Capítulo I 1.- Técnicas, principios y conceptos básicos 1.1.- Los sistemas de información...

Capítulo ICapítulo I

1.- Técnicas, principios y conceptos básicos 1.1.- Los sistemas de información geográfica 1.1.1 Definición Fig. 1.1 Fig. 1.2 Fig. 1.3 1.1.2. Componentes de un SIG Fig. 1.4 1.1.2.1 Equipo (Hardware) 1.1.2.2 Programas (Software) Fig. 1.5 Fig. 1.6 Fig. 1.7 1.1.2.3 Datos 1.1.2.4 Personal 1.1.2.5 Métodos y procedimientos 1.1.3 Clasificación y estructura de la información en los SIG 1.1.3.1 Datos geográficos Fig. 1.8 Fig. 1.9 Fig. 1.10 Fig. 1.11 Fig. 1.12 1.1.3.2 Fuentes de datos geográficos Fig. 1.13 1.1.3.3 Información no-geográfica 1.1.3.4 Topología Fig. 1.14 Fig. 1.15 Fig. 1.16 Fig. 1.17 Fig. 1.18 Fig. 1.19 Fig. 1.20

Fig. 1.21 Fig. 1.22 Fig. 1.23 Fig. 1.24 Fig. 1.25 Fig. 1.26 Fig. 1.27 Fig. 1.28 1.1.4. Funciones operativas de un SIG 1.1.4.1 Entrada de datos Fig. 1.30 1.1.4.2 Manipulación Fig. 1.29 Fig. 1.31 1.1.4.3 Administración 1.1.4.4 Búsquedas o consultas. Funciones de recuperación, clasificación y medición 1.1.4.5 Análisis espacial Fig. 1.32 Fig. 1.33 Fig. 1.34 Fig. 1.35 Fig. 1.36 1.1.4.6 Diseño y visualización de mapas Fig. 1.37 Fig. 1.38 1.1.5 Potencial de aplicación de los SIG en el transporte 1.2 El Sistema de Posicionamiento Global, definiciones conceptuales y principios operacionales 1.2.1 Componentes Fig. 1.39 Fig. 1.40 Fig. 1.41 1.2.2 Funcionamiento Fig. 1.42 Fig. 1.43 1.2.3 Aplicaciones en el transporte Fig. 1.44

Transporte y Espacio GeográficoTransporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaUna aproximación geoinformática

Introducción Capitulo II BibliografíaCorolario I III

1.1.1 Definición

Figura 1.1 El espacio real es desagregado en capas de información.

Capitulo II BibliografíaCorolario I III


Introducción

Figura 1.2 Aplicaciones. Los SIG pueden apoyar la compra-venta en el mercado inmobiliario.

Calle: Felipe ÁngelesColonia: PorvenirPropietario: Jesús VélezÁrea: 250 m2Valor: $ 850,000Clave: 140100128002005



1.1.1 Definición

Introducción

Figura 1.3 Los SIG son herramientas indispensables tanto en la prevención de desastres como en la atención de emergencias por fenómenos naturales, como los sismos.



1.1.1 Definición

Introducción

Figura 1.4 Los 5 componentes fundamentales de un SIG.



1.1.2. Componentes de un SIG

Introducción

1.1.2.2 Programas (Software)

Figura 1.5 Cuadro comparativo de algunos de los programas de SIG más usuales. (1/2) (2/2)

Software Desarrollador Costo Funcionalidad Características principales

Arc Info Environmental Systems Research Institute (ESRI)

Alto Alta Modular, con facilidades para desarrolladores de sistemas y usuarios de nivel profesional (Fig.1.6). Construcción de topología. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Interfaz gráfica mejorada. Altamente flexible. Curva de aprendizaje lenta. Soportado para plataformas Unix, Windows y Windows NT.

ArcView Environmental Systems Research Institute (ESRI)

Medio Alta Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Interfaz gráfica muy amigable. Altamente flexible. Curva de aprendizaje rápida. Soportado para plataformas Unix, Windows y Windows NT.

Genasys Genasys Inc Alto Alta Plataforma para servicios de localización con terminales móviles. Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos en formato vectorial y raster. Excelentes índices espaciales. Aceptable interfaz gráfica. Curva de aprendizaje lenta. Soportado para múltiples plataformas Unix y Windows NT.

GeoMedia yModular GISEnvironment (MGE)

Intergraph Corp. Alto Alta Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Buena interfaz gráfica. Soportado para Windows NT y para las máquinas propietarias de Intergraph con sistema operativo Unix propietario.

Mapinfo Mapinfo Inc. Medio Medio Muy usado en aplicaciones urbanas para estadística demográfica. Buena interfaz gráfica. Soportado para Windows.


Capitulo II BibliografíaCorolario I IIIIntroducción

Figura 1.5 Cuadro comparativo de algunos de los programas de SIG más usuales. (1/2) (2/2)

Software Desarrollador Costo Funcionalidad Características principales

Erdas Imagine Erdas Inc. Alta Alta Modular. Es un SIG raster. Muy usado en procesamiento de imágenes de satélite y radar. Integra datos vectoriales en formato nativo Arc Info. Excelente interfaz gráfica. Soportado para Unix y Windows NT.

EASI/PACE PCI Remote Sensing Corp

Alta Alta Modular. Es un SIG Raster. Muy usado en procesamiento de imágenes de satélite y radar. Soportado para Unix y Windows NT.

Ilwis International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences, ITC

Medio Medio Manejo de información raster. Permite digitalización y cálculo de áreas. Soportado para DOS y Windows.

ArcCAD Environmental Systems Research Institute (ESRI)

Medio Medio SIG vectorial. Necesita de Autocad. Soportado para DOS y Windows.

PC-Arcinfo Environmental Systems Research Institute (ESRI)

Medio Medio SIG vectorial. Soportado para DOS, Windows y Windows NT. Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Interfaz gráfica mejorada.

Idrisi Escuela de Geografía de la Universidad de Clark

Bajo Bajo SIG raster. Muy usado para educación e investigación en sensores remotos.

GRASS Armada de los EEUU Bajo Bajo SIG raster. Fue desarrollado para cumplir funciones muy específicas.




Introducción

Figura 1.6 Clasificación de los principales programas de SIG, basada en su funcionalidad y tipo.

Tipos de SIG Autodesk ESRI Intergraph MapInfo GE Smallworld

Internet MapGuide ArcIMS GeoMedia Web Map,GeoMedia Web Enterprise

MapXtreme, MapXsite Smallworld Internet Application Server

Explorador o visualizador

Autocad LT ArcExplorer GeoMedia Viewer ProViewer Por Especificación o Customized

Biblioteca para desarrollo o Component

Incluido en diversos paquetes

MapObjects Parte de GeoMedia MapX, MapJ Parte de Smallworld GIS

Portátil o Hand-held

OnSite ArcPad En desarrollo MapXtend Scout

SIG de escritorio o Desktop

World ArcView GeoMedia MapInfo professional Spatial Intelligence

Professional Autocad/World ArcInfo GeoMedia Pro MapInfo professional Smallworld GIS

Servidor de Bases de Datos

Vision ArcSDE Utiliza Oracle Spatial SpatialWare Parte de Smallworld GIS

CAD Autocad MAP Arccad Incluido en diversos paquetes Incluido en diversos paquetes Parte de Smallworld GIS




Introducción

Figura 1.7 Ejemplo de SIG portátil con interfaz de operación con receptor GPS, (ArcPad de ESRI con Garmin 12XL).




Introducción

1.1.3.1 Datos geográficos

Figura 1.8 Estructura vectorial de la información geográfica.

Entidad Geométrica

Representa Ejemplos

PUNTOS Fenómenos puntuales en los cuales se desea conocer la posición x, y.

Alcantarillas, casetas, bancos de material, pozos, señales, postes, hidrantes, etc.

ARCOS Fenómenos lineales en los cuales se define su posición y longitud.

Vías, drenajes, oleoductos, líneas eléctricas, etc.

NODOS Fenómenos puntuales en la intersección de arcos.

Intersecciones o entronques, semáforos, entregas de aguas en redes de drenaje, etc.

POLÍGONOS Fenómenos superficiales definidos por regiones homogéneas acotadas por una frontera.

Lotes, usos del suelo, cobertura vegetal, manzanas, barrios, derechos de vías, etc.



Figura 1.9 Tablas de atributos distintos ligadas por campos comunes de elementos espaciales vectoriales únicos.




Introducción

Figura 1.10 Resolución espacial según tamaño de celda en formato raster.

Malla: 3x3Lado celda: 400 mÁrea: 640,000 m2



Área real del polígono : 679,707 m2Celda pequeña = Alta resolución




Introducción

Figura 1.11 Componentes de una malla o rejilla de celdas en el formato raster de información.




Introducción

Figura 1.12 Esquema de conversión de datos vector-raster.

Una malla debe estar referenciada a coordenadasdel mundo real por una proyección.

Si todas las mallas están referenciadas por una proyeccióncomún, estarán referenciadas entre ellas.

Convertir datos vector referenciados a raster es más fácil y rápido que en el sentido inverso.




Introducción

1.1.3.2 Fuentes de datos geográficos

Figura 1.13 Sistema de Posicionamiento Global por satélite, GPS Modelo Magellan Meridian Line Marine. En el recuadro a la derecha, estación total Trimble 5600.



1.1.3.4 Topología

Figura 1.14 Relaciones topológicas de los elementos espaciales.

Relaciones espaciales Propiedades espaciales

Cada arco tiene un nodo inicial y un nodo final Establece una dirección y una longitud del arco

Arcos conectados entre si por medio de nodos Establece conectividad definiendo rutas

Arcos conectados formando fronteras de polígonos Establece áreas y perímetros

Arcos con polígonos a la izquierda y a la derecha Establece adyacencia



Figura 1.15 Topología de arco-nodo. Dos arcos estarán conectados siempre y cuando compartan un nodo.

9

1 2

3 4 5 6 7 8

10 11

12

13 14 15 16

FNODE TNODE LPOLY RPOLY LONG ARC-ID

1 2 0 0 10.0 1

9 2 0 0 7.0 2

2 3 0 0 4.0 3

10 3 0 0 5.0 4

3 4 0 0 5.0 5

12 4 0 0 5.0 6

11 4 0 0 6.0 7

4 5 0 0 5.5 8



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.16 La topología de polígono-arco. Dos polígonos son adyacentes si comparten un arco.

12

3

4

5

6

7

8 9

1

2

3

4

5

1

23

45

3 1,6,5

4 1,2,3,4

3 7,8,3

4 4,8,9,5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 2 Arco Polígono izquierdo Polígono derecho

3 2

5 2 5 1

3 4 5 4 3 5

Polígono # de arco Lista de arcos

4 6,9,7,2

3 1

4 2



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.17 Esquema de las relaciones topológicas de los elementos espaciales en un SIG.

Contener

Intersección

Proximidad

Adyacencia

2 km



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.18 Adyacencia o contigüidad. Diagrama esquemático.

Polígonos izquierda-derecha

1

3

2

6

5

1 2

6

5 47 9

104

8

32 Número de

polígono

6 Número de arco

5

5432454632

1111522243

12345678910

Polígonoderecho

Polígonoizquierdo

Arconúmero

Polígonos izquierda-derecha

5,3 5,5 8,58,5 20,5 ...20,4 20,1 ...18,1 5,1 5,37,4 8,57,4 6,3 .........

12345678910

Pares de coordenadas( x, y )

Líneanúmero

Coordenadas de los Arcos



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.19 Adyacencia. Lotes de terrenos contiguos destinados a diversos usos (departamentos, oficinas, parques, tiendas, etc.).



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.20 Ejemplo de utilización del principio topológico de adyacencia. Selección de los estados contiguos a Yucatán.



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1. 21 La diferenciación de flujos de viajes entre ciudades se ve condicionada por la proximidad.



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.22 Proximidad. Creación de un buffer de 60 m equivalente al derecho de vía.



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.23 Contención. Los elementos puntuales (aeropuertos) contenidos en polígonos (entidades federativas).



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.24 Contención. Polígonos (lagos) contenidos completamente en otro polígono (Jalisco).



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.25 Conectividad. Esquema diagramático de la conexión topológica de arcos y nodos.

1 2

3

4 56

78 9

11

12

1

2 3 4

5 67

8

1

2

Número de arco

Número de nodo

143336767887

211243456268

123456789

101112

Al nodo

Del nodo

Arco número

Nodos de los Arcos

3

9

55,5 5,7 8,78,7 11,7 11,58,7 9,55,5 9,511,5 9,5.........

12345678..

12

Pares de Coordenadas

( x, y)

Arconúmero

Coordenadas de los Arcos



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.26 Conectividad entre distintos tipos de carreteras.



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.27 Intersección. Puntos (puentes) que se intersectan con polígonos (llanuras de desborde) en el estado de Guanajuato.



1.1.3.4 Topología

Introducción

Figura 1.28 Intersección. Autopistas que se intersectan con áreas de clima seco en el país.



1.1.3.4 Topología

Introducción

1.1.4.2 Manipulación

Figura 1.29 Diagrama de las funciones operativas de un SIG.



Figura 1.30 Funciones operativas de entrada y salida de un SIG.



1.1.4.1 Entrada de datos

Introducción

1.1.4.2 Manipulación

Figura 1.31 Fuentes y formatos diversos de ingreso de datos a un SIG.

Querétaro



Figura 1.32 Análisis de proximidad.

¿Cuáles propiedades ¿Cuáles propiedades estánestána 30 metros de la a 30 metros de la carretera?carretera?



1.1.4.5 Análisis espacial

Introducción

Figura 1.33 Superposición de diferentes temas de información geográfica.




Introducción

Figura 1.34 Esquema del proceso de generación de contornos, contouring.




Introducción

Figura 1.35 Contouring. Riesgo de deslizamientos de suelo sobre pendientes ocasionado por lluvias en San Francisco, Cal.




Introducción

Figura 1.36 Contouring. Probabilidad de riesgo sísmico en California.




Introducción

1.1.4.6 Diseño y visualización de mapas

Figura 1.37 Múltiples niveles de escala.

Densidad de población en México

Áreas de influenciaR e d u r b a n aR e d u r b a n a

Densidad de población en Oaxaca



Figura 1.38 Los SIG cuentan con funciones de visualización y representación multivariada del espacio geográfico.

Imagen de satélite en falso color de la

Ciudad de Querétaro

Mapa Planimétrico de la Ciudad de Querétaro

Fotografía Aérea Digital Georreferenciada

de la Ciudad de Morelia, Michoacán

Modelo Digital de Elevación. Cumbres volcánicas

Popocatépetl

Iztaccíhuatl



1.1.4.6 Diseño y visualización de mapas

Introducción

1.2.1 Componentes

Figura 1.39 Constelación de satélites GPS.

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