1. ASPECTOS GENERALES.
1.2. Desarrollo
de los SIG *
1.3. Diferencias entre SIG y CAD *
2. ¿QUÉ ES UN SIG? *
3. ¿CUÁLES SON LOS COMPONENTES DE UN
SIG? *
3.4. Recurso humano *
3.5. Procedimientos *
4. ¿CUALES SON LAS FUNCIONES DE LOS
COMPONENTES DE UN SIG.? *
5. ¿QUÉ HACE UN SIG CON LA INFORMACIÓN? *
5.1. Representación de la información. *
5.2. Estructura
de la representación. *
6. ¿CUÁL ES LA INFORMACIÓN QUE SE MANEJA EN UN
SIG? *
6.2. Atributos no gráficos *
7. ¿CÓMO SE AGRUPA LA INFORMACIÓN DE LOS OBJETOS EN UN
SIG? *
7.1. Relaciones entre objetos. *
8. ¿CÓMO SE ENCADENAN LOS OBJETOS Y
ATRIBUTOS EN UNA CATEGORÍA? *
8.1. Sistema de
coordenadas. *
8.2. Proyecciones. *
9. ¿QUÉ ES UNA BASE DE DATOS
GEOGRÁFICA? *
10. ¿QUE SE PUEDE HACER CON UN
SIG? *
10.1.1 Entrada de datos: *
10.1.2 Manipulación y análisis: *
10.1.3 Salida de datos: *
11. ¿QUÉ ES DESPLEGAR DATOS EN UN
SIG.? *
11.1.1 Localizar e identificar elementos
geográficos. *
11.1.2 Especificar condiciones. *
11.1.3 Hacer análisis espaciales. *
12. ¿CUALES SON LAS APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE
INFORMACIÓN GEOGRÁFICA? *
13. CAPTURA DE LA INFORMACIÓN *
13.1. Formato RASTER *
13.2. Formato VECTORIAL *
14. EL MANEJO DE LA INFORMACION *
14.1. Modelos de
diseño de un sig *
14.1.2 Modelo
lógico *
14.1.3 Modelo
físico *
14.2. Almacenamiento de la
Información *
14.3. Manipulación de la
Información *
14.4. Extracción de la
información *
14.4.1 Extracción mediante
especificación geométrica. *
14.4.2 Extracción mediante condición
geométrica *
14.4.3 Extracción mediante
especificación descriptiva. *
14.4.4 Extracción mediante condición
descriptiva o lógica. *
14.5. Edición de la
Información *
14.6. Análisis y modelamiento de la
Información *
14.6.1 Generalización
cartográfica. *
14.6.2 Análisis espaciales *
14.7. Salida y representación de la
información *
Un Sistema de
Información geográfico (SIG) particulariza
un conjunto de procedimientos sobre una base de datos
no gráfica o descriptiva de objetos del mundo real que
tienen una representación gráfica y que son
susceptibles de algún tipo de medición respecto
a su tamaño y dimensión relativa a la
superficie de la tierra.
A parte de la especificación no gráfica el SIG
cuenta también con una base de datos
gráfica con información georeferenciada o de
tipo espacial y de alguna forma ligada a la base de datos
descriptiva. La información es considerada
geográfica si es mesurable y tiene
localización.En un SIG se usan herramientas de gran capacidad de
procesamiento gráfico y alfanumérico, estas
herramientas van dotadas de procedimientos y aplicaciones para captura,
almacenamiento, análisis y visualización de la
información georefenciada.La mayor utilidad de
un sistema de
información geográfico esta
íntimamente relacionada con la capacidad que posee
éste de construir modelos o
representaciones del mundo real a partir de las bases de
datos digitales, esto se logra aplicando una serie de
procedimientos específicos que generan
aún más información para el
análisis.La construcción de modelos o
modelos de
simulación como se llaman, se convierte
en una valiosa herramienta para analizar fenómenos que
tengan relación con tendencias y así poder
lograr establecer los diferentes factores
influyentes.La distribución espacial es inherente
tanto a los fenómenos propios de la corteza
terrestre, como a los fenómenos artificiales y
naturales que sobre ella ocurren. Todas las sociedades que han gozado de un grado de
civilización han organizado de alguna manera la
información espacial.Los fenicios fueron navegantes, exploradores y
estrategas militares que recopilaron información
en un formato pictórico, y desarrollaron una
cartografía "primitiva" que permitió la
expansión y mezcla de razas y culturas.Los griegos adquirieron un desarrollo político, cultural y
matemático, refinaron las técnicas de
abstracción con sus descubrimientos
geométricos y aportaron elementos para completar
la cartografía utilizando medición de
distancias con un modelo
matemático (a2 + b2 =
c2. Pitágoras, ecuación del
círculo)Enmarcados dentro de un hábitat insular,
se convirtieron en navegantes e hicieron observaciones
astronómicas para medir distancias sobre la
superficie de la
tierra. La información de éste tipo se
guardó en mapas.Los romanos imitaron a los griegos y
desarrollaron el Imperio utilizando frecuentemente el
banco
de datos
previamente adquirido y ahora heredado. La logística de infraestructura
permitió un alto grado de organización política y económica,
soportada principalmente por el manejo centralizado de
recursos de información.Se puede decir que las invasiones
bárbaras disminuyeron el ritmo de desarrollo de civilización en el
continente europeo durante la edad
media, y sólo hacia el siglo XVIII los estados
reconocieron la importancia de organizar y sistematizar
de alguna manera la información
espacial.Se crearon organismos comisionados
exclusivamente para ejecutar la recopilación de
información y producir mapas
topográficos al nivel de países enteros,
organismos que han subsistido hasta el día de
hoy.En el siglo XIX con su avance tecnológico
basado en el conocimiento científico de la
tierra, se produjo grandes volúmenes de
información geomorfológica que se
debía cartografiar. La orientación espacial
de la información se conservó con la
superposición de mapas
temáticos especializados sobre un mapa
topográfico base.Recientemente la fotografía aérea y
particularmente la imágenes de satélite han
permitido la observación periódica de los
fenómenos sobre la superficie de la corteza
terrestre. La información producida por este tipo
de sensores ha exigido el desarrollo de herramientas para lograr una
representación cartográfica de este tipo de
información.El medio en el cual se desarrollaron estas
herramientas tecnológicas
correspondió a las ciencias de teledetección,
análisis de imágenes, reconocimiento de
patrones y procesamiento digital de información,
en general estudiadas por físicos,
matemáticos y científicos expertos en
procesamiento espacial. Obviamente, éstos
tenían un concepto diferente al de los
cartógrafos, con respecto a la
representación visual de la
información.Con el transcurso del tiempo
se ha logrado desarrollar un trabajo multidisciplinario y
es por ésta razón que ha sido posible
pensar en utilizar la herramienta conocida como "Sistemas
de Información Geográfica, SIG
(GIS)"- Historia
- Desarrollo de los SIG
- ASPECTOS GENERALES.
En el año 1962, en Canadá, se
diseñó el primer sistema "formal"
de información geográfica para el mundo de recursos
naturales a escala mundial.
En el Reino Unido se empezó a trabajar en la unidad de
cartografía experimental. No fue hasta la época de
los 80’s cuando surgió la comercialización de los SIG.
Durante los años 60’s y 70’s se
empezó a aplicar la tecnología del
computador
digital al desarrollo de
tecnología
automatizada. Excluyendo cambios estructurales en el manejo de la
información, la mayoría de programas
estuvieron dirigidos hacia la automatización del trabajo
cartográfico; algunos pocos exploraron nuevos métodos
para el manejo de información espacial, y se siguieron
básicamente dos tendencias:
- Producción automática de dibujos con
un alto nivel de calidad
pictórica - Producción de información basada en el
análisis espacial pero con el costo de una
baja calidad
gráfica.
La producción automática de dibujo se
basó en la tecnología de
diseño
asistido por computador
(CAD). El CAD se utilizó en la cartografía para
aumentar la productividad en
la generación y actualización de mapas. El
modelo de
base de datos
de CAD maneja la información espacial como dibujos
electrónicos compuestos por entidades gráficas
organizadas en planos de visualización o capas. Cada capa
contiene la información de los puntos en la pantalla (o
pixeles) que debe encender para la representación por
pantalla. Estos conjuntos de
puntos organizados por planos de visualización se guardan
en un formato vectorial.
Las bases de datos
incluyen funciones
gráficas primitivas que se emplean para construir nuevos
conjuntos de
puntos o líneas en nuevas capas y definir un
símbolo imaginado por el usuario. Por ejemplo una capa que
contenga una línea vertical se puede sumar
lógicamente a una capa que contenga un área
circular para generar el símbolo de un palo de golf o una
nota musical, definido en una nueva capa que se puede llamar
"hierro 4" o
"negrilla".
Posteriormente, a la simbología se le
adicionó una variable "inteligente" al incorporar el
texto.
El desarrollo de la tecnología CAD se
aplicó para la manipulación de mapas y dibujos y para
la optimización del manejo gerencial de información
cartográfica. De allí se desarrolló la
tecnología
AM/FM (Automated Mapping / Facilities Management)
El desarrollo paralelo de las disciplinas que incluyen
la captura, el análisis y la presentación de datos
en un contexto de áreas afines como catastro,
cartografía, topografía, ingeniería civil, geografía, planeación
urbana y rural, servicios
públicos, entre otros, ha implicado duplicidad de
esfuerzos. Hoy en día se ha logrado reunir el trabajo en
el área de sistemas de
información geográfica multipropósito,
en la medida en que se superan los problemas
técnicos y conceptuales inherentes al proceso.
En los años ochenta se vio la expansión
del uso de los SIG., facilitado por la comercialización simultánea de un
gran número de herramientas
de dibujo y
diseño
asistido por ordenador (con siglas en ingles CAD y CADD),
así como la generalización del uso de
microordenadores y estaciones de trabajo en la industria y la
aparición y consolidación de las Bases de Datos
relacionales, junto a las primeras modelizaciones de las
relaciones espaciales o topología. En este sentido la
aparición de productos como
ARC-INFO en el ámbito del SIG o IGDS en el ámbito
del CAD fue determinante para lanzar un nuevo mercado con una
rapidísima expansión. La aparición de la
Orientación a Objetos (OO) en los SIG (como el Tigris de
Intergraph), inicialmente aplicado en el ámbito militar
(Defense Map Agency – DMA) (OO) permite nuevas concepciones de
los SIG donde se integra todo lo referido a cada entidad (p.e.
una parcela) (simbología, geometría,
topología, atribución) . Pronto los SIG. se
comienzan a utilizar en cualquier disciplina que
necesite la combinación de planos cartográficos y
bases de datos
como: Ingeniería Civil: diseño
de carreteras, presas y embalses. Estudios medioambientales.
Estudios socioeconómicos y demográficos. Planificación de líneas de comunicación. Ordenación del
territorio. Estudios geológicos y geofísicos.
Prospección y explotación de minas, entre otros.
Los años noventa se caracterizan por la madurez en el uso
de estas tecnologías en los ámbitos tradicionales
mencionados y por su expansión a nuevos campos (SIG en los
negocios),
propiciada por la generalización en el uso de los
ordenadores de gran potencia y sin
embargo muy asequibles, la enorme expansión de las
comunicaciones
y en especial de Internet y el World Wide
Web, la
aparición de los sistemas
distribuidos (DCOM, CORBA) y la fuerte tendencia a la
unificación de formatos de intercambio de datos
geográficos propician la aparición de una oferta
proveedora (Open Gis) que suministra datos a un enorme mercado de
usuario final. El incremento de la popularidad de las tendencias
de programación distribuida y la
expansión y beneficios de la máquina virtual de
Java, permiten
la creación de nuevas formas de programación de sistemas
distribuidos, de esta manera aparecen los agentes
móviles que tratan de solucionar el tráfico
excesivo que hoy en día se encuentra en Internet. Los agentes
móviles utilizan la invocación de métodos
remotos y la serialización de objetos de Java para lograr
transportar la computación y los datos. Nace aquí
un nuevo paradigma para
el acceso a consultas y recopilación de datos en los
sistemas de
información geográfica, cuyos mayores
beneficios se esperan obtener en los siguientes
años.
El Mapa del Futuro es una Imagen
Inteligente A partir de 1998 se empezaron a colocar en distintas
órbitas una serie de familias de satélites
que traerán a los computadores personales, antes del
año 2003, fotografías digitales de la superficie de
la tierra con
resoluciones que oscilarán entre 10 metros y 50
centímetros. Empresas como
SPOT, OrbImage, EarthWatch, Space Imaging y SPIN-2 han iniciado
la creación de uno de los mecanismos que será
responsable de la habilitación espacial de la
tecnología informática. Curiosamente éste
"Boom" de los satélites
de comunicaciones, está empujando la capacidad
de ancho de banda para enviar y recibir datos, hasta el punto de
que en este momento, la capacidad solo concebida para fibra
óptica de T1 y T3, se está alcanzando de manera
inalámbrica. Por otro lado la frecuencia de visita de
estos satélites
permitirán ver cualquier parte del mundo casi cada
hora.
Las imágenes
pancromáticas, multiespectrales, hiperespectrales, radar,
infrarrojas, térmicas, crearán un mundo virtual
digital a nuestro alcance. Este nuevo mundo cambiará
radicalmente la percepción
que tenemos sobre nuestro planeta.
Los sistemas CAD se
basan en la computación gráfica, que se
concentra en la representación y el manejo de
información visual (líneas y puntos). Los SIG
requieren de un buen nivel de computación gráfica, pero un paquete
exclusivo para manejo gráfico no es suficiente para
ejecutar las tareas que requiere un SIG y no necesariamente un
paquete gráfico constituye una buena base para desarrollar
un SIG.
El manejo de la información espacial requiere una
estructura
diferente de la base de datos, mayor volumen de
almacenamiento y
tecnología de soporte lógico (software) que supere las
capacidades funcionales gráficas ofrecidas por las
soluciones
CAD.
Los SIG y los CAD tienen mucho en común, dado que
ambos manejan los contextos de referencia espacial y
topología. Las diferencias consisten en el volumen y la
diversidad de información, y la naturaleza
especializada de los métodos de
análisis presentes en un SIG. Estas diferencias pueden ser
tan grandes, que un sistema eficiente
para CAD puede no ser el apropiado para un SIG y
viceversa.
Es un sistema de
hardware,
software y
procedimientos
diseñados para soportar la captura, administración, manipulación,
análisis, modelamiento y graficación de datos u
objetos referenciados espacialmente, para resolver problemas
complejos de planeación
y administración. Una definición mas
sencilla es: Un sistema de
computador
capaz de mantener y usar datos con localizaciones exactas en una
superficie terrestre.
Un sistema de
información geográfica, es una herramienta de
análisis de información. La información debe
tener una referencia espacial y debe conservar una inteligencia
propia sobre la topología y
representación.
En general un SIG debe tener la capacidad de dar
respuesta a las siguientes preguntas:
- ¿Dónde está el objeto
A? - ¿Dónde está A con
relación a B? - ¿Cuantas ocurrencias del tipo A hay en una
distancia D de B? - ¿Cuál es el valor que
toma la función Z en la posición X? - ¿Cuál es la dimensión de B
(Frecuencia, perímetro, área, volumen)? - ¿Cuál es el resultado de la
intersección de diferentes tipos de
información? - ¿Cuál es el camino mas corto (menor
resistencia o
menor costo) sobre
el terreno desde un punto (X1, Y1) a lo
largo de un corredor P hasta un punto (X2,
Y2)? - ¿Qué hay en el punto (X,
Y)? - ¿Qué objetos están
próximos a aquellos objetos que tienen una
combinación de características? - ¿Cuál es el resultado de clasificar los
siguientes conjuntos de
información espacial? - Utilizando el modelo definido del mundo real, simule
el efecto del proceso P en
un tiempo T dado
un escenario S.
Es donde opera el SIG. Hoy por hoy, programas de SIG se pueden ejecutar en un
amplio rango de equipos, desde servidores hasta computadores personales
usados en red o
trabajando en modo "desconectado".- Equipos (Hardware)
- Programas (Software)
- ¿CUÁLES SON LOS COMPONENTES DE UN
SIG?
Los programas de SIG
proveen las funciones y las
herramientas necesarias para almacenar, analizar y desplegar la
información geográfica. Los principales componentes
de los programas
son:
- Herramientas para la entrada y manipulación de
la información geográfica. - Un sistema de manejador de base de datos
(DBMS) - Herramientas que permitan búsquedas
geográficas, análisis y
visualización. - Interface gráfica para el usuario (GUI) para
acceder fácilmente a las herramientas.
Probablemente la parte más importante de un
sistema de
información geográfico son sus datos. Los
datos geográficos y tabulares pueden ser adquiridos
por quien implementa el sistema de
información, así como por terceros que ya
los tienen disponibles. El sistema de información
geográfico integra los datos espaciales con otros
recursos
de datos y puede incluso utilizar los manejadores de base
de datos más comunes para manejar la
información geográfica.- Datos
La tecnología de los SIG está
limitada si no se cuenta con el personal
que opera, desarrolla y administra el sistema; Y que
establece planes para aplicarlo en problemas del mundo real. - Recurso humano
- Procedimientos
Un SIG operará acorde con un plan bien
diseñado y con unas reglas claras del negocio, que son los
modelos y las
prácticas operativas características de cada organización.
Dentro de las funciones
básicas de un sistema de información podemos
describir la captura de la información, esta se logra
mediante procesos
de digitalización, procesamiento de imágenes de satélite,
fotografías, videos, procesos
aerofotogramétricos, entre otros.Otra función básica de procesamiento
de un SIG hace referencia a la parte del análisis que
se puede realizar con los datos gráficos y no
gráficos, se puede especificar la función de
contigüidad de objetos sobre una área
determinada, del mismo modo, se puede especificar la
función de coincidencia que se refiere a la
superposición de objetos dispuestos sobre un
mapa.La manera como se agrupan los diversos elementos
constitutivos de un SIG quedan determinados por una serie de
características comunes a varios tipos
de objetos en el modelo, estas agrupaciones son
dinámicas y generalmente obedecen a condiciones y
necesidades bien especificas de los usuarios.La definición formal del concepto
categoría o cobertura, queda determinado como una
unidad básica de agrupación de varios mapas que
comparten algunas características comunes en forma de
temas relacionados con los objetos contenidos en los mapas.
Sobre un mapa se definen objetos (tienen una dimensión
y localización respecto a la superficie de la
tierra), estos poseen atributos, y éstos
últimos pueden ser de tipo gráfico o de tipo
alfanumérico.A un conjunto de mapas relacionados se le denomina
entonces categoría, a un conjunto de categorías
se les denomina un tema y al conjunto de temas dispuesto
sobre una área específica de estudio se agrupa
en forma de índices temáticos o geoindice del
proyecto SIG.
De tal suerte que la arquitectura
jerárquica de un proyecto
queda expuesta por el concepto de
índice, categoría, objetos y
atributos.Para ilustrar lo anterior con un ejemplo, puede
decirse que el índice para el Valle de Aburrá
lo representa la rejilla de escala
1:2000, esto da como resultado 270 planchas desde el
Municipio de Caldas hasta el Municipio de Barbosa.Las categorías definidas pueden ser los
puntos de control,
el modelo de formación y conservación
catastral, la categoría transporte, las coberturas vegetales, la
hidrología, el relieve y
áreas en general.Los objetos para la categoría puntos de
control
son: el punto geodésico, el punto de
nivelación, el punto estereoscópico, entre
otros. Para ilustrar con otro ejemplo, los objetos para la
categoría catastro son: Zona urbana, Sector Urbano,
Manzana, Edificación, Parque, Sitio de interés, entre otros.Los atributos para el objeto zona urbana son: El
código de identificación del departamento,
código del municipio, código de la zona urbana,
entre otros. Ahora bien, la representación
gráfica del objeto zona urbana son tramos de
línea continua separados por triángulos para
delimitar la zona propiamente dicha.- ¿CUALES SON LAS FUNCIONES DE
LOS COMPONENTES DE UN SIG.?
La representación primaria de los datos
en un SIG está basada en algunos tipos de objetos
universales que se refieren al punto, línea y
área. Los elementos puntuales son todos aquellos
objetos relativamente pequeños respecto a su
entorno más inmediatamente próximo, se
representan mediante líneas de longitud cero. Por
ejemplo, elementos puntuales pueden ser un poste de la
red de
energía o un sumidero de la red de
alcantarillado.Aquí vale la pena hacer la siguiente
aclaración respecto a la determinación de
los elementos puntuales; en un mapa que incluya los
detalles más relevante del de un objeto
particular, éste puede figurar como un elemento de
tipo área, en cambio
en otro mapa que no incluya detalles asociados del
objeto, puede aparecer como un objeto puntual.Los objetos lineales se representan por una
sucesión de puntos donde el ancho del elemento
lineal es despreciable respecto a la magnitud de su
longitud, con este tipo de objetos se modelan y definen
las carreteras, las líneas de transmisión
de energía, los ríos, las tuberías
del acueducto entre otros.Los objetos de tipo área se representan
en un SIG de acuerdo con un conjunto de líneas y
puntos cerrados para formar una zona perfectamente
definida a la que se le puede aplicar el concepto de perímetro y longitud.
Con este tipo se modelan las superficies tales como:
mapas de bosques, sectores socioeconómicos de una
población, un embalse de
generación, entre otros.- Representación de la
información. - Estructura de la
representación.
La manera como se agrupan los diversos elementos
constitutivos de un SIG quedan determinados por una serie de
características comunes a varios tipos
de objetos en el modelo, estas agrupaciones son
dinámicas y generalmente obedecen a las condiciones y
necesidades bien específicas de los
usuarios. - ¿QUÉ HACE UN SIG CON LA
INFORMACIÓN? - ¿CUÁL ES LA INFORMACIÓN QUE SE
MANEJA EN UN SIG?
Se parte de la idea que un SIG es un conjunto de
procedimientos usados para almacenar y manipular datos
geográficamente referenciados, es decir objetos con una
ubicación definida sobre la superficie terrestre bajo un
sistema convencional de coordenadas.
Se dice que un objeto en un SIG es cualquier elemento
relativo a la superficie terrestre que tiene tamaño es
decir, que presenta una dimensión física (alto – ancho
– largo) y una localización espacial o una posición
medible en el espacio relativo a la superficie
terrestre.
A todo objeto se asocian unos atributos que pueden
ser:
- Gráficos
- No gráficos o
alfanuméricos.
Son las representaciones de los objetos
geográficos asociados con ubicaciones específicas
en el mundo real. La representación de los objetos se hace
por medio de puntos, líneas o áreas.
Ejemplos de una red de servicios:
- Punto: un poste de energía
- Línea: una tubería
- Área: un embalse
También llamados atributos alfanuméricos.
Corresponden a las descripciones, cualificaciones o
características que nombran y determinan los objetos o
elementos geográficos. En el siguiente gráfico se
observan los atributos gráficos y no gráficos que
se encuentran asociados a los objetos representados.
En un SIG los atributos gráficos y no
gráficos se tienen que relacionar y esto se logra mediante
un atributo de unión.
Los objetos se agrupan de acuerdo con
características comunes y forman categorías o
coberturas. Las agrupaciones son dinámicas y se
establecen para responder a las necesidades
específicas del usuario. La categoría o
cobertura se define como una unidad básica de almacenamiento. Es una versión digital
de un sencillo mapa "temático" en el sentido de
contener información solamente sobre algunos de los
objetos: Predio, lotes, vías, marcas de
terreno, hidrografía, curvas de nivel. En una
categoría se presentan tanto los atributos
gráficos como los no gráficos.Una categoría queda representada en el
sistema por el conjunto de archivos o
mapas que le pertenecen.Se sabe que un objeto al interior de una
categoría posee por lo menos dos componentes, uno
gráfico y otro no gráfico. A un objeto
gráfico se le define a través del software un
número clave de identificación, del mismo modo,
a la componente alfanumérica, también se le
define el mismo identificador, de tal forma que al interior
del sistema se establece una relación entre los dos
componentes. Además de la integridad de entidad
definida anteriormente, se definen otros tipos de relaciones,
por ejemplo, la relación posicional dice donde
está el elemento respecto al sistema de coordenadas
establecido. La relación topológica dice
sencillamente la relación del elemento con otros
elementos de su entorno geográfico
próximo.- ¿CÓMO SE AGRUPA LA INFORMACIÓN
DE LOS OBJETOS EN UN SIG?A cada objeto contenido en una categoría se
le asigna un único número identificador. Cada
objeto está caracterizado por una localización
única (atributos gráficos con relación a
unas coordenadas geográficas) y por un conjunto de
descripciones (atributos no gráficos) El modelo de
datos permite relacionar y ligar atributos gráficos y
no gráficos. Las relaciones se establecen tanto desde
el punto de vista posicional como
topológico.
Los datos posicionales dicen donde está el
elemento y los datos topológicos informan sobre la
ubicación del elemento con relación a los otros
elementos. Los atributos no gráficos dicen qué
es, y cómo es el objeto. El número
identificador que es único para cada objeto de la
categoría es almacenado tanto en el archivo o
mapa de objetos como en la tabla de atributos, lo cual
garantiza una correspondencia estricta entre los atributos
gráficos y no gráficos.Un sistema de coordenadas geográficas es
un sistema de referencia usado para localizar y medir
elementos geográficos. Para representar el mundo
real, se utiliza un sistema de coordenadas en el cual la
localización de un elemento esta dado por las
magnitudes de latitud y longitud en unidades de grados,
minutos y segundos.La longitud varia de 0 a 180 grados en el
hemisferio Este y de 0 a -180 grados en el hemisferio
Oeste de acuerdo con las líneas imaginarias
denominadas meridianos.La latitud varia de 0 a 90 grados en el
hemisferio norte y de 0 a -90 grados en el hemisferio sur
de acuerdo con las líneas imaginarias denominadas
paralelos o líneas ecuatoriales. El origen de este
sistema de coordenadas queda determinado en el punto
donde se encuentran la línea ecuatorial y el
meridiano de Greenwich.Las coordenadas cartesianas son generalmente
usadas para representar una superficie plana. Los puntos
se representan en términos de las distancias que
separan a dicho punto de los ejes de
coordenadas.En un SIG a través del índice es
posible ver las categorías, por estas
categorías se accede a los objetos y por los
objetos se tiene acceso a los atributos gráficos y
no gráficos que se almacenan en la base de datos
geográfica. Los archivos o mapas que conforman una
categoría se pueden cargar por cada usuario para
atender sus necesidades. De igual manera puede hacer
operaciones con objetos que pertenezcan a
la misma categoría o a categorías
diferentes. Estas operaciones pueden ser de tipo espacial
(unión, intersección) o racionales
(Continuidad, vecindad, proximidad)- Sistema de coordenadas.
- Proyecciones.
La superficie de referencia más
comúnmente usada para la descripción de
localizaciones geográficas es una superficie
esférica. Esto es válido aún sabiendo
que la figura de la tierra se
puede modelar más como un elipsoide que como una
esfera. Se sabe sin embargo que para la generación de
una base de datos que permita la representación de
elementos correctamente georeferenciados, y en unidades de
medida comunes como metros o kilómetros, debe ser
construida una representación plana.Toda proyección lleva consigo la
distorsión de una o varias de las propiedades
espaciales ya mencionadas. El método usado para la proyección
será el que en definitiva nos permita decidir cuales
propiedades espaciales sean conservadas y cuales
distorsionadas. Proyecciones específicas eliminan o
minimizan la distorsión de propiedades espaciales
particulares. Las superficies de proyección más
comunes son los planos, los cilindros y los conos,
según el caso se exige la proyección azimutal,
cilíndrica y cónica respectivamente.Las propiedades especiales de forma, área,
distancia y dirección son conservadas o
distorsionadas dependiendo no solo de la superficie de
proyección, sino también de otros
parámetros. Puesto que cada tipo de proyección
requiere de una forma diferente de transformación
matemática para la conversión
geométrica, cada método debe producir distintas
coordenadas para un punto dado. Por ejemplo:
Transformación de mercator, transformación
estereográfica. - ¿CÓMO SE ENCADENAN LOS OBJETOS Y
ATRIBUTOS EN UNA CATEGORÍA?La esencia de un SIG está constituida por una
base de datos geográfica. Esta es, una
colección de datos acerca de objetos localizados en
una determinada área de interés en la superficie de la tierra,
organizados en una forma tal que puede servir eficientemente
a una o varias aplicaciones. Una base de datos
geográfica requiere de un conjunto de procedimientos
que permitan hacer un mantenimiento de ella tanto desde el punto de
vista de su documentación como de su administración. La eficiencia
está determinada por los diferentes tipos de
datos almacenados en diferentes estructuras. El vínculo entre las
diferentes estructuras se obtiene mediante el campo clave
que contiene el número identificador de los elementos.
Tal número identificador aparece tanto en los
atributos gráficos como en los no gráficos. Los
atributos no gráficos son guardados en tablas y
manipulados por medio de un sistema manejador de bases de
datos.Los atributos gráficos son guardados en
archivos y
manejados por el software de un sistema SIG. Los objetos
geográficos son organizados por temas de
información, o capas de información, llamadas
también niveles. Aunque los puntos, líneas y
polígonos pueden ser almacenados en niveles separados,
lo que permite la agrupación de la información
en temas son los atributos no gráficos. Los elementos
simplemente son agrupados por lo que ellos representan.
Así por ejemplo, en una categoría dada,
ríos y carreteras aun siendo ambos objetos
línea están almacenados en distintos niveles
por cuanto sus atributos son diferentes.Los formatos estándar para un archivo de
diseño son el formato celular o RASTER
y el formato tipo VECTOR, en el primero de ellos se define
una grilla o una malla de rectángulos o cuadrados a
los que se les denomina células o retículas, cada
retícula posee información alfanumérica
asociada que representa las características de la zona
o superficie geográfica que cubre, como ejemplos de
este formato se pueden citar la salida de un proceso de
fotografía satelital, la fotografía aérea es otro buen
ejemplo.De otro lado, el formato vectorial representa la
información por medio de pares ordenados de
coordenadas, este ordenamiento da lugar a las entidades
universales con las que se representan los objetos
gráficos, así: un punto se representa mediante
un par de coordenadas, una línea con dos pares de
coordenadas, un polígono como una serie de
líneas y una área como un poligono cerrado. A
las diversas entidades universales, se les puede asignar
atributos y almacenar éstos en una base de datos
descriptiva o alfanumérica para tales
propósitos. - ¿QUÉ ES UNA BASE DE DATOS
GEOGRÁFICA?
Un SIG permite resolver una variedad de problemas
del mundo real. El SIG puede manipularse para resolver los
problemas
usando varias técnicas de entrada de datos,
análisis y resultados. - ¿QUE SE PUEDE HACER CON UN
SIG?
- Digitalizar o escanear.
- Convertir datos digitales de otros
formatos. - Adquirir otros datos disponibles.
- Respuestas a preguntas particulares.
- Soluciones a problemas particulares.
- Despliegue en pantalla de los datos.
- Copias duras (planos y mapas) usando una impresora.
- Listados.
- Reportes.
Se pueden nombrar otras aplicaciones de tipo general
dentro de las muchas posibilidades que suministra un
SIG.
Con un SIG se pueden desplegar dos tipos de
datos:
- Datos o atributos gráficos.
- Datos o atributos no gráficos.
En el despliegue de datos un SIG permite:
Con un SIG se puede determinar que existe en un sitio en
particular. Para ello se deben especificar las condiciones. Esto
se hace especificando la localización de un objeto o
región para la cual se desea
información.
Los métodos
comúnmente usados son:
- Señalar con el apuntador gráfico o
mouse el
objeto o región. - Escribir en el teclado la
dirección. - Escribir en el teclado las
coordenadas.
Después de comandar las condiciones para
localizar un objeto o región se obtienen unas respuestas.
En esta respuesta se pueden presentar todas o algunas de las
características del objeto o región.
Con esta función un SIG puede determinar en
dónde se satisfacen ciertas condiciones.
La especificación de las condiciones se puede
hacer por medio de:
- La selección desde unas opciones
predefinidas. - La escritura de
expresiones lógicas. - El diligenciamiento interactivo en la
pantalla.
Después de comandar las condiciones que como
usuario requiere se obtiene la respuesta esperada. En cada
respuesta se puede presentar:
- Un listado de todos los objetos que reúnen la
condición. - Los elementos que cumplen la condición
resaltada gráficamente.
En esta función los datos se pueden analizar para
obtener:
- Respuestas a preguntas particulares.
- Soluciones a problemas particulares.
Los análisis geográficos se hacen mediante
la superposición de las características de los
elementos de una misma categoría.
La utilidad
principal de un Sistema de Información Geográfica
radica en su capacidad para construir modelos o representaciones
del mundo real a partir de las bases de datos digitales y para
utilizar esos modelos en la simulación
de los efectos que un proceso de la
naturaleza o
una acción antrópica produce sobre un determinado
escenario en una época específica. La construcción de modelos constituye un
instrumento muy eficaz para analizar las tendencias y determinar
los factores que las influyen así como para evaluar las
posibles consecuencias de las decisiones de planificación sobre los recursos
existentes en el área de interés.
En el ámbito municipal pueden desarrollarse
aplicaciones que ayuden a resolver un amplio rango de
necesidades, como por ejemplo:
- Producción y actualización de la
cartografía básica. - Administración de servicios
públicos (acueducto, alcantarillado, energía,
teléfonos, entre otros) - Inventario y avalúo de predios.
- Atención de emergencias (incendios,
terremotos,
accidentes
de tránsito, entre otros. - Estratificación
socioeconómica. - Regulación del uso de la tierra.
- Control ambiental (saneamiento básico
ambiental y mejoramiento de las condiciones ambientales,
educación
ambiental) - Evaluación de áreas de riesgos
(prevención y atención de desastres) - Localización óptima de la
infraestructura de equipamiento social (educación, salud, deporte y
recreación) - Diseño y mantenimiento de la red vial.
- Formulación y evaluación de planes de desarrollo
social y económico.
La información geográfica con la cual
se trabaja en los SIG. puede encontrarse en dos tipos de
presentaciones o formatos: Celular o raster y
Vectorial.
El formato raster se obtiene cuando se
"digitaliza" un mapa o una fotografía o cuando se obtienen
imágenes digitales capturadas por
satélites. En ambos casos se
obtiene un archivo digital de esa
información.La captura de la información en este
formato se hace mediante los siguientes medios: scanners, imágenes de
satélite, fotografía aérea,
cámaras de video
entre otros.- Formato RASTER
- Formato VECTORIAL
La información gráfica en este tipo de
formatos se representa internamente por medio de segmentos
orientados de rectas o vectores.
De este modo un mapa queda reducido a una serie de pares
ordenados de coordenadas, utilizados para representar puntos,
líneas y superficies.La captura de la información en el formato
vectorial se hace por medio de: mesas digitalizadoras,
convertidores de formato raster a formato vectorial, sistemas
de geoposicionamiento global (GPS),
entrada de datos alfanumérica, entre otros.- CAPTURA
DE LA INFORMACIÓNLa tecnología de los SIG en la
mayoría de los casos, se ha desarrollado sin una
profundización teórica que sirva de base
para su diseño e implementación; para sacar
el mayor provecho de esta técnica, es necesario
ahondar en ciertos aspectos teóricos y
prácticos que los especialistas no deben perder de
vista, partiendo de que no se puede confundir el SIG con
digitalizar y teclear datos en el computador.Al iniciar el estudio para diseñar un
SIG, debe pensarse que se van a manejar objetos que
existen en la realidad, tienen características que
los diferencien y guardan ciertas relaciones espaciales
que se deben conservar; por lo tanto, no se puede olvidar
en ningún caso que se va a desarrollar en el
computador un modelo de objetos y
relaciones que se encuentran en el mundo real.Para garantizar que el esquema anterior se pueda
obtener, se construye una serie de modelos que permitan
manipular los objetos tal cual como aparecen en la
realidad, con esto, se convertirán imágenes
de fenómenos reales en señales que se
manejan en el computador como datos que harán
posible analizar los objetos que ellas representan y
extraerles información.Normalmente se llevan a cabo tres etapas para
pasar de la realidad del terreno al nivel de
abstracción que se representa en el computador y
se maneja en los SIG y que definen la estructura de los datos, de la cual
dependerán los procesos y consultas que se
efectuarán en la etapa de producción:REALIDAD
ê
MODELO
CONCEPTUALê
MODELO LOGICO
ê
MODELO FISICO
- Modelos de diseño de un
sig
- EL
MANEJO DE LA INFORMACION
Es la conceptualización de la realidad por medio
de la definición de objetos de la superficie de la
tierra
(entidades) con sus relaciones espaciales y
características (atributos) que se representan en un
esquema describiendo esos fenómenos del mundo real. Para
obtener el modelo conceptual, el primer paso es el
análisis de la información y los datos que se usan
y producen en la empresa que
desarrolla el SIG; el siguiente paso es la determinación
de las entidades y los atributos con las relaciones que aquellas
guardan, de acuerdo con el flujo de información qn los
diferentes procesos que
se llevan a cabo en la
empresa.
Existen diversos métodos
para desarrollar tanto el modelo conceptual como los demás
modelos, por cuanto este es la base para obtenerlos; entre ellos
tenemos:
- Entidad asociación (EA)
- Modelo Entidad Relación (MER)
En los SIG, sobre todo si tienen algo de complejidad, se
debe pensar siempre en el MER que garantiza la
organización de todas las entidades con sus relaciones
en un solo esquema de representación de las cosas como son
en la realidad. Con este modelo se obtiene un medio efectivo para
mostrar los requerimientos de información, organización y documentación
necesarios para desarrollar el SIG y la clases de datos que se
estarán manipulando.
Se puede definir como el diseño detallado
de las bases de datos que contendrán la
información alfa – numérica y los
niveles de información gráfica que se
capturarán, con los atributos que describen cada
entidad, identificadores, conectores, tipo de dato
(numérico o carácter) y su longitud;
además, se define la geometría (punto, línea o
área) de cada una de ellas.Como se trata de manipular en el sistema los
elementos del paisaje, se tienen que codificar para
poder
almacenarlos en el computador y luego manipularlos en forma
digital y además, darles un símbolo para su
representación gráfica en la pantalla o en el
papel.Es en esta etapa que se elaboran las estructuras en que se almacenarán
todos los datos, tomando como base el modelo conceptual
desarrollado anteriormente. Se trata de hacer una
descripción detallada de las entidades, los procesos
y análisis que se llevarán a cabo, los
productos que se espera obtener y la
preparación de los menús de consulta para los
usuarios.En esta parte de diseño del SIG se definen
los diferentes tipos de análisis que se
estarán llevando a cabo más adelante y las
consultas que se vayan a realizar comúnmente, esto
por cuanto de la estructura de las bases de datos
(gráficas y alfa – numéricas) dependen
los resultados obtenidos al final; es por lo anterior, que
en esta etapa, se hace un diseño detallado de lo que
contendrá el SIG y de la presentación que
tendrán los productos normalmente, definiendo los tipos
de mapas con sus leyendas, contenido temático y
demás, reportes o tablas que se espera satisfagan
los principales requerimientos de los usuarios y clientes; con estos se agilizarán los
procesos que envuelvan directamente a los usuarios, ya que
la mayoría de sus consultas podrán ser
respondidas inmediatamente mientras las no convencionales
tomarán un poco más de tiempo.No todas las posibles consultas estarán
resueltas desde este momento, por cuanto muchos clientes
tienen requerimientos específicos o particulares que
no permiten que todas las preguntas sean "montadas de
antemano", sobretodo en casos como el de catastro, en que
debido a la gran variedad de información y de
usuarios y clientes, los requerimientos diarios son muy
diversos. No se trata de desarrollar un SIG cerrado que
amarre a la gente a determinadas consultas, de lo que se
trata es de ganar en eficiencia para satisfacer mejor y
más rápido a los clientes.Una vez definido el modelo conceptual y el
lógico, se conoce cuales mapas se han de digitalizar
y que información alfa – numérica debe
involucrarse.Tanto el modelo conceptual como el lógico,
son independientes de los programas y equipos que se vayan
a utilizar y de su correcta concepción depende el
éxito del SIG.- Modelo
lógico - Modelo
físico
Es la implementación de los anteriores modelos en
el programa o
software seleccionado y los equipos específicos en que se
vaya a trabajar y por esto se realiza de acuerdo con sus propias
especificaciones. El modelo físico determina en que forma
se debe almacenar los datos, cumpliendo con las restricciones y
aprovechando las ventajas del sistema específico a
utilizar.
En esta etapa se administra la información
geográfica y descriptiva contenida en las bases de datos y
los elementos en que físicamente son
almacenados.
La información en un GIS es almacenada en cuatro
grandes conjuntos de
bases de datos:
- Bases de datos de imágenes:
Estas imágenes representan fotográficamente el
terreno. - Bases de datos complementarios de
imágenes: Esta base de datos contiene
símbolos gráficos y caracteres
alfanuméricos georeferenciados al mismo sistema de
coordenadas de la imagen real a
la que complementan. - Bases de datos cartográficos:
Almacena la información de los mapas que representan
diferentes clases de información de una área
específica. Corresponden a las coberturas o
categorías. - Bases de datos de información
descriptiva: Esta base facilita el almacenamiento de datos descriptivos en las
formas mas comunes de tal forma que puedan ser utilizados por
otros sistemas.
La manipulación de la información
incluye operaciones
de extracción y edición. Así mismo
provee los mecanismos para la
comunicación entre los datos físicos
(extraídos por los módulos de almacenamiento
y utilización por los módulos de
análisis)- Manipulación de la
InformaciónLas formas de extraer o recuperar
información de los SIG son muy variadas y pueden
llegar a ser muy complejas. Las formas básicas para
extraer la información son:Consiste en extraer información del SIG
mediante la especificación de un dominio espacial definido por un punto,
una línea o una área deseada. Por
ejemplo: seleccionar por medio del apuntador
gráfico un río en un mapa, una
tubería en un plano.- Extracción mediante
especificación geométrica.Extraer por medio de un dominio espacial y una condición
geográfica entidades gráficas. Por
ejemplo: las poblaciones que se encuentren en un
radio de 5 Km al rededor de una
bocatoma. - Extracción mediante condición
geométricaExtracción de las entidades espaciales
que satisfagan una condición descriptiva
determinada. Por ejemplo todos los predios que tengan
el mismo dueño. - Extracción mediante
especificación descriptiva. - Extracción mediante condición
descriptiva o lógica.
Extracción de entidades espaciales que
cumplan la condición descriptiva y una
expresión lógica cualquiera relacionada con uno
algunos de sus atributos espaciales asociados. Por ejemplo,
todos los predios que pertenezcan al mismo dueño,
con áreas superiores a 500 hectáreas y
perímetro superior a 10.000 metros. - Extracción de la
información - Edición de la
Información
Permite la modificación y actualización de
la información. Las funciones de edición son
particulares de cada programa SIG. Las
funciones deben incluir:
- Mecanismos para la edición de entidades
gráficas (cambio de
color,
posición, escala,
dibujo de
nuevas entidades gráficas, entre otros.) - Mecanismos para la edición de datos
descriptivos (modificación de atributos, cambios en la
estructura
de archivos,
actualización de datos, generación de nuevos
datos, entre otros.)
Permite realizar las operaciones
analíticas necesarias para producir nueva
información con base en la existente, con el fin de
dar solución a un problema
específico.Las operaciones
de análisis y modelamiento se pueden clasificar
en:- Análisis y modelamiento de la
Información
Incluye las funciones que realicen cálculos sobre
las entidades gráficas. Va desde operaciones sencillas
como longitud de una línea, perímetros,
áreas y volúmenes, hasta análisis de
redes de
conducción, intersección de polígonos y
análisis de modelos digitales del terreno.
Los diferentes tipos de análisis que un SIG debe
realizar son:
- Contigüidad: Encontrar áreas en
una región determinada. - Coincidencia: Análisis de
superposición de puntos, líneas, polígonos
y áreas. - Conectividad. Análisis sobre entidades
gráficas que representen redes de
conducción, tales como: - Enrutamiento: Como se mueve el elemento
conducido a lo largo de la red. - Radio de acción: Alcance del movimiento
del elemento dentro de la red. - Apareamiento de direcciones: Acople de
información de direcciones a las entidades
gráficas. - Análisis digital del terreno:
Análisis de la información de superficie para el
modelamiento de fenómenos geográficos continuos.
Con los modelos digitales de terreno (DTM: la
representación de una superficie por medio de
coordenadas X, Y, Z) que son la información
básica para el análisis de
superficies. - Operación sobre mapas: Uso de
expresiones lógicas y matemáticas para el análisis y
modelamiento de atributos geográficos. Estas operaciones
son soportadas de acuerdo con el formato de los datos (raster o
vectorial) - Geometría de coordenadas: Operaciones
geométricas para el manejo de coordenadas terrestres por
medio de operadores lógicos y aritméticos.
Algunas de esas operaciones son: proyecciones terrestres de los
mapas, transformaciones geométricas (rotación,
traslación, cambios de escala),
precisión de coordenadas, corrección de
errores.
La salida de información de un SIG puede ser de
tipo textual o de tipo gráfico. Ambos tipos de
información pueden ser presentados en forma digital o
analógica.
La representación digital se utiliza cuando dicha
información, o en general, a otro medio sistematizado. El
medio analógico es el que se presenta al usuario como
respuesta a un interrogante del mismo. La información
textual analógica consiste normalmente en un conjunto de
tablas que representan la información almacenada en la
base de datos o representan el resultado de algún tipo de
análisis efectuado sobre ésta. La
información analógica gráfica consiste en
mapas, gráficos o diagramas. Ambos
tipos de información pueden ser presentados en una
pantalla o impresos en el papel.
El sistema debe proveer la capacidad de complementar la
información gráfica, antes de su
presentación definitiva, por medio de una
simbología adecuada y manejar la posibilidad de adicionar
elementos geométricos que permitan una calidad y una
visualización fáciles de entender por el
usuario.
Autor:
Alvaro de J. Carmona
Jhon Jairo Monsalve R