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PrácticadeLaboratorioGIS.Bloque3
IntroducciónalosSistemasdeInformaciónGeográfica. B2‐Lab085a9demayo
Asignatura:TopografíayGeodesia.Titulación:GradoenIngenieríaCivil.Curso2013‐2014
Profesores:JavierSánchezyRaúlPereda
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Nota Sehaenviadoacadaalumnouncorreoconsulicenciapersonaleducacional‐conunaduracióndeunaño‐einstruccionesparaladescargaeinstalacióndelsoftwareusadoenestapráctica,ArcGisDesktop10.2EducationVersion,conniveldefuncionalidadAdvanced.
Contenido Nota ................................................................................................................................................................................. 1
Objetivos .......................................................................................................................................................................... 1
Documentacióndelapráctica. ........................................................................................................................................ 1
IntroducciónalosSistemasdeInformaciónGeográfica.................................................................................................. 2
Funcionalidadbásicadelentornodetrabajo................................................................................................................... 4
Incorporacióndeclasesdeentidadalmapa................................................................................................................ 4
Manejobásicodelainformacióntabularoalfanumérica. .............................................................................................. 5
Propiedadesbásicasdeunlayerocapa. ..................................................................................................................... 6
Introducciónalasherramientasdeanálisisbásicas(GeoProcesamiento/Geoprocesing)............................................. 9
Selecciónporatributos. ............................................................................................................................................... 9
Selecciónespacial. ..................................................................................................................................................... 10
Otrasherramientasdeusohabitual. ............................................................................................................................. 10
Objetivos EnestaprácticaseprocederáaexponerlosconceptosbásicosasícomoexperimentarconalgunasdelasfuncionalidadesbásicasqueproporcionanlasherramientasymetodologíasdelosSistemasdeInformación
Geográfica(SIGoGIS).Esimportantedestacarelcarácterintroductoriodeestaprácticadelaboratorio:tansólosepretendeexponerbrevementeunmodelodedatosyunconjuntodeherramientasampliamenteextendidos,yenelqueseconsideraqueelalumnodeIngenieríaCivildeberáampliarsuformación.
Documentación de la práctica. Setrabajaráconlaactualbasecartográficaaescala1:5.000delaComunidadAutónomadeCantabria,quecomosepuedeconstatarsehageneradodirectamenteenformatoSIGconformealmodelodedatospropuestoporel
ConsejoSuperiorGeográfico,denominadoBaseTopográficaArmonizada5000(BTA05).
DesdeEnerodelpresenteaño,laInfraestructuradeDatosEspacial–IDE‐delGobiernodeCantabriahapuestoadisposicióndelosusuariosunagranvariedaddeproductoscartográficos‐enlostérminosexpuestosenlalicenciadeuso‐,comoseindicaenlapáginahttp://www.territoriodecantabria.es/Inicio.Observarque,comoseesperadeuna
IDE,seproporcionan:
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• Serviciosdemapas,segúnlosdistintosestándares,paraañadir‐odescargar‐informacióncartográficade
referenciaalaherramientadelusuario,Civil3DoArcGis,ennuestrocaso:WMS–WebMapServer‐,WMTS–WebMapTiledServer‐,WFS–WebFeatureServer‐yWCS–WebCoverageServer‐.
• Unvisorcartográficoenlínea,accesibledesdeunnavegador.
• Descargadeinformacióncartográfica.
Ilustración1.‐DescargadeinformacióngeográficadesdelaIDEdelGobiernodeCantabria.
Enparticular,sehaprocedidoadescargarlasiguienteinformación,paralahoja0033‐0606delacuadrícula1:5.000,quecorrespondealentornodelavillamarineradeComillas.
• 01_modeloDatos_BTA05.ModelodedatosdelaBTA5,yespecificacionesparticularesparalaBTA05de
Cantabria.• 02_formatoShape.Ficherosparalahojadetrabajo,enformatoshape,estándarenGIS.• 03_formatoPersonalGeodatabase_esri.FicherosenformatopropietariodeEsri,optimizados.
• 04_hojaImpresa_pdf.FicheroenformatoPDF,aptoparaserimpresoenunahojadetamañoA1.DestacarqueseentregaungeoPdf,concapasespaciales.
• 05_ortoFoto2007.Ortofotodelamismahoja,correspondientealvuelofotogramétricodelaño2007.
• 06_ortofoto2010.Laortofoto,delvuelodelaño2010,laúltimaexistente.• 07_cadFiles.LamismahojaenformatosCAD,paralosentornosAutoCadyMicroStation.
Introducción a los Sistemas de Información Geográfica AcontinuaciónsepresentanalgunadelasdefinicionesdelosSIGmáshabituales:
• “Unconjuntodeprocedimientosmanualesocomputerizadosusadoparaalmacenarytratardatosreferenciadosgeográficamente”.(Aronoff,1989).
• “Unpotenteconjuntodeherramientaspararecolectar,almacenar,recuperaravoluntad,transformarypresentardatosespacialesprocedentesdelmundoreal”.(Burrough,1986).
• “Unabasededatoscomputerizadaquetieneinformaciónespacial”.(Cebrian,1988).
• “Unsistemadeayudaaladecisiónqueintegradatosreferenciadosespacialmenteenuncontextode
resolucióndeproblemas”.(Cowen,1988).
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• “Unsistemacomputerizadocompuestoporhardware,software,datosyaplicacionesqueesusadopara
registrardigitalmente,editar,modelizaryanalizardatosespaciales,ypresentarlosenformaalfanuméricaygráfica.(HewlettPackard,1993).
• “Unsistemadehardware,softwareyprocedimientosdiseñadopararealizarlacaptura,almacenamiento,manipulación,análisis,modelizaciónypresentacióndedatosreferenciadosespacialmenteparalaresolucióndeproblemascomplejosdeplanificaciónygestión”.(NCGGIA,1990)
• “Unatecnologíadelainformaciónquealmacena,analizaypresentadatosespacialesynoespaciales”.(Paker,1988).
• “Unsistemadebasededatosenelcuallamayorpartedelosdatosestánindexadosespacialmenteyque
disponedeunconjuntodeprocedimentospararesponderacuestionessobrelasentidadesespacialesdelabasededatos”.(Smithetalt,1987).
Comosepuedeobservar,todaslasdefinicionesanteriorescoincidenenqueseempleanherramientasymetodologíasquetrabajansobredatosgeográficos,consultandoyanalizandoinformaciónespacial.Dehechosepodríaconsiderarquesuponenlalógicafusióndelasbasescartográficasdigitales(enformatocad,conocidasporel
alumno)conbasesdedatosalfanuméricas,entantoquelainformaciónquegestionanlosSIGsepuedeconsiderarcomoauténticasbasesdedatosespaciales,denominadasenlaactualidadcomo“GeoDataBases”.
SinoscentramosenlosmodelosvectorialesdelosSIG,queempleangeometríasparecidasalasquesehanusadohastaelmomentoencad(puntos,polilíneas,polígonos),cadaentidadademásdetenerunadefinicióngeométrica
(semejantealaqueseempleaencad)tienevinculadaalamismainformacióntemáticaoalfanumérica,quepuedeserutilizadaconfinesmuydiversos:selección,simbologíayanálisis,fundamentalmente.
Entidad Propiedadesgeométricas Atributosalfanuméricos
Ilustración2.‐Identificacióndeunaentidadenunaclasedeentidad.
EstambiéncaracterísticoenlosSIGelestablecimientoderelacionesespacialesentrelasdistintasentidadesdeunmapa,permitiendoefectuaranálisisespacialesentrelasmismas.Alestablecimientodeestasrelacionesespacialesse
ledenominadeformagenéricarelacionestopológicas,yesteesuncarácterdiferenciadoryexclusivodeestasmetodologías.
LasaplicacionesdelosSIGsonnumerosas:inventariosterritoriales,planificaciónyordenacióndelterritorio,análisis
medioambientales,hidrología,…Sedejaparaelalumnolabúsquedaeninternetdeaplicacionesdeestetipodemetodologías,deespecialinterésenlaIngenieríaCivil.
Destacarúnicamentequelosnuevosmodelosdebasescartográficasnuméricasyasegeneranenestetipodeformatos,obteniéndoselasbasescartográficasencadcomounproductoderivadodelasmismas,muchomássimple
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degestionarycontotalvigenciaenelmundodelaingeniería,enelqueelcaráctertridimensionaldelainformación
esesencial;comosehapodidocomprobarenprácticasanteriores.
Funcionalidad básica del entorno de trabajo ElcomponentebásicodetrabajoconArcGisesArcMap.Enestaaplicaciónseefectúantodaslastareasrelacionadas
coneltrabajoenlosmapas:presentación,edicióndelosdatos,consultas,análisiseimpresión.
LoscomponentesbásicosdeArcMapsonlossiguientes:barradetítulo,barrademenú,barrasdeherramientas,tabladecontenidos(TOC)yunaventanadetrabajo,enlaquesevisualizaalternativamentelaventanadedatosolaventanadelasalidaimpresaolayout,comosemuestraacontinuación.
Ilustración3.‐EntornodetrabajodeArcMap.
Incorporación de clases de entidad al mapa ParaañadirunaclasedeentidadSIGaunmapaseemplearálaherramienta<AddData>,situadaenlabarrade
herramientas<estándar>,coneliconoqueseindica.
Ilustración4.‐BarradeherramientasEstándar.
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Seañadiránlasclasesdeentidadsiguientes,quepertenecenadistintostemasenlaBTA05:ediPobCons_pol, ediPobCons_pun, Hidrografía_pol, RedViaria_pol y RedViaria_pun.
Comoseobservaráseañadenlamismasenlatabladecontenidos(quesedenominaráTOCenlosucesivo),incorporándosealmapacomounlayerocapa.EsimportantedestacarlasnotablesdiferenciasenelconceptodecapaenelcadyenelSIG.EnSIGunlayeresunareferenciaaunaclasedeentidadendisco,quenoseañadeal
mapa,yquepermiteestablecerimportantesajustesparalamisma:simbología,datosalosqueseaccede,etiquetas,…entreotras.Todaslaslayercompartenunconjuntodepropiedadescomunes,queseestablecenenelDataFrame(marcodedatos),comopuedesercompartirunmismosistemadereferencia.Elnombrepordefecto
paraeldataFrameeslayersocapas.
SepuedeconsiderarquelaTOCeselgestordecontenidosespacialesenelmapa.Elalumnopuedecomprobarcómopermiteestablecersuestadodevisualización(on/off),asícomofijarelordendevisualizaciónparalasdistintas
layers.Elmapaseguardacomúndocumentoespecial,conextensión*.mxd,querealmentealmacenaexclusivamenteladefinicióndelasdistintascapas.
Acontinuaciónseprocederáaidentificarlassiguientesherramientasbásicas,enlassiguientesventanasdeherramientas:
Paletaestándar.Herramientas:AddData,Scale
•
Ilustración5.‐PaletadeherramientasEstándar.
PaletaHerramientas.Herramientasdevisualización,encuadre;medidadedistancias,Identificar.
Ilustración6.‐PaletaHerramientas.
Conobjetodepracticarconlasherramientas<Identificar>e<Ir a>,asícomoconelmodelodedatos,seprocederáaidentificarlassiguientesentidadesquesedetallaacontinuaciónporsuposiciónespacial.
Coordenadas Tema ID_TIPOValoresrelevantesparalosatributosdelaentidad
395220,4804225 EdiPobCons
395530,4803685 RedViaria
396200,4804200 ServInst
Ilustración7.‐Identificacióndeatributosparadistintasentidades.
Manejo básico de la información tabular o alfanumérica. Seaccedeapartirdelmenúcontextualencadalayer,enlaopciónabrir tabla de atributos/open
attribute table.Destacarlassiguientesfuncionalidadesbásicas,enlapresentepráctica:
• Consultadelosatributosdeunaentidad.
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• VisualizaciónordenadadelatablaenbasealValordeunatributo.
• Visualizacióndedatosparatodoslosregistrososóloparaunsuconjuntoseleccionado
Propiedades básicas de un layer o capa. Sedefinenenelmenúcontextualqueseobtienepicandosobrelacapaypulsandoelbotónderecho,enlaopción
denominadapropiedades,obteniéndoseunaventanacomolaquesemuestracontinuación.
Ilustración8.‐Propiedadesdeunalayer/Capa.
Conseguridad,elalumnosehabrásorprendido“desagradablemente”endoscuestionesenlasqueestaba
acostumbradoenelcad,queresultabandegranayudaalahoradetrabajarconinformacióndigital:lafaltadeunasimbologíaqueayudeaidentificarvisualmenteloselementosylainexistenciadetextos.
Enrelaciónaestascuestiones,destacarquelosdatosSIGefectivamentenoposeenunasimbologíapredeterminadaquequedealmacenadaenlospropiosatributos,yaquelasdoscuestionesenumeradas,esencialmentevisuales,se
concretaránydesarrollaránporcadausuarioenfuncióndesuspropiasnecesidades,apartirdevaloresalmacenadoscomoatributosenlaspropiasentidades.
Enesteapartadosevanapresentarlascaracterísticasbásicasdelaspestañasdenominadassimbología/symbology,etiquetas/labelsydefinicióndeconsulta/Definitionquerydelaspropiedadesdeunacapa.
• Pestañadefinición de consulta.Permiteefectuarunfiltradodelasentidadesdeunaclasedeentidad,
enbasealosvaloresquetomanlosatributosdeuncampo.Esunaopciónaconsiderarsiporejemplo,eneltemadeedificacionessequieretrabajarsoloconlosregistrosqueconstituyenunaedificación,quese
identificanporelID_TIPO=0056.Elcódigoparautilizarestasconsultaseselempleadolasbasesdedatos,denominadoSQL,queconstituyeunlenguajeconmuypocassentenciasperomuypotente.Acontinuaciónsemuestranalgunasdelascláusulasdeselecciónmáshabituales,paraserutilizadascomomodelos:
o Iguala“casa”(=”casa”).o Esnulo(IsNull).o Como“pe??”(like“pe??”).
o Como“p*”(like“p*”).o <1000o Como“[A‐D]*”(like“[A‐D]*”)
o Longitud([nombreCampo])=Val(4)o Der([nombreCampo];2)=“pe”o Medio([nombreCampo];2;1)=“a”
o Entre“A*”Y“C*”
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Elentornodetrabajoincorporaunconstructordeconsultas,quesimplificalaconstruccióndelasmismasy
quesemuestraacontinuación.
Ilustración9.‐Creacióndeunaquery/consultabásica.
Parapracticarelusodeestaopción,seefectuaránlassiguientesconsultas,filtrandoentidadespara
visualizarytrabajarsoloconlasresultantesdelasconsultasqueseproponenacontinuación:
Tema Condición ConsultaaefectuarEdiPobCons Mostarsololosedificios EdiPobCons Mostrarsololosedificiossingulares. ServInts Mostrarlosparquesylasinstalaciones
deportivas
RedViaria Mostarsololoscaminos Ilustración10.‐Creacióndeconsultas.
• Pestañalabels.
Permiteetiquetarlasentidadesenbaseavaloresdeatributosexistentesenunoovarioscampos.Serápreciso:
1. Seleccionarelcampoorigendelaetiqueta.2. Definirlasimbologíadelaetiqueta.3. Activarlavisualización
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Ilustración11.‐Definicióndelabels/etiquetas.
Parapracticar:seprocederáamostrarelnombreparatodoslosedificiossingulares.
• Pestañasimbology.
LasimbologíaenlasclasesdeentidadSIGseestableceenbaseavaloresdisponiblesenunoovarioscampos.Setienenlassiguientesopcionesbásicas:
1. Entidades.Todaslasentidadestomalamismasimbología.
2. Categorías.Lasimbologíaparatodaslasentidadesseestableceenbasealosmismosvaloresparaunoovarioscampos.Esapropiadaparaatributosquetomanvaloresdiscretos,yenunnúmerofinitoyreducido.Elmapacaracterísticoeseltípicomapadepaíses.
3. Cantidades.Seestablecendistintassimbologíasenbasearangosquetomanlosatributosparaunoovarioscampos.Lógicamente,esapropiadaparaatributosquetomenvalorescontinuos;elmapacaracterísticoeselmapadedensidaddepoblaciónenunterritorio.
Ilustración12.‐Definicióndelasimbologíadeunalayer.
Seprocederáaestablecerlasimbologíasqueseindicanacontinuación,eligiendoeltipodecategoríaquese
consideremásadecuado.
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Tema SimbologíadeseadaRedViaria Segúneltipodecarretera,campoCAUTO_0027.EdiPobCons Segúneltipodeelemento,paralasedificaciones
(0056):casogenéricoosingular.ServInts Rotulardeformasingularlossiguientestipos:
instalacióndeportiva,centroeducativoycentrosanitario.Elrestodeentidadesadoptarálamismasimbología
Ilustración13.‐Asignacióndesimbologíasadistintasentidades.
Introducción a las herramientas de análisis básicas (GeoProcesamiento / Geoprocesing) Sinlugaradudas,lapotenciadelosSIGestáensucapacidaddeanálisis,bienenbaseavaloresdeatributosenlos
campos,bienenbasearelacionesespacialesentreentidadesocombinacionesdeambassituaciones.Acontinuaciónsepresentanalgunasdelasherramientasbásicas,deusofrecuente.
Selección por atributos. Permiteseleccionardeunaclasedeentidadaquellosregistrosquetomandeterminadosvaloresenalgunooalgunosdesuscampos.Enlasbasesdedatos,estafuncionalidadsedenominaconsultadeselección.Seaccedeapartirdelmenúprincipal,enlaopciónselección > selección por atributos,obteniéndoseunaventanaenlaquesefijalacláusuladeselección,comosehaexpuestoanteriormente.Conloselementosseleccionadossepuedeactuarsobrelosmismos,porejemplo,crearunanuevaclasedeentidadendisco(enlalayer,menúcontextual,opciónData>ExportData;eligiendounnombreaeleccióndelalumno)Parapracticar:seleccionarlascarreteras(ID_TIPO=’0029’)autonómicasdeprimerorden(CAUTO_0027=’APR’).
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Selección espacial. Conestaherramienta,seseleccionanentidadesdeunaclasedeentidadquecumplanunacondiciónespacial(esténdentro,esténcontenidas,esténaunadistanciade…)respectoaunasegundaclasedeentidad.Paratrabajar:
• SeleccionaraquellasentidadesdelacapadeEdiPobCons,decualquiertipo,queestándentrodealgúnparque(temadeServInts,ID_TIPO=’0103’).
• Seleccionaedificios(ID_TIPO=’0056’)queesténamenosde50m.decarreterasautonómicasdeprimerosegundoorden(CAUTO_0027=’APR’ORCAUTO_0027=’ASC’).
Ilustración14.‐Introducciónalasherramientasdeanálisisespacialbásicas.
Otras herramientas de uso habitual. • Bufferozonadeinfluencia.Creaunanuevaclasedeentidadapartirdeotraexistente,queequidistanteuna
ciertacantidad.
• Cliporecorte.Involucradosclasesdeentidad,comosepuedeobservaracontinuaciónenunafigurasuficientementeelocuenteobtenidadelapropiaayudadelprograma.
Ilustración15.‐HerramientaClip/Recorte.
• Dissolveodisolución.CombinadistintasclasesdeentidadenbaseaquelosatributosdelasentidadestomenelmismoValorenuncampo