Determinación del punto de toma y la ruta óptima para llenar un embalse a partir de la hidrografía de la región y un mapa de costo

En un artículo precedente:

Mapa de costos acumulados usando el módulo r.cost de GRASS en QGIS

se usó el módulo r.cost para determinar el mapa de superficie de costo combinado para distancia y topografía a partir de un ráster correspondiente a un modelo de elevación digital (DEM). En éste se señaló la posibilidad de determinar, a partir del mapa de costo y de la hidrografía de la región, el punto de toma y la ruta óptima para llenar un embalse hipotético. La situación quedó representada en la siguiente imagen:

Sin prejuzgar el hecho de que puedan existir mejores procedimientos, se propone realizar esta labor, dentro del ambiente de GRASS, pasando primero el vectorial tipo polígono que representa el espejo de agua (embalse_vector) a vectorial de línea (embalse_linea) con v.type.bl y añadir categorías con v.category.add, antes de transformarlo en un ráster de valor constante (embalse_linea_raster), con píxeles iguales a uno, a través del módulo v.to.rast.const.

Con el módulo r.mapcalc, en modo de cónsola, se sustituyen los unos por los valores en el mapa de costo combinado para distancia y topografía (cost_dist_dem) mediante la siguiente expresión:

r.mapcalc "costo_embalse=if(embalse_linea_raster,costo_dist_dem)"

El costo mínimo, determinado con r.report, en el nuevo ráster costo_embalse (los píxeles tienen valores de costo sólo en su periferia y son NULL en la parte interna y externa del embalse que abarca el area de trabajo de GRASS) es 345493057.188947. Si se transforma a un vectorial de puntos (costo_embalse_puntos) mediante r.to.vect.point, es muy fácil averiguar cuales son las coordenadas del píxel con este value usando las herramientas de la tabla atributiva (“Buscar” y “Acercar el mapa a las filas seleccionadas”); tal como se ve en la siguiente imagen:

Las coordenadas X,Y obtenidas (648394.007142,1096385.26557) corresponderían a las del punto de derivación del agua hacia el embalse (cota 550 m) y ahora faltaría averiguar la ruta óptima (la de menor costo) mediante el módulo r.drain.

La ejecución de r.drain, usando el mapa de costo como insumo y las coordenadas X,Y 648394.007142,1096385.26557 como punto de partida, arrojan un ráster de salida que al ser transformado a vector de línea, mediante r.to.vect.linea, debe ser editado (en ambiente de GRASS) para conservar sólo la parte en la cual se intercepta con el río principal (intersección en el punto X,Y,Z 649190.081167, 1099846.3959, 878) al norte de la región (en rojo); tal como se observa en la siguiente imagen:

A la tabla atributiva de ruta_optima se la añadió la columna longitud con v.db.addcol y la geometría con v.to.db; empleando la opción Line length como Valor a cargar, Meters como Unidades y longitud como “Campo de atributos”.

El shapefile ruta_optima, el cual no es una línea recta porque toma el costo combinado de distancia y topografía, representaría la ruta con el menor costo para derivar el agua hacia el interior del embalse. No obstante, eso no significa que el proyecto sea viable desde el punto de vista social o económico.

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