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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS, ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Monografía previa a la obtención del título de Ingeniero en Sistemas. Aspirante: Anl. Roberto Marcelo Andrade Piedra Director: ING. ISAEL SAÑAY. CUENCA – ECUADOR 2008
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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA
UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS, ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Monografía previa a la obtención del título de Ingeniero en Sistemas.
Aspirante:
Anl. Roberto Marcelo Andrade Piedra
Director:
ING. ISAEL SAÑAY.
CUENCA – ECUADOR
2008
I
DECLARACIÓN DE RESPONSABILIDAD
Los conceptos desarrollados, análisis realizados y las conclusiones del
presente trabajo, son de exclusiva responsabilidad del autor.
Cuenca, Noviembre de 2008
……….……………………………….
Roberto Marcelo Andrade Piedra
II
CERTIFICADO
El presente trabajo de tesis previo a la obtención del título de
Ingenieros de Sistemas fue guiado satisfactoriamente por el Ing. Isael Sañay,
quien autoriza su presentación para continuar con los trámites
correspondientes.
Cuenca, Noviembre de 2008
……………………….....
Ing. Isael Sañay
DIRECTOR DE TESIS
III
AGRADECIMIENTO
Le doy gracias a Dios, a mis Padres, Hermanos y en especial a
mi Esposa e Hijo quienes con su continuo apoyo constante me han
permitido alcanzar este sueño y sobre todo por regalarme una
amorosa y sabia familia.
De igual manera agradezco sinceramente a quienes permitieron
lograr esta meta, en reconocimiento a su imperecedera labor, de
manera especial al Director de tesis Ing. Isael Sañay, quien aporto
con su valioso conocimiento y brindo su apoyo incondicional para
la elaboración de la presente tesis.
Y a todos nuestros compañeros y amigos de carrera.
Roberto Andrade P.
IV
DEDICATORIA
A mi Dios, Esposa e Hijo quienes son el pilar fundamental en mi
vida los cuales colocan metas en mi camino cada día y que me
llevan continuamente a la superación, es mediante su incentivo
que se logro esta meta y se plantean las siguientes durante el
transcurso de mi vida, para ellos y por ellos gracias Isabel y
Sebastián.
Roberto Andrade P.
V
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN 1
ALCANCES 4
CAPITULO 1 5
MARCO REFERENCIAL Y TEÓRICO 5
1.1 ANTECEDENTES 12
1.2 CONCEPTUALIZACIÓN 17
1.3 IMPORTANCIA 22
CAPITULO 2 24
DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA 24
2.1 IMPORTANCIA AL DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA
24
VI
2.1.1 CONCEPTOS GENERALES 24
2.1.2 HERRAMIENTAS Y OPERACIONES DE DISEÑO
25
2.1.3 PAQUETE DE DISEÑO AUTOCAD 26
2.2 CONSTRUCCIÓN DE MAPAS 28
2.3 ESTRUCTURA DE LOS ARCHIVOS DXF 29
CAPITULO 3 33
SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 33
3.1 CONCEPTOS DE LOS SIG 33
3.1.1 COMPONENTES DE UN SIG 34
3.1.1.1 HARDWARE 35
3.1.1.2 SOFTWARE 35
3.1.1.3 DATOS 38
3.1.1.4 USUARIOS 39
CAPITULO 4 42
FORMATO DE DATOS 42
4.1 FORMATO DE DATOS RASTER 42
4.2 FORMATO DE DATOS VECTORIAL 43
4.3 FORMATO RASTER VS VECTORIAL 48
VII
CAPITULO 5 50
ROL DE LOS SISTEMAS SIG EN LA GEOGRAFÍA 50
5.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS MAPAS Y CARTOGRAFÍA
50
5.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS BD TEXTUALES
64
CAPITULO 6 69
DIGITALIZACION DE LA INFORMACION GRÁFICA 69
6.1 DIGITALIZACIÓN 69
6.2 NOMENCLATURA 71
6.3 LÍNEAS 73
6.4 LAYERS 75
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 77-78
GLOSARIO 79
BIBLIOGRAFIA 81
VIII
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Capas que maneja un SIG 6
Figura 1.2 SIG Kosmos con información Cartografica y Alfanumérica 7
Figura 1.3 Tablas asociadas con entidades graficas 8
Figura 1.4 Punto con información relacionada. 9
Figura 1.5 Análisis de redes hidrosanitarias. 10
Figura 1.6 Mundo real, Ficha de recolección de información, análisis de datos mediante SIG.
12
Figura 1.7 Elementos de un SIG. 19
Figura 1.8 Descomposición de la realidad en un SIG 20
Figura 1.9 Análisis y producción de capas temáticas. 21
Figura 1.10 Análisis y representación de la realidad. 23
IX
Figura 4.1 Modelos Raster, Vectorial y Mundo Real. 41
Figura 4.2 Gráfico Ráster 42
Figura 4.3 Gráfico Ráster 43
Figura 4.4 Representación Sistemas vectoriales. 44
Figura 4.5 Gráfico Vectorial 44
Figura 4.6 Gráfico Vectorial 48
Figura 5.1 Interfaz ArcView 51
Figura 5.2 Interfaz Inicial ArcView 52
Figura 5.3 Interfaz ArcView (New Project). 53
Figura 5.4 Interfaz ArcView (New Project). 54
Figura 5.5 Interfaz ArcView (Add Theme), 54
Figura 5.6 Interfaz ArcView (directorio), 55
Figura 5.7 Interfaz ArcView (View), 56
Figura 5.8 Interfaz ArcView (Atributos), 57
Figura 5.9 Interfaz ArcView (Save Project As), 58
Figura 5.10 Topologia 61
Figura 6.1 Datos espaciales 70
X
Figura 6.2 Autocad (layers) 72
Figura 6.3 Autocad (descripción nomenclatura de layers) 72
Figura 6.4 SIG (descripción nomenclatura de temas) 73
XI
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 3.1 Componentes de Un SIG 34
Cuadro 3.2 Componentes de los datos Geográficos 38
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 3.1 Listado incompleto de los principales programas SIG
existentes
38
Tabla 4.1 Tabla de Vértices 45
Tabla 4.2 Tabla de Polígonos 46
Tabla 4.3 Tabla de Líneas. 46
Tabla 4.4 Tabla de Puntos 47
Tabla 4.5 Descripción de los Segmentos 47
Tabla 4.6 Ventajas y desventajas de modelos raster y vectorial 48
Tabla 5.1 Elementos Interfaz Arcview 51
INTRODUCCIÓN
En la actualidad la mayoría de los profesionales de las geociencias
están usando computadores para la manipulación de la información espacial.
En este contexto uno de los productos más significativos son los Sistemas de
Información Geográfica o simplemente SIG. El impacto de los SIG se ha
manifestado en todos los campos que usan Información Geográfica,
administración de recursos, planificación del territorio, transporte, marketing,
entre otras, por lo que constituyen una herramienta necesaria en el desarrollo
local.
El último propósito de los SIG es proveer soporte en la toma de
decisiones basado en información geo-espacial, para dar solución a
problemas complejos. Por ejemplo se puede utilizar el SIG para investigar la
asociación espacial entre la distribución de una determinada formación
forestal y los tipos de suelo, o entre el ph del agua y la vegetación local, y por
supuesto para el mantenimiento y uso datos espaciales y administración de
bases de datos de roles (catastro de predios), como también para la
2
producción de cartografía. La aplicación de un SIG permite una o más de las
siguientes actividades: organización, visualización, consulta, combinación,
análisis y predicción.
Un Sistema de Información Geográfica, no tiene sentido si no cumple
un objetivo, si no es parte de una organización. Muchos valedores de los
Sistemas de Información Geográfica ven esta tecnología de la información
como un medio para incrementar la eficiencia en la gestión de datos.
De esta manera se da a conocer en el presente trabajo monográfico
se detalla la concepción inicial de un SIG, desde el momento que se define
que es un Sistema de información Geográfico, su evolución, pasando por lo
que puede hacer como herramienta sustancial en la toma de decisiones de
las empresas encargadas del manejo del ámbito territorial, así como también
definiendo el proceso que se debe llevar a cabo llevar a cabo para obtener la
cartografía necesaria, digitalización de la información espacial y base para el
arranque del procesamiento de los datos y por último el vinculo final de la
base de datos alfanumérica con la grafica que todo SIG debe tener.
El mundo real es tan complejo y continuo que es necesario abstraer
solo los aspectos relevantes en los procesos de análisis espacial.
En un SIG se almacena información cartográfica y alfanumérica, con
la información cartográfica es posible conocer la localización exacta de cada
elemento en el espacio y con respecto a otros elementos (topología), con la
alfanumérica, se obtienen datos sobre las características o atributos de cada
elemento geográfico (tabla de atributos).
3
La característica principal que diferencia a un SIG de un programa de dibujo
tipo CAD (Computer Aided Design), es su capacidad de análisis, la cual le
permite generar nueva información a partir de la manipulación o
reelaboración de un conjunto previo de datos
ALCANCES
La investigación está orientada a la recopilación y documentación de
información sobre el análisis de los sistemas de información geográfica
(sistemas SIG). Servir de guía básica a cualquier persona que desease
involucrarse en la temática y que desee conocer el campo aplicado al
respecto, proporcionando un material de partida para el discernimiento modo
de proceder y el manejo de estos sistemas.
CAPITULO I: MARCO REFERENCIAL Y TEÓRICO
Existen muchas y diferentes definiciones que describen a los
Sistemas de Información Geográfica dependiendo del campo al que estos
están aplicados.
Los SIG están en la actualidad ampliamente usados para resolver una
variedad de problemas como prevención de desastres naturales, estudios de
suelos, planes de contingencia ante desastres, control de la población y
muchos más campos donde el uso de estas herramientas dan un gran aporte
a la comunidad, junto con el uso del Word Wide Web, los Sistemas de
Información Geográfica en la Web podrían ser el futuro para permitir a un
extenso número de personas el acceso a funcionalidad SIG, permitiendo a la
comunidad la participación en aplicaciones, realizar consultas y análisis de
la información.
Un SIG representa la información como características y eventos en
una colección de capas como nos muestra la siguiente Figura 1.1.
6
Figura 1.1 Capas que maneja un SIG
Un Sistema de Información Geográfica puede mostrar la información
en capas temáticas para realizar análisis de multicriterio complejos.
Definición de un SIG
Un Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS, en su acrónimo
inglés) es una integración organizada de hardware, software, datos
geográficos y personal, diseñado para capturar, almacenar, manipular,
analizar y desplegar en todas sus formas la información geográficamente
referenciada con el fin de resolver problemas complejos de planificación y
gestión.
También puede definirse como un modelo de una parte de la realidad
referido a un sistema de coordenadas terrestre y construido para satisfacer
unas necesidades concretas de información.
Como un SIG almacena y usa los datos
7
El SIG funciona como una base de datos con información geográfica
(datos alfanuméricos) que se encuentra asociada por un identificador común
a los objetos gráficos de un mapa digital. De esta forma, señalando un objeto
se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando por un registro de la
base de datos se puede saber su localización en la cartografía como se
muestra en la Figura 1.2
Figura 1.2 SIG Kosmos con información Cartográfica y Alfanumérica
Como un SIG muestra los datos
8
Los datos de un SIG son compuestos por entidades graficas (líneas,
puntos, polígonos) y una tabla asociada con cada entidad. Las entidades
graficas muestran una ubicación en un sistema de referencia generalmente
representando en un mapa, en la Figura 1.3 se muestra sobre un plano
temático la información asociada a una entidad grafica polígono.
Figura 1.3 Tablas asociadas con entidades gráficas.
Individualmente cada entidad grafica tiene un registro asociado en la
tabla, para ejemplificar en la Figura 1.4 se muestra la asociación de datos
con una entidad grafica punto.
9
Figura 1.4 Punto con información relacionada.
Que puede hacer un SIG
Un SIG nos ofrece una gran variedad de herramientas para manipular,
consultar, analizar y visualizar datos geográficos.
Un tipo de herramientas analíticas que un SIG ofrece están
relacionadas con análisis espacial y geográfico.
La ubicación de un elemento o evento es el objetivo de análisis, como es el
caso de la Figura 1.5 donde se relaciona Análisis de redes hidrosanitarias en
una vista de un software SIG.
10
Figura 1.5 Análisis de redes hidrosanitarias.
Antes de la utilización de herramientas SIG, el análisis geográfico era
muy complicado y algunas veces imposible, en la actualidad preguntas
críticas de gran complejidad son respondidas por herramientas SIG, por
ejemplo:
- ¿Qué tipos de suelos están en determinada área?
- ¿Cuál es la mejor ruta en una emergencia?
- ¿Cuáles propiedades en el área están a 20 Km de equipamientos?
- ¿Cuál es la ruta optima en automóvil de un lugar a otro?
11
De esta manera una aplicación GIS puede responder a una gran
variedad de preguntas relacionadas con elementos ubicados
geográficamente o eventos sean naturales o realizados por el hombre.
¿Quien usa Sistemas de Información Geográfica?
Los SIG son usados muchas industrias, negocios comerciales,
transportación, salud, agricultura, gobierno y muchos campos de aplicación,
La Empresa de Agua Potable usan SIG como una base de datos espacial de
tuberías y alcantarillas, para demarcar los elementos que componen la red
principal del servicio.
Entidades públicas como las municipalidades utilizan estos gestores
de información para llevar a cabo toma de decisiones sobre elementos
inherentes al crecimiento urbano de las ciudades a nivel nacional, mantener
a los contribuyentes informados sobre el estado de sus predios y la dotación
de servicios básicos, inclusive se la usa para la consulta de datos
correspondientes a servicios, tasas e impuestos a pagar, el manejo de esta
información se desarrolla en varias etapas la recolección de datos de la
realidad mediante encuesta o técnicas de recolección de información, el
relevamiento de la información grafica y por último el análisis de estas
instancias mediante estas herramientas Figura 1.6.
12
Figura 1.6 Mundo real, Ficha de recolección de información, análisis de datos mediante SIG.
1.1 ANTECEDENTES
Para la geografía, la geología, la topografía, la biología y demás
ciencias que hacen uso de la información geográfica los SIG han constituido
una verdadera revolución para el conocimiento de los elementos y
fenómenos que tienen lugar en la superficie terrestre.
En su evolución histórica está mayoritariamente aceptada la existencia
de unos periodos más o menos claros y definidos que engloban las distintas
fases por las que ha transcurrido la evolución de los SIG desde su aparición
hace casi cuarenta años.
13
Primera etapa
La primera etapa se extendería desde las primeras aproximaciones de
los años cincuenta hasta mediados de los setenta y se caracteriza por los
esfuerzos individuales en el desarrollo y la aplicación de los sistemas.
El nacimiento de los SIG va ligado al desarrollo de otros sistemas, de
los cuales ellos son claros herederos por su similitud, los sistemas de diseño
asistido por computador. Una característica importante de estos primeros
pasos es que en todos los casos analizados las personas que iniciaron el
desarrollo de estas tecnologías, desconocían realmente que lo que estaban
creando eran Sistemas de Información Geográfica.
Por un lado encontramos instituciones y otras instancias
gubernamentales que ponen en marcha sus iniciativas de manera particular
para resolver los problemas derivados de sus actividades relacionadas con el
tratamiento de la información geográfica. Por otro lado está el grupo que
engloba a las universidades. En ellas también se intentan encontrar nuevos
método para el tratamiento de la información espacial. Este grupo busca el
desarrollo de sistemas automáticos con los que realizar análisis de datos
geográficos y no tanto la producción de cartografía. Lo que ambos grupos
buscan es conseguir unas aplicaciones que de forma automática resuelvan
cuestiones que hasta la fecha se habían solventado de manera manual.
Las iniciativas pioneras se llevaron a cabo en Canadá, Estados
Unidos, y Gran Bretaña. El segundo de ellos es el más significativo en la
14
evolución de los SIG, y no puede compararse con ningún otro lugar, tanto en
el ámbito propio de los Sistemas de Información Geográfica como en el de
las tecnologías relacionadas. Ese protagonismo estadounidense se prolonga
desde los años cincuenta del siglo XX hasta la actualidad.
Canadá
Canadá es referente mundial en la historia de los SIG debido al
Sistema de Información Geográfica de Canadá (Canadian Geographic
Information System, CGIS). Concebido en 1964 y desarrollado desde 1966,
le convierte en el decano de los Sistemas de Información Geográfica y
también el primero que utiliza ese nombre. Se destinó al inventario y
planificación del suelo de las vastas extensiones de territorio del país
mediante la digitalización y análisis semiautomático de fotografía aérea.
Estados Unidos
Los hitos más importantes de los SIG en los Estados Unidos son:
- Laboratory of Computer Graphics and Spatial Análisis (LCG).
Creado en 1966 fue la primera iniciativa cuyo objetivo principal era
el diseño y desarrollo de software específico para aplicaciones
cartográficas. Su principal logro fue el Symap.
- Trabajos de la administración. Es un claro ejemplo de dualidad ya
que en la mayoría de los casos se usaban programas propios y
específicos en base a las necesidades de cada departamento, pero
15
algunas veces también se requirió software de terceros como el
mencionado Symap del LCG. Los SIG más significativos son los
del United Status Census Bureau (USCB) y el del United Status
Geological Survey (USGS).
- Enviromental Systems Research Institute (ESRI): No es el único
caso que se puede encontrar dentro del grupo de aportaciones
comerciales, sin embargo lo que caracteriza a ESRI es su buen
olfato comercial, sintetizado en su capacidad de previsión, de
visión de futuro, de antelación. Su principal aportación al mundo de
los SIG es la creación del estándar mundial en esta tecnología,
ArcInfo.
Gran Bretaña
Gran Bretaña sigue un modelo muy similar al estadounidense por
presentar tanto iniciativas a nivel universitario como de la administración pero
sin embargo no tiene ejemplos en el sector privado tan significativos como
ESRI en los Estados Unidos.
Segunda etapa
Siguiendo con las fases de evolución de los SIG, la segunda etapa se
solaparía en sus primeros momentos con la primera, iniciándose hacia
mediados de los años setenta y extendiéndose hasta principios de los años
ochenta.
16
Esta etapa de desarrollo está caracterizada, en general, por la
disminución de la importancia de las iniciativas individuales y un aumento de
los intereses a nivel corporativo, especialmente por parte de las instancias
gubernamentales y de la administración.
Tercera etapa o fase comercial
Inmediatamente después, también a inicios de los años ochenta, se da
lo que se ha venido a conocer como fase comercial. Es en este periodo
cuando el interés de distintas grandes industrias relacionadas directa o
indirectamente con los SIG crece sobremanera, debido a la gran avalancha
de productos en el mercado informático internacional que hicieron
generalizarse a esta tecnología.
Cuarta etapa
El paso siguiente a la etapa comercial para profesionales, se
corresponde con la década de los noventa, donde los Sistemas de
Información Geográfica empezaron a difundirse al nivel del usuario
doméstico debido a la generalización de los ordenadores personales o
microordenadores.
Quinta etapa
En los primeros años del siglo XXI la mejora del rendimiento de los
ordenadores debido a los avances tecnológicos y la consolidación, por otra
parte, de la necesidad de paquetes informáticos de información geográfica
conforman una nueva etapa en la evolución de los Sistemas de Información
17
Geográfica, sobre todo con la generalización del uso de Internet, que permite
la distribución a nivel mundial de cartografía.
1.2 Conceptualización
Un SIG, se puede definir como “un sistema de hardware, software y
procedimientos diseñados para facilitar la obtención, gestión, manipulación,
análisis, modelado, representación y salida de datos espacialmente
referenciados, para resolver problemas de la planificación y gestión”.
Los Sistemas de Información Geográfica (SIG o GIS, por las siglas
inglesas) forman parte del ámbito más extenso de los Sistemas de
Información (S.I.). Los Sistemas de Información se pueden definir como “Un
sistema informático o no, que está creado para dar respuesta a preguntas no
predefinidas de antemano”. Por lo tanto, un S.I. incluye una base de datos,
un conjunto de procedimientos de análisis y manipulación de datos, y un
sistema de interacción con el usuario. Los mismos elementos se pueden
encontrar en la organización general de un Sistema de Información
Geográfica.
En un SIG se almacena información cartográfica y alfanumérica, con
la información cartográfica es posible conocer la localización exacta de cada
elemento en el espacio y con respecto a otros elementos (topología), con la
alfanumérica, se obtienen datos sobre las características o atributos de cada
elemento geográfico (tabla de atributos).
18
Figura 1.7 Elementos de un SIG.
La información cartográfica se estructura normalmente en mapas
temáticos, según los aspectos del espacio que se desee estudiar
denominados capas. De forma semejante, un SIG descompone la realidad
en distintos temas, es decir, en distintas capas o estratos de información de
la zona correspondiente: el relieve, los suelos, los ríos, las carreteras, los
19
predios, las construcciones los límites administrativos, las redes eléctricas,
redes telefónicas, las de agua potable, las de alcantarillado, etc (Figura 1.8).
clientes
uso de la tierra
elevación
calles
parcelas
Mundo Real
Figura 1.8 Descomposición de la realidad en un SIG
20
El analista puede trabajar cualquiera de esas capas según las
necesidades del momento. La ventaja de los SIG es que se puede relacionar
las distintas capas entre sí, lo que concede a estos sistemas un inmenso
potencial de análisis.
El procesamiento de datos espaciales genera nueva información
donde los mapas almacenados en el computador pueden ser objeto de
consultas muy complejas o ser combinados algebraicamente para producir
mapas derivados, que representen situaciones reales o hipotéticas.
La característica principal que diferencia a un SIG de un programa de
dibujo tipo CAD (Computer Aided Design), es su capacidad de análisis, la
cual le permite generar nueva información a partir de la manipulación o
reelaboración de un conjunto previo de datos, realizando un Análisis y
producción de capas temáticas Figura 1.9
21
Figura 1.9 Análisis y producción de capas temáticas.
1.3 Importancia
El estudio y entendimiento de estas herramientas ayuda a comprender
fenómenos reales que suceden en correspondencia directa con el territorio
donde suceden, anticipar y controlar situaciones, y tener el sustento
necesario para tomar cartas en el asunto a cualquier entidad vinculada con el
manejo de territorios y gobiernos seccionales
Las principales cuestiones que puede resolver un Sistema de
Información Geográfica, ordenadas de menor a mayor complejidad, son:
1. Localización: preguntar por las características de un lugar
concreto.
2. Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al
sistema.
3. Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales
distintas de alguna característica.
4. Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos.
5. Pautas: detección de pautas espaciales.
6. Modelos: generación de modelos a partir de fenómenos o
actuaciones simuladas.
Por ser tan versátiles los Sistemas de Información Geográfica, su
campo de aplicación es muy amplio, pudiendo utilizarse en la mayoría de las
actividades con un componente espacial. La profunda revolución que han
22
provocado las nuevas tecnologías ha incidido de manera decisiva en su
evolución. En la Figura 1.10 se muestra la abstraccion de la realidad que
manejaría un SIG.
Figura 1.10 Análisis y representación de la realidad.
La representación espacial que un SIG, es capaz de condensar y la
facilidad de vincular datos de carácter alfanumérico donde se puede
representar la realidad social, económica, de una población residente en el
territorio es una fortaleza fundamental como herramienta de análisis para
futuras intervenciones espaciales sobre el territorio, razón por la cual
herramientas de este tipo conforman la base fundamental para actuaciones y
planificación en los Municipios.
CAPITULO II: DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA
2.1 Importancia al diseño asistido por computadora
El diseño asistido por computador remoto (o computadora u
ordenador), abreviado como DAO (Diseño Asistido por Ordenador) pero más
conocido por sus siglas inglesas CAD (Computer Aided Design), es el uso de
un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a Ingenieros,
Arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades.
También se llega a encontrar denotado con una adicional "Dc=0" en las
siglas CADD, diseño y bosquejo asistido por computadora (Computer Aided
Drafting and Design).
2.1.1 Conceptos generales
El diseño asistido por computadora remoto es, además, la herramienta
principal para la creación de entidades geométricas e isométricas variables
enmarcadas dentro de procesos de administración del ciclo de vida de
productos (Product Lifecycle Management), y que involucra software y
algunas veces hardware especiales.
24
2.1.2 Herramientas y operaciones de diseño
Los usos de estas herramientas varían desde aplicaciones basadas en
vector trigodimensional c=0 basasado en teorias elicoeficientes vectoriales
dobles y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3
dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos
tridimensionales, superficies paramétricas. Se trata básicamente de una
base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la
que se puede operar y accionar a través de una interfaz gráfica y variable.
Permite diseñar en dos o tres dimensiones c=0 mediante geometría y
trigonometría alámbrica; esto es, puntos, líneas, arcos, redondeles,
serpentinas splines, superficies y sólidos, para obtener un modelo loxc=0
La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades
como color usuario, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc.,
que permiten manejar la información de forma lógica y vectorial. Además
pueden asociarse a las entidades o conjuntos de éstas otro tipo del coste
propiedades como, material, etc., que permiten enlazar el CAD a los
sistemas de gestión y producción.
De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones
para generar la documentación técnica específica de cada proyecto.
Con el uso del CAD podemos de una manera más fácil crear nuestra
cartografía digital, luego convertir a aplicativos de Sistemas de Información
Geográfica. Una vez creado nuestro aplicativo SIG, utilizamos el programa
25
AutoCAD para actualizar la cartografía digital. Cuando nuestra cartografía
digital este actualizada vamos a pasar los cambios de AutoCAD a nuestro
aplicativo en el SIG.
2.1.3 paquete de diseño autocad
AutoCAD 2006
AutoCAD 2006 de Autodesk es una herramienta dentro del campo
denominado CAD (Computer Aided Design) o Diseño Asistido por
Ordenador. Para ser más exacto AutoCAD es un programa de diseño en
CAD analítico (frente a otros sistemas de CAD paramétrico). La versatilidad
del sistema lo ha convertido en un estándar general, sobretodo porque
permite:
Dibujar de una manera ágil, rápida y sencilla, con acabado perfecto
y sin las desventajas que encontramos si se ha de hacer a mano.
Permite intercambiar información no solo por papel, sino mediante
archivos, y esto representa una mejora en rapidez y efectividad a la
hora de interpretar diseños, sobretodo en el campo de las tres
dimensiones. Con herramientas para gestión de proyectos
podemos compartir información de manera eficaz e inmediata. Esto
es muy útil sobretodo en ensamblajes, contrastes de medidas, etc.
Es importante en el acabado y la presentación de un proyecto o
plano, ya que tiene herramientas para que el documento en papel
sea perfecto, tanto en estética, como, lo más importante, en
26
información, que ha de ser muy clara. Para esto tenemos
herramienta de acotación, planos en 2D a partir de 3D, cajetines,
textos, colores, etc. Aparte de métodos de presentación
fotorrealísticos.
Un punto importante para AutoCAD es que se ha convertido en un
estándar en el diseño por ordenador debido a:
o Es muy versátil, pudiendo ampliar el programa base mediante
programación (AutoLISP, DCL, Visual Basic, etc).
o Por lo mismo existen más programas específicos de cada
campo basados en AutoCAD como:
- Autocad Architectural desktop: Centrado en arquitectura e
ingeniería de edificios.
- Autocad Map, World, Mapguide: Para sistemas de
información geográfica y cartografía.
- Autocad Mechanical: Con añadidos para optimizar
producción mecánica, normalización de piezas, cálculos de
ingeniería, etc.
- Mechanical Desktop: Preparado para el diseño mecánico en
2D y 3D, análisis y fabricación necesarias para la
producción. Añade el concepto de información paramétrica,
un nuevo campo revolucionario en el entorno CAD.
- 3D Studio Max y VIZ: para el acabado fotorrealístico,
animaciones 3D, presentaciones ‘virtuales’. Son de la misma
casa pero trabajan de otra manera, es decir, no nacen del
27
AutoCAD, aunque la comunicación entre programas es
fluida.
Todos ellos requieren unos conocimientos generales e importantes de
cómo trabaja AutoCAD.
2.2 Construcción de mapas
Para la elaboración y construcción de mapas y cartografía en general,
se parte de la realidad de campo, que se puede recoger de diversas
maneras, Una primera instancia en la cual puede ser recogida de la manera
más primitiva mediante el llenado de formularios de encuesta y deslinde
predial donde la información grafica como alfanumérica se desarrollaría en
un mismo documento para posteriormente digitalizar la información grafica y
construir la cartografía.
Una segunda instancia en la cual se puede recurrir a herramientas
como estación total, teodolitos para recopilar la información gráfica, en
ambos casos se necesita de personal encargado del procesamiento de la
información y elaboración cartográfica.
Una tercera instancia donde los datos obtenidos de los levantamientos
ya sean procesados y listos para el procesamiento mediante dispositivos
GPS (Sistemas de Posicionamiento Global) los mismos que devolverían la
información digitalmente facilitando de mejor manera su uso y aplicación.
28
La posterior aplicación de los datos se desarrolla mediante
herramientas CAD las cuales proporcionarán los medios requeridos para la
estructuración de la información.
Hay que destacar que una vez digitalizados los datos se debe realizar
un proceso de migración a archivos del tipo Shape (*.shp), para poder
involucrarlos en el Sistema de Información Geográfica.
La construcción de la cartografía (desarrollo de mapas) debe
considerar estructurar la información en varias capas de información temática
las que contendrán información específica sobre aspectos inherentes a la
realidad pero de manera clasificada, situación que facilitara el transportar
esta información de manera conjunta con la base gráfica en archivos Shape.
2.3 Estructura los archivos dxf.
Tipos de archivos de AutoCAD
Los Tipos de archivos básicos con los que trabaja AutoCAD son:
DXF: Utilizado para intercambio entre programas, ya que es un
formato ‘universal’. Este formato le permite explotar todas las
posibilidades que le ofrece la cartografía de la DFA. Es el formato
de intercambio de CAD más utilizado y el idóneo si se dispone de
programas como AutoCad o MicroStation. Para obtener más
información sobre cómo está estructurada la cartografía puede ver
aquí la estructura de capas. Si quiere conocer como está
29
organizada la estructura de hojas puede descargar aquí un fichero
PDF de ayuda.
DWG: El predeterminado y de trabajo de AutoCAD. Siempre se
utilizará para guardar los trabajos. Se puede guardar como DWG
de versiones anteriores.
DWF DE WHIP!: WHIP! es un programa gratuito proporcionado por
Autodesk. Está diseñado para permitir a los usuarios no habituales
de AutoCad ver ficheros en formato DWF de AutoCad. Es una
herramienta muy útil para ver la cartografía. Las funciones más
útiles son las de zoom, desplazar e imprimir. Además conserva
muy bien la simbología del CAD y la impresión es de muy buena
calidad
DWF: Para visualizar dibujos en Internet.
GIF: Este formato le permite visualizar la cartografía sin disponer
de ningún programa profesional ni plug-ins. Se incorpora un fichero
ZIP con todos los ficheros de georreferenciación de estas hojas a
escala 1:500,1:5000,1:10000 y 1:20000. Estos ficheros permiten
referenciar espacialmente las diferentes hojas.
PDF: Los usuarios de Acrobat Reader pueden visualizar e imprimir
las hojas cartográficas y las mojoneras de los límites municipales
en formato PDF.
TFW, GFW, JGW
30
Los ficheros de imágenes de mapas tipo raster, cuando están
georeferenciados de forma externa, utilizan para ese fin un fichero
denominado mundo, donde van escritas las coordenadas para esa
imagen. Así un fichero TIF tendrá un fichero de referencia TFW, el
GIF un GFW y JPG un JGW. Generalmente la estructura de un
TFW es la misma que el GFW y el JGW, por lo tanto si se tiene
una misma imagen guardada en TIF y GIF y solamente un TFW,
sería solamente necesario hacer una copia de este y cambiarle el
nombre a GFW para poder georeferenciar la imagen GIF.
OZF, MAP, OZF2
OziExplorer es uno de los programas más difundido para la
visualización de imágenes tipo raster y vectorial (limitado), con
funciones de Mapa Móvil, Track, Waypoints, etc. y capacitado para
el intercambio de información con receptores GPS y ordenadores
PC y PDA (sistema operativo Windows CE). Los ficheros de
extensión Ozf y Map actúan como fichero de imagen y de
georeferenciación respectivamente y deben estar situados los dos
en el mismo directorio del PC (no sirve para PDA) si se desea
trabajar con la imagen, mientras que el Ozf2 (similar a Ozf) y Map
actúan y funcionan lo mismo que los anteriores pero se pueden
utilizar, indistintamente, en PC y PDA. Ozf2 se obtiene como salida
del programa, de libre distribución, Img2ozf.
31
AutoCAD puede exportar múltiples archivos, así como importarlos.
Podemos exportar a DWF, DXF, ACIS, 3DS, WMF, BMP, Postcript, SLA, e
importar de DWF, DXB, ACIS, 3DS, WMF y Postcript.
Podemos insertar también objetos OLE, u objetos copiados al
portapapeles de Windows.
CAPITULO III: SISTEMA DE INFORMACIÓN
GEOGRÁFICA
3.1 conceptos de los SIG
Son un conjunto organizado de hardware software y datos
Geográficos, diseñados para la eficiente captura almacenamiento,
integración, actualización, modificación, análisis espacial y despliegue de
todo tipo de información geográficamente referenciada. El procesamiento de
datos espaciales genera nueva información acerca del mundo, esta
información sirve para el apoyo en la toma de decisiones. La calidad de las
decisiones tomadas dependerá de la eficacia de los datos recopilados e
ingresados y el modelo de espacio utilizado en el análisis.
Una herramienta SIG puede proporcionar el análisis espacial
completo vectorial como raster.
Consultar información a través de capas de datos múltiples.
33
Integrar datos raster como fuentes de datos del tipo tradicionales
vector.
3.1.1 Componentes de un SIG
El dato Geográfico en un SIG
Conforme se observa en el Cuadro 3.1, un Sistema de Información
Geográfica integra en cada dato geográfico dos componentes caracterizados
por ciertos aspectos y tipos de relaciones:
COMPONENTES ASPECTOS TIPOS DE RELACIONES
-
Geometría - Localización: con respecto a un
sistema de referencia
- Grafico - Topología - Cualitativas: continuidad, proximidad, inclusión
Dato Geográfico
- Alfanumérico
- Temáticos
- Tabla de atributos
Cuadro 3.1 Componentes de un SIG
- Las características espaciales de las entidades geográficas
(geometría o localización absoluta y la topología o relaciones
cualitativas entre los elementos).
- Los aspectos temáticos alfanuméricos asociados a las entidades
geográficas.
La diferencia entre un Sistema de Información Geográfica y un
programa de cartografía asistido por ordenador, estriba en la información
34
topológica incluida en la base de datos de un Sistema de Información
Geográfica que le permite desarrollar análisis y operaciones complejas con
los datos espaciales, en tanto que un programa de cartografía sólo emplea la
referenciación absoluta para preparar los mapas.
3.1.1.1 Hardware
Para la utilización de estos sistemas se requiere del manejo de una
red entrelazada que pueda proporcionar la información necesaria a los
usuarios del sistema por lo cual requiere de servidores donde reposen las
bases de datos cartográficos y las bases de datos alfanuméricos, en los
mejores de los casos estos elementos residen en una sola base en un diseño
óptimo, caso contrario se debe considerar la ubicación de las mismas y por lo
tanto la cantidad de equipos requeridos.
3.1.1.2 Software
Actualmente la Geografía es una disciplina que debe desarrollar, entre
otras, competencias tanto para localizar y representar lugares físicos, como
para identificar y comprender patrones geográficos, económicos, sociales y
culturales que ocurren en estos.
Comparativa de software SIG
Listado incompleto de los principales programas SIG existentes en el
sector y los sistemas operativos en los que pueden funcionar sin emulación,
así como su tipo de licencia características mencionadas en la Tabla 3.1.
35
Software SIG
Windows
Mac OS X GNU/Linux
BSD
Unix Entorno Web
Licencia de
software
ABACO DbMAP
Sí Sí Sí Sí Sí Java Software no libre
ArcGIS Sí No No No Sí Sí Software no libre
Autodesk Map
Sí No No No No Sí Software no libre
Caris Sí No No No No Sí Software no libre
CartaLinx Sí No No No No No Software no libre
Geomedia Sí No No No Sí Sí Software no libre
GeoPista Java Java Java Java Java Sí Libre: GNU
GeoServer Sí Sí Sí Sí Sí Java Libre: GNU
GRASS Sí Sí Sí Sí Sí Mediante pyWPS
Libre: GNU
gvSIG Java Java Java Java Java No Libre: GNU
IDRISI Sí No No No No No Software no libre
ILWIS Sí No No No No No Libre: GNU
Generic Mapping Tools
Sí Sí Sí Sí Sí Sí Libre: GNU
JUMP Java Java Java Java Java No Libre: GNU
Kosmo Java Java Java Java Java En desarrollo
Libre: GNU
LocalGIS Java Java Java Java Java Sí Libre: GNU
Manifold Sí No No No No Sí Software no libre
36
MapGuide Open Source
Sí Sí Sí Sí Sí LAMP/WAMP
Libre: LGNU
MapInfo Sí No Sí No Sí Sí Software no libre
MapServer Sí Sí Sí Sí Sí LAMP/WAMP
Libre: BSD
Maptitude Sí No No No No Sí Software no libre
MapWindow GIS
Sí (ActiveX)
No No No No No Libre: MPL
MicroStation Geographics
Sí Abandonado
No No Abandonado
Sí Software no libre
Quantum GIS
Sí Sí Sí Sí Sí Sí Libre: GNU
SAGA GIS Sí Sí Sí Sí Sí No Libre: GNU
GE Smallworld
Sí ? Sí ? Sí Sí Software no libre
SavGIS Sí No No No No Integración con Google
Maps
Freeware
SEXTANTE-gvSIG
Java Java Java Java Java No Libre: GNU
SITAL Sí No No No No Integración con Google
Maps
Software no libre
SPRING Sí No Sí No Solaris No Software no libre: Freewar
e
TatukGIS Sí No No No No ? Software no libre
TNTMips Sí No No No Sí Sí Software no libre
TransCAD Sí No No No No Sí Software no libre
uDIG Sí Sí Sí No No No Libre: LGNU
37
Tabla 3.1 Listado incompleto de los principales programas SIG existentes
3.1.1.3 Datos
Un dato geográfico posee tres componentes como se muestra en el
cuadro 3.2 fundamentales que describen espacialmente a cualquier entidad.
Estas son por un lado la ubicación geométrica especifica que esta posee en
algún sistema de referencia determinado, las características de la entidad y
las relaciones espaciales que posee con su entorno. A esta última se les
denominan relaciones Topológicas.
MODELO TIPO DE ARCHIVO
CARACTERÍSTICAS
- Coverages
(coberturas Arc Info)
- Etiquetas, arcos, puntos, polígonos
- Punto
- Multipunto
- Vectorial - Shape - Línea
- Polígonos
- CAD (Computer
Aided Design) - Extensiones: dxf, dgn,
dwg
DATOS GEOGRÁFICOS
- Imágenes
- Raster
- Grids
- Modelo Digital
del Terreno (MDT)
- Modelo TIN (Triangular Irregular Network)
38
- Tablas de datos
- Tablas de base de datos, hojas electrónicas.
Cuadro 3.2 Componentes de los Datos Geográficos
El dato no espacial o atributo
El dato no espacial esta referenciado a los antecedentes, descripción
o atributos que tienen los elementos espaciales:
Variables.
Valores.
Nombres.
Clases temáticas.
Otros descriptores.
3.1.1.3 Usuarios
Los usuarios del SIG son funcionarios encargados de la toma de
decisiones en entidades gubernamentales u ONG´s las cuales se encuentran
relacionadas o vinculadas con servicios o dotación de equipamientos en las
ciudades, así como también del manejo de recursos ambientales en las
regiones de un país.
Los SIG son herramientas que se pueden manejar a nivel mundial
mediante el internet y dar una representación clara de las posibilidades y
recursos de los territorios, su uso es muy variado desde la superposición de
39
capas para el manejo de decisiones, como la promoción de las bondades de
un país según regiones territoriales.
CAPITULO IV: FORMATO DE DATOS
La información geográfica con la cual se trabaja en los SIG. Puede
encontrarse en dos tipos de presentaciones o formatos: Celular o ráster y
Vectorial, como se muestra en la Figura 4.1.
Figura 4.1: Modelos Raster, Vectorial y Mundo Real.
41
4.1 Formato de datos raster
La estructura raster consiste en la representación del mundo real
como una grilla compuesta de celdas (pixel) en una matriz como se puede
observar en la Figura 4.2.
Esta grilla puede representar datos continuos o categóricos, es decir,
fenómenos geográficos que varían continuamente en el espacio, como la
elevación inclinación o precipitación. Cada celda representa información.
Figura 4.2. Gráfico Ráster
Una imagen rasterizada es una estructura que representa una matriz
con filas y columnas, donde cada celda o elemento es un píxel o punto de
color definido individualmente; cada celda tiene un valor asociado, por
ejemplo la altura, tipo de suelo, etc.
42
Los gráficos rasterizados Figura 4.3 se distinguen de los gráficos
vectoriales en que estos últimos representan una imagen a través del uso de
objetos geométricos como curvas y polígonos, no del simple almacenamiento
del color de cada pixel.
Figura 4.3. Gráfico Ráster
4.2 Formato de datos vectorial
Los sistemas vectoriales Figura 4.4 son modelos en donde los objetos
espaciales se representan de tal manera de definir sus fronteras, dichas
fronteras definen el límite entre el entorno y el objeto en cuestión. Las líneas
fronteras son representadas mediante las coordenadas cartesianas de los
elementos como puntos vértices que delimitan los segmentos rectos que la
conforman, además la estructura vectorial permite la generación de las
relaciones topológicas del entorno.
43
Figura 4.4 Representación Sistemas vectoriales.
Los gráficos vectoriales Figura 4.5 se conforman de elementos
geométricos tales como puntos, líneas, curvas o polígonos, Estos datos
frecuentemente tienen asociada una tabla de información, una por cada tipo
(punto, línea o polígono).
44
Figura 4.5. Gráfico Vectorial
El formato vectorial con este tipo de organización, genera una gran
cantidad de archivos que relacionan las coordenadas con los distintos
elementos además de sus relaciones topológicas, como podemos apreciar
en los siguientes ficheros como por ejemplo los de las Tablas: 4.1 Tabla de
vértices, 4.2 Tabla de Polígonos, 4.3 Tabla de líneas, 4.4 Tabla de puntos,
4.5 Tabla de descripción de Segmentos.
VÉRTICE X Y
1 0.5 3.5
2 2.0 3.5
3 3.0 4.5
4 3.5 5.5
5 3.5 6.0
6 0.5 6.0
7 5.0 4.5
8 0.5 2.0
9 2.5 2.0
10 3.5 1.5
11 6.5 1.5
Tabla 4.1 Tabla de Vértices
45
POLIGONO VERTICES
A
1 (ORIGEN)
2
3
4
5
6
1 (COORDENADAS PRIMER VÉRTICE REPETIDAS)
ETC. ETC.
Tabla 4.2. Tabla de Polígonos.
LINEA VERTICES
B
8 (ORIGEN)
9
10
11 (FINAL)
ETC. ETC.
Tabla 4.3. Tabla de Líneas.
46
PUNTO VERTICES
C 7
ETC. ETC.
Tabla 4.4. Tabla de Puntos.
SEGMENTO POLIGONO DERECHA
POLIGONO IZQUIERDA
VERTICE ORIGEN
VERTICE FINAL
VI UNIVERSO A 4 5
Tabla 4.5. Descripción de los Segmentos.
Representación de los vectores
Como elementos geográficos primitivos, los cuales poseen o generan
la información geográfica, se pueden distinguir: Puntos, Arcos o líneas y
Polígonos como se muestra en la Figura 4.6.
47
Figura 4.6 Gráfico Vectorial
4.3 Formato raster vs vectorial
Ventajas y desventajas de ambos modelos, en la tabla 4.6 se
muestran las principales superioridades y decadencias de cada uno de los
modelos.
VENTAJAS MODELO RASTER VENTAJAS MODELO VECTOR
Estructura de datos simple Una estructura de datos más compacta
Overlay es facil y eficiente Codificación de topología es más eficiente
Representa bien alta variabilidad espacial Es más adecuado para gráficos parecidos a mapas convencionales lineales
Su formato es utilizado en el análisis de imágenes digitales.
DESVENTAJAS MODELO RASTER
DESVENTAJAS MODELO VECTOR
La estructura es menos compacta. Compresión es necesaria
Su estructura es más compleja que un raster.
48
La representación de topología es más compleja
Overlay es difícil de implementar.
La calidad de los mapas finales depende de una alta resolución que implica archivos más pesados
La representación de alta variabilidad espacial ineficiente.
No es un modelo adecuado para el análisis de imágenes digitales.
Tabla 4.6. Ventajas y desventajas de modelos raster y vectorial
CAPITULO V: ROL DE LOS SISTEMAS SIG EN LA
GEOGRAFÍA.
5.1 Características de los mapas y cartografía
Los Sistemas de Información Geográfica se han convertido, gracias al
desarrollo de los medios informáticos, en una potente herramienta de apoyo
a la gestión.
En nuestro ámbito, el Sistema de Información Geográfica herramienta
de control necesaria para la correcta gestión ofrecen información cartográfica
y alfanumérica.
Manejo del interfaz de un gis
Se hace necesario el conocimiento de los principios del manejo de un
SIG, en razón que la digitalización es el proceso básico para la creación del
Sig – Catastral – como uno de los productos exigidos por los Términos de
Referencia del Proyecto.
50
Elementos del interfaz de un sig (arcview)
Figura 5.1 Interfaz ArcView
El diseño y distribución de la interfaz depende de la concepción del
desarrollador o fabricante y de las funcionalidades que tenga el SIG, pero al
igual que el ArcView Figura 5.1, básicamente tienen los siguientes elementos
comunes (Tabla 5.1):
Tabla 5.1 Elementos Interfaz Arcview
1 Barra de Título del SIG
2 Barra de menús
3 Barra de herramientas estándar
4 Herramientas de dibujo y despliegue
5 Panel de control
6 Área de despliegue
7 Barra de estado
51
Estas interfaces a través de los respectivos menús estándar permiten
importar mapas a partir de capas existentes en diferentes archivos, elegir
colores y simbologías, interrogar a las bases de datos, analizar relaciones
espaciales y diseñar mapas o salidas impresas. La interfaz netamente gráfica
se compone de una tabla de contenidos (Panel de control) donde se listan
todas las capas o planos de información que forman el proyecto o mapa total,
y, una ventana donde se muestra el mapa (Área de despliegue). Finalmente
se disponen de una serie herramientas para trabajar en la edición de las
capas del mapa total.
Importación y visualización de los datos en el interfaz
Abrir ArcView:
Mediante un doble clic en el ícono del programa, se desplegará la
siguiente ventana (Figura 5.2).
Figura 5.2 Interfaz Inicial ArcView
52
En el menú File seleccionar como la primera opción (New Project,
Figura 5.3),
Figura 5.3 Interfaz ArcView (New Project).
Cuando hemos seleccionado la opción (New Project), obtendremos la
siguiente ventana Figura 5.4, correspondiente al interfaz vacío del ArcView.
53
Figura 5.4 Interfaz ArcView (New Project).
Para Añadir capas temáticas o planos de información debemos hacer
clic sobre el ícono siguiente:
De manera que aparezca la ventana (Add Theme Figura 5.5), es decir
añadir una capa temática o plano de información.
Figura 5.5 Interfaz ArcView (Add Theme)
54
Navegue por el directorio, hasta llegar a la carpeta en dónde se
encuentran guardados los archivos de las capas temáticas elaboradas para
el proyecto. En la ventana de referencia de la Figura 5.6. Vemos que el
archivo de nuestro interés se encuentra en la dirección
c:\curso\aplicativo\Ejercicio 4, con el nombre de “gis rural _c1_pol.shp”,
nótese que el archivo pertinente tiene la extensión. shp , extensión que
corresponde a los archivos nativos del ArcView.
Seleccione el archivo de interés y haga clic en el botón OK.
Figura 5.6 Interfaz ArcView (directorio)
Y obtendrá como respuesta la sub-ventana View 1 (Figura 5.7), la que
despliega el archivo abierto cuando la casilla pertinente del panel de control
tiene el “visto”.
55
Figura 5.7 Interfaz ArcView (View).
Visualización de las capas o planos de información:
Una capa es una colección de elementos geográficos y que
representan un tema específico como son carreteras, ríos, parcelas, etc. Se
puede quitar o hacer visible una capa haciendo clic sobre la casilla de
chequeo que aparece al lado del nombre de la misma en el panel de control.
Esta operación solo afecta a la visualización, pues la capa se mantiene en la
tabla de contenidos. Para el manejo de los temas, previamente, deben estar
definidos sus sistemas de referencia, este procedimiento se explica en los
manuales del SIG.
56
Para la visualización de los atributos alfanuméricos de las capas o
planos de información, simplemente haga clic sobre el ícono :
De ésta manera obtendremos la tabla de atributos Figura 5.8 que
vemos en la derecha del gráfico siguiente, en la cual, para cada elemento de
la capa temática tenemos la información correspondiente.
Figura 5.8 Interfaz ArcView (Atributos)
Cerrar ArcView: Previo al cierre del ArcView , usted podrá guardar el
proyecto creado en la dirección de archivo que crea pertinente , para así
tener la posibilidad de acceder nuevamente al proyecto de extensión .apr
cuando usted lo requiera como se muestra en la ventana de la Figura 5.9.
57
Figura 5.9 Interfaz ArcView (Save Project As)
Creación del SIG catastral
Digitalización en cad
Sin lugar a dudas una de las mejores herramientas de dibujo en la
actualidad es el AutoCad, además su disponibilidad y uso está ampliamente
difundido entre los profesionales de las municipalidades, por lo tanto,
utilizaremos esta herramienta para la creación de los vectores que limitan los
elementos urbanos, incluyendo los predios individualizados. Esta creación de
los vectores limítrofes de los predios también puede ejecutarse directamente
con las herramientas de digitalización del SIG, sin embargo, los SIG
generalmente tienen ciertas limitaciones de manejo en sus herramientas de
edición. En todo caso es oportuno para el presente caso utilizar diversas
herramientas de trabajo que nos lleven a un mismo fin. En el proceso de
digitalización debemos seguir los siguientes pasos:
Insertar la cartografía base:
58
Vectores:
Abra el programa
Seleccione en el Menú: Archivo / Abrir
En la ventana busque el archivo C: \ Curso\Cartografía Base ; en
éste archivo existen tres tipos de archivos: DWG, DXF, SHP
Autocad, puede abrir directamente los archivos DWG y DXF, por
tanto, asegúrese que en la casilla final de la ventana del interfaz
llamada “Tipo de archivo”, se seleccione el preferido por el usuario,
de acuerdo a la selección realizada, se abrirán únicamente los
archivos de ése tipo.
Abra sucesivamente cada uno de los archivos encontrados
Raster:
Abra el programa.
Seleccione en el Menú : Map / Image / Insertar.
En la ventana busque el archivo C: \ Curso\Ortofoto.
Seleccione el archivo preferido por el usuario y luego Abrir.
Abra sucesivamente cada uno de los archivos encontrados.
Digitalizar los predios:
Sobre la ortofoto abierta, identifique los predios.
Con la herramienta polilínea, trace los límites de los predios
teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones:
59
No es necesario volver a trazar el límite de un predio ya
dibujado
Los trazos deben salir o terminar, topando las líneas de límites
Utilizar la herramienta “OSNAP” para partir o llegar a un punto
común.
Guardar en C: \ Curso\Trabajo con el nombre Predios. Es prudente
guardar a medida que avance el trabajo y al final del mismo.
Limpiar los vectores:
A través de la limpieza de los vectores, debe lograrse que cada predio
esté perfectamente delimitado por líneas “independientes” de manera que
cada línea pueda ser parte de un polígono y del polígono (s) contiguo. Esto
es un pre-requisito para poder realizar la topología de los predios.
Se debe Seleccionar en el menú Tools Drawing Cleanup y revisando
el dibujo de manera que se cumplan las siguientes condiciones:
a. Eliminar los vectores duplicados (delete duplicate objects).
b. Eliminar líneas cortas (erase short linear objects).
c. Cortar lineas que se cruzan (break crossing linear objects).
d. Extender líneas incompletas (extend undershoots).
e. Simplificar nodos cercanos (snap clustered nodes).
f. Eliminar seudo nodos (dissolve pseudo nodes).
g. Eliminar lineas sobrantes (erase dangling objects).
h. Simplificar líneas (simplify linear objects).
60
A continuación se presentan en forma gráfica los errores
generalmente existentes en un dibujo CAD y que deben ser corregidos antes
del proceso de topología el mismo que se demuestra en la serie de graficos
de la Figura 5.10.
Figura 5.10 Topología
61
Crear topología:
La idea es que a partir de líneas “independientes”, vamos a relacionar
las líneas correspondientes que encierran un polígono, para ello:
Seleccione en el menú Map Topology Create y aparece la ventana
Create a topology. Escriba un nombre (Alfa), asegúrese de que esté marcado
polygon, y, a fin de enlazar las líneas a los polígonos, seleccione Link
Objects (…) y aparecerá la ventana Link Objects.
En la ventana Link Objects, active la opción Select Automatically y
luego OK para volver a la ventana Create a topology.
Seleccione Centroid Objects (…) para que presente la pantalla
Centroids Objects, active la opción Select Automatically y en la casilla
Create on layer (…) escriba un nombre (Centros) para identificar la capa o
layer en la que se dibujarán los centroides, luego haga clic en OK y volverá a
la pantalla Create a topology. Ésta vez se activará el botón Proceed,
finalmente haga clic sobre éste y habrá obtenido el centroide de cada uno de
los polígonos existentes.
Crear Poligonos:
Seleccione el menú Map Topology Create Closed Polylines , para
que se despliegue la pantalla Create Closed Polylines en ésta seleccione el
nombre de la topología que acaba de crear (Alfa), escriba un nombre para la
capa o layer en la que se dibujarán los polígonos , luego active todas las
62
opciones y finalmente haga clic en OK, de ésta manera los polígonos estarán
creados.
Para verificar y conocer los datos o atributos creados seleccione Map
Object Data Edit Object Data, y con el puntero del Mouse en cuadro
seleccione un lado del polígono o el centroide y obtendrá los datos creados.
No cierre y podrá nuevamente señalar otro polígono y así sucesivamente
para desplegar los atributos de ellos.
Exportar los polígonos creados:
Selecione Map Tools Export (…) y aparecerá la ventana Export
Location, en dónde debe seleccionar el tipo de archivo de salida que Ud.
requiere (Ej. Shape) y se desplegará la ventana Export File, en ésta debe
buscar la carpeta a la cual va a exportar los polígonos. Ponga un nombre al
archivo y seleccione Export, de manera que se presente la pantalla Export
Options.
En la ventana Export Options. En Entity Type, active la opción
Polygon, deje para que el sistema seleccione los objetos automáticamente y
pase a Filter Selection y encuentre la capa o layer de Autocad que contiene
los polígonos. Vuelva a la parte superior y señale la pestaña Options, busque
y active la casilla Object Data, asegúrese que sean los datos de la topología
creada para los centroides de los polígonos (CNTR_ALFA), y, finalmente
haga clic en OK, de ésta manera Ud. ha exportado sus polígonos a una
carpeta de su selección.
63
Para visualizar el archivo exportado (Ej. ALFA en formato tipo .SHP),
abra el SIG que Ud. desee, e importe el archivo (shape) para que sea
desplegado en el interfaz del sistema de información geográfico.
Conversión en geo-objetos:
Los polígonos creados en Autocad e importados al SIG se identifican
mediante un código creado por el sistema, sin embargo, es necesario que
éstos polígonos, ya residentes en el SIG, sean enlazados con un código
catastral, a fin de permitir que el polígono creado tenga también entre sus
atributos a un código que le identifique con un predio específico.
Generalmente a éste proceso se le denomina la “conversión de los polígonos
en geo-objetos”.
El trabajo de enlazar un polígono con el predio respectivo se lo hace
“a mano” y uno por uno, es decir, que valiéndonos de algún documento,
mapa o croquis levantado en campo, debemos identificar al predio en el SIG,
y, usando las herramientas del sistema debemos asignarle un código
catastral. Éste código catastral servirá, en un futuro, para enlazar todos los
atributos consignados en la ficha catastral al predio (geo-objeto)
correspondiente.
5.2 Características de las BD Textuales
Base de datos espacial (spatial database) es un sistema administrador
de bases de datos que maneja datos existentes en un espacio o datos
espaciales. El espacio establece un marco de referencia para definir la
64
localización y relación entre objetos. El que normalmente se utiliza es el
espacio físico que es un dominio manipulable, perceptible y que sirve de
referencia. La construcción de una base de datos geográfica implica un
proceso de abstracción para pasar de la complejidad del mundo real a una
representación simplificada que pueda ser procesada por el lenguaje de las
computadoras actuales.
Este proceso de abstracción tiene diversos niveles y normalmente
comienza con la concepción de la estructura de la base de datos,
generalmente en capas; en esta fase, y dependiendo de la utilidad que se
vaya a dar a la información a compilar, se seleccionan las capas temáticas a
incluir.
La estructuración de la información espacial procedente del mundo
real en capas conlleva cierto nivel de dificultad. En primer lugar, la necesidad
de abstracción que requieren los computadores implica trabajar con
primitivas básicas de dibujo, de tal forma que toda la complejidad de la
realidad ha de ser reducida a puntos, líneas o polígonos. En segundo lugar,
existen relaciones espaciales entre los objetos geográficos que el sistema no
puede obviar; la topología, que en realidad es el método matemático-lógico
usado para definir las relaciones espaciales entre los objetos geográficos
puede llegar a ser muy compleja, ya que son muchos los elementos que
interactúan sobre cada aspecto de la realidad.
65
Información del mundo real realizado en capas temáticas
Un modelo de datos geográfico es una abstracción del mundo real que
emplea un conjunto de objetos dato, para soportar el despliegue de mapas,
consultas, edición y análisis. Los datos geográficos, presentan la información
en representaciones subjetivas a través de mapas y símbolos, que
representan la geografía como formas geométricas, redes, superficies,
ubicaciones e imágenes, a los cuales se les asignan sus respectivos
atributos que los definen y describen.
Enlace con tablas
Un grupo de geo-objetos que han sido perfectamente identificados y
codificados, podrán enlazarse a una Tabla o Base de Datos, donde consten
todos los atributos atinentes a un predio catastrado, es decir, mediante éste
proceso los geo-objetos (gráficos) se enlazan a los datos alfanuméricos, para
cumplir con la función integradora (gráficos – datos alfanuméricos) de un
Sistema de Información Geográfico.
El trabajo es sencillo debido a la función de enlace que tienen los SIG,
pero requiere de mucha prolijidad porque los geo-objetos y las tablas de
datos deben estar perfectamente identificados y codificados a fin de asegurar
la correspondencia de uno por uno. Una sola equivocación podría dar al
traste con toda la información del sistema.
66
La supervisión debe ser muy rigurosa en la creación de geo-objetos
como en la digitación y codificación de las tablas, porque muchas veces
estos trabajos se encargan a personal de digitadores que desconocen de los
efectos que pueden causar con una sola equivocación.
CAPITULO VI: DIGITALIZACIÓN DE LA INFORMACION
GRÁFICA
6.1 Digitalización
El diseño asistido por computador remoto (o computadora u
ordenador), abreviado como DAO (Diseño Asistido por Ordenador) pero más
conocido por sus siglas inglesas CAD (Computer Aided Design), es el uso de
un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a Ingenieros,
Arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades.
También se llega a encontrar denotado con una adicional "Dc=0" en las
siglas CADD, diseño y bosquejo asistido por computadora (Computer Aided
Drafting and Design).
El diseño asistido por computadora remoto es, además, la herramienta
principal para la creación de entidades geométricas e isométricas variables
enmarcadas dentro de procesos de administración del ciclo de vida de
productos (Product Lifecycle Management), y que involucra software y
algunas veces hardware especiales.
68
Los usos de estas herramientas varían desde aplicaciones basadas en
vector trigodimensional c=0 basasado en teorias elicoeficientes vectoriales
dobles y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3
dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos y balandos
superficies para métricas. Se trata básicamente de una base de datos de
entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede
operar y accionar a través de una interfaz gráfica y variable. Permite diseñar
en dos o tres dimensiones c=0 mediante geometría y trigonometria
alámbrica; esto es, puntos, líneas, arcos, redondeles, serpentinas splines,
superficies y sólidos, para obtener un modelo loxc=0.
La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades
como color usuario, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc.,
que permiten manejar la información de forma lógica y vectorial. Además
pueden asociarse a las entidades o conjuntos de éstas otro tipo del coste
propiedades como, material, etc., que permiten enlazar el CAD a los
sistemas de gestión y producción.
69
Figura 6.1 Datos cartográficos (Autocad).
De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones
para generar la documentación técnica específica de cada proyecto.
Con el uso del CAD podemos de una manera más fácil crear nuestra
cartografía digital, luego convertir a aplicativos de Sistemas de Información
Geográfica. Una vez creado el aplicativo SIG, utilizamos el programa
AutoCAD para actualizar la cartografía digital. Cuando nuestra cartografía
digital este actualizada se ha de pasar los cambios de AutoCAD al aplicativo
en el SIG.
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6.2 Nomenclatura
Cuando se trabaja con cartografía debe realizarse una correcta
nomenclatura, puesto que el dato georeferenciado debe estar de acuerdo a
la misma codificación para utilizarla de manera conjunta con la información
alfanumérica.
En otras palabras al momento de nomenclaturar layers como se
muestra en la Figura 6.2 y 6.3 se realiza en capas temáticas las cuales
deben respetar los parámetros necesarios y normalizados para el uso de
información dentro de una base de datos, entre ellos: longitud de los campos
no muy extensa y solamente representativa del los contenidos, no permitir el
uso de espacios en blanco dentro de la nomenclatura, una correcta relación
entre la nominación y los contenidos temáticos, entre otros parámetros a fijar
puesto que el personal técnico calificado para la elaboración de un SIG y la
vinculación con la base de datos alfanuméricos fijara estos parámetros con
los encargados de la cartografía y los de el análisis espacial.
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Figura 6.2. Autocad (layers)
Figura 6.3. Autocad (descripción nomenclatura de layers)
Tanto en el Dibujo asistido por computador o programa CAD utilizado
se denominaran las capas según el planteamiento de los cartógrafos y gente
encargada de llevar a cabo el enlace con la comunicación alfanumérica de la
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base de datos, razón por la cual se normará internamente de acuerdo a los
desarrolladores de los Sistemas de Información Geográfica Figura 6.4.
Figura 6.4. SIG (descripción nomenclatura de temas)
6.3 Líneas
A modo de resumen presentamos las opciones de dibujo en dos
dimensiones más utilizadas:
LINEA
Para dibujar líneas rectas. Los extremos se pueden dar tanto en
coordenadas 2D, 3D o por referencias. Puedes dibujar una línea tras otra
hasta que acabes mediante la tecla ‘enter’ o ‘espacio’. Si quieres borrar la
última línea hecha sin salir de la orden ‘línea’ es mediante ‘h’.
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POLILÍNEA (2D)
Una polilínea es una secuencia de segmentos de líneas o/y de arcos
considerada como un único objeto.
RECTÁNGULO
Genera un rectángulo o cuadrado indicando los dos extremos.
Podemos definirle el chaflán, empalme, etc. Si introducimos un radio de
empalme o distancia de chaflán AutoCAD dibujará siempre el rectángulo con
éste. Necesitamos specificar un radio o distancia 0 para que se anule. Los
valores se introducen mediante la opción correspondiente antes de dibujar la
primera esquina.
ARCO
Se puede definir mediante:
3 puntos/ inicio, centro, fin/ inicio, centro, ángulo/inicio, centro longitud
de la cuerda/inicio, final, radio/ inicio, final, ángulo incluido/inicio, final,
dirección inicial/centro, inicio, final/centro, inicio, ángulo incluido/centro, inicio,
longitud de la cuerda.
CIRCULO
Se pueden definir mediante:
- Centro y radio.
- Centro y diámetro.
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- puntos (2p).
- puntos (3p).
- Tangente, tangente, radio (ttr).
- Tangente, tangente, tangente.
6.4 Layers.
AutoCAD utiliza las denominadas Capas (Layers en ingles), que, por
asemejarlo a algo, es como si trabajásemos con diferentes hojas de papel
transparentes sobrepuestas pudiendo visualizar unas o otras.
Es una herramienta imprescindible para gestionar y ordenar la
información del dibujo, para situar objetos dibujados por capas, en diferentes
colores, tipos de línea, etc.
Por ejemplo, tenemos cartografía digital Catastral a nivel de predios
catastrales. Todos los elementos deberían estar en diferentes capas, cuando
tenemos esta cartografía pero queremos imprimir un plano con solamente los
limites de manzanas y sus números respectivas podemos apagar todas las
capas cual no queremos ver en la pantalla o imprimir.
Cada capa cuenta con atributos de la misma, estos atributos se
pueden cambiar.
Estos atributos son:
Est (Estado): Estado de la capa (Capa actual si o no).
Nombre: Nombre de la capa.
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Act (activo): Aquí se puede apagar o encender una capa (visible o
no visible).
Inutiliz (Inutilizar): aquí se puede congelar (poner inutilizar o
bloquear) una capa, los elementos dentro este capa siempre son
visibles , solamente no se puede modificar en el caso que esta
capa este congelada).
Color: este es el color de la capa, los elementos dibujados dentro
esta capa conlleva este color.
Tipo de línea: Escoge el tipo de línea que se dibujará en esa capa.
Necesitamos cargar los tipos de línea que tiene AutoCAD al dibujo
de trabajo mediante el botón cargar.
Grosor de línea: es el grosor de la línea como aparece cuando
imprimimos nuestro dibujo.
Estilo de trazado:
Trazar: aquí podemos activar o desactivar la capa para la
impresión
Descripción: podemos poner con algunas palabras una descripción
de esta capa
Por defecto toda capa tienen línea CONTINUA, es de color BLANCA y
es VISIBLE, NO INUTILIZADA, NO BLOQUEADA e IMPRIMIBLE.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
La utilización de Sistemas SIG en la actualidad en un medio
Globalizado constituye una fuente muy grande de posibilidades para los
ingenieros desarrolladores de Software y un campo nuevo e innovador con
un potencial ampliamente ignorado y extenso por desarrollar, las
posibilidades de inmersión en el mercado son todavía faltos de explotación,
solamente en la actualidad se usan a nivel gubernamental y de toma de
decisiones, podría destinárselo a diferentes fines comerciales los cuales
permitirían el aprovechamiento de estas herramientas en campos diferentes
de la información.
RECOMENDACIONES
Una vez conocidos los potenciales de los Sistemas de Información
Geográfica se puede determinar que puede constituirse en un campo de
especialidad para los desarrolladores de sistemas.
Las implicaciones e influencia que los mismos tienen sobre la toma de
decisiones son trascendentales, pueden evitar fuertes inversiones de capital
en regiones que no cumplan las condiciones necesarias para proyectos
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sustentables, tiempo de análisis al superponer capas y obtener datos sin la
necesidad de verificar por completo la realidad de campo.
La falta de conocimiento de herramientas de esta magnitud para los
ingenieros de sistemas significa una limitante en el campo de acción
profesional, por lo cual nos obliga a la actualización continua de los
conocimientos asociados como la geodesia, cartografía, y conocimiento de la
realidad geográfica.
Dentro del manejo de este tipo de software recomendamos la
utilización de PostGis y como herramienta de análisis el SIG Kosmos, que
son de libre distribución y de buenas prestaciones dentro de la gama de
posibilidades, ya que son de licencia abierta y facilitan el normal
desenvolvimiento de sistemas de esta naturaleza.
Como base de datos integradora de datos alfanuméricos y espaciales
la base PostgreSql ya que de la misma forma es una buena alternativa al
software pagado y de excelentes prestaciones y rendimiento para este tipo
de aplicaciones y Sistemas de Información Geográfica.
GLOSARIO
SIG: Conocido también por su acronimo en Ingles GIS, Geographic
Information System se refiere a los Sistemas de Informacion Geografica
IG: Información Geográfica; La administración de recursos, planificación del
territorio, transporte, marketing, entre otras, que constituyen una herramienta
necesaria en el desarrollo local.
LCG: Laboratory of Computer Graphics and Spatial Análisis.
USCB: United Status Census Bureau.
USGS: United Status Geological Survey.
ESRI: Enviromental Systems Research Institute
ArcInfo: estándar mundial en tecnología SIG de ESRI.
S.I.: Sistemas de Información.
CAD: (Computer Aided Design) Diseño asistido por Computador.
DAO: (Diseño Asistido por Ordenador) pero más conocido por sus siglas
inglesas CAD.
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CADD: Diseño y bosquejo asistido por computadora (Computer Aided
Drafting and Design).
2D: 2 dimensiones.
3D: 3 dimensiones.
BIBLIOGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Informaci%C3%B3n_Geogr%C3%A1
fica#column-one.
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Informaci%C3%B3n_Geogr%C3%A1
fica#Concepto.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sistema_de_Informaci%C3%B3n_G
eogr%C3%A1fica&action=edit§ion=2.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sistema_de_Informaci%C3%B3n_G
eogr%C3%A1fica&action=edit§ion=12.
www.eduteca.org/pdfdir/SIG3.pdf
Tutorial de prácticas ArcGIS Ing. Paúl Ochoa A. Universidad del Azuay
