CAPITULO 1.- PORQUE SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

1. INTRODUCCION

El SIG es una tecnología particularmente horizontal por cuanto tiene una amplia variedad de

usos en el entorno industrial e intelectual. Por lo tanto necesitamos una comprensión común

de lo que estamos hablando cuando nos referimos al SIG.

Muchas organizaciones gastan grandes cantidades de dinero y esfuerzos en SIG y en Bases

de Datos Geográficos, según las predicciones se gastan billones de dólares en estos

campos.

¿Porque esto debe ser verdad si solo hace unos años SIG era una rareza?

La declinación de costos del Hardware hacen más económica los SIG y es una audiencia

cada vez más amplia.

Lo más importante es que las organizaciones usan información relacionada a diferentes

campos, como ser inventarios, finanzas, costumbres, habilidades, etc. Por lo que podemos

decir que la información geográfica se relaciona con todos estos campos.

Hemos comprendido que la geografía es parte de nuestro mundo cotidiano al igual que los

datos descriptivos. Casi cada decisión que tomamos esta influenciada, o dictado por algún

hecho o factor geográfico.

Ejemplos a considerar:

Enviar carros bomberos por rutas mas rápidas al incendio.

Estudiar enfermedades por áreas de predominio y proporción de propagación.

Esta demanda de Información Geográfica parangona la necesidad de SIG. Por lo tanto

podemos afirmar que un SIG está orientado a recolectar, almacenar, integrar, relacionar, y

modelar información espacial del mundo real y que además es capaz de dar respuestas de

tipo espacial y topológico relacional de acuerdo a las bases de Datos espacial y

alfanumérica.

2. HISTORIA

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 o geográfica.

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.

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.

En los años 1960 y 1970 emergieron nuevas tendencias en la forma de utilizar los mapas

para la valoración de recursos y planificación. Dándose cuenta de que las diferentes

coberturas sobre la superficie de la tierra no eran independientes entre sí, sino que

guardaban algún tipo de relación, se hizo latente la necesidad de evaluarlos de una forma

integrada y multidisciplinaria. Una manera sencilla de hacerlo era superponiendo copias

transparentes de mapas de coberturas sobre mesas iluminadas y encontrar puntos de

coincidencia en los distintos mapas de los diferentes datos descriptivos.

Representación y manejo de mapas en forma manual

Los datos referidos a un espacio geográfico fueron representados por líneas, puntos y áreas

dibujadas sobre cualquier tipo de papel. Esta información contiene simbología propia: de

acuerdo a las características geográficas que representa. Se juega con colores figuras,

texturas para diferenciar datos. Los significados o la información descriptiva del objeto

geográfico se escriben en una leyenda o en una documentación adjunta.

Surgen serias consecuencias para la recolección, codificación y uso de esta información:

Perdida de datos: Los mapas pueden ser extraviados, quemados, malogrados, etc.

Consumo de tiempo: Se necesita mucho tiempo para obtener un mapa del lugar

geográfico que se necesite.

Dificultad de recuperarlos.

Dificultad en combinar con otros datos espaciales: Por ejemplo las escalas de los

mapas que se combinaran.

En resumen el manejo de mapa en forma manual no resulta una tarea fácil, barata, ni

confiable.

Solución

Durante estas décadas (60 y 70) 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)

A finales de los años 70 el uso de computadoras progreso rápidamente en el manejo de

información cartográfica, y se afinaron muchos de los sistemas informáticos para distintas

aplicaciones cartográficas. De la misma manera, se estaba avanzando en una serie de

sectores ligados, entre ellos la topografía, la fotogrametría y la percepción remota. En un

principio, este rápido ritmo de desarrollo provoco una gran duplicación de esfuerzos en las

distintas disciplinas relacionadas con la cartografía, pero a medida que se aumentaban los

sistemas y se adquiría experiencia, surgió la posibilidad de articular los distintos tipos de

elaboración automatizada de información espacial, reuniéndolos en verdaderos sistemas de

información geográfica para fines generales.

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.

Por lo que se puede decir que 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)". Así el SIG computarizado responde a la necesidad de

analizar grandes volúmenes de Información Geográfica

En resumen, existen dos desarrollos claves de los SIG:

2.1. Harvard

El Arq. Howard T. Fishes trabajo en la idea de usar la computadora para hacer mapas

simples, para lo cual desarrollo el Primer paquete denominado SYMAP “Symagraphic

Mapping Sys”

2.2. Canadá

Roger Tomlison (actualmente considerado el padre de los SIG) estaba involucrado en la

creación de los SIG,. Desarrolla el primer SIG el cual realiza mapas de “Rehabilitación y

Desarrollo de las Tierras Agrícolas de CANADA”, en este desarrollo ya se hace uso de

bases de datos.

3. PARTES DE UN SIG.-

Figura 1: Partes de un SIG

La figura 1 presenta un modelo holístico de un sistema de información geográfica, el cual

convierte datos en información útil mediante un análisis. En el centro puede verse que el SIG

almacena datos espaciales, llenos de la información de sus atributos vinculada lógicamente,

en una base de datos de almacenamiento del SIG, donde las funciones analíticas están

controladas de manera interactiva por un operario con el fin de generar los productos

informativos necesarios (mostrados a al derecha)

4. QUE ES UN SIG?

4.1. Geografía

Desde el principio de la historia el hombre necesito estudiar la geografía: recolectar datos

sobre la tierra, Ej. Los antiguos navegantes diseñaban sus mapas en base a sus

experiencias y conocimientos de los lugares que recorrían

Esta palabra viene del griego GEO = Tierra y grafía = Diseño (escritura)

Por lo tanto inicialmente se define la palabra Geografía como “La ciencia que estudia el

diseño que sobre la tierra ha trazado el hombre”, u otra definición de la palabra geografía

es “escribir acerca de la tierra”.

Otra definición de la palabra geografía es La descripción de los elementos que

forman el ambiente:

Ambiente Natural: topografía, hidrografía, formaciones geológicas, tipos de suelo,

etc.

Ambiente Humano: ciudades, edificaciones, vías de transporte, hospitales,

escuelas, etc.

4.2. Información Geográfica

Es una abstracción o representación de la realidad geográfica o también conocido como

paisaje.

4.3. Definición de SIG

Se han desarrollado muchas definiciones de SIG, pero todas ellas tienen algo en común:

las características espaciales de los datos que manejan.

Burrough: (1986)

“Un poderoso conjunto de herramientas para la recolección, almacenamiento,

recuperación a voluntad, transformación y despliegue de datos espaciales del mundo

real”.

Aronoff (1989)

“Los SIG son sistemas que se usan para almacenar y manipular Inf. Geografía,

actualmente es una herramienta esencial para el manejo efectivo de la Inf. Geográfica”.

-ESRI (1993)

“Una colección organizada de hardware de computadora, software, datos geográficas y

personal destinado eficientemente para la captura, almacenaje, actualización,

manipulación, análisis y despliegue de todas las formas de información referenciada

geográficamente”

Definición simple considerada por el momento:

“Es un sistema capaz de almacenar y usar datos describiendo lugares sobre la superficie

de la tierra”.

4. OPERACIONES ESPACIALES.-

Muchos programas de computación como ser Lotus 123, paquetes estadísticos, o paquetes

de dibujo (auto CAD) pueden manejar datos simples geográficos o espaciales. Entonces

porqué no son tratados como SIG?.

Respuesta: Un SIG es solamente un SIG si este permite realizar operaciones espaciales

sobre los datos.

Consultas no espaciales:

Este tipo de consulta no requiere almacenar valores de coordenadas (X,Y) como ser latitud y

longitud y además no describe lugares que se relacionan.

Ej.: Cual es el número promedio de gente que trabaja con SIG en una localización?

Consultas espaciales:

Este tipo de consultas solamente pueden ser respondidas los SIG usando latitud y longitud y

otras informaciones tal como el radio de la tierra.

Ej. ¿Cuál es la ruta más corta que pasa a través de ciertos lugares?

¿Cuánta gente trabaja en SIG en la parte oeste de Bolivia?

Un SIG tiene el poder de rápidamente responder tales preguntas.

5. UNION DE DATOS

Un SIG encadena datos de diferentes conjuntos

Figura 2: Unión de Datos

Existe el emparejado exacto de datos, que representa el modelo Relacional, en forma

opuesta esta el emparejado No exacto y a la vez esta se divide en Emparejado Jerárquico y

Borroso.

En el emparejado borroso el factor de relación entre las diversas capas de información

espacial es la Referencia Geográfica.

5. PREGUNTAS QUE UN SIG PUEDE RESPONDER

Al SIG se ha descrito en dos formas:

A través de definiciones formales.

A través de la habilidad de realizar operaciones espaciales, encadenando datos

usando la localización como llave común.

Puede también distinguirse un SIG listando los tipos de preguntas que este puede ser capaz

de responder.

Existen 5 preguntas genéricas que un SIG sofisticado puede responder.

4.4. Posición Geográfica ( What is it...?)

Esta pregunta esta dirigida a conocer que existe en una localización particular. Una

localización puede ser descrita en muchas formas.

Ej. Usando el nombre del lugar, Código postal, Referencia Geográfica como latitud y

longitud.

4.5. Condición ( where is it) (donde estas)

Requiere de análisis espacial para responder, al contrario de la anterior, esta pregunta

necesita saber la localización que satisface ciertas condiciones.

Ej. Seleccionar una sección desforestada de area < 2000 m2, y dentro de 100 metros de

un camino y con tierras disponibles para la construcción de edificios.

4.6. Tendencias (what has changad since...?) ((Que ha cambiado desde…?)

Involucra la primera y segunda pregunta, desea encontrar o saber las diferencias

producidas dentro un área con el tiempo.

4.7. Patron, Modelo (Patterns) ( what spatial patterns exist?)

Esta pregunta es más sofisticada, pueden responder esta pregunta para determinar

¿Dónde el cáncer es una causa mayor de muerte entre residentes cercanos a una

estación de Energía Nuclear?

¿Cuántas anomalías existen que no se ajustan a los patrones y donde están localizados?

4.8. Modelado (Modeling) (what if...?)

Esta pregunta es propuesta para determinar:

Que pasa si. Ej.

Si un nuevo camino es adicionado a una red.

Si una sustancia tóxica se filtro al suministro de agua local.

Para responder este tipo de preguntas requiere de información geográfica asi como de

otra información.

6. RELACIÓN CON OTROS SISTEMAS DE INFORMACIONES

Los SIG fueron precedidos por Sistemas de Información convencionales como ser:

a) Sistema de Administración de Bases De Datos (DBMS)

b) Diseño asistido por computadora (Auto CAD) y los AM/FM

c) Cartografía Computarizada.

d) Percepción remota (Sistemas remotos)

Figura 3: Relación del SIG con otros Sistemas

a) Sistema de Administración de Bases De Datos (DBMS)

Un DBMS consiste en un conjunto de datos relacionados entre sí y un grupo de programas

para tener acceso a estos datos.

Los Objetivos principales de los DBMS son:

Crear un ambiente adecuado para poder almacenar y recuperar datos en forma

conveniente y eficiente grandes cantidades de Información.

Asegurar la integridad y seguridad de los datos.

Control sobre accesos no autorizados.

Caídas del Sistema.

Un DBMS trabaja sobre todo con datos no espaciales, incluyendo datos geográficos. Tiene

limitaciones al despliegue gráfico, a realizar el análisis de tipo espacial. Los SIG manejan sus

tablas de datos no espaciales en un nivel básico.

b) Diseño asistido por computadora (Auto CAD) y los AM/FM

El sistema denominado CAD (Computer Aided design) se utilizan especialmente para crear

diseños y planos de construcción tanto de manufactura como de obras de infraestructura,

estos sistemas no requieren de componentes relacionales ni herramientas de análisis, las

herramientas CAD actualmente se han ampliado como soporte para mapas, pero tienen

utilidad limitada para analizar y soportar bases de datos geográficas grandes.

Los elementos básicos de datos de los CAD son: Line (polylines), Circles and arcs, lines,

symbols, text y otros. Estos están referenciados a un sistema de coordenadas (GRILLA).

Los datos en un CAD están organizados en “Layers” que son conceptualmente como

cubiertas de películas registradas, estos layers pueden ser usados para organizar mapas por

temas, tales como ríos, caminos, etc.

Estos sistemas CAD también permiten modificar rápidamente un solo elemento sin afectar

otra característica, permite fácil almacenar y recuperar.

Los CAD no pueden analizar mapas, ni identificar intersecciones.

Lo sistemas AM/FM (Automatic Mapping/Facility Management) es un sistema basado en

tecnología CAD usado por empresa de servicios para administrar mapas y datos atributos

con respecto a su planta física, como por ejemplo las empresas eléctricas.

Los AM/FM dan un paso mas que los CAD para la definición de las relaciones entre

componentes del sistema como “Networks” (Redes).

Los atributos están almacenados en un a tabla de datos separado. Estos registros están

encadenados al elemento geográfico por un identificador.

c) Cartografía Computarizada.

Los Sistemas de Cartografía Computarizada se enfocan en la recuperación, clasificación y

simbolización automática de los datos.

Producen mapas con buena salida vectorial (formato), lo importante es el despliegue de los

datos. No es importante el manejo y análisis de los datos.

Los SIG manejan y utilizan el concepto de Cartografía Automatizada y además es

importante el análisis de los datos antes de la visualización.

Un SIG a diferencia del Sistema de Cartografía Computarizada nunca retiene un mapa en

ningún sentido convencional lo que guarda es el dato antes de su representación pictórica.

d) Percepción remota (Sistemas remotos)

Se definen como la técnica de adquisición y procesamiento digital posterior de los datos de

la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales, en virtud de la

interacción electromagnética existente entre la tierra y el sensor.

5. APLICACIÓNES DE LOS SIG

Hoy en día el número y variedad de aplicaciones de SIG es impresionante. La cantidad de

datos Geográficos que están siendo capturados es impresionante e incluye volúmenes,

imágenes satelitales coleccionados del espacio.

Los gobiernos usan las herramientas de los SIG para planificar, zonificar y dar valoración de

tierras y registros de suelos, mapas de parcelas, seguridad pública y planificación ambiental

Los administradores de recursos cuentan con SIG para la pesca y planificación de la fauna,

el manejo de la agricultura, energía y recursos minerales.

El SIG apoya las actividades diarias de mapas automatizado con aplicaciones a:

Electricidad

Aguas

Gas

Petróleo

Telecomunicaciones y TV Cable

Análisis de mercado

Cuidado de salud

También tiene un rol el SIG en la educación e investigación en institutos de Investigación, en

bibliotecas públicas.

El punto más importante para notar es que estas diversas aplicaciones son llevadas a cabo

usando similares técnicas y Software. Un SIG es de verdad una herramienta de propósito

general.

6. LOS COMPONENTES DE UN SIG

El SIG es un sistema complejo de partes interconectadas. Por lo tanto se debe tener en

cuenta que tiene seis diferentes componentes principales a saber: Los Productos

informativos, los Datos, el Software, el Hardware, los Procedimientos y el recurso humano.

Figura 4: Componentes de un SIG

a) Productos Informativos

Los productos informativos son los que se quieren o se necesitan obtener del SIG. Este

producto puede tomar la forma de mapas, informes, gráficos, listas, información digital que

puede transmitirse o una combinación de estos elementos.

Lo importante es tener bien identificados estos productos y con suficiente claridad.

b) Datos

Posiblemente el componente más importante de un SIG son los datos. Los datos geográficos

y tabulares relacionados pueden colectarse en la empresa, campo o terreno o bien

adquirirlos de un proveedor comercial de datos SIG. El sistema integrará datos espaciales

con otras fuentes e incluso puede utilizar un DBMS para organizar, mantener y manejar los

datos espaciales.

Al saber que productos informativos quiere, se puede planificar la adquisición de datos que

necesita, obtener la que ya exista, crear a partir de fuentes existentes y que grados de

precisión y escala ser requiere para los mapas. También el formato de los datos es un factor

decisivo para elegir el software, por ejemplo, para compartir datos entre entidades de

negocios o empresas que ya usan un determinado software.

c) Software

Los programas de software SIG proporcionan las funciones y las herramientas necesarias

para generar, almacenar, analizar, desplegar información geográfica y crear los productos

informativos que se desea. También hay asuntos de asistencia técnica y de sistemas

operativos que considerar en relación con el software.

Los componentes más importantes de los programas son:

Herramientas para la entrada y manipulación de información geográfica.

Un sistema de administración de bases de datos (DBMS)

Una interfaz grafica para el fácil acceso a las herramientas

Herramientas de consulta, análisis y visualización geográfica

Actualmente la mayoría de los proveedores de software SIG distribuyen productos fáciles de

usar y pueden reconocer información geográfica estructurada en muchos formatos distintos

d) Hardware

El hardware es el equipo de computación donde opera el SIG, que actualmente corre en una

gran variedad de plataformas, que pueden variar desde servidores (computador central) a

computadores de escritorio y que pueden ser utilizados en las configuraciones de red o

individualmente.

Los SIG son exigentes en cuanto al hardware; se debe tener muy en cuenta los recursos

informáticos y actualizarlos adecuadamente para sustentar el SIG. Una organización requiere

de hardware suficientemente específico para cumplir con las necesidades de aplicación,

como ser servidores, computadores, red y ancho de banda de conexión a internet.

Este componente físico del sistema está conformado de las siguientes partes:

a) Equipo Entrada b) CPU. c) Equipos Salida

Figura 5: Equipos de Entrada y salida

i. Entrada:

Los equipos de entrada a utilizar dependen del formato de los datos a ingresar. Estos

pueden ser Una mesa digitalizadora, scanner, lector de cintas , etc.

Figura 6: Mesa Digitalizadora

ii. CPU:

Este componente de hardware es donde se almacena, maneja y analiza la

información geográfica y tabular. Estos pueden ser: PC, Workstation, Mainframe

Según las capacidades de disco, RAM, velocidad de proceso.

iii. Salida:

Permite obtener la información del sistema en un medio físico (papel, film, etc.), o

medio magnético. El usuario analiza y maneja y modela datos en una Terminal visual.

El dispositivo de salida más importante para un SIG es un Plotter el cula permite

imprimir mapas .

Figura 7: Plotter

En general, unas pocas computadoras potentes sustentan el trabajo y el geoprocesamiento,

aunque en sistemas grandes lo hacen los servidores de SIG de una red. Las computadoras

simples de la red proporcionan acceso al usuario solo con fines de consulta de base de

datos y visualización. Una red interna y un ancho de banda de conexión a internet es

necesario para facilitar el uso compartido de archivos la adquisición de datos y la creación de

informes.

e) Métodos o procedimientos

Para que un SIG/GIS tenga éxito, éste debe operar de acuerdo a un plan bien estructurado o

diseñado y de acuerdo a reglas de la empresa, que son los modelos de las actividades

propias de cada organización. Estos procedimientos se refiere a la manera como las

personas realizan sus trabajos y los cambios que tendrán que adoptar para trabajar con un

SIG, al plan de migración para facilitar la transición del método antiguo al nuevo y tener en

cuenta como lo sistemas existentes coexistirán con el SIG.

f) Personas o Recursos humanos:

El SIG es un proceso inteligente que requiere de un recurso humano adecuado. La

tecnología SIG está limitada sin las personas que administran y manejan el sistema y llevan

a cabo los planes de desarrollo para aplicarlos a los problemas del mundo real. Sin el

personal experto en su desarrollo, la información se desactualiza y se maneja erróneamente,

el hardware y el software no se manipula en todo su potencial. Entre los usuarios del SIG se

encuentran los especialistas técnicos, que diseñan y mantienen el sistema para aquellos que

lo utilizan diariamente en su trabajo. Iinterviene mucha gente con diferentes especialidades

como ser geógrafos, urbanistas, geólogos y de medio ambiente, etc.

7. CÓMO FUNCIONAN LOS SIG

El Sistema de Información Geográfica almacena la información gráfica en capas temáticas

que pueden enlazarse geográficamente y pueden representar las muchas geografías del

mundo real, cada capa se encuentra enlazada además con una base de datos, utilizando el

concepto relacional para la consulta de los mismos. Este concepto simple pero

extremadamente poderoso y versátil ha probado ser crítico en la resolución de muchos

problemas que van desde la ubicación exacta de zonas de comercialización, clientes que se

encuentran dentro de las mismas, áreas de cobertura alcanzadas, selección de ubicación de

nuevos locales de venta o distribución etc.

.

Figura 8: Capas temáticas y tablas

8. LAS TAREAS DE UN SIG:

Se clasifican en 5 subsistemas de acuerdo a su funcionalidad con respecto a los periféricos

de Entrada y Salida, terminales y las facilidades de manejo, análisis y modelamiento.

8.1. Ingreso de la Información y Verificación:

En SIG la entrada de datos se caracteriza por tener dos procesos: Digitalización, ingreso de

datos espaciales y de codificación de atributos, aquí se enlaza la parte geográfica con la

descriptiva.

El ingreso de los datos tiene tres pasos:

i. Entrada de datos Espaciales

Existen cinco métodos básicos de entrada de datos Espaciales:

Entrada de coordenadas usando Coordenadas Geométricas:

Este procedimiento se llama también COGO (Coordinate Geometry), es el

Ingreso de puntas de control tomados en terreno ó reconocidas como puntos

trigonométricas. Es un método muy costoso, pero tiene alto nivel de precisión.

Solo se utiliza para levantamiento Topográficos.

Conversión de información. Digital existente:

Método más usual actualmente de Ingreso de información existente. Ej: Mapas

digitalizados en Auto CAD (DXF)

Scanner:

Método nuevo, Permite reconocer la estructura de un mapa y transportarla a

formato digital.

Los tradicionales mapas de antes y otros documentos suministran aun gran

parte de los datos físicos necesarios para el SIG. Después de todo, los mapas

impresos en papel han sido el medio estándar para transmitir información

geográfica desde los tiempos remotos. Mediante un escaneo o digitalización

de los elemento dibujados en los mapas de papel se extrae rica fuente de

datos..

Digitalizador Manual:

Es un Método tradicional y común, en la cual se usa una mesa digitalizadora

(tablero Electromagnético. formado por una malla de cables eléctricos). La

información pasa del mapa al computador mediante un cursor. Existen tres

maneras de captura de datos:

Criterio incremental de tiempo: Cada décima de segundo captura un

punto

Criterio incremental de espacio: Se programa al cursor para que cada

vez que se desplace una décima de pulgada en una dirección AX y

AY capture un punto

El método discreto: Permite ubicar directamente el cursor sobre el

punto que se desea capturar.

Digitalización Automático: (GPS)

Son procesos actuales, de captura de datos, utilizando directamente los

dispositivos de medición y levantamientos como los receptores GPS que

permiten ingresar coordenadas (x, y, z) en forma directa al PC.

ii. Entrada de datos no espaciales

Ingreso de datos de atributos en archivos texto o un motor de base de datos,

previamente modelado y diseñado el modelo de datos descriptivo.

iii. Unión de datos espaciales y no espaciales:

Aquí se enlazan los datos espaciales con los datos alfanuméricos o de atributos o

descriptivos. También se verifican la exactitud de la relación entre los datos

espaciales y no espaciales.

Resumen: El proceso complicado en SIG es la entrada y limpieza de datos. Existen

proveedores que ofrecen datos geográficos en formatos compatibles con los SIG/GIS y

que al adquirirlos pueden ser directamente cargados. Cada vez más y más, se dispone

de datos espaciales en forma digital que pueden adquirirse mediante acuerdos de uso

compartido de datos o por la web

8.2. Transformación Y Manipulación De La Información

Engloba dos clases de operaciones:

8.2.1. Transformación necesaria para corregir errores de la información. Para

actualizarla o para adecuarla a otro conjunto de información.

8.2.2. Transformaciones que se deben realizar, según el método de análisis que se

emplee para dar respuestas a las interrogantes previamente plantadas

Estas transformaciones pueden operar en los aspectos espaciales y no espaciales de

la información por separado o conjunto.

Son: Cambios de escala, cambios de proyecciones, recuperación lógica de la

información, formatos, área y perímetros.

8.3. Integración Y Modelado.-

Los SIG integran la información existente de datos espaciales y no espaciales formando

modelos que representan el mundo real.

El modelado en los SIG se realiza sobreponiendo información espacial (Superposición de

Mapas).

Implica:

Proceso geométrico

Topológico

Integración de capas de Inf.

El producto es un mapa nuevo.

La superposición de mapas o modelado además de ser una herramienta analítica,

también es usada para una serie de procesos de manipulación de información.

8.4. Almacenamiento y manejo de la información:

Se refiere a la forma en que la información se encuentra estructurada y organizada, en

cuanto a la posición, topología y atributos de los elementos geográficos (Punto, línea,

polígono) y a la forma en que deben ser manejados en el Computador y como son

percibidos por los usuarios del sistema.

En proyectos pequeños puede que sea posible almacenar la información geográfica

como archivos simples. Sin embargo, llega un punto en el que el volumen de los datos

aumenta, en esos casos es mejor la utilización de un sistema de administración de base

de datos (DBMS).

Agrupadas en 3 grupos: (Datos de SIG)

i. Procesamiento de archivos

Se desarrolla un sistema propietario que provea el manejo individual de servicios

requeridos por cada modulo.

Cada conjunto de datos se almacena como archivo separado. El usuario invoca

funciones separados de análisis para manipular uno o más de estos archivos Ej. MAP

ANALISIS PACKAGI

ii. Sistemas Hibridas

Usan un DBMS disponible comercialmente para almacenar datos no espaciales y

accede a ellos.

Desarrollan Software, separado para manejar el almacenamiento y el análisis de

datos espaciales. Ej. ARC / INFO ,ESRI PANDA por

iii. Usando un DBMS existente como núcleo del SIG

Se desarrollan extensiones para proveer funciones espaciales y despliegue gráfico.

Los datos atributos como los espaciales deben ser manejados por el DBMS. Un

DBMS es un software que maneja y administra una base de datos, es decir una

colección integrada de datos

Cada capa temática, ya sea de líneas, de polígonos o de puntos, al ser dibujada,

posee una base de datos asociada, generada automáticamente por el software, que

consta de dos campos, el primero indica el tipo de capa y el segundo permite la

asignación de un identificador, lo que permite enlazar con cualquier base de datos

existente en la empresa interesada o generada por la misma siempre y cuando ellas

posean el campo con los identificadores respectivos.

Para graficar lo expresado utilicemos como ejemplo la capa temática de puntos que

representaría la ubicación de los diferentes clientes de una empresa.

8.5. Análisis de Consultas

8.5.1. Recuperación y Presentación de la Información

Se refiere a la forma de extraer y mostrar los productos informativos: En tablas,

mapas, gráficos, reportes, en pantalla o plotler.

El acceso a la Información tiene cuatro formas:

Especificación Geométrica: Se determina un área específica, de forma

cualquiera y se pide toda la información de esa área.

Especificación de condiciones Geométrico: De una determinada área se pide

toda la información o ítems que cumplan una condición.

Ej. Bloques de SCZ > de un valor.

Especificación Descriptiva: Se elige una BD referente a un área y se pide toda

la información o atributos de los registros.

Especificación de la condición descriptiva: De una BD elegida de un área se

seleccionan aquellos registros que cumplan con determinadas condiciones.

8.5.2. Operaciones Espaciales

Se refiere a las consultas espaciales, los cuales pueden combinar capas temáticas

utilizando algunas de estas operaciones siguientes:

Buffer: Área de Influencia. Que objeto geográfico se encuantra a iuna distancia de

otro objeto geográfico

9. LO QUE UN SIG NO ES

Un SIG no es simplemente para manejar mapas, aunque maneja proyecciones y escalas

Una ventaja de un SIG es permitir identificar las relaciones espaciales entre

características de mapa

Un SIG no almacena un mapa en un sentido convencional, ni imágenes. Almacena datos

del cual se puede dibujar una vista deseada y de un propósito particular

Un SIG encadena datos espaciales con información geográfica acerca de una

característica particular.

La información es almacenada como atributos de la característica representada

geográficamente

Atributos de la característica geográfica

Atributos de la Base de Datos alfanumérica

Con la información tabular se puede calcular nueva información acerca de las

características de un mapa.Ej. Longitud de un tramo de un camino

10. BASE DE DATOS GEOGRAFICA

Un SIG no guarda mapas ni gráficos, Un SIG guarda una Base de Datos

El concepto de Base de Datos para un SIG es la diferencia entre un SIG y sistemas de

mapeo computarizado o sistemas gráficos.

Todo los SIG incorpora un DBMS

Si quiere uno hacer gráficos debe conocer tres cosas:

• Que es ?

• Donde esta ?

• Como se relaciona esta con otras característica

Esencialmente, un SIG da la capacidad de asociar información con una característica

en un mapa y crear nuevas relaciones que puedan determinar la conveniencia de

varios sitios de desarrollo, evaluar impactos ambientales, Etc..

11. Productos SIG en el mercado

A continuación se enumeran algunos de los SIG más importantes del mercado:

● ArcGIS (www.esri.com) SIG ráster y vectorial

● Autodesk MapGuide (www.autodesk.com) SIG vectorial

● Geomedia (www.intergraph.com) SIG vectorial y ráster

● Grass (grass.itc.it) SIG ráster

● Idrisi (www.clarklabs.org) SIG ráster

● Manifold (www.manifold.net) SIG vectorial

● Mapinfo (www.mapinfo.com) SIG vectorial

● Microstation Geographics (www.bentley.com) SIG vectorial

● Smallworld (www.gesmallworld.com) SIG vectorial

● Spring (www.dpi.inpe.br/spring) SIG raster

12. Formatos digitales

Existen infinidad de formatos digitales para almacenar información cartográfica,

perteneciendo algunos al grupo ráster y otros al vectorial. Seguidamente se enumeran

algunos de los más conocidos, incluyendo los usados para imágenes o dibujos ya que,

aunque no son formatos creados para contener información cartográfica, sí pueden

contenerla y se usan muy habitualmente para contener tanto mapas ráster como vectoriales.

● Formatos de dibujo vectorial

○ .DGN (Design): formato nativo del CAD Microstation.

○ .DWG (Drawing): formato nativo de AutoCad.

○ .DXF (Drawing Interchange Format): formato CAD de intercambio.

○ .DXN (Data Exchange Navigator): formato CAD de intercambio.

● Formatos de dibujo ráster

○ .PNG (Portable Network Graphics): formato estándar.

○ .EMF (Enhanced Metafile): formato nativo de Microsoft Windows.

○ .EPS (Encapsulated PostScript): formato diseñado para imprimir en impresoras

PostScript.

○ .GIF (Graphics Interchange Format): formato estándar.

○ .JPG (Joint Photographers expert Group): formato estándar.

○ .TIF (Tagged Image Format): formato estándar.

● Formatos SIG vectoriales

○ .E00 (Interchange File): formato de intercambio de Arc/Info

○ .MID (MapInfo Interchange Data): formato nativo de Mapinfo.

○ .MIF (MapInfo Interchange Format): formato nativo de Mapinfo

○ .SHP (Shapefile): formato nativo de ArcView y ArcGIS

○ Cobertura (Cover): formato nativo de Arc/Info

○ Geodatabase o .MDB (Microsoft DataBase): formato nativo de ArcGIS.

● Formatos SIG ráster

○ ASCII Grid: formato estándar

○ BIL (Band Interleaved by Line): formato estándar

○ BIP (Band Interleaved by Pixel): formato estándar

○ BSQ (Band Sequential): formato estándar

○ Grid (ESRI Grid): formato nativo de ArcView, ArcGIS y Arc/Info