Universidad Universida d de Sant Santia iago go d
Chile
HERR MIENTAS & APLICACIONES S.I.G.
ONCEPTOS
laborado por: Lic. Oscar Galvez P. 2008
INDICE CONTENIDO
Pág.
1. ANTECEDENTES ................................................................................ ....................... .................................................................................. ......................... 1 2. GENERALIDADES ....................................................................................................... ....................................................................................... ................ 3 3 DEFINICIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA ................. 4 4. COMPONENTES DE UN SIG ...................................................................................... .......................................... ............................................ 6 4.1 Hardware .................................................... ............................................................................................................. ............................................................... ...... 6 4.2 Software S oftware ..................................................................................................... ............... 6 4.3 Información ................................................ ......................................................................................................... ............................................................... ...... 7 4.4 Personal ...................................................... ............................................................................................................... ............................................................... ...... 7 4.5 Métodos ........................................................................ ................ .................................................................................................... ............................................ 8 5. Funciones De Los SIG ........................................................ .................................................................................................... ............................................ 8 6. Funcionamiento de los SIG................................................. ............................................................................................. ............................................ 9 7. CONSTRUCCIÓN CONSTRUCC IÓN DE BASES DE DATOS GEOGRÁFICAS .................................. 12 8. TOPOLOGÍAS, MODELOS DE DATOS Y TIPOS DE SIG ...................................... 13 8.1 SIG S IG Vectoriales .................................................... ....................................................................................................... ................................................... 13 8.2 SIG S IG Raster .................................................. ........................................................................................................... ............................................................. .... 14 8. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS CON LOS SIG S IG ................................................. 15 8.1 Mapeo de Escritorio Es critorio ...................................................... ................................................................................................ .......................................... 15 8.2 Herramientas CAD ....................................................... ................................................................................................. .......................................... 16 8.3 Sensores Senso res Remotos ................................................................................................... ................................................................... ................................ 16 8.4 Sistemas Manejadores de Bases de Datos (SMBD) ............................................... 16 9. Aplicaciones de los sistemas s istemas de información geográfica ............................................. 17
INDICE CONTENIDO
Pág.
1. ANTECEDENTES ................................................................................ ....................... .................................................................................. ......................... 1 2. GENERALIDADES ....................................................................................................... ....................................................................................... ................ 3 3 DEFINICIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA ................. 4 4. COMPONENTES DE UN SIG ...................................................................................... .......................................... ............................................ 6 4.1 Hardware .................................................... ............................................................................................................. ............................................................... ...... 6 4.2 Software S oftware ..................................................................................................... ............... 6 4.3 Información ................................................ ......................................................................................................... ............................................................... ...... 7 4.4 Personal ...................................................... ............................................................................................................... ............................................................... ...... 7 4.5 Métodos ........................................................................ ................ .................................................................................................... ............................................ 8 5. Funciones De Los SIG ........................................................ .................................................................................................... ............................................ 8 6. Funcionamiento de los SIG................................................. ............................................................................................. ............................................ 9 7. CONSTRUCCIÓN CONSTRUCC IÓN DE BASES DE DATOS GEOGRÁFICAS .................................. 12 8. TOPOLOGÍAS, MODELOS DE DATOS Y TIPOS DE SIG ...................................... 13 8.1 SIG S IG Vectoriales .................................................... ....................................................................................................... ................................................... 13 8.2 SIG S IG Raster .................................................. ........................................................................................................... ............................................................. .... 14 8. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS CON LOS SIG S IG ................................................. 15 8.1 Mapeo de Escritorio Es critorio ...................................................... ................................................................................................ .......................................... 15 8.2 Herramientas CAD ....................................................... ................................................................................................. .......................................... 16 8.3 Sensores Senso res Remotos ................................................................................................... ................................................................... ................................ 16 8.4 Sistemas Manejadores de Bases de Datos (SMBD) ............................................... 16 9. Aplicaciones de los sistemas s istemas de información geográfica ............................................. 17
9.1 Cartografía Car tografía automatizada ........................................................ ........................................................................................ ................................ 17 9.2 Infraestructura ..................................................................................................... .... 17 9.3 Gestión territorial .......................................................... .................................................................................................... .......................................... 18 9.4 Medio ambiente ...................................................................................................... ................................................... ................................................... 18 9.5 Equipamiento social ...................................................... ................................................................................................ .......................................... 18 9.6 Recursos mineros ................................................. .................................................................................................... ................................................... 19 9.7 Ingeniería de Tránsito ............................................................................................. ................................................... .......................................... 19 9.8 Demografía ................................................................... .......... ................................................................................................... .......................................... 19 9.9 GeoMarketing GeoMark eting ......................................................................................................... .................................................................................. ....................... 20 9.10 Banca ................................................................. ........ ............................................................................................................ ................................................... 20 9.11 Planimetría ............................................................................................... ............. 20 9.12 Cartografía Digital 3D .......................................................................................... .......................................................... ................................ 21 10. Los SIG S IG en los negocios: Herramientas de d e apoyo a la toma de decisiones ................ 21 11. CONCLUSIONES .................................................................................................. .... 25 13. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................ ................ ........................................................................................ ................................ 27
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
SISTEMA
DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
ANTECEDENTES: A título de introdu ción se hace necesaria la desc ipción de los
objetivos
del
resente
documento,
cual
representa
una
documentación de re paldatoria para el curso de He ramientas avanzadas de Sistemas de Información Geográfica. Para
tal
efecto,
e
cuenta
en
primera
instancia
con
un
documento que detal a la parte conceptual del curso, puesto que se hace necesar a la explicitación de los conc ptos para la administración de los objetos geográficos en el marco del software de SIG bajo el esquema del ArcGIS.
1. INTRODUCCION
En los años 1960 y 1970 emergieron nuevas tendencias en la forma de utilizar l s mapas para la valoración de
ecursos y
planificación.
iferentes
coberturas
Dán ose
sobre
independientes
a
entr
cuenta
de
superficie sí, sino
que
que
de
la
las tierra
guardaban
algú
no
eran
tipo de
relación, se hizo l tente la necesidad de evaluarlos de una forma integrada y m ltidisciplinaria. Una manera de sencilla de hacerlo era superponiendo copias transparentes d coberturas
sobre
m sas
iluminadas
y
encontrar
mapas de untos
de
coincidencia en los distintos mapas de los diferentes datos descriptivos.
-1-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
Luego, esta técnica se aplicó a la emergente tecnol gía de la informática con el procedimiento de trazar mapas sencillos sobre una cuadricula de papel ordinario, superponiendo los valores de esa cuadricula y utilizando la sobreimpresión de los caracteres de la impresora por renglones para producir tonalidades valores
de
grises
estadístico ,
reticular;
sin
desarrollados
adecuadas en
embargo, lo
lo
que
estos
suficiente
a
la
se
conocía
métodos y
represen ación
no
no
com
se
eran
de
sistema
e contraban
aceptados
por
profesionales que m nejaban, producían o usaban i formación cartográfica. A finales de los a os 70’s el uso de computadoras progreso rápidamente en el
anejo de información cartográf ca, y se
afinaron muchos de los sistemas informáticos para distintas aplicaciones
cartog áficas.
De
la
misma
manera, se
estaba
avanzando en una serie de sectores ligados, entre ellos la topografía, la foto rametría y la percepción remo a. En un principio, este ráp do ritmo de desarrollo provoco una gran duplicación
de
relacionadas
es uerzos
con
la
en
las
cartografía,
distintas pero
a
d sciplinas
medid
que
se
aumentaban los sistemas y se adquiría experiencia, surgió la posibilidad de arti ular los distintos tipos de e aboración automatizada verdaderos
de
información
sistemas
de
espacial,
información
reunién olos
geográfica
p ra
en
fines
generales. A principios de los años 80’s, los Sistemas de I formación Geográfica (SIG) se habían convertido en un modelo operativo,
a
medi a
que
la
tecnología
de
lenamente
cómputo
se
perfeccionaba, se h cía menos costosa y gozaba de una mayor aceptación. Actualmente se están instalando rápidam nte estos sistemas
en
los
investigación,
o ganismos
las
públicos,
instituciones
los
labora orios
académicas,
la
de
industria
privada y las instalaciones militares y públicas. -2-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
2. GENERALIDADES Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) pueden definirse atendiendo a su carác er de sistema de información, a s
capacidad
para la gestión de datos gráficos o a su concepción co o base de datos. Entre las definiciones más extendidas podemos cit r: •
Sistema
informá ico
captura,
análisis,
diseñado
con
manipulación
el
y
fin
de
consulta
s portar
de
la
información
referenciada esp cialmente para la resolución de p oblemas de gestión. •
Cualquier sistem •
Capturar,
de información que permita: lmacenar y mostrar información ba ada en su
localización espacial. •
Analizar los datos relacionados espacialmente como ayuda en la toma de decisiones.
•
Permitir l modelos
selección e intercambio de información con
analíticos
capaces
de
establecer
diferentes
alternativas. •
Tipo
especializ do
capacidad
de
de
manejar
base
de
datos
datos
caracterizado
geográficos
que
por
pueden
su ser
representados gr ficamente. En
resumen,
Geográfica
es
podem s un
concluir
sistema
de
que
un
Sistema
información
de
con
nformación apacidades
específicas para la c ptura, manipulación, recuperación, análisis, representación, etc.,
de información georreferenciada,
esto es,
aquella en la que la
osición espacial ocupada por los objetos del
mundo
modelizan
real
que
se
forma
parte
inherente
de
dicha
información. Lo más característ co de un SIG es su capacidad de analizar y generar nueva informa ión mediante la manipulación y reelaboración de un conjunto previ
de datos. Un SIG es bastante
ás que un
-3-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
sistema de diseño asi tido por ordenador (CAD/CAM, Computer Aided ), porque tiene la capacidad de Design/Computer Aided Manufacturing relacionar
los
elementos
gráficos
(puntos,
líneas,
polígonos,
etc.) con los que tr baja. Las diferencias con los programas de cartografía asistida por ordenador estriban en su posibilidad de manejar más de un co junto de elementos gráficos al mismo tiempo y, sobre todo, por la capacidad de construir nuevos datos a partir de los ya existentes en la base de datos.
3 DEFINICIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Un SIG se define co o un conjunto de métodos, herr mientas y datos
que
están
diseñados
para
actuar
coor inada
y
lógicamente para capturar, almacenar, analizar, tra sformar y presentar toda la i formación geográfica y de sus atributos con el fin de sati facer múltiples propósitos. Lo una
nueva
tecnología
información necesidad
espacial de
que y
permite
que
disp ner
gestionar
surgió
y
SIG son
analizar
como
resulta o
de
información
rápidamente
resolver problemas y contestar a preguntas de modo
de
la la
para
nmediato.
Existen otras muchas definiciones de SIG, algunas de ellas acentúan
su
compo ente
funcionalidades
y
de
otras
base
de
datos,
enfatizan
el
hecho
herramienta de apoyo en la toma
otras de
de decisiones,
ser
sus una
pero todas
coinciden en referirse a un SIG como un sistema integrado para trabajar con i formación espacial, herramient
esencial
para el análisis y toma de decisiones en muchas áre s vitales para el desarrollo nacional, incluyendo la relacion da con la infraestructura de un
municipio, estado o
inclus
a nivel
nacional. Aunque
al
Información
leer
al unas
Geográfica
definiciones se
puede
de
pensar
los que
Si temas es
algo
de muy
complejo, en realidad resulta sencillo de compren er si se percibe a un SIG como un programa de cómputo, un so tware con -4-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
funciones específic s. En este sentido un SIG es igual que una hoja de calculo o un procesador de textos, solo que para el caso de los SIG se tienen programas como Arcinfo, Geomedia o Geographics, por citar solo a algunos. En términos prácticos, la función principal de este software es contar con carto rafía con bases de datos asociadas, con la
misión
principal
de
resolver
territoriales;
es
ecir,
un
conjuntamente
la
cartografía
problemas
programa y
que
las
esp ciales
permit
bases
o
manejar e
datos
alfanuméricas asociadas. Dicho de esta manera se podría pensar en un CAD com Microstation u
otro
los
del
elementos
que permiten asociar bases d dibujo.
Pero
la
diferencia
, Autocad datos a
f ndamental
estriba que con un SIG es posible realizar análi is de la cartografía para ge erar nueva cartografía en función de los resultados obtenidos, además de hacer consultas más completas al poder combinar criterios alfanuméricos y espaciales. Otras definiciones como
disciplina
ás académicas hacen hincapié o
ciencia
aplicada,
incluye
n el SIG en
su
formulación no solo al software sino también el hardware, equipo técnico y filosofía de trabajo integrándol
todo de
una forma global. U a de las más citadas es la del National Center for
Geograph c Information and Analysis, N.C.G.I.A.:
"un sistema de hard are, software y procedimientos diseñados para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis, modelación para
y
salid
resolver
de
datos
problemas
espacialmente
complejos
refe enciados,
de
planificación
la
Association
y
gestión". La
definición
del
diccionario
de
for
Geographic Information (AGI) y el Departamento de Geografía
de la Universidad d
Edimburgo lo explica como: " n sistema
-5-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
de cómputo
para
analizar
representar
y
o tener,
almacenar,
datos
integrar,
relativos
a
anipular,
la
uperficie
terrestre". De estas definiciones se puede extraer que la impo tancia de los SIG radica en
ue las soluciones para muchos problemas
frecuentemente requieren acceso a varios tipos de i formación que sólo pueden ser relacionadas por geografía o di tribución espacial.
Sólo
manipular
la
tecnología
información
patrones,
relacione
y
usando
SIG
permite
geografía
tendencias
en
la
al acenar
para
y
analizar
información,
todo
tendiente a contribuir a tomar mejores decisiones.
4. COMPONENTES DE UN SIG •
Hardware
•
Software
•
Información
•
Personal
•
Métodos
4.1 Hardware Los SIG corren en
n amplio rango de tipos de co putadoras
desde
centralizados
equipos
hasta
confi uraciones
individuales o de r d, una organización requiere de hardware suficientemente esp cífico para cumplir con las n cesidades de aplicación.
4.2 Software Los programas SIG p oveen las herramientas y funci nalidades necesarias
para
al acenar,
analizar
y
mostrar
i formación
geográfica, los componentes principales del software SIG son: -6-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
•
Sistema de manejo de base de datos.
•
Una interfase
rafica de usuarios (IGU) para el fácil
acceso a las herramientas. •
Herramientas
para
captura
y
manejo
para
soporte
de
de
i formación
geográfica. •
Herramientas
consultas,
a álisis
y
visualización de datos geográficos. Actualmente la mayoría de los proveedores de software SIG distribuyen
product s
información
fáciles
geográ ica
de
usar
estructurada
y
pueden
reconocer
en
muchos
formatos
distintos.
4.3 Información El componente más i portante para un SIG es la in ormación. Se requiere de adecuados datos de soporte para q e el SIG pueda resolver los problemas y contestar a pregun as de la forma mas acertada posible. La consecución de datos correctos generalmente absorb
entre un 60 y 80% del presupuesto de
implementación del
IG, y la recolección de los datos es un
proceso
que
frecuentemente
demora
son
de
Los
datos
por
recursos
largo
productos
que
alfanuméricos
pued n
obtenerse
a
travé
organizar
y
manejar
utilidad. obtenerse
de los
proveedores datos
debe
de ser
el
desa rollo geog áficos
datos.
propios
de y u
Mantener,
políti a
de
la
organización.
4.4 Personal Las tecnologías SIG son de valor limitado si no se los especialistas e
uenta con
manejar el sistema y desarrol ar planes
de implementación d l mismo. Sin el personal expe to en su desarrollo,
la
información
se
desactualiza
y
e
maneja
-7-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
erróneamente, el hardware y el software no se manipula en todo su potencial.
4.5 Métodos Para que un SIG tenga una implementación exitosa de e basarse en un buen diseño los
modelos
y
reglas de actividad definidas, que son
pr cticas
operativas
exclusivas
en
cada
organización.
5. Funciones De Los SIG
Los programas SIG para
la
Captura,
ienen una serie de funciones diseñadas
gest ón
registro
de
información
almacenamiento
información analógi a, en papel, a computadora; esto s
de
datos:
g ográfica: el
paso
de
formato digit l de una
puede realizar de varias maneras como
digitalización, vectorización, importarción y otras. •
Estructuración de
datos
y
manipulación:
cr ación
de
bases de datos, de nueva cartografía. •
Proceso,
anál sis
consultas
y
g áficas,
gestión
de
datos:
alfanuméricas,
opología, c mbinadas,
superposición de planos e información. •
Creación de sa idas: impresión de informes, g aficación de
planos
y
publicación
en
diversos
formatos
electrónicos. Cuestiones A Las Que Responde Un SIG •
Localización ¿Qué hay en...?
•
Condición ¿Dónde sucede que...?
•
Tendencias ¿Qué ha cambiado...? -8-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
•
Rutas ¿Cuál es el camino óptimo…?
•
Pautas ¿Qué pautas existen...?
•
Modelos ¿Qué ocurriría si...?
Estas
cuestiones
relacionadas
son
con
investigación,
l
los
de
interés
primordial en
planificación. SIG
Para
contribuyen
en
a tividades
institu iones el
estud o
de
de
la
distribución y monitoreo de recursos, tanto naturales como humanos, tecnológicos, de infraestructura y sociale
así como
en la evaluación del impacto de las actividades hum nas sobre el medio ambiente respectivo. De esta forma se c ntribuye; por ejemplo, en la
laneación de actividades destinadas a la
preservación de los recursos naturales. Toda la generación
e nueva información que puede
roveer un
SIG depende significativamente de la información qu base de datos dispo ible. La calidad de esta base sus
contenidos
det rminan
la
cantidad
y
posee la e datos y
calida
de
los
resultados obtenidos del SIG.
6. Funcionamiento de los SIG La
construcción
organización
es
e
implementación
una
tarea
de
siempre
un
SIG
en
cualquier
progresiva,
compleja,
laboriosa y continúa. Los análisis y estudios anter ores a la implantación realizar
de
para
un SIG
son
similares
es ablecer
a
cualquier
los
que se
otro
deben
si tema
de
información; sin em argo, en los SIG hay que considerar las características
esp ciales
de
los
datos
utilizados
y
sus
correspondientes procesos de actualización. Es
indiscutible
cualquier eficacia
que los
sistema de de
un
SI
datos
son
el
información. Por se
miden
por
el
principal activo ello tipo,
el la
de
é ito y la alidad
y
vigencia de los datos con los que opera.
-9-
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
Los esfuerzos y la inversión necesaria para crear las bases de
datos
y
tener
un
SIG
eficiente
y
funciona
no
son
pequeños, aunque ta poco significa una gran inversión. Es un esfuerzo
permanent
por
ampliar
y
mejorar
los
datos
almacenados, utilizando las herramientas más eficientes para tal propósito. La información geográfica contiene una referencia t rritorial explicita como latitud y longitud o una referencia implícita como domicilio o c digo postal. Las referencias pueden
ser
derivadas
de
referencias
mplícitas
explicitas
mediante
geocodificación.
Los SIG funcionan geográfica: El
modelo
permite
el
m delo
raster
asociar
relacionar
on dos tipos diferentes de i formación vector
unciona
da os
paquetes
a
de
y
el
modelo
a
través
de
una
una
imagen;
es
decir,
información
a
los
raster.
ret cula e
pixeles
que
pueden de
una
imagen digitalizada. En el modelo vector, la información sobre puntos, líneas y polígonos se almace a como una colección de coorde adas x,y. La
ubicación
describirse
de
con
una
un
sólo
característica punto
x,y.
puntual
Las
pueden
carac erísticas
lineales, pueden al acenarse como un conjunto de puntos de coordenadas
x,y.
Las
características
poligonale ,
pueden
almacenarse como un circuito cerrado de coordenadas. Hoy en día el condicionante principal a la hora de afrontar cualquier
proyecto
disponibilidad estudiar,
de
mientras
disponibilidad
de
basado datos que
en
SIG
lo
const tuye
geográficos
del
hace
años
computadoras
diez
potentes
territorio
que
lo
era
la a la
p rmitieran
- 10 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
realizar los procesos de cálculo involucrados en el análisis de datos territoriales. Pero
además
geográfica Sistema Sistemas
de
de
es
se
un
s
vez
a
factor
Informa ión
de
el
limitante,
elemento
Geográfica
Información;
así,
la
la
i formación
diferenciad r
frente
a
particular
de
un
tipo
de
naturaleza
de
otro
este tipo de inform ción contiene dos vertientes d ferentes: por
un
lado
está
vertiente temática Información
la
vertiente
espacial
y
por
otro
la
e los datos. Mientras otros Sistemas de
contienen
sólo
datos
alfanuméricos
(nombres,
direcciones, números de cuenta, etc.), las bases de datos de un SIG integran ade ás la delimitación espacial de cada uno de los objetos geográficos. Por
ejemplo,
un
l go
que
tiene
su
correspondie te
forma
geométrica plasmada en un plano, tiene también otros datos asociados como nive es de contaminación, flora, fa na, pesca y niveles de captación en relación a la temporada del año. Otro ejemplo podría ser el contar con un suelo definido en los planos de clasificación de un plan maestro de d sarrollo. Este suelo urbaniza le tiene una serie de atributos, tales como su uso, su si tema de gestión, su edificabilidad, sus características
mecánicas,
etc.
Pero
además,
tiene
una
delimitación espacial concreta correspondiente con su propia geometría definida en el plano. Por tanto, el SIG tiene que trabajar a la vez con ambas partes de informaci n: su topografía perfectamente definida en plano y sus atributos temáticos asociados. Es de ir, tiene que trabajar con ca tografía y con bases de datos a la vez, uniendo ambas parte
y constituyendo con todo ello una sola
base de datos geográfica.
- 11 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
De esta manera, se
efine a la topología como esta capacidad
de
ases
asociación
descripción
de
espacia
de
datos
precisa
de
temáticas
objetos
junt
con
geográficos
y
la las
relaciones entre ellos y es precisamente la topología lo que diferencia a un SIG de otros sistemas informáticos
e gestión
de información.
7. CONSTRUCCIÓN DE B SES DE DATOS GEOGRÁFICAS 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 le guaje de las computadoras actu les. Este proceso de abstracc ón tiene diversos niveles y n rmalmente comienza con la co cepción de la estructura de l
base de
datos, generalmente en capas; en esta fase, y depe diendo de la utilidad que se vaya a dar a la información a co pilar, se seleccionan las capas temáticas a incluir.
Pero la estructurac ón de la información espacial
rocedente
del mundo real en c pas conlleva cierto nivel de d ficultad. En primer lugar, la necesidad de abstracción que requieren las
máquinas
impli a
dibujo, de tal form
trabajar
con
primitivas
b sicas
que toda la complejidad de l
de
realidad
ha de ser reducida a puntos, líneas o polígonos. En
segundo
objetos
geográficos
topología, usado
lugar,
para
que
xisten que
relaciones
el
en realidad
definir
las
sistema es
el
espaciales no
método
relaciones
puede
ntre o viar;
los la
matemát co-lógico
espaciales
ntre
los
objetos geográficos puede llegar a ser muy compleja, ya que son muchos los elem ntos que interactúan sobre cada aspecto de la realidad.
- 12 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
La
topología
de
un SIG
reduce
sus
funciones
a
uestiones
mucho más sencillas, como por ejemplo conocer el p lígono (o polígonos) saber
qué
a
que
pertenece
agrupac ón
de
una
determinada
líneas
forman
línea,
una
o
bien
d terminada
carretera.
Existen diversas formas de modelar estas relaciones entre los objetos geográficos o topología. Dependiendo de la forma en que ello se lleve a cabo se tiene uno u otro tipo de Información Geográfica dentro de una
e Sistema
estructu a de dos
grupos principales: SIG vectoriales y SIG Raster. No existe un modelo de datos que sea superior a otro, sino qu
cada uno
tiene una utilidad específica.
8. TOPOLOGÍAS, MODEL S DE DATOS Y TIPOS DE SIG 8.1 SIG Vectoriales Son aquellos Sistem s de Información Geográfica que para la descripción
de
los
objetos
geográficos
utilizan
vectores
- 13 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
(líneas) definidos por pares de coordenadas relativ s a algún sistema cartográfico. Con un par de coord nadas se define un punto, con
os puntos
se genera una línea, y con una agrupación de líneas se forman polígonos. A estos
bjetos de dibujo ya se les pue e asociar
las diversas capas de información que se relacion n con el modelo espacial generado a través de puntos y líneas.
8.2 SIG Raster Los Sistemas de Inf rmación Raster basan su funcio alidad en una concepción implícita de las relaciones de veci dad entre los objetos geográf cos. Su forma de proceder es
ividir la
zona de afección de la base de datos en una retícula o malla regular numérico
de
pequeñas celdas
a
cada
celda
(pixeles)
como
y
atribuir un
representación
de
su
valor valor
temático. Dado que
a malla es regular, el tamaño del pixel
es
conoce
constante
y
se
la
posición
en
coorde adas
del
centro de una de l s celdas, se puede decir que todos los pixeles están georreferenciados. Para tener una descripción precisa de los objetos g ográficos contenidos en la ba e de datos el tamaño del pixel debe ser reducido en función de la escala, lo que dotará a l
malla de
una resolución alta; sin embargo, a mayor número de filas y columnas en la malla, mayor esfuerzo en el proceso
e captura
de la información y mayor costo computacional al
omento de
procesarla.
- 14 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
El
modelo
de
datos
raster
es
útil
cuando
te emos
que
describir objetos g ográficos con límites difusos, como por ejemplo puede ser la dispersión de una nube de cont minantes, o los niveles de c ntaminación de un acuífero su terráneo, donde los contornos no son absolutamente nítidos; en esos casos, el modelo raster es más apropiado que el vectorial.
8. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS CON LOS SIG Los
sistemas
de
características habilidad
de
distingue
del
clasificar
Información
con otros
manip lar
los
resto.
y La
sistemas
sistemas
Geográfica de informació
analizar siguiente de
comparten
datos
geográ icos
seria
información
pero
una
con
lo
su los
forma
de
que
se
relaciona los SIG: •
Mapeo de escritorio
•
Herramientas CAD
•
Sensores remotos
•
Sistemas Manejadores de Bases de Datos
8.1
apeo de Escritorio
- 15 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
Se caracteriza por utilizar la figura del mapa para organizar la información utilizando capas e interactuar con e
usuario,
el fin es la creación de los mapas y estos a su vez son la base
de
datos,
tienen
capacidades
limitadas
de
datos, de análisis y de personalización. Podría
anejo
de
ntenderse
como los inicios de la tecnología de sistemas de i formación geográfica.
8.2 Herramientas CAD Se
utilizan
especi lmente
construcción
tanto
de
para
crear
manufactura
diseños como
y
de
lanos
de
bras
de
infraestructura, es os sistemas no requieren de c mponentes relacionales ni herramientas de análisis, las he ramientas CAD actualmente se han ampliado como soporte para m pas, pero tienen utilidad limitada para analizar y soportar bases de datos geográficas grandes.
8.3 Sensores Remotos Se definen como la técnica de adquisición y pro esamiento digital desde
posterior sensores
de los datos de la superficie terrestre
instalados
en
plataformas
espac ales,
en
virtud de la intera ción electromagnética existente entre la tierra y el sensor.
8.4 Sistemas Manejadores de Bases de Datos (SMBD) Los SMBD se especi lizan en el almacenamiento y manejo de todo tipo de información, incluyendo datos geográfi os, están perfeccionados para almacenar y retirar datos, y se
apoyan
tienen
en
las
ellos
para
herra ientas
este
propósito;
comunes
de
sin
uchos SIG
em argo,
análisi
y
no de
visualización de los SIG.
- 16 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
9. Aplicaciones de los sistemas de información geográfica En la mayoría de los sectores los SIG pueden ser como
una
herramien a
de
ayuda
a
la
gestión
tilizados y
decisiones, a continuación se describen brevemente
toma
de
lgunas de
sus aplicaciones principales:
9.1 Cartografía auto matizada Las entidades públicas han implementado este componente de los
SIG
en
digitales
de
disposición utilidad entidades
la
cart grafía.
de
y
pro uctos
encar an
mantenimiento
Dichos
las empresas a
estos se
c nstrucción
con
las la
planos que
son
puedan
condición
posteriormente
de
e
planos
uestos
a
resultar de
de
ue
estas
proveer versiones
actualizadas de manera periódica.
9.2 Infraestructura Algunos de los pri eros sistemas SIG fueron utilizados por las
empresas
encargadas
del
desarrollo,
manten miento
y
administración de redes de electricidad, gas, agua, teléfono, alcantarillado,
etc.;
en
este
caso,
los
sistemas
SIG
almacenan información alfanumérica de servicios re acionados con las distintas Estos
sistemas
epresentaciones gráficas de los mismos. a macenan
información
relativ
a
la
conectividad de los elementos representados gráfica ente, con el fin de realizar un análisis de redes. La elaboración de m pas, así como la posibilidad d una
consulta
alfanumérica,
combi ada
de
son
funciones
las
información, más
ya
sea
comunes
realizar ráfica
p ra
o
estos
sistemas, también s n utilizados en trabajos de i geniería, inventarios,
planificación
de
redes,
ges ión
de
mantenimiento, entre otros.
- 17 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
9.3 Gestión territorial Son
aplicaciones
SIG
dirigidas
a
la
gestión
de entidades
territoriales y per iten un rápido acceso a la i formación gráfica y alfanumérica, y suministran herramienta análisis espacial de
la
información.
Facilitan
para el
labores
de
mantenimiento de in raestructura, mobiliario urbano, etc., y permiten
realizar
una
optimización
en
los
tr bajos
de
mantenimiento de em resas de servicios. Tienen la facilidad de generar documentos con información gráfica y alfanumérica.
9.4 Medio ambiente Son
aplicaciones
i plementadas
por
instituciones de
medio
ambiente, que facil tan la evaluación del impacto ambiental en
la
ejecución
de proyectos.
adquisición de dato la
concentración
precauciones
y
fundamental
en
explotaciones
con
sistemas
de
permiten el análisis en tiempo real de
de
contaminantes,
me idas
del
trabajos
agrí olas,
caracterización
Integrados a
caso. tales
estudios
de ecosistemas,
fin
de
Facilitan como de
estudios
omar una
las ayuda
refo estación,
represen atividad, de
frag entación,
estudios de especies, etc.
9.5 Equipamiento social Implementación de a licaciones SIG dirigidas a la gestión de servicios de impacto social, tales como servicios s nitarios, centros
escolares,
hospitales,
centros
d portivos,
culturales, lugares de concentración en casos de em rgencias, centros sobre
de
las
recreo, sedes
ya
entre
otros
existentes
y en
suministran una
i formación
determinada
zona
y
ayudan en la plani icación en cuanto a la localización de nuevos centros. Un
uen diseño y una buena impleme tación de
estos SIG aumentan la productividad al optimizar re ursos, ya
- 18 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
que permiten asigna de
atención
a
de forma adecuada y precisa l s centros
usu rios
cubriendo
de
forma
efi iente
la
totalidad de la zona de influencia.
9.6 Recursos mineros El diseño de estos SIG facilitan el manejo de un gr n volumen de
información
ge erada
en
varios
años
de
e plotación
intensiva de un banco minero, suministrando funcion s para la realización puntos
de
análisis
topográficos),
de
elementos
lineales
puntuales
(perfiles,
(sondeos te dido
o de
electricidad), superficies (áreas de explotación) y volúmenes (capas geológicas). Facilitan herramientas de modelación de las capas o formaciones geológicas.
9.7 Ingeniería de Tránsito Sistemas de Información Geográfica utilizados para
odelar la
conducta del tráfico determinando patrones de circu ación por una vía en función
e las condiciones de tráfico y longitud.
Asignando un costo a los o puntos en los que puede
xistir un
semáforo, se puede obtener información muy útil r lacionada con análisis de redes.
9.8 Demografía Se evidencian en e te tipo de SIG un conjunto diverso de aplicaciones cuyo v nculo es la utilización de las variadas características dem gráficas, y en concreto su di tribución espacial,
para
la
toma
de
decisiones.
Algunas
de
estas
aplicaciones pueden ser: el análisis para la impla tación de negocios o servicio
públicos, zonificación electoral, etc.
El origen de los da os regularmente corresponde a poblacionales para
el
caso
elabo ados de
por
México
el
alguna
entidad
organismo
os censos
gube namental;
encargado
de
la
- 19 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
procuración de datos generales es el Instituto Nacional de Estadística
Geografía
aplicaciones
no
e
obligan
Informática, a
una
este
elevada
rupo
precisi n,
de
y
en
general, manejan escalas pequeñas.
9.9 GeoMarketing La base de datos de los clientes potenciales de d terminado producto o servicio relacionada con la información
eográfica
resulta indispensable para planificar una adecuada
ampaña de
marketing diseñar
o
el
rutas
en ío
ópti as
de a
correo seguir
promocional, por
s
podrían
comerciales,
anuncios
espectaculares, publicidad movil, etc.
9.10 Banca Los
bancos
requieren campañas
son
buenos
ubicar como
a
la
usuarios
sus
de
clientes
a ertura
de
los
y
nuevas
SIG
debido
a
que
planificar
anto
sus
sucursales
ncluyendo
información sobre las sucursales de la competencia.
9.11 Planimetría La
planimetría
bidimensional posibilidad pantalla
del
de
sin
tiene
como
erreno
pro ectar
haber
objetivo
la
proporcionándole su
estado
trabajo antes
sobre
en
el
repr sentación al un
sitio
u uario papel
o
f sico
proyecto. El fin de la planimetría es que el usuari
la en del
tenga un
fácil acceso a la i formación del predio; por ejem lo, saber qué
cantidad
de
terrenos desocupados
lugar, o qué canti ad de
se
encuentran
en
el
postes telefónicos necesita para
ampliar su red, o q é cantidad de cable necesita p ra llegar hasta
un
utilizarlo
cliente, como
o
emplearlo
p ataforma
de
en
soluciones
archivos
GIS.
m viles, En
o
otras
palabras, permite el usuario visualizar de forma clara y con
- 20 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
gran exactitud la i formación que se encuentra dentro de su proyecto. Existen distintos tipos de planimetría, que van de la mas básica a la más completa. La elección de
tipo de
planimetría depende del tipo de información que el usuario vaya a necesitar para su proyecto.
9.12 Cartografía Digital 3D Este
tipo
civiles,
de
información
es
planeación
de
población antenas,
reque ida la
para
c bertura
ubicando
los
optimizac ón
interferencias transmisión
en
tridimensional
de
adio
3D; o
realizar, de
redes,
por
ondas
ejemplo, radio
en
radia es
ubicación
frecuencia,
en
cons rucciones
de las ondas de
rebotes de
de
tendido
de
la una
entre
antenas,
de
íneas
el caso de la planeación
de
de un
aeropuerto este modelado tridimensional permitiría realizar el
estudio
de
los
proceso de diseño
espacios
aéreos
que
intervienen
eferenciado, en su caso, la
en
el
iabilidad
técnica de su construcción.
10. Los SIG en los negocios: Herramientas de apoyo a la toma de decisiones Difusión de los SIG en las Organizaciones Difundir el uso de
na nueva tecnología depende del grado en
el cual ésta se ve como un desarrollo maduro. Vario son importantes a
a hora de
factores
determinar la madu ez de la
tecnología SIG. Sin ser extenso, se describen cinco factores que El
son primer
pe tinentes
factor
e
el
grado
en con
este que
las
contexto.
funci nalidades
ofrecidas por el SI
corresponden al tipo de opera iones que
se le exigen. Exist
actualmente un mercado sustancial para
las
aplicaciones
herramientas
specializadas;
específicas
tienen
en
que
algunos ser
casos
agregad s
a
las las
- 21 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
existentes. Esta demanda indica que aún existe un v cío entre las necesidades del usuario pueden
ofrecer.
software
de
Po
SIG
otro
e
la
y lo que
lado,
misma
no
los softwa e de SIG
se
puede
categoría
de,
co ocar por
los
ejemplo,
software procesador s de palabras. Los diferentes tipos de aplicaciones
de
l s
Sistemas
de
Información
eográfica
requieren utilidades altamente específicas que no
ueden ser
cubiertas a través de un solo paquete de software. El segundo factor corresponde a determinar hasta qu software
es
interfase
fácil
entre
e
el
usar, por ejemplo, usuario
y
el
punto el
a través
software.
de
una
¿P eden
los
usuarios de los SIG usar el software sin ayuda, o s
necesita
algún tipo de apoyo permanente?. En años reciente , se han agregado todos los tipos de herramientas a los software de SIG, permitiendo a los usuarios construir su propia interfase especializada. El tercer factor se refiere a las inversiones necesarias en software y hardware. La disponibilidad de muchas he ramientas de software SIG en
C’s y el bajo precio del hardware (PC y
estaciones de trabajo), indica que el costo de hardware y software
no
es
u
gran
obstáculo.
La
educación
y
el
conocimiento constituyen el cuarto factor. Como cada vez las personas falta
y
de
disciplinas conocimie to
problema;
sin
se
involucran
de
los
emb ago,
mismos
todavía
no
más se
con
los SIG, la
vuelve
todos
se
menos tiene
un la
conciencia del enorme potencial de los SIG para los negocios. También el número entrenadas cuestión
en de
SIG
e personas que han sido o están siendo stá
calidad
creciendo.
que
de
El
problema
cantidad.
No
es más una
se
a
podido
determinar si los c nocimientos de los SIG adquiridos en las universidades, general
en
inst tutos
todo
tipo
de
y
centros cursos,
de
capacitación
satisface
la
y
en
demanda. - 22 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
El quinto factor e
el problema de los datos. E te es un
problema mayor porq e disminuye la velocidad del proceso de difusión del uso de los SIG. Las inversiones en datos son altas y los problemas relacionados a disponibilidad, costo, estándares, exactitud y las obligaciones legales están lejos de resolverse. Debido a las actividades de recolección de datos
por
parte
del
sector
gubernamental
y
la
niciativa
privada, la disponi ilidad de datos no es ya un pr blema tan agudo. En cambio, el costo de los datos es ahora el factor más firme que difi ulta el uso de información g ográfica. Aunque fundamentalm nte en el uso de SIG, los problemas de estándares,
exactit d,
cuenta una vez que
y
obligación
legal
son
t mados
en
l problema del costo se ha su erado. Se
espera que el problema de los datos siga siendo el
actor más
importante en el éxito comercial en los próximos años. Resumiendo estos fa tores, parece claro que los S G no son todavía
una
tecno ogía
madura,
esto
explica
orqué
la
difusión de tecnolo ía de los SIG está algo fragmentada. En consecuencia,
se
aplicación
los SIG
de
esperan
diferencias
entre
las
en
el
grado
organizaciones
de
incluso
dentro de una misma organización.
Los SIG en los negocios En general el uso de los SIG se originó de la necesidad de crear y mantener grandes bases de datos espaciale
y de la
necesidad por reali ar cartografía. Grimshaw (1993) describe a
las
aplicacione
herramienta
para
La mayoría de los geográfica,
el
comerciales apoyar
de
la
los
toma
SIG, de
como
una
d cisiones.
erentes manejan datos con una dimensión
uso de
los
SIG
les
permite
identificar
un
patrón espacial en sus datos, hasta ahora desconocido. La importancia de los SIG para las aplicaciones comerciales es
- 23 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
obvia,
conocer
dón e
están
los
mercados
potenc ales,
es
crucial para cualquier negocio. Las aplicaciones op racionales incluyen, por ejemplo, el uso de las funcionalida es SIG para supervisar la provisión de productos en una red de distribución. Para este
ropósito,
los SIG serán utilizados para apoyar actividades diarias de rutina.
Las
requerida
aplicaciones
para
la
toma
tácticas de
proporcionan
decisiones.
Estas
i formación ap icaciones
tácticas generalmen e son usadas por la gerencia media. El proceso
de
toma
de decisiones
requiere
la
combi ación
de
todos los tipos de datos pertinentes a la decisión. Los SIG apoyarán
la
combinación
de
datos
espaciales:
por ejemplo,
información sobre mercado potencial y dónde se loc lizan los competidores, para distribución; puede
ecidir la ubicación de un nuevo canal de
ademá ,
orientarse
a
el uso
de
problemas
los
SIG
como:
a
tácticos
dónde
también
di igir
una
campaña publicitaria para un target específico. Las aplicaciones estratégicas de los SIG están diri idas a la alta
gerencia.
información
ad
estratégicas.
El hoc
La
sistema que
a ta
se
tiene
necesita
gerencia
se
que
proporcionar
para
tomar
apoyará
en
la
ecisiones la
toma
de
decisiones estratégicas por la facilidad de cartografiar de un SIG. Problemas que podrí n involucrar a la alta gerencia son, por ejemplo,
dónde
invertir
o
qué
nuevos
productos lanzar
al
mercado. Esta es s mplemente una manera de clasificar las aplicaciones énfasis
a
un
de
los SIG
un
los
punto importante:
nivel dentro de un requiere
en
tipo
negocios. No obstante, da estar
consciente que
cada
organización y cada tipo de actividad diferente
de
SIG.
Esto
tam ién
está
relacionado al proc so de difusión de la tecnolog a de los
- 24 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
SIG, porque hay una clara secuencia de difusión seg n el tipo de aplicación. En general, las apl caciones operacionales de los SIG serían llevadas a cabo pri ero en una organización. Para de operaciones fue ahorrar
dinero.
res tipos
ácil mostrar que los SIG puede
Además
de
estos
ayudar a
efectos directos,
el
uso
operacional de los SIG también estimuló al conocimiento de los SIG dentro de u a organización. Esto habilita
l próximo
paso de este modo:
ía, mucho
esfuerzo tácticos.
es
l uso táctico de los SIG. Hoy
dedica o
Es
a
esencial
aplicar
integrar
los
SIG
bases
de
a
los
datos
problemas i ternas
y
externas, para un óptimo proceso de toma de decisiones. El grado
en
que
la
a ta
gerencia
estará
usando
un SIG
para
consultar información espacial en sus decisiones es ratégicas dependerá en cuan
xitoso las aplicaciones operacionales y
tácticas han sido i plementadas en su organización. Al mismo tiempo, dependerá de cuán fácil de usar es el software.
11. CONCLUSIONES Como
se
evidentes
ha
visto
las
lo
ventajas
largo que
Información
que
puedan
espaciales,
partic larmente
significa combinar sistema con un banc
de
este
sugiere
ser
documento, resultan
el
uso
de
referenciados por
la
gran
Sistemas a
de
entidades
utilidad
que
a potencialidad de la parte gráfica del de datos interactivo y de act alización
automática. Es claro que la práctica cotidiana en el uso de los SIG en las
organizaciones
importar servicios
si de
el
generarán
se tor
inter et,
de se
la
ventajas empresa
encargue
de
competitivas en la
cuest ón
sin venda
distri ución
de
- 25 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
líneas de procuración de gas natural o se dedique
realizar
estudios de mercado para la introducción de nuevos productos. Sin
embargo,
es
ecesario
destacar
la
amplia
gama
de
aplicaciones de índ le social que pueden tener los sistemas de información geográfica y más importante aún resulta el promover su utilización tanto en el sector gubernam ntal como en la iniciativa pri ada. Por
ejemplo,
sería muy
conveniente
el
uso
de
un SIG
que
permitiera identificar de manera que se pueda publicar para el común de la población las rutas de evacuación, ubicación de albergues, centros de atención médica, etc. e
caso de
emergencias. También
se
prioridad suministro eléctrica
podría en
el
de
diseñar suministro
agua
por
un de
potable,
mencionar
SIG
que
establ ciera
servicios
básicos
alcantarillado
algunos.
y
Resulta
la como
energía mportante
establecer que los SIG no solo se implementan en aquellos proyectos donde se espera un alto porcentaje de
ividendos
para la organizació , sino que se deben colocar en su justa medida aquellos en los que su único fin es el elevar
la
calidad de vida de los habitantes de una población. Para concluir, es i portante destacar que el uso de los SIG no debe ser manejad
como un problema de tecnología, como ha
sido
En
durante
necesidad
de
años. una
cambio,
herramienta
su para
uso el
debe
re lejar
manejo
de
la
datos
espaciales, con la finalidad de resolver un problema.
- 26 -
SISTEMAS SISTEMAS DE INFORMACION EGRÁFICA
13. BIBLIOGRAFÍA •
BORROUGH,
P.A.
and McDonnell
R.
. A
Principles
of
eographical
Information Systems. Oxford University press. 1998. 333 p. •
BORROUGH,
P.A., Pri ciples of Geographical Information
ystems
for
Land Resources Assess ent. Oxford University press. 1986. •
MAQUIRE, D.J., Goodc ild, M.F. and Rhind, D.W. (editors)
eographical
Information Systems, Longman Scientific and Technical. Lond n. 1991. •
ARMENTERAS, D. (2001) . "GIS at the Alexander von Humboldt Institute", Colombia. In: Conservation Geograpgy by C. Convis. ESRI Pre s, USA.
•
ARMENTERAS, D. Franc , C.A. y Villarreal, H. (2001). "Ecosystems of the Eastem Andes Mou tain Range in Colombia" Page 28. ESR I Map Book, Volume 16, USA.
•
ARMENTERAS, D. (2002 . Informe de resultados Sistema de Información Geográfica.
•
EDGAR SÁNCHEZ. "Eval ación del impacto organizacional que ocasiona un proceso
de
implemen ación
de
sistemas
de
información
g ográficos".
Schlumberger Geoquest. Caracas, Venezuela. •
ALEXANDER,
R.
"Ap lying
Digital
Cartographic
and
Geographic
Information Systems Technology and Products to the Nationa
Earthquake
Hazards Reduction Program." Final Report Atlas, Appendix B to Research Project RMMC 86-1 in Proceedings of Conference XXXVIII: A Workshop on "Earthquake Hazards
long the Wasatch Front. Utah," Salt Lake City,
Utah, May 14-16,1886, Open File Report 87-154 (Reston, Virginia: U.S. Geological Survey, 1987). •
BERRY, J.K. "Learnin
Computer Assisted Map Analysis" in Geographic
Information Systems Report, Part III, pp. 39-43. •
BURROUGH, P.A. Principles of Geographical Information Syste ms for Land Resources Assessment (Oxford: Clarendon Press, 1986).
•
CARSTENSEN, Relational
L.W.
" eveloping
Database
and/or
Regional Geographic
Land
Information
Information
Systems:
Systems"
in
Surveying and Mapping, vol. 46, no.1 (March 1986).
- 27 -
