UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
ASIGNATURA:
TOPOGRAFÍA II TEMA:
SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) DOCENTE:
ING. FÉLIX ROJAS CHAHUARES. DICENTE:
DELGADO APAZA, POUL ANDERSON. CODIGO:
SEMESTRE:
122!
"
PUNO # PERU # 2$1
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SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)
CAPÍTULO I 1. INTR INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN
1.1GENERALIDADES. El presente trabajo es una investigación acerca de la tecnología de los Sistemas de Información Geográfica SIG, los usos que pueden tener estos sistemas en los diferentes campos de acción de la ingeniería civil y los programas o software eistentes! El objetivo primordial de este trabajo es mostrar algunos de los usos y aplicaciones que puede tener esta "erramienta en materia de ingeniería civil! #ásicamente se muestran ejemplos de referenciación de información o georreferenciación "ablando en t$rminos de SIG, siendo que esta es una de las primeras etapas en el desarrollo de un Sistema de Información Geográfica!
1.2 OBJETIVO. El objetivo del presente trabajo es mostrar los usos y aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica en la Ingeniería %ivil!
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SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)
CAPÍTULO I 1. INTR INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN
1.1GENERALIDADES. El presente trabajo es una investigación acerca de la tecnología de los Sistemas de Información Geográfica SIG, los usos que pueden tener estos sistemas en los diferentes campos de acción de la ingeniería civil y los programas o software eistentes! El objetivo primordial de este trabajo es mostrar algunos de los usos y aplicaciones que puede tener esta "erramienta en materia de ingeniería civil! #ásicamente se muestran ejemplos de referenciación de información o georreferenciación "ablando en t$rminos de SIG, siendo que esta es una de las primeras etapas en el desarrollo de un Sistema de Información Geográfica!
1.2 OBJETIVO. El objetivo del presente trabajo es mostrar los usos y aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica en la Ingeniería %ivil!
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CAPÍTULO II 2. DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN INFORMACIÓN GEOGRÁFICA GEOGRÁFICA (SIG)
2.1ANTECEDENTES. &esde que el ser "umano apareció en la tierra se "a visto en la necesidad de utili'ar referencias geográficas, por ejemplo, se sabe que el "ombre pre"istórico dibujaba en las cuevas figuras de animales acompa(adas de líneas y tra'os que se supone referían rutas de migración de ciertas especies que ca'aba para diferentes fines! Si se pone atención en ese ese comp compor orta tami mien ento to,, pued puedee "ace "acers rsee una una senc sencil illa la anal analog ogía ía con con los los Sist Sistem emas as de Información Geográfica ya que, en ambos casos se trata de una imagen asociada a unos atributos geográficos! )(os más tarde )(os tarde los fenici fenicios os y otras otras civili civili'ac 'acion iones es tra'ar tra'aron on rutas rutas de nav navega egació ciónn referenciadas principalmente como base para estrategias militares, sin embargo, estas rutas tambi$n permitieron la me'cla de ra'as y culturas! *or su parte los griegos y los romanos utili'aron este tipo de información como base en la planeación de sus ciudades ya que en esa $poca los agrimensores eran sin duda una parte indispensable del gobierno en la +oma! En el Siglo -II, cartógrafos especiali'ados como .ercator demostraron que no sólo un sistema de proyección matemático y un ajustado sistema de coordenadas mejoraba la fiabilidad de las medidas y la locali'ación de áreas de tierra, si no que el registro de fenómenos espaciales a trav$s de un modelo convenido de distribución de fenómenos naturales y asentamientos "umanos representaba un gran avance en la b/squeda de rutas, en la navegación y como estrategia militar! En el siglo -III en la comunidad europea comprendió la importancia de tener un cart cartog ogra rafia fiado do sist sistem emát átic icoo de sus sus tier tierra ras, s, así así que que se crea crea un orga organi nism smoo llam llamad adoo Geogra Geo grap"i p"ical cal Inform Informati ation on Society Society,, encar encarga gado do de reali' reali'ar ar los mapas mapas catast catastral rales es topográficos de todos los países de ese continente, mismos que en la actualidad siguen actuali'ándose continuamente! )ntes de implementar ordenadores a la cartografía, todos los mapas se representaban en bases de papel, toda la información con respecto a este se representaba con puntos, líneas o áreas, y las características básicas mediante símbolos, colores o códigos de teto, teto, todos todos ellos ellos epli eplicad cados os en una leyend leyendaa adjun adjunta, ta, sin embar embargo, go, como como eist eisten en infinidad de características espaciales que pueden representarse en los mapas, surge la necesidad de crear mapas con información de alg/n tema en específico o mapas
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temáticos! 0o mismo sucedía con las bases de datos de alg/n mapa las cuales eran representadas en papel, lo cual representaba una gran limitante! 1no de los precursores de los Sistemas de Información Geográfica fue el &r! 2o"n Snow quien es considerado el pionero de la epidemiología, para ello utili'ó un sistema geográfico a trav$s del cual pudo identificar puntos críticos de brotes de cólera que se estaban suscitando en ese momento, así como tambi$n pudo ubicar los po'os de agua contaminada que eran los causantes de la epidemia! En este sistema, no sólo se utili'ó información real, sino que, tambi$n se anali'aron por primera ve' datos geográficos dependientes! .ás adelante, en la d$cada de los 345s en %anadá fue donde surgió el primer prototipo de los SIG con características muy similares a los sistemas actuales, fue creado para resolver problemáticas respecto a usos de tierra de ese país, pero en realidad es el primer Sistema de Información Geográfica como tal! El mecanismo de operación de este sistema era a trav$s de una mesa iluminada donde se reali'aba una superposición de mapas con diferentes atributos, pero que guardaban una relación entre sí, este procedimiento "i'o posible el cálculo de distancias, proyecciones y es caneos de la información! Este sistema conocido como el Sistema de Información Geográfica de %anadá es considerado como el pionero de estos sistemas ya que su implantación no se limitó a utili'ar sólo la información ya conocida si no que en su desarrollo se crearon tecnologías como software y scanners, tecnologías que "oy en día siguen formando parte de los SIG! 0a incorporación de los sistemas computacionales en los a(os 64 aunado a la evolución de otras "erramientas como la topografía, la fotogrametría y la percepción remota dieron a los sistemas de información geográfica un gran avance, ya que pese a que en un principio fue difícil relacionarlos en poco tiempo pudieron adaptarse convirti$ndose en verdaderos SIG! ) partir de los a(os 745s y debido a la continua actuali'ación de los sistemas de cómputo así como su facilidad de manejo y acceso, los SIG se consolidaron como una poderosa "erramienta para resolver problemas con alto grado de dificultad, de a"í que se "allan implementado en escuelas, en la investigación, instancias gubernamentales, empresas privadas y otros organismos! 0a innovación de las redes de comunicación conjuntamente con otras tecnologías actuales como las imágenes satelitales "an permitido que los datos geográficos se "allan estandari'ado mundialmente para dar paso a una nueva era de los SIG ya que, con estas "erramientas es posible generar parte de la información referenciada desde cualquier equipo de cómputo, esto "ace que estos sistemas tengan una gran ventaja sobre otros ya eistentes y que por ende se "ayan convertido en una tecnología muy /til y confiable de la cual muc"as disciplinas se "an beneficiado!
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2.2 INTRODUCCIÓN AL CONOCIMIENTO DE LOS SIG. 0a aparición de los sistemas de información geográfica SIG, es el resultado de dos tendencias tecnológicas desarrolladas desde la mitad del siglo, con el propósito de agili'ar la ejecución de las investigaciones sist$micas, donde la componente espacial pasa a ser un punto relevante en los análisis! *or un lado, está el desarrollo de los paquetes computacionales tendientes a la manipulación de una gran cantidad de datos, por ejemplo, las bases de datos, las planillas de cálculo, etc! y por otro lado, se desarrolla una tecnología tendiente a las labores gráficas, tanto de dise(o como de ingeniería, cuyo objetivo es el producto gráfico de alta calidad! Ej! , )189%)&! 0os SIG, son el producto de la suma inteligente entre los paquetes computacionales gráficos y alfanum$rico, tendientes a satisfacer las necesidades de un mejor análisis espacial! )ctualmente, ciertas t$cnicas "asta a"ora ajenas a los SIG empie'an a ser integradas a estos sistemas con el fin de buscar soluciones a determinadas cuestiones de índole espacial o territorial! Entre ellas, la evaluación multicriterio :E.%; y multiobjetivo, que se distinguen como imprescindibles "erramientas en los procesos de planificación y toma de decisiones!
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CAPÍTULO III 3. ¿QU ES EL SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)!
3.1DEFINICIÓN. En a(os recientes las tecnologías "an permitido tener acceso a ciertos tipos de información de buena calidad y bajo costo, por ejemplo, imágenes satelitales, bases de datos, navegadores G*S! )sí como a gran variedad de equipo y programas de cómputo, "erramientas que administran y procesan información de toda índole, asociado a esto se dispone de personal capacitado en diferentes áreas a abordar y tambi$n con metodologías o estrategias de aplicación! Si se re/nen y relacionan correctamente todos esos elementos, puede "ablarse de un SIG! &ar una definición concreta de lo que es un SIG es una tarea un tanto compleja, ya que, en el mismo concepto integra tanto componentes como funciones, además si se observan sus antecedentes podrá notarse que estos sistemas "an venido evolucionando continuamente a trav$s del tiempo lo que supone modificaciones relativas en su grado de complejidad o importancia de sus componentes! &iferentes autores "an dado su definición de SIG, así podrían mencionarse tantas definiciones como autores! )lgunos enfati'an su importancia en alguno de sus componentes, otros en su funcionalidad, pero en general todas las definiciones coinciden en que un SIG tiene su máimo beneficio al operar con información geográfica, ya que este concepto define la posición real de alg/n objeto sobre la tierra y que además esta se relaciona con infinidad de áreas y disciplinas! 1na característica importante y propia de los SIG, es que están dentro de la gran familia de los sistemas, mismos que "an tenido una importante aceptación en los /ltimos a(os! *ara fines del presente trabajo un Sistema de Información Geográfica puede definirse de manera muy general como un conjunto de elementos computacionales, datos geográficos y recursos o capital "umano que con base en una metodología, es capa' de capturar, almacenar, procesar y presentar en todas sus formas información espacial debidamente referenciada atendiendo m/ltiples propósitos! 1n SIG es un sistema que permite al usuario integrar y manipular información desde un equipo de cómputo sobreponiendo y relacionando mapas con datos alfanum$ricos y espaciales referidos a distintas temáticas pero con un fin en com/n, dar soluciones a problemáticas manipulando información geográfica! E n general, toda información que contenga alguna referencia geográfica implícita o eplícita puede integrarse a un SIG!
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)ntes de su implantación, la manipulación de información geográfica implicaba grandes cantidades de datos plasmados en papel, lo cual traía consigo errores en las operaciones además de "acer muy laborioso tratar de relacionarlas! En cambio, las operaciones en la actualidad son automati'adas de fácil y rápido acceso, lo cual agili'a las tareas en lo referente a procesamiento de datos reflejando sus beneficios en la toma de decisiones! *or lo antes mencionado, se puede observar que un SIG es un elemento que no eiste por si solo ni se puede adquirir como un software, más bien es una integración de diferentes componentes y tendrá que ser implementado atendiendo una problemática en específico! +esulta importante aclarar que, aunque conceptualmente nada se opone a que los Sistemas de Información Geográfica sean computari'ados o no :)ronoff, <=7=;, en la actualidad cuando se "abla de SIG se está "aciendo referencia a los sistemas computari'ados!
F"#$%& 2.1 mapas temáticos que pueden integrar un sistema de información geográfica!
F"#$%& 2.1. Sistema de Información Geográfica!
8ambi$n se define en función de su objetivo> ?modelo informati'ado del mundo real, descrito en un sistema de referencia ligado a la 8ierra, establecido para satisfacer unas necesidades de información específicas respondiendo a un conjunto de preguntas concreto?:+odrígue' *ascual, <==@;! Es decir, una visión esquemática de una realidad compleja!
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)ctualmente, la percepción que se posee de los SIG, consiste en una especie de mapeo sofisticado! Ello sería desmerecer la potencialidad del sistema, cuya principal ra'ón de ser radica, en el posterior análisis de la información, con la consiguiente etracción multivariable que permite las inferencias adecuadas al problema tratado!
3.2 COMPONENTES DE UN SIG. Está compuesto por cuatro componentes principales, definidos por .aguire :<==<;> @!A!< @!A!A @!A!@ @!A!C @!A!D
Bardware :parte física; Software :programas de aplicación; &atos 0iveware :parte viva del sistema o recursos "umanos;! *rocedimientos
3.2.1 'ARDARE. CPU %omponente físico donde se almacena, maneja y anali'a toda la información espacial! 0os más usados actualmente son *cs y Forstation, seg/n la escala de trabajo! T&*+,-& /,0& "#"-&+"&%& 8abletas electrónicas formadas de una fina malla magn$tica, que permite la captación de datos de coordenadas :, H ; mediante la pulsación de un mouse electrónico!
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S&44,% %omponente físico que permite el ingreso de información gráfica eistente en formato raster! L,-%&0 &iscos, video, cintas, cartdriges, %&, etc!, dispositivos magn$ticos que permiten la recuperación o almacenamiento de información! M4"-% #%56" &ebe cumplir requisitos de un despliegue mínimo de AD3 colores! P+--,% &ibujado automático de información gráfica! I/7%,0%& Eisten de diferentes tipos, láser, inyección de tinta, etc! 8arjetas electrónicas! 3.2.2
SOFTARE.
1n paquete de programas que debe contemplar la posibilidad de reali'ar tareas en los siguientes módulos> a; b; c; d;
Ingreso y verificación de información )lmacenamiento de la base de datos Etracción de la información y salida de resultados )nálisis y modelado
3.2.3 DATOS. Es el elemento crucial de un sistema, ya que sobre la base de ellos, se reali'arán todas las operaciones y de allí la importancia de su disponibilidad, obtención, adquisición, elaboración y veracidad! En general constituye la fa' más costosa de un proyecto! En un proyecto de planificación, la disponibilidad de los datos y el formato en que se encuentran :si son o no digitales; para su ingreso al sistema, debe ser considerado a la "ora de concretar estudios, pues son condicionantes de la potencialidad de un SIG! En regiones como la nuestra, donde reci$n comien'a una sistemati'ación de la información, es frecuente la noJdisponibilidad de datos en formato digital, lo que significa adoptar soluciones al problema! *or un lado, veremos más adelante, tendremos una carga de la información alfanum$rica, que es la usualmente empleada en las bases de datos, planillas de cálculo, etc!, y por otro lado, lo que sí constituye una característica en los SIG, es el ingreso de la información espacial :generalmente en forma de imágenes, planos, mapas, etc!; mediante procesos denominados de digitali'ación!
3.2.8 LIVEARE. Es considerado el elemento más importante de un SIG! Son las personas encargadas del dise(o, implementación y uso del SIG! Son las que encontrarán las soluciones mediante el uso de los SIG, a partir de los datos eistentes!
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Krecuentemente son el puente entre los tres elementos anteriormente citados y los organismos gestores de planificación! *ara que un SIG sea una "erramienta eficiente, debe estar dentro de un conteto organi'ativo adecuado! Es por ello que al implementar un SIG, para alguna aplicación es fundamental tener claro el objetivo que se persigue, satisfaciendo en forma eficiente y oportuna las demandas de información proyectadas! *ara el logro de esta eficiencia se deben estudiar detenidamente dos puntos fundamentales> a; la estructura organi'ativa y funcional, donde se inserta un SIG, con el objeto de agili'ar el flujo de información necesaria en la aplicación! b; 2ustificación, en cada proceso, de la aplicación la variable geográfica como un elemento de análisis!
3.3 FUNCIONES DE LOS SIG. *odemos concentrarlas en cuatro conjuntos fundamentales>
@!@!< @!@!A @!@!@ @!@!C
Entrada de información Gestión de datos 8ransformación y análisis de datos Salida de datos!
3.3.1 ENTRADA DE INFORMACIÓN Los !"os #! $% &!%$'#%# ( !$ !sp%"'o) #!*!+ s,-&'& ,+ "o+,+/o #! 0o#'"%"'o+!s ( s'0p$'"%"'o+!s p%&% ,! p,!#%+ s!& /&%/%#os po& ,+ SIG) !+"%&gá+#os! #! !$$o) $os p&o"!#'0'!+/os #! !+/&%#% #! '+-o&0%"'+ ,! p!&0'/!+ g!+!&%& ,+% *%s! #! #%/os !+ -o&0% #'g'/%$ ( g!og&á"%0!+/! &!-!&!+"'%#%. Los p&o"!#'0'!+/os ,! s! !0p$!%+ p%&% s, '+g&!so) #!p!+#!+ #! $%s -,!+/!s #! '+-o&0%"'+ #'spo+'*$!s. o& o/&% p%&/!) !'s/!+ %#!0ás) #os /'pos #! -,!+/!s #! #%/os: po& ,+ $%#o) $% o*s!&%"'+ #'&!"/% #! $% &!%$'#%#) ( po& !$ o/&o) !$ ,so #! -,!+/!s s!",+#%&'%s "o0o 0%p%s %+%$g'"os ( -o/og&%-%s %&!%s) '+-o&0%"'+ "!+s%$ o #! ",%$,'!& o/&o /'po) p!&o ,! s! p,!#% &!-!&!+"'%& !sp%"'%$0!+/!.
*odemos distinguir dos tipos de información> la gráfica y la alfanum$rica!
I46%/&"94 #%56"&
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%onsiste en cartografía numeri'ada o de imágenes digitali'adas que se encuentran en soportes informáticos como fic"eros específicos o bases de datos! El Ingreso al sistema, se origina mediante diferentes m$todos y sistemas y a cualquier escala de representación! 0a fuente original es sin embargo el mapa tradicional, una representación analógica de la realidad, que no está adaptado para ser procesado por la computadora que utili'a los datos en formato digital! 0os m$todos de captura y almacenamiento de la información geográfica se encargan de esta transformación, y se agrupan en modelos vectoriales :representación vectorial de la realidad; o raster :representación matricial;! Estos datos geográficos configuran la cartografía del sistema y almacenan la información territorial referenciada, permitiendo a(adir de forma independiente atributos unidos a ella!
I46%/&"94 &+6&4$/:%"& %orresponden a atributos de objetos cartografiados susceptibles de georreferenciación! *ara la obtención de los datos alfanum$ricos o temáticos relacionados con los objetos cartográficos es frecuente acudir a fuentes de información eternas como censos, mapas de suelos, boletines meteorológicos, etc! 0a particularidad del SIG, es la de "acer compatibles, relacionables y complementarios ambos conjuntos de datos a fin de facilitar el posterior tratamiento de los mismos!
M:-0 , *0,%;&"94 "%,-& 0a toma directa de datos desde el terreno es el procedimiento más seguro para conseguir generar una base de datos fiable, pero tambi$n la más costosa en cuanto a tiempo y dinero! *or ejemplo, podemos mencionar los tratamientos de información obtenidas de levantamientos topográficos y los de tecnología de punta más usados actualmente con los G*S :Global *ositioning System;, los cuales obtienen información de coordenadas geom$tricas con la ayuda de un conjunto de sat$lites que giran en torno a la 8ierra!
F$,4-,0 0,$4&%"&0 %onstituyen en la actualidad el m$todo más usado para el ingreso de la información>
&) D"#"-&+"&"94 ;,-%"&+ 9btención de coordenadas :, y, ';, de los límites de los objetos espaciales eistentes en el mapa fuente! 0os pasos que se siguen en este proceso son los siguientes> J *reparación de la información fuentes mediante la codificación de los diferentes elementos geográficos> puntos, líneas y polígonos! J .ediante alg/n procedimiento, normalmente una mesa o tableta digitali'adora, se obtienen las coordenadas :, y, '; de cada punto o v$rtice de segmentos lineales! 1n elemento fundamental y primario de este proceso es establecer una relación entre las
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coordenadas de mesa digitali'adora y las del mundo real :geográficas, 18., etc!;, lo cual se reali'a mediante puntos de control que servirán de conectores con la proyección cartográfica seleccionada!
*) D"#"-&+"&"94 %&0-,% /&4$&+ Se reali'a superponiendo sobre el mapa fuente, una cuadrícula cuya celda tiene el tama(o base establecido en proyecto a reali'ar! ) continuación, se codifica cada una de las celdas mediante un valor temático de la variable geográfica!
) S&44,% *&%%,% &$-/5-" En este caso un dispositivo físico reali'a la tarea de asignar a cada punto o celda del mapa fuente, un valor cuantitativo dependiendo de su contenido gráfico! El scanner proporciona una fotocopia del mapa analógico, en el cual se codifica, en forma manual o automática :clasificación de imágenes; el valor que representa el área! *or lo tanto, la obtención de datos automáticos resulta por el momento laboriosa, sobre todo si sumamos a lo ya eplicado, que los mapas que serán leídos por el barredor óptico no pueden tener ning/n tipo de defecto o manc"a, puede todo ello se convierte igualmente en niveles de grises y por lo tanto elementos de error!
) C4;,%0"94 , "46%/&"94 ,<"0-,4-, 9tro m$todo de ingreso de información que cada ve' se "ace más frecuente es la obtención de datos ya ingresados y editados! 0as dificultades más frecuentes a este respecto son la conversión de distintos formatos digitales :&K, )+%JILK9, )S%II, etc!; y la conversión rasterJ vector y vectorJ raster! %on el ingreso al mercado de nuevos softwares desarrollados para este propósito, se abre una nueva posibilidad en este campo de ingreso de la información! Empresas dedicadas al desarrollo de software, ya están ofreciendo productos que permiten la vectori'ación de información escaneada previamente con la corrección posible de errores producto del escaneo! Es evidente que el futuro está en este tipo de conversiones!
3.3.2 GESTIÓN DE DATOS. Gestión y manipulación para almacenar y recuperar la información de la base de datos! Implica como organi'amos la información espacial y temática en la base de datos!
3.3.3 TRANSFORMACIÓN = ANÁLISIS DE DATOS. Es el aspecto fundamental de la potencialidad de los SIG! En esta etapa, se produce el análisis y manipulación de los datos eistentes con el fin de generar una nueva información! )lgunas de las operaciones más comunes son la recuperación, combinación, reclasificación, superposición, correlaciones, etc!, de las distintas capas temáticas
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espaciales, que permiten desarrollar e implementar un modelado espacial que permita la generación de posibles soluciones a problemas inicialmente planteados! *uede considerarse a un SIG como un Mmodelo de simulaciónN a los efectos de la planificación! En $l, el planificador, MsimulaN la respuesta del sistema, ante las diferentes variables intervinientes en el proceso!
3.3.8 SALIDA DE DATOS. 0a salida de datos es la operación que permite presentar el resultado del tratamiento de los mismos en una forma comprensible para el usuario! 1no de estos procedimientos es la visuali'ación! 0a misma puede ser temporal :monitores gráficos; o permanente :en papel, etc!;! Se incluyen aquí los dispositivos como plotters, impresoras, monitores, etc!, que generan imágenes tanto en formato raster como vectorial!
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0as posibilidades de un SIG en relación con las funciones de salida pueden resumirse en> Selección del área a visuali'ar que se desea imprimir o editar! %ambio de escala %ambio de color .odificaciones del teto, dimensiones, etc! Selección de niveles o capas superpuestas %omando para el volcado de datos en soporte magn$tico bajo distintos formatos!
3.8 ESTRUCTURA DE LOS SIG. 0os datos espaciales en un SIG pueden entenderse como un conjunto de mapas de una porción específica de la superficie, representando cada uno de ellos una variable temática :red vía, "idrografía, ocupación del suelo, etc!;! %ada una de estas variables temáticas, recibe una ve' introducida al sistema, el nombre de capa temática o layer!
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C&7&0 -,/5-"&0 +&>,%0 F$,4-, ?--7@@",%.$?"&#.,$@#"0@#"0.?-/ C&7& -,/5-"& +&>,% Mconjunto de elementos geográficos lógicamente relacionados y sus atributos temáticosN! :)ronoff, <=7=;! 8odos los fenómenos, procesos y elementos del mundo real, pueden ser representados en las capas o estratos por los siguientes objetos espaciales que lo definen> O *untos> elementos del mundo real que se asocian a una sola locali'ación :po'o, torre, n/cleo urbano, etc!; O 0íneas :arcos;> elementos que requieren de una secuencia de coordenadas espaciales! Ej! %amino, línea de alta tensión, etc! O Preas :polígonos;> elementos que son representados por una secuencia de coordenadas que se encierran en un punto! Ej! > onas urbanas, provincia, etc! O
%eldas :píeles;> elementos que representan un valor temático asociado!
0a estructuración de la información del mundo real en capas mediante los objetos espaciales, brinda la posibilidad de obtener información acerca de su>
L&+"&"94 *osición absoluta de cada objeto con respecto a sistemas de coordenadas : e y; conocidas! R,+&"4,0 -7+9#"&0 locali'ación relativa en función de otros objetos espaciales y sus relaciones o la manera en que los objetos se relacionan entre sí! A-%"*$-0 -ariable de descripción temática ligada a cada objeto que no está relacionada a la posición :color, incidencia de una epidemia, índice de natalidad;! En la estructura de los SIG, una cuestión fundamental de se(alar, es que un punto de una determinada capa, tiene eactamente la misma locali'ación :, y; en cualquiera de las capas que se están anali'ando! Esto es lo que permite una superposición de las capas entre sí para un posterior análisis!
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3. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS. 0os SIG comparten características con otros sistemas de información, algunos de estos permiten manipular información gráfica y manipulan bases de datos, sin embargo no tienen la capacidad de manejar, anali'ar y relacionar información geográfica esa es la gran ventaja que tienen los SIG sobre los demás sistemas!
3..1 C/7$-,% &", ,0"#4 (CAD). 0os sistemas asistidos por ordenador, son básicamente "erramientas de dise(o y su principal cualidad son las funcionalidades gráficas que en sus momento se eplotaron para dibujar mapas, sin embargo, la gran virtud de los SIG con respecto a estos sistemas es la diversidad de datos y grandes vol/menes de información espacial referenciada que pueden manipularse para reali'ar operaciones de análisis y por supuesto la superposición de mapas con diferentes temáticas!
3..2 C&%-#%&6& &$-/&-"&&. 0a cartografía automática es una "erramienta que of rece grandes ventajas en lo que se refiere a imágenes cartográficas de alta calidad, sin embargo eiste una gran diferencia entre un SIG y la cartografía automática y esta es que la cartografía no genera topología en las imágenes, as í que podría decirse que se trata solo de un dibujo y por lo tanto su capacidad de análisis queda bastante limitada!
3..3 S,40%,0 %,/-0. 0a detección remota es el arte y la ciencia de "acer mediciones de la tierra desde sensores, tales como cámaras montadas en aviones, sat$lites y otros dispositivos! Estos sensores recolectan información por medio de imágenes! Estos sistemas proveen capacidades para manipulación, análisis y visuali'ación de imágenes! Sin un fundamentado manejo de datos geográficos y operaciones analíticas por lo cual quedan en desventaja ante los potentes SIG!
3..8 S"0-,/&0 , /&4, , *&0,0 , &-0 SMBD %omo su nombre lo indica son sistemas especiali'ados en el almacenamiento y manipulación de grandes bases de datos de cualquier tipo incluyendo datos geográficos! .uc"os SIG los utili'an como apoyo, aunque en la actualidad los propios software SIG pueden almacenar por si solos grandes bases de datos! 0a gran diferencia entre los SIG y los S.#& es que estos /ltimos no tienen las "erramientas analíticas y de visuali'ación de los SIG!
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CAPÍTULO IV 8. USOS DE LOS SIG EN LA INGENIERÍA CIVIL. 0a esencia de la ingeniería civil se centra en la responsabilidad de concebir y materiali'ar las obras de infraestructura, indispensables para la prestación de servicios p/blicos> de comunicaciones, de transporte, de agua para las ciudades, industrias y agriculturaQ de la energía, edificación para la vivienda, el comercio, la industria, la
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salud, la educación y el turismoQ y en los /ltimos lustros preocupada y ocupada en la preservación del medio ambiente! Sin embargo, su labor es tan compleja que cada una de las problemáticas a las que se enfrenta tendrá características propias, similares en concepto, pero completamente diferentes en ejecución, siempre con la necesidad de tomar decisiones a corto pla'o y la constante actuali'ación y consulta de información, todo ello tanto en campo como en oficina! 0levar a buenos t$rminos las gestiones de infraestructura es una tarea muy complicada, ya que para dar solución a la infinidad de problemáticas que se presentan en este campo es necesario interactuar simultáneamente con distintos tipos de información generándose enormes bases de datos! *ara resolver esta problemática la ingeniería se apoya en algunas de las tecnologías disponibles en la actualidad, tecnologías que pueden contribuir en la b/squeda de soluciones a las complejas labore s a las que se enfrentan los profesionales de la construcción! En los /ltimos a(os, los Sistemas de Información Geográfica "an demostrado ser una valiosa "erramienta de apoyo en la toma de decisiones, dando solución a problemáticas relacionadas con las distintas áreas de la ingeniería! En general, son sistemas dise(ados para capturar, almacenar, procesar y presentar en todas sus formas, vol/menes importantes de información, geográfica! En la actualidad "ay muc"os campos de la ingeniería civil donde los Sistemas de Información Geográfica están siendo empleados como "erramienta para anali'ar, dise(ar e implementar soluciones efectivas y eficientes! En este sentido las aplicaciones de los SIG en la ingeniería civil se "an desarrollado en materia de "idrología, recursos "ídricos, el transporte, topografía, medio ambiente, por mencionar algunos! En todos los casos los SIG se utili'an para facilitar el análisis de ingeniería, modelado, dise(o, implementación, gestión y finalmente la toma de decisiones! El presente trabajo subraya la necesidad de incorporar las tecnologías SIG en materia de ingeniería civil como "erramienta que apoye en las labores de dise(o ejecución y monitoreo de las grandes obras de infraestructura! )sí se presentarán los conceptos necesarios para el uso que puede darse a los SIG dentro de principales áreas de estudio de la ingeniería civil, siendo estasQ uso en "idráulica, uso en la geotecnia, uso en la rama de la construcción, uso en la 'onificación sísmica, uso en la ingeniería sanitaria y ambiental y por /ltimo el uso de estos sistemas en sistemas transporte!
8.1USO DE LOS SIG EN LA 'IDRÁULICA. 1no de los mayores retos a que se enfrenta la ingeniería civil en la actualidad es sin duda el tema del agua! *or una parte atendiendo los beneficios de su correcto aprovec"amiento y por otro intentando dar solución a los incontables da(os que esta genera!
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0a ingeniería "idráulica es la disciplina responsable de crear las obras de infraestructura que satisfagan las necesidades de una población! *ara ello "ace uso de sus conocimientos e ingenio aplicando todas las "erramientas y tecnologías disponibles! En general eisten m$todos matemáticos tradicionales empleados en resolver dic"as problemáticas! Sin embargo, en los /ltimos a(os, las tecnologías SIG están siendo aprovec"adas para el dise(o, ejecución, operación y mantenimiento de las diferentes obras "idráulicas! 0a mayor parte de las aplicación es "idrológicas llevadas a cabo en los SIG son evaluaciones de riesgos naturales y estudios de locali'ación! En ambos casos eiste cierta similitud, pero en realidad disponen de un tratamiento diferente! En los estudios de locali'ación de actividades, las condiciones para la implantación de SIG son conocidas, mostrando grandes ventajas para sondear con rapide' 'onas apropiadas o desfavorables para la ejecución de alguna actividad! En cambio, en las evaluaciones de riesgos naturales, se ejecutan operadores aritm$ticos más complejos! ) continuación se "ará referencia de algunos casos típicos de utili'ación de los Sistemas de Información Geográfica en la ingeniería civil en el área de la "idráulica! +eali'ar la caracteri'ación "idrológica de una cuenca es una tarea muy compleja, en algunos casos debido a la carencia de datos, otros más por registros incompletos de los mismos o en algunos, por la complejidad para conseguir sus registros! En general, cada microcuenca, poseerá características particulares que la diferencian del resto de su entorno, pero entre ellas, eiste cierta relación en lo referente a cuestiones "idrológicas, como precipitación, escurrimiento, infiltración, entre otros! 0os datos antes mencionados, son utili'ados en la reali'ación de las modelaciones "idrológicas, buscando generar nuevas variables, como caudales, p$rdida de suelo o de precipitación, empleando para ello algunas t$cnicas y metodologías ya establecidas! En algunas cuencas la cantidad de información es tan grande y compleja que en ocasiones la aplicación tradicional de fórmulas resulta difícil o en algunos casos impracticable! En este sentido, la metodología de los Sistemas de Información Geográfica :basada en la relación de mapas con distintas temáticas; permite reali'ar este tipo de modelaciones! En ingeniería civil, estas modelaciones "idrológicas son de gran apoyo en la simulación de ciertos eventos, en particular, son muy /tiles cuando es necesaria la representación espacial de redes de drenaje! 0ocali'ación de potenciales embalses con fines de riego y generación de energía el$ctrica!
0a ubicación de un embalse debe locali'arse sobre el cause de un río, eactamente en una 'ona que re/na ciertas características! En primera instancia, se busca un embalse que topográficamente permita la formación de un vaso de almacenamiento :una ve' construida la cortina;! 9tro de los aspectos a considerar en la locali'ación de un embalse es sin duda que su construcción tenga el mínimo impacto ambiental sobre la 'ona en
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cuestión y finalmente que dic"a ubicación sea tal que, minimice los efectos negativos en actividades "umanas, sociales o culturales! %omo cada uno de los embalses posee características propias, "abrá que evaluar particularidades en cada uno de ellos para determinar el más adecuado! )demás de las condiciones antes mencionadas, la distancia a las 'onas de aprovec"amiento es uno de los factores que determinarán la mejor ubicación del caudal! &e esta manera, una ve' definido el embalse podrá reali'arse un estudio a m ayor detalle que incluya un modelo a escala que permita evaluar su factibilidad económica! *ara el caso de los embalses con mayor potencial tambi$n pueden reali'arse estudios a detalle con fines de aprovec"amiento el$ctrico! %onjugar todos esos criterios para una evaluación preliminar de posibles ubicaciones de embalses puede reali'arse mediante la aplicación de un Sistema de Información Geográfica que permita estudiar la ocurrencia espacial de los condicionantes y en base a la superposición de mapas jerarqui'ar la viabilidad de las posibles ubicaciones! &e esta manera, siguiendo con la mecánica del ejemplo anterior y con el apoyo de las capas temáticas necesarias y los datos disponibles en formato SIG puede crearse un mapa que permita definir de manera visual y cuantitativa las características propias, ventajas y desventajas de posibles embalses con fines de riego yRo generación de energía el$ctrica! %on el empleo de estos sistemas tambi$n es posible reali'ar evaluaciones acerca de la estabilidad de presas, como ejemplo, la %omisión Kederal de Electricidad apoyándose en los SIG reali'ó el estudio de estabilidad de la presa 8eputepec :.ic"oacán; para conocer la configuración topográfica del fondo de la presa, identificando a su ve' la profundidad del tirante de agua y el ángulo del talud, con lo c ual se podrá calcular la altura de a'olve eistente en la 'ona cercana a la cortina! 0a altura del a'olve sirve de referencia para calcular las presiones "idrodinámicas a las que est á sometida la cortina debido al empuje provocado por este! O
&eterminación de 'onas de riesgo de inundación!
0as inundaciones son uno de los mayores desastres naturales de los que se tiene referencia, debido a que estas son causa de incalculables p$rdidas materiales y sobre todo "umanas! El impacto de un desastre de tales magnitudes crea la necesidad de predecir o simular de alguna manera su comportamiento con la finalidad anticiparse a estos eventos o en su defecto contar con las bases necesarias para tomar decisiones importantes ante el impacto de un desastre, buscando disminuir las p$rdidas antes mencionadas! En este marco, los SIG son "erramientas de gran apoyo a los m$todos de evaluación eistentes ya que, la implantación de un sistema de este tipo, proveerá de una mejor perspectiva ante un desastre a nivel espacial tomando en cuenta la administración y evaluación del riesgo ante tales eventos, es decir, ayuda a cuantificar los da(os
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ocasionados permitiendo contar con bases en la toma de decisiones sobre el uso de suelo! *or ejemplo, en 'onas aleda(as a un río! 0a magnitud de las p$rdidas debidas a inundaciones y su distribución en un mapa de inundación dependen de tres factores, "idrológicos, de uso de tierra y de asentamientos "umanos! 0os factores "idrológicos encierran características propias de la inundación tales como, profundidad de la inundación, duración de la lluvia que ocasiona la inundación, arrastre de sedimentos entre otros! *or su parte los usos de tierra se refieren a tipo, uso y valor de la 'ona afectada! *or /ltimo los factores "umanos son básicamente medidas preventivas dirigidas "acia la población que "abita las 'onas consideradas en riesgo! En general, la aplicación de estos sistemas en la determinación de 'onas de riesgo por inundaciones ofrece a los ingenieros civiles grandes ventajas como pueden ser! El a"orro de tiempo y recursos, comparando el empleo de estos sistemas automati'ados con los m$todos de tra'ado manual, considerando la posibilidad de reali'ar distintos escenarios probables o deseados para una mejor toma de decisiones! 9frecen una manera dinámica e interactiva para trabajar los distintos parámetros "idrológicos e "idráulicos generando mapas de inundación espacialmente georreferenciados, integrando en ellos grandes cantidades de información para posible consulta o actuali'ación de la misma! %apacidad de relacionar simultáneamente todos los c ampos que se crean necesarios en capas temáticas que pueden interactuar tanto visual mente como num$ricamente generando nueva información acerca de alguna 'ona en estudio! %reación de modelos tridimensionales a partir de la información geográficamente referenciada para conocer a detalle las características de un terreno y tomar medidas de uso de suelo en la 'ona! )sí se puede concluir que la utili'ación de los Sistemas de Información Geográfica permitirá a los ingenieros civiles contar con una "erramienta que les permita mejorar su visión en un conteto espacial ya que puede asistir en la toma de mejores decisiones en los distintos campos de la "idráulica!
8.2USO DE LOS SIG EN GEOTECNIA. 0a cimentación de una obra :sin importar la magnitud de esta;, no se reali'a sin estudiar seriamente el subsuelo! 0os mapas geológicos proporcionan una primera indicación, sin embargo, para que el estudio tenga sustento, "abrá que reali'ar pruebas tanto en laboratorio como en campo! :Benri %ambefort;!
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0a geotecnia es la rama de la ingeniería civil que se encarga de estudiar las propiedades del suelo que conforma las diferentes 'onas de la superficie terrestre, tanto de manera superficial como profunda! Su finalidad en materia de ingeniería civil, es proporcionar las bases para lograr la mejor interacción entre un suelo y una estructura! 8radicionalmente un estudio geot$cnico requiere tanto pruebas de campo como de laboratorio, para definir las propiedades de un suelo con fines ingenieriles! Información que para fines de registro y posterior consulta es plasmada, una parte en mapas y otra en "ojas de información descriptiva y num$rica! 0os mapas geot$cnicos, constituyen un m$todo en la ingeniería geológica para presentar cartográficamente información geológicoJgeot$cnica con fines de planificación, usos de territorio, construcción y mantenimiento de obras de ingenieríaQ aportan datos sobre las características y propiedades del suelo y del subsuelo de una determinada 'ona para evaluar su comportamiento y prever los problemas geológicos o geot$cnicos! 0os datos incluidos en los mapas geológicos :topografía, relieve, litología, estructura, etc!; permiten deducir información valiosa sobre las propiedades de los materiales pero las descripciones geológicas no son suficientes para su aplicación en geotecnia! *ara ello, los mapas geot$cnicos deben considerar aspectos como> J 8opografía y 8oponomia J &istribución y descripción litológica de las unidades geológicas J Espesor de suelos, formaciones superficiales y rocas alteradas J &iscontinuidades y datos estructurales J Investigaciones previas eistentes J +iesgos Geológicos )sí es que, indudablemente, eisten muc"as 'onas donde con anterioridad se "an reali'ado pruebas para conocer las características de un suelo, es decir, eiste información que pudiera ser reutili'able en posteriores estudios! Sin embargo, eiste un gran inconveniente al tratar de consultarla debido a que esta se encuentra plasmada en mapas de papel y almacenada en cajas, lo cual resulta ser en la mayoría de los casos una tarea muy difícil y poco práctica! O
1so de los SIG en la digitali'ación y almacenaje de información
%omo uno de los primeros usos, un Sistema de Información Geográfica, permite reali'ar la captura y almacenaje de los grandes vol/menes de información que se encuentran en papel! En el caso de la cartografía, se procede a reali'ar su digitali'ación y georreferenciación para su ingreso a un ordenador! Simultáneamente a este proceso, se reali'a la captura y almacenaje de su correspondiente información en formato alfanum$rico, en sus correspondientes tablas de atributos! )mbos formatos de información guardan entres si una relación, es decir, cada capa o mapa, contendrá su correspondiente tabla de atributos con la información disponible acerca de un tema, en este caso, información de suelos! &e esta manera, pueden relacionarse los distintos ampos de manera práctica por medio de un ordenador, mejorando algunas de las
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aplicaciones de estos sistemas en el manejo de información, incrementando la capacidad de respuesta de las tareas que se reali'an cotidianamente! El empleo de los SIG para el tratamiento y análisis sistemático de información tiene por finalidad principal la 'onificación y clasificación del territorio en base determinados criterios, seg/n los objetivos de los mapas, por medio abogada de la superposición de estos con información variada! &e esta manera la participación de los Sistemas de Información Geográfica en materia de geotecnia permite a los ingenieros contar con una "erramienta de apoyo en la simplificación de tareas que de otra manera resultarían impracticables! En t$rminos generales el empleo de SIG geot$cnicos permite entre otras cosas> J
El tratamiento y análisis automático de datos
J
9btención de mapas de elementos temáticos
J
)lmacenamiento de importantes bases de datos
J
0a simulación de modelos tridimensionales
J +eali'ar una evaluación preliminar del tipo de suelo, principalmente en etapas de anteproyecto J
%onocer y consultar y consultar las posiciones de registro de datos
J
.ejorar el levantamiento de planos
J
%orregir, actuali'ar y reutili'ar los datos en m/ltiples ocasiones
J .antener la calidad de la información gráfica, es decir, esta no se deteriora con el paso del tiempo como sucede con la cartografía tradicional
O 1so de SIG en control de amena'as por desli'amientos de terreno en 'onas monta(osas! 0os desli'amientos de tierra en laderas, son un problema muy frecuente asociado principalmente a factores comoQ pendientes pronunciadas, orientación de fracturas o grietas, topografía, actividad sísmica, erosión, lluvias intensas, permeabilidad y vegetación! %on frecuencia son causa de da(os en infraestructura, principalmente carreteras y asentamientos "umanos irregulares! En <=6C, uno de los desli'amientos de tierra más grandes de la "istoria ocurrió en el valle del río .antaro en los )ndes del *er/ :Buitc"ison and oga, <=6D;! 1na laguna temporal fue formada cuando el desli'amiento represó el río .antaro causando la inundación de granjas, tres puentes y alrededor de A4m de carretera causando el deceso de D44 personas aproimadamente! Este desastre es un ejemplo del potencial destructivo de los desli'amientos de tierra y del porque son considerados entres los peligros naturales!
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0os SIG representan una importante alternativa en el desarrollo de mapas de susceptibilidad, ya que por medio de ellos, es posible crear distintos escenarios de falla referidos a 'onas que se determine sean susceptibles a desli'amientos! En general, los mapas SIG de susceptibilidad a desli'amientos, se pueden usar como "erramienta para identificar áreas de terreno mejor caracteri'adas para el desarrollo de infraestructura, eaminando el riesgo potencial de los desli'amientos! O 1so de los sistemas de información geográfica para representación de sondeos geot$cnicos SIGJSG! 0os sondeos geot$cnicos son una de las pruebas que mejor describen el subsuelo de alguna 'ona determinada, se caracteri'an por ser de peque(o diámetro y relativa facilidad de registro! Estas pruebas pueden alcan'ar profundidades de
8.3USO DE LOS SIG EN LA RAMA DE CONSTRUCCIÓN. 0a rama de la ingeniería civil que se encarga de la ejecución física de las obras de infraestructura es la construcción, su función es tanto operativa como administrativa y es la responsable de verificar que se lleven a cabo y en los mejores t$rminos, todas las actividades y especificaciones de alguna obra civil en particular y sobre todo esta es una de las ramas que requiere de la constante toma de decisiones tanto en campo como en gabinete! )"ora bien, las enormes cantidades de información que se generan durante la planeación, ejecución y mantenimiento de cualquier obra de infraestructura son muy variadas y complejas! )dministrar esos grandes vol/menes de datos representa un enorme grado de complejidad ya que con frecuencia es necesario reali'ar modificaciones en lo referente a sus especificaciones! 1n Sistema de Información Geográfica resulta ser una ecelente alternativa en el manejo de esas grandes bases de datos, ya que como se "a mencionado, es capa' de capturar, almacenar, anali'ar y presentar grandes vol/menes de información siempre que esta contenga alguna característica geográfica! 0a metodología de este tipo de
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sistemas considera entre otros aspectos, aproimar los datos a las informaciones, las informaciones a las decisiones, las decisiones a las acciones, y las acciones a los mejores resultados! )sí mediante el empleo de un SIG es posible manipular la información de alguna obra de ingeniería, por lo que puede considerarse como una "erramienta de gran apoyo para anali'ar, consultar o modificar un proyecto, pero sobre todo como una sólida base para la toma de decisiones! *or ejemplo a trav$s de un SIG pueden monitorearse obras en planes, en ejecución o en mantenimiento, "aciendo que estos proyectos tengan un importante beneficio en cuanto a costo y tiempo! %on relación al seguimiento de obras un SIG puede manipularse por los responsables y supervisores de obra siendo que son estos quienes requieren información verificando el correcto desarrollo de las actividades programadas, así como el cumplimiento de la normatividad, para de ser necesario "acer las modificaciones o actuali'aciones pertinentes! &e este modo puede decirse entonces que un modelo de gestión aplicado a obras civiles mediante un SIG, deberá tomar en cuenta la necesidad de operar de acuerdo a un buen plan de desarrollo, lo cual sugiere que un SIG nunca se termina, pues es un esquema de trabajo y no una simple tarea por lo que este debe ir adecuándose seg/n los cambios que incurran en la organi'ación! )sí pues, un SIG implementado permite tener acceso de información así como b/squeda selectiva de datos de manera eficiente, rápida y actuali'ada de las edificaciones consideradas en alguna 'ona de estudio! Entre los principales objetivos que puede cumplir un SIG en la gestión de obras de infraestructura de manera que "aga más eficientes las actividades tanto administrativas como operativas se pueden mencionar las siguientes> O Generación de distintos escenarios, lo que representa una gran ventaja tanto en la planeación como en la toma de decisiones! O
%onsulta y actuali'ación de información siendo esta visual como alfanum$rica!
O
9ptimi'ación de los recursos as se pueden mencionar las siguientes!
Entre los principales usos de los Sistemas de Información Geográfica en el área de construcción se encuentran los siguientes! O 1so en movimiento de tierras! 1na de las actividades a reali'ar previo a la construcción propia de alguna obra como una presa, una carretera, un aeropuerto, etc!, es el movimiento de tierras! %on el apoyo de un SIG es posible reali'ar el cálculo aproimado de vol/menes de material que serán despla'ados a partir de un modelo digital del terreno! 1so en relación costo "ora máquina! En grandes obras como presas y autopistas es necesario ubicar bancos de materiales que sean competentes y que además se
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encuentren cerca de la 'ona de construcción para ser utili'ados como material de rellenos! &espla'arlos del lugar de origen a la 'ona de obra implica importantes costos en lo referente a consumos "oraJmáquina! 1n SIG puede identificar la ruta más corta entre un banco de materiales y una 'ona de obra, con lo cual se minimi'a en gran medida el coste "oraJmáquina! O 1so en administración de actividades! %on un SIG es posible crear un mapa de todas las obras que se est$n desarrollando en alguna 'ona de inter$s y llevar un monitoreo del avance y las actividades en cada una de ellas, así como la ubicación de los proveedores de insumos que se localicen cerca de cada una de estas! O 1so en identificación y tra'o de caminos de acceso! 1na de las actividades a reali'ar previo a una obra es identificar y crear los caminos de acceso, por donde se "ace evidente ingresará maquinarias, materiales y trabajadores! *or el manejo espacial de la información, un SIG resulta ser una efica' "erramienta para locali'ar las rutas de acceso más adecuadas! En general las aplicaciones de un SIG en el ámbito de la construcción son una "erramienta muy /til por su capacidad de interacción entre usuario y ordenador, es así como su participación puede intervenir desde la planeación nuevas obras "asta el mantenimiento y o mejoras de las ya eistentes! Es importante subrayar que un SIG no es una "erramienta que necesariamente sustituya los m$todos tradicionales, más bien es una "erramienta que puede interactuar con otros procedimientos ya eistentes para optimi'ar al máimo los recursos ya que esta es una de las tareas principales de los ingenieros civiles!
8.8 USO DE LOS SIG EN SISTEMAS DE TRANSPORTE *ara que un país pueda tener un el desarrollo "umano, social y económico sustentable, se necesita, entre muc"as otras cosas, un sistema integral, eficiente, seguro y de alta calidad de infraestructura y operación de los transportes, carretero, ferroviario, a$reo, marítimo, multimodal y urbano que est$ en proceso de mejora continua! *ara lograrlo, es indispensable la participación intensiva de la ingeniería civil aplicando su capacidad tecnológica para planear, dise(ar construir, conservar y operar todo tipo de infraestructura! En este apartado se ejemplificarán los usos de las tecnologías aplicadas a los sistemas de transporte específicamente el caso de los SIG como "erramienta de apoyo en el desarrollo de estos sistemas en materia de ingeniería civil! El transporte, como fenómeno social, posibilita la articulación e integración territorial así como el intercambio de bienes e ideas entre poblaciones! Es además un fenómeno geográfico incuestionable por su clara epresión territorialQ de a"í, que la dimensión espacial del transporte adquiera la categoría de elemento de análisis fundamental en los procesos de planeación, en la formulación de proyectos de inversión y sea un criterio relevante en el proceso de toma de decisiones!
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El transporte es sin duda una actividad compleja que involucra distintos factores siendo estos, transportistas, usuarios, autoridades y prestadores de servicios auiliares, con necesidades e intereses diferentesQ reali'a funciones diversas como la comunicación, integración, traslado de bienes y personas y requiere de m/ltiples tareas para su ejecución, como serían planeación, organi'ación, dise(o, construcción, mantenimiento, conservación, control de operación, etc! *ara llevar a los mejores t$rminos las gestiones de infraestructura de transporte, es necesario formular metas y objetivos que se relacionen con las tendencias de una cierta población y los niveles deseados de servicios! Este se logra a trav$s de la simulación de los diferentes escenarios posibles buscando siempre lo deseable a futuro! Es así como se "ace incuestionable la participación de los SIG reali'ando distintas tareas en los proyectos de infraestructura de transporte! )ctividades que van desde la captura y almacenamiento de todo tipo de información referente al tema, su análisis y presentación tanto de manera gráfica como num$rica! &entro de ese marco las aplicaciones específicas de los Sistemas de Información Geográfica en el sector transporte, podrían clasificarse en siete áreas fundamentales> 1. Inventarios de infraestructura! 0ocali'ación, dimensiones, condiciones físicas,
nombre de propietarios o de administradores a cargo, capacidad y costos de operación! A! Inventario de equipamiento, condiciones y uso! Información sobre el n/mero, las distancias de recorrido, propiedad, velocidad, capacidad, costos de operación y características de los modos de transporte! @! Kuncionamiento y condiciones de las empresas de transporte! Gastos, ingresos, propiedad, cobertura de mercados, fuer'a laboral, características de los servicios p/blicos y privados! C! Klujos de pasajeros y carga! -ol/menes, valor, distribución y comportamiento geográfico! D! )spectos demográficos y actividades económicas! &istribución regional, inventario de ve"ículos y capacidad de traslado, comercio y usuarios en el sistema de transporte! 3! )"orro y seguridad! )ccidentes, registro de "eridos, servicios m$dicos de emergencia, "oras de operación de los servicios, causas, etc! 6! Kinanciamiento y programas de administración! 0a visión sist$mica del transporte permitirá identificar y atacar la problemática particular de cada modo de transporte o elemento del sistema y la escala territorial abordada! %omo se "a mencionado con anterioridad, un SIG, puede describirse tambi$n por el tipo de demandas a las que puede dar respuesta, esa es otra de las grandes cualidades de estos sistemas, su correcta aplicación puede facilitar por ejemplo>
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Identificar qu$ es lo que se encuentra en una locali'ación determinada! 0a locali'ación puede describirse de varias formas, por ejemplo, por su topónimo, por su código postal o por referencias geográficas como latitud y longitud! En el caso del transporte, la utilidad de esta función es m/ltipleQ permite eplorar y ubicar la información disponible, por ejemplo a partir del tipo de camino, de una marca de ilometraje determinadaQ o bien, reconocer en el mapa o vista un elemento de infraestructura determinado, por ejemplo un puente, una intersección a desnivel, un puerto o aeropuerto, entre otros! %aso contrario al anterior un SIG puede identificar lo que se encuentra en un punto, lo que se busca es un lugar que re/na ciertas condiciones, por ejemplo> un terreno sin bosque que tenga un área mayor de A444 metros cuadrados, que est$ a menos de <44 m! de una carretera y al que sus condiciones geot$cnicas le permitan soportar edificios! 9tros ejemplos en el sector transporte giran en torno a la diferenciación de tramos carreteros seg/n características de los flujos que transitan por ellos, aquellos que tiene un tránsito diario promedio anual determinado, pero que tengan una composición ve"icular con predominio de tracto camionesQ otro ejemplo, es cuando se busca distinguir los aeropuertos con una cantidad de operaciones de despegue y aterri'aje! 1na tercera característica, involucra a las dos anteriores y su respuesta establece que diferencias ocurren en un área determinada a trav$s del tiempo! *ara el caso del transporte, al ser un proceso evidentemente dinámico de clara manifestación espacial, su utilidad es muc"a! Se aplica cuando se desea anali'ar los cambios en el tránsito diario promedio de una carretera, los cambios en la ocupación de los derec"os de vía, así como, el impacto en el entorno a partir de la construcción de alguna obra de infraestructura del transporte! En general los usos que pueden tener los SIG en materia de transporte, son m/ltiples y ofrecen grandes ventajas! %abe resaltar que los resultados obtenidos aplicando SIG, en cuanto a registro de información en campo, muestran un alto grado de precisión en la locali'ación de los tra'os y atributos! %abe mencionar que los SIG son una "erramienta que sin sustituir los m$todos tradicionales, representa grandes ventajas con respecto al manejo y presentación de la información, su correcta implementación genera importantes y variadas alternativas en la toma de decisiones en materia de transporte tanto a nivel local como regional! *or lo que su aplicación es ampliamente recomendable en los sistemas de transporte y en general, en los diferentes campos de acción de la ingeniería civil!
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CAPÍTULO V . SOFTARE SIG EISTENTES EN EL MERCADO Es muy com/n que los SIG y los programas de cómputo SIG sean confundidos, por lo que resulta importante recordar que este /ltimo es sólo uno de los componentes de un verdadero SIG! )"ora bien, para que el manejo de información de un SIG tenga los mejores resultados, es importante elegir el programa de computo SIG que mejor se ajuste a las necesidades de un problema! Eisten en el mercado muc"os programas de cómputo especiali'ados en SIG, cada uno de ellos con características y funciones propias, pero en general todos los programas manejan información tanto en formato vectorial como ráster! Lo "ay ning/n líder entre los programas, algunos tienen muy buenas "erramientas para el tratamiento de imágenes
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de sat$lite y otras incluyen un amplio rango de módulos para el modelado de evaluaciones estadísticas! &urante el manejo de información generalmente se requiere la participación de más de uno de estos seg/n las características de los datos y aplicaciones! ) continuación se mencionan algunos de los programas de cómputo SIG que son más usuales en el manejo de información espacial! O A%V", Es un programa de consulta y visuali'ación de mapas vectoriales y ráster! 1na de sus grandes ventajas es su potente motor de base de datos el cual permite a(adir categorías a los atributos a medida que se visuali'a el mapa en pantalla! O A%GIS Es la nueva generación de SIG que viene a integrar bajo una misma arquitectura los programas )rc-iew, )rcEditor y )rcInfo, con multitud de "erramientas de análisis consulta y presentación de datos mejorando la toma de decisiones! O M&7I46 Está enfocado al mercado de gestión de mapas aplicado a las empresas, permitiendo reali'ar análisis sofisticado s y detallados para tomar decisiones más acertadas! O E%&0 I/&#, Es un potente software de tratamiento digital de imágenes, así como un SIG! Kácilmente integrable con sistemas vectoriales como )rcGIS! O ERM&77,% Es un avan'ado sistema de proceso digital de imágenes, teledetección y composición cartográfica, enfocado a las ciencias de la tierra para integrar, reali'ar, visuali'ar e interpretar los datos geográficos! O PCR&0-,% Es un SIG que consiste en un juego de "erramientas para guardar, manipular, anali'ar y recuperar la información geográfica! Es un sistema basado en formato ráster, sin embargo, la arquitectura del sistema permite la integración de modelos con las funciones de los SIG clásicos! O G,/,"& 1tili'ado en la captura y manejo de datos espaciales dise(ado para trabajar con bases de datos relacionales estándares! O GRASS Es un SIG usado en el manejo de datos, procesamiento de imágenes, producción gráfica, modeli'ación espacial y visuali'ación de diferentes tipos de datos!
SPRIG Soporta funciones de procesamiento de imágenes, análisis gráfico, .!&!8!, álgebra de mapas consulta a base de daos relacionales, importación de datos, georreferenciación, etc! O
M"%&/4> *ermite la edición, visuali'ación y consulta de mapas ráster y vectoriales!
I%"0" > Es un programa adecuado para la visuali'ación y manejo de información tanto en formato vectorial como ráster, aunque el análisis está orientado principalmente
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