Generación de líneas centrales de cuerpos de
agua
Herramientas para edición de conectividad
Incorporación de canales
Depuración de corrientes ajenas a la subcuenca
Clasificación de corrientes no conectables
Metodología
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Ventajas de Herramientas DesarrolladasVentajas de Herramientas Desarrolladas
� Agilizar y mejorar la administración de los datos espaciales
� Automatizar procesos.
� Generar líneas centrales de cuerpos de agua de manera automatizada
� Asegurar la consistencia de la red (conectividad).
� Garantizar la división de líneas en cada confluencia y la creación de vértices en cuerpos de agua en la intersección de cada trazo de corrientes (reglas topológicas).
� Clasificar líneas editadas de acuerdo al método aplicado.
� Redireccionar el trazo de líneas en función de las direcciones de flujo.
� Facilitar la supervisión de acuerdo a los métodos usados durante la edición.
� Registrar avances en el sistema de control y seguimiento.
� Ahorrar recursos .
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ValidaciValidaci óón de la Red y Metan de la Red y Meta
Modelo ArcHydroAnálisis de la Red Geométrica
Áreas de Captación Red Geométrica
CanalesHidrografía
-Direcciones de flujo
-Hidromorfometría
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Tiempos y RecursosTiempos y Recursos
Duración: 20 mesesInicio: 14 de mayo
Recurso humano:
Desarrollo conceptual,metodológico y supervisión: 3 personas
Desarrollo de aplicacionesgeomáticas y administraciónde base de datos: 3 personas
Edición: 15 personas
Participación de CONAGUA y el Departamento de Hidrología de INEGI
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Usuarios PotencialesUsuarios Potenciales
• CONAGUA• SEMARNAT• SAGARPA• CENAPRED• INE• CONABIO• CFE• Gobiernos de los estados y municipios• Academia• Investigadores• INEGI (Recursos Naturales, Proyectos
Especiales, Análisis Espacial)
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Conclusiones
Administrar, regular, controlar y planificar las acciones que se desarrollan en un territorio determinado constituye una tarea muy compleja.
La tecnología de Sistemas de Información Geográfica, ofrece herramientas adecuadas para el manejo de datos espaciales, ya que al usar el modelo de base de datos georrelacional, asocia un conjunto de información gráfica en forma de planos o mapas a bases de datos digitales.
De este modo es posible construir no sólo el escenario de comportamiento en un momento dado, sino simular comportamientos posibles, deseados o no, para conducir la gestión, en el sentido deseado; o en el peor de los casos, poder reaccionar a tiempo ante situaciones imprevistas.
No obstante, el componente más importante de un SIG son los datos para resolver los problemas y contestar a preguntas de la forma más acertada posible. Por eso la importancia en que las instituciones generadoras de información geográfica, reformen sus políticas, normatividades y metodologías, orientadas a generar datos espaciales estructurados en formato digital para su explotación con SIG’s.
La Red Hidrográfica escala 1:50,000, contribuirá a este planteamiento, aportando mayor conocimiento en materia de hidrografía superficial para los diferentes proyectos de infraestructura, riesgos, manejo del agua, etc.
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¡Gracias!