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SISTEMA DE INFORMACIN GEOGRFICA PARA LA GESTIN DE RECURSOS HDRICOS

Elena Conti Gimnez-Frontn* Isabel Cabezn Gonzlez**

Rui Rendas da Silva***

ResumenEste artculo describe la puesta en funcionamiento de una herramienta de informacin geogrfica para la gestin y planificacin de recursos hdricos de Catalua desarrollada mediante plataformas OpenSource. Esta herramienta ha de permitir responder a sucesos extremos como la sequa, facili-tando de manera intuitiva y rpida elementos de evaluacin y toma de decisiones. Este Sistema de Informacin Geogrfica (SIG) de gestin de los recursos hdricos se ha desarrollado para obtener resultados a medida del cliente. Su interfaz gil y sencilla, su capacidad multiusuario, su alto rendi-miento y escalabilidad y la ausencia de costes de licencia hacen que, con una inversin limitada, se obtenga una amortizacin muy rpida. Cabe destacar la automatizacin de procesos sistemticos, geoprocesos y anlisis multicriterio definidos por el cliente, que le permiten ahorrar tiempo y recur-sos, as como aumentar la productividad.

Palabras clave: Sistema de Informacin Geogrfica (SIG), acceso abierto, gestin, agua, automa-tizacin.

AbstractThis article describes the implementation of a geographical information tool developed on an OpenSource platform for the management and planning of water resources in Catalonia. This Geo-graphic Information System (GIS) is designed to deliver fast and intuitive evaluation and deci-sion-making criteria in response to extreme events, such as drought. Its strong customization, user

Revista Geogrficade Amrica Central. N 45

II Semestre 2010pp. 175190

* Cap del Dpt. dInnovaci Tecnolgica. rea dInnovaci i Comunicaci. DOPEC. econti@dopec.comC/ Av. Madrid 127-133, 08028 Barcelona

**DOPEC. icabezon@dopec.com C/ Av. Madrid 127-133, 08028 Barcelona

***DOPEC. rrendas@dopec.com C/ Av. Madrid 127-133, 08028 BarcelonaFecha recepcin: 08 de agosto 2009

Fecha aceptacin: 10 de noviembre 2009

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friendliness, multiuser capability, performance and scalability, together with its license-free condi-tion, allow for an extremely fast return on investment. The embedded automation of user-defined systemic processes, geo-processes and multi-criteria analyses provide significant time and resource savings and productivity gains.

Key Words: Geographic Information System (GIS), Open Source, water supply management, au-tomation

1. IntroduccinLa incertidumbre es una caracterstica de la disponibilidad de re-

cursos hdricos debido a su dependencia fundamental del rgimen plu-viomtrico. La carencia persistente de precipitaciones, que afecta a cada regin segn la capacidad y la gestin de sus reservas, puede conducir a un escenario de sequa.

El incremento de la frecuencia de estas situaciones en Catalua im-plica que hay que estar preparado para gestionar estos perodos para poder garantizar el abastecimiento. As pues, uno de los objetivos de la planifica-cin hidrolgica es la previsin de condiciones hdricas adversas.

Para garantizar el abastecimiento, la Agencia Catalana del Agua (ACA), rgano dependiente de la Generalidad de Catalua, se puso como objetivo disponer de la informacin necesaria para mejorar la gestin de los recursos hdricos, empezando con la realizacin de un estudio exhaus-tivo de los recursos existentes y de su aprovechamiento actual.

Dopec desarroll para el ACA un Sistema de Informacin Geogr-fica (SIG) para introducir, consultar y analizar la informacin relacionada con la explotacin de los recursos hdricos. El sistema se ha diseado so-bre plataforma Open Source, liberando el coste de licencias de software y proporcionando al Cliente una herramienta sencilla y gil. Este SIG se implant durante el ltimo episodio de sequa, proporcionando al cliente una solucin rpida y de coste limitado.

2. rea de estudioEl presente estudio se enmarca dentro de la comunidad autnoma de

Catalua, regin del noreste de Espaa con una climatologa bsicamente mediterrnea. Est compuesta por 946 municipios que se extienden en una superficie de 3,2 millones de hectreas (ha), con una poblacin de 7,5 mi-llones de habitantes.

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Para analizar la situacin de los recursos hdricos disponibles y las medidas necesarias a tener en cuenta para garantizar el abastecimiento de agua potable se han inventariado principalmente las captaciones subterr-neas y superficiales situadas a lo largo del territorio cataln y que represen-tan ms de 4.000 puntos de captacin. Tambin se ha recopilado informa-cin complementaria sobre otros elementos de las redes de abastecimiento en alta, como depsitos, conducciones y los puntos ms importantes de de-puracin de las aguas residuales. Todos los elementos inventariados estn soportados por cartografa de referencia como demarcaciones territoriales, masas de agua, cuencas, ortofotomapas, etc..

3. Caractersticas generalesPara garantizar el desarrollo sostenible del territorio y una correcta

gestin de los recursos naturales es fundamental el uso de herramientas especficas que ayuden a gestionar, planificar y tomar decisiones informadas.

Este SIG de gestin de recursos hdricos responde a la necesidad de representar y analizar informacin geogrfica de forma sencilla y que requiera poco esfuerzo de mantenimiento. Esto permite una actualiza-cin frecuente de la informacin y una mejora sustancial de la fiabilidad de los datos.

El SIG desarrollado tiene herramientas tpicas de visualizacin y he-rramientas de edicin bsica. Permite consultas multicriterio por atributos y por localizacin, generacin e impresin de mapas temticos y la im-presin automtica de los mapas correspondientes a los recursos hdricos de cada municipio. Cabe destacar la automatizacin de procesos sistem-ticos, geoprocesos y anlisis multicriterio, ahorrando tiempo, recursos y aumentando la productividad del cliente.

El alto rendimiento de esta aplicacin, su escalabilidad, la usencia de costes de licencia, sus resultados a medida del cliente y su capacidad multiusuario permiten una amortizacin muy rpida de la inversin.

4. Marco terico-conceptual

4.1. AntecedentesA raz de la escasez de lluvias el ao 2005 en Catalua, se public el

Decreto 93/2005 que estableci medidas excepcionales en relacin con la utilizacin de los recursos hdricos.

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Dicho Decreto incorporaba una serie de actuaciones de obligado cumplimiento que permitieron establecer un sistema de seguimiento de la gestin del abastecimiento y planes de emergencia.

Este seguimiento permiti realizar un estudio sobre el aprovecha-miento de los recursos propios municipales, comparando datos obtenidos durante la vigencia del Decreto con informacin disponible en la Agencia Catalana del Agua, como por ejemplo la informacin del Plan director de Abastecimiento en Alta de Catalua, que fue dirigido por Dopec durante el perodo 2003-2006.

4.2. Preparacin de la emergenciaDebido a que la sequa se prolongaba en el tiempo, se defini el escena-

rio de emergencia como aqul en que es necesario establecer restricciones ex-traordinarias en los usos del agua, con el fin de garantizar el abastecimiento.

Dentro del marco del escenario de emergencia, se crearon las Unida-des de Gestin de la Emergencia (UGEs), mbitos geogrficos de gestin de los recursos y usos del agua con capacidad para determinar las fuentes propias de abastecimiento y los puntos de suministro de las redes regiona-les. Se dividi el territorio cataln en 10 UGEs y se realizaron unos dosie-res de informacin para los coordinadores de estas unidades territoriales. stos contenan toda la informacin y los anlisis disponibles de cada re-gin, tal como: redes de abastecimiento, fichas municipales, anlisis hdri-cos, etc., con el objetivo de ayudar en la toma de decisiones.

Se recopil informacin bsica de los municipios: poblacin, con-sumos municipales, consumos de los principales establecimientos in-dustriales, rendimiento de las redes y volmenes en alta suministrados y se compararon con los requerimientos de los decretos vigentes. A partir de estos datos se extrajeron resultados y se interpretaron segn los De-cretos vigentes.

La divisin en UGEs se realiz basndose en las demarcaciones territoriales existentes y en las redes de abastecimiento en alta, cuya dis-tribucin es bsica para la gestin de la emergencia. Su relacin se aprecia en el plano de la imagen 2.

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Figura N 1

Figura N 1. Unidades de gestin territorial UGEs

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Figura N 2

Figura N 2. Relacin de redes de abastecimiento en alta y UGEs

Para gestionar el considerable volumen de informacin recopilado fue necesario desarrollar una base de datos con una interfcie de usuario previa al SIG que permite tratar toda la informacin recopilada y generar fichas municipales. La imagen siguiente muestra la aplicacin.

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Figura N 3

Imagen 3.Aplicacin de gestin de las UGEs

Las fichas constan de dos pginas donde se resume la informacin de cada municipio, calculando las dotaciones y los recursos hdricos co-rrespondientes. La siguiente figura muestra un ejemplo de estas fichas.

Figura N 4

Figura N 4. Fichas municipales

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Este SIG de gestin de recursos hdricos nace de la necesidad de actualizar la informacin completa asociada a cada municipio, incluida la informacin geogrfica. Hasta ese momento slo era posible el manteni-miento y la explotacin de la informacin alfanumrica.

Por tanto, el reto principal de este proyecto fue la actualizacin si-multnea de los datos alfanumricos y geogrficos, la automatizacin de la generacin de planos de forma masiva de todos los municipios de Catalua y la generacin de esquemas resumen del origen de los recursos hdricos.

5. Marco metodolgicoActualmente la tecnologa SIG est ya muy extendida, tanto en su

uso como en su desarrollo. Especialmente en este campo, el OpenSource est siendo puntero y se pueden encontrar numerosos SIG bajo mltiples plataformas. No existe una solucin nica, depender de cuales sean los objetivos del SIG a implantar para que una tecnologa u otra sea ms ade-cuada en cada proyecto.

En la fase inicial del proyecto se ha realizado un estudio de las tec-nologas existentes y se ha analizado la combinacin de stas para decidir la solucin SIG que cumpla con los objetivos propuestos.

El conocimiento previo del cliente y de sus procesos nos permiti acelerar notablemente la fase de anlisis de necesidades, de procesos exis-tentes y de expectativas. Ello contribuye a explicar el corto perodo de implantacin de la solucin.

El proyecto fue desarrollado por un equipo tcnico de programado-res, tcnicos de SIG y expertos en el campo de la planificacin hdrica. Di-cho desarrollo tuvo lugar entre los meses de noviembre del 2008 y febrero del 2009. Para ello se utilizaron herramientas OpenSource, con licencia GPL, es decir, abiertas e ilimitadas.

La implantacin y la formacin de los usuarios fueron tambin muy rpidas debido a la sencillez de la herramienta.

6. Resultados

6.1. Movilidad por el territorioEste SIG desarrollado dispone de herramientas tpicas de visualiza-

cin para realizar zooms, definir escalas, medir distancias, gestionar capas

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y sus caractersticas: simbolizacin, visibilidad dinmica, leyenda, etique-tas, etc.

La capa principal de este sistema es la que contiene la informacin relativa a las captaciones municipales existentes y sus caractersticas. Se genera automticamente a partir de la base de datos de las UGEs. Tambin estn disponibles en capas auxiliares los depsitos, conducciones, estacio-nes depuradoras de aguas residuales y captaciones industriales. Adems, se puede superponer a esta informacin los lmites de las cuencas hidro-grficas, la situacin de los acuferos, la presencia de masas de agua y los lmites municipales, provinciales y la delimitacin de las UGEs.

Figura N 5

Figura N 5. SIG de los recursos hdricos (Leyenda y visualizacin)

Tambin se han incorporado los servicios de conexin va WMS a los servidores existentes (basados en Standards OGC) para visualizar la cartografa del territorio de referencia como ortofotomapas, topografa, catastro, geologa, etc.

En la siguiente imagen se puede ver un ejemplo de los elementos existentes en un municipio con un ortofotomapa de referencia.

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Figura N 6

Figura N 6. SIG de los recursos hdricos (zoom municipal)

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A continuacin se representa una zona lmite entre dos UGEs con la capa geolgica de referencia para su anlisis correspondiente:

Figura N 7

Figura N 7. SIG de los recursos hdricos (capa geolgica)

Se han creado herramientas sencillas de edicin grfica y de atribu-tos ajustadas a las necesidades del usuario.

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6.2. Evolucin histrica de la informacin grficaHasta la implantacin de este SIG, el Cliente slo dispona de la

informacin grfica de los ltimos datos disponibles y perda la referencia histrica para poder comparar y analizar su evolucin. La mayora de ve-ces faltaba consistencia en las fichas municipales ya que discrepaban los datos alfanumricos de los geogrficos.

Este SIG permite seleccionar el ao a consultar, con lo que se con-sigui disponer de un histrico de datos grficos. Una vez seleccionado el ao en cuestin, se cargan las capas correspondientes, lo que permite visualizar la evolucin de los recursos hdricos de un municipio.

6.3. Geoprocesos: Zonificacin dinmicaUna de las herramientas personalizadas desarrolladas en el proyecto

es la de zonificacin dinmica a partir de la cual se representan las delimi-taciones de las unidades de gestin de emergencia.

Una UGE es un conjunto de municipios cuyo contorno coincide con el de los municipios que lo conforman. Esta herramienta permite transferir fcilmente municipios de una UGE a otra.

Si dicho proceso se hiciera con un SIG tradicional, se conseguira el mismo resultado a partir de un proceso ms laborioso que requiere de un usuario experto.

6.4. Consultas por atributos y por localizacinEl SIG tiene herramientas para localizar elementos segn mltiples

criterios geogrficos y alfanumricos.

6.5. Generacin de planos y esquemas Uno de los retos principales del proyecto ha sido la generacin au-

tomtica y masiva de los planos de todos los municipios de Catalua y los esquemas resumen que aparecen insertados en los mismos.

El proceso manual de la generacin de los 946 planos de los mu-nicipios existentes en la Comunidad Autnoma de Catalua puede llevar meses de trabajo de tcnicos expertos en tecnologa SIG. Con este proceso se generan automticamente los mismos planos en una hora. Adems de

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Figura N 8

Figura N 8. Consultas multicriterio

Figura N 9

Figura N 9. Planos de los recursos hdricos por municipio

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reducir significativamente el tiempo del proceso, se gana en la calidad y fiabilidad de la informacin.

6.6. Interoperabilidad con otros sistemasEn todo momento se ha tenido en cuenta la interoperabilidad con

otros sistemas existentes en la Agencia Catalana del Agua. La estructura de la base de datos desarrollada es compatible con las existentes en el Cliente.

7. Discusin de resultadosEste SIG para la gestin y planificacin de los recursos hdricos de-

sarrollado durante un perodo de sequa dispone de las funcionalidades b-sicas de los sistemas de informacin geogrfica. A partir del conocimiento del cliente y de sus necesidades, se desarroll esta herramienta sencilla y a medida, permitiendo as una rpida implantacin.

Esto permite al cliente, la Agencia Catalana del Agua, consultar la situacin histrica y actual de los recursos hdricos de Catalua. Adems, le permite la extraccin de resultados de forma rpida, como por ejemplo, la generacin de los planos de los recursos hdricos disponibles de todos los municipios de Catalua que se generan en cuestin de horas, y no de meses, que era el tiempo que se inverta en actualizarlos y generarlos hasta la implantacin de este SIG.

Este proyecto ha tenido un impacto muy favorable en el Cliente: permite una gestin muy rpida y eficiente de la informacin sobre recur-sos hdricos y, consecuentemente, una toma de decisiones ms veloz y con un mejor conocimiento.

El cliente ha obtenido grandes ventajas de las caractersticas princi-pales de esta aplicacin:

Sencillez y agilidad Alto rendimiento y escalabilidad A medida Multiusuario Sin coste de licencia, OpenSource

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Agilidad en la manipulacin de datos espaciales Anlisis multicriterio Optimizacin de procesos: ahorro de tiempo y recursos

Tanto es as, que ya est prevista su ampliacin, incorporando nue-vas funcionalidades y nuevas aplicaciones. Esto es posible debido a la modularidad y escalabilidad de este SIG.

La mayora de veces en que se piensa en la implantacin de un sis-tema de informacin geogrfico se ve como un proceso costoso, que nece-sita una gran inversin econmica, de tiempo y recursos. Pero la realidad es que no siempre es necesario embarcarse en proyectos de gran enverga-dura, que probablemente estn sobredimensionados respecto a las necesi-dades reales del cliente.

Si se realiza un sistema que resulta inoperativo para el usuario de-bido a su complejidad, por muy potente que sea dicha herramienta, no estaremos ante un caso de xito.

Hay que pensar previamente en las necesidades reales para desa-rrollar la herramienta que se ajuste a ellas, personalizando al mximo sus funciones y procesos. En muchos casos, una herramienta sencilla y fcil de manejar es ms operativa y tiene un coste menor, garantizando igual-mente la satisfaccin del cliente. Para que los sistemas de informacin geogrficos se expandan hay que acercarse a los usuarios finales, tanto a los expertos como a los que desconocen la tecnologa.

Gracias a la flexibilidad del sistema de informacin geogrfica (SIG) de gestin de recursos hdricos que ha desarrollado Dopec, ste se puede adaptar con facilidad a proyectos de otros mbitos donde se requiera una herramienta de acceso universal que permita una fcil edicin y una rpida extraccin de resultados.

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