Conceptos básicos Sobre Sistemas de Información Geográfica

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Conceptos básicos sobre Sistemas de Información Geográfica (SIG)

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Miguel Angel Sanz Santos

Miguel Angel Sanz Santos

Significado de S.I.G.

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Un SIG consiste en información de naturaleza diversa sobre un determinado territorio, almacenada en un conjunto de bases de datos tanto gráficas como alfanuméricas, cuya relación con el territorio se realiza a través de un sistema de referencia geográfico y se gestiona a través de uno o varios programa informáticos específico; el conjunto es soportado por un sistema de computadores y por un personal especializado.

Significado de S.I.G. Formas de obtención de datos Diseño de un proyecto Tipos de programas gestores Preparación de datos Georreferencia de los datos Operaciones básicas

Breve historia de S.I.G.

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El Dr John Snow fue el precursor de los Sistemas de Información Geográfica, en 1854 cartografió la incidencia de los casos de cólera cólera en un mapa del distrito de SoHo en Londres. Este “ protoSIG ” permitió a Snow situar con suficiente precisión el foco origen del brote de cólera, que correspondió a un pozo de agua contaminado. El primer primer SIG como lo conocemos actualmente, es el Canadian Geographical Information System – CGIS CGIS,, iniciado en 1964 y activo desde 1967. Se dedica al inventario y planificación de ocupación del suelo en grandes zonas. (Departamento de Agricultura de Canadá – Roger Tomlinson, IBM).

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El Open Geospatial Consortium (OGC) fue creado en 1994 y agrupa a más de 250 organizaciones públicas y privadas. Su fin es la definición de estándares abiertos e interoperables dentro de los Sistemas de Información Geográfica. Persigue acuerdos entre las diferentes empresas del sector que posibiliten la interoperación de sus sistemas de geoprocesamiento y facilitar el intercambio de la información geográfica en beneficio de los usuarios. Anteriormente fue conocido como Open GIS Consortium.

Breve historia de SIG

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La evolución sufrida por los SIG desde su nacimiento hasta la actualidad se puede escalonar en cuatro etapas ligadas al desarrollo de los sistemas informáticos: 1966-1970: el Hardvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis crean el programa SYMAP (1968). Continua el programa CALFORM y aparecen GRID e IMGRID para formatos raster. Como SIG desarrollados en esta etapa t enemos: Land Use and Natural Resources Information System – LUNR -> 1967 – NY Minnesota Land Management Information System – MLMIS -> 1969 – Minnesota 1970-1980: se elabora el programa POLYVRT que introduce en la estructura de datos la topología de los objetos cartográficos. Destacar de esta etapa: Polygon Information Overlay System – PIOS -> 1971 The Oak Ridge Modelling Information System – ORMIS -> 1972 1980-1997: comienza con la salida del programa ODYSSEY un verdadero gestor de sistema de información geográfica y en el se incluye la digitalización semiautomática de datos espaciales, la gestión de bases de datos y la elaboración interactivas de los datos. ESRI desarrolla ARC/INFO (vector) y comienzan a desarrollarse programas como IDRISI, ERDAS, etc (raster). 1997-actualidad: en esta última etapa, los SIG alcanzan un gran desarrollo y expansión gracias fundamentalmente a la evolución y ampliación de las capacidades de los ordenadores, el desarrollo de los lenguajes de programación y el avance del tratamiento gráfico.

Significado de S.I.G.

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?

Suelo A1 A2

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Geología Población C3

B

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Problemática – objetivos

 €

Economía

...

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Diseño de un proyecto

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...

Obtención de datos Fuentes de datos

Preparación de medios

Modos de asimilación

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Obtención de datos Conversión de datos Georreferenciación de los datos Generación de documentos operativos para el SIG Obtención de soluciones al problema

Preparación del trabajo

Entrega de resultados

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Tipos de programas gestores.

Preparación de datos. Transformación de los datos a las estructuras legibles por los programas gestores:

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Más que dos tipos de programas gestores existen dos formas de tratar la información, éstas son la base sobre la que se inspiran los l os diferentes programas.

Raster' (teselados): (teselados) : la información de las variables se almacena en porciones cuadradas (teselas o píxeles píxeles)) que almacenan el valor medio o más representativo del territorio que representan. '

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Matrices de valores relacionados con una característica del territorio (raster) Dibujos de polígonos, lineas y puntos que representen elementos del territorio (vectoriales) Bases de datos que aglutinen información secundaria sobre elementos puntuales, lineales o extensiones areales del territorio.

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'Vector' (Vectorial): la información se divide en dos parte, una gráfica conformada por puntos, lineas  y polígonos ; la otra formada por una base de datos ligada a los diferentes elementos vectoriales, donde se almacena las características de cada uno de ellos.

Miguel Angel Sanz Santos

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Tipos de programas gestores.

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Raster El sistema de almacenamiento de los datos se realiza a través de una malla, en la que cada unidad de ésta guarda un valor numérico que hace referencia a la variable que se representa.

Tipos de programas gestores.

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Vector

Tipos de mallas Identificador Perímetro Área Valor gráfico

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···

···

Valor del píxel

Tamaño del elemento

···

Significado del valor

···

···

···

12

XXX*YYY

Calizas

14

XXX*YYY

Arenas

32

XXX*YYY

Adamellitas

4

XXX*YYY

Cuarzo

···

···

···

Elementos areales Elementos lineales

Elementos puntuales

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···

···

100

12000

7000

···

···

···

Localizador Código Color Etiqueta

···

···

635

10

···

···

···

···

FF11B1 Calizas

···

···

El sistema de almacenamiento de los datos se realiza a través de un gráfico vectorial asociado a una base de datos donde se almacenan las características de cada elemento que compone la capa o cobertura, así como las relaciones topológicas (relaciones espaciales) entre los elementos.

Tipos de programas gestores.

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Vector Nodo final

Punto: su área y perímetro son 0, tiene identificador, coordenadas X e Y y tipo  d o  e r d   i e  u  z q    i z  d o   L a

Arcos: tiene identificador, punto inicial y final (con coordenadas X e Y), vértices que definen su forma (con coordenadas X e Y), tipo y longitud. Además si la cobertura es de polígonos, tenemos identificados los polígono situados en el lado derecho e izquierdo del arco.

Vértice   h o  e c  e r  o d  d   L a

Nodo inicial

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D

Los polígonos: relacionan varias tablas, quedan definidos por un nodo especial y por el conjunto de arcos que los delimitan (importante la orientación del arco), presentan un identificador, perímetro y área I

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Localizador de polígono

I D

I

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Georreferencia de los datos

D

Miguel Angel Sanz Santos

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Georreferencia de los datos

Georreferencia de los datos

Sistemas de proyecciones cartográficas según sistemas de transformación Sistemas convencionales: es un verdadero sistema de proyección cartográfica, poliédrico

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Sistemas de proyecciones cartográficas según sistemas de transformación Sistemas convencionales: es un verdadero sistema de proyección cartográfica, poliédrico

Sistemas naturales o perspectivas: se utiliza una proyección de la superficie, proyección estereográfica

Sistemas naturales o perspectivas: se utiliza una proyección de la superficie, proyección estereográfica

Sistemas artificiales o por desarrollo: hay una sustitución de la forma original (esfera) por una otro figura geométrica tangente a la primera.

Sistemas artificiales o por desarrollo: hay una sustitución de la forma original (esfera) por una otro figura geométrica tangente a la primera.

Sistemas artificiales o de desarrollo Proyección cilíndrica conforme de Mercator Proyección U.T.M. O cilíndrica transversal c onforme de Gauss Proyección cónica conforme de Lambert

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Sistemas artificiales o de desarrollo Proyección cilíndrica conforme de Mercator Proyección U.T.M. O cilíndrica transversal c onforme de Gauss Proyección cónica conforme de Lambert

Proyección de Bonne

Proyección de Bonne

Proyección de mínima anamorfosis de Tissot

Proyección de mínima anamorfosis de Tissot

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Operaciones básicas

Tipos de operaciones básicas en los SIG

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Operaciones básicas Algebraicas: operaciones aritméticas con y entre mapas

1

4 2

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Operaciones algebraicas Operaciones geométricas. Operaciones topológicas. Operaciones relacionales. Operaciones lógicas.

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+3=

3

1

1 2

3

+

5

3 2

6 2

=

3 4 3

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Operaciones básicas Geométricas: operación que determinan características geométricas del territorio as anc i ia  ta s t D i is

5 5

6

Volumen

4

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Topológicas: superposición

Operaciones básicas 1Característica 2 Id Situación Situación x Situación Situación y Característica 1Característica 3 yyyyy Xxxxx 1 Urbano 12 xxxxx yyyyy 2 Forestal 45 xxxxx yyyyyy 3 Regadio 1 yyyyy xxxxx 4 Urbano 7 xxxxx yyyyyy 5 Recreativo 19 yyyyyy xxxxxx 6 Forestal 1'Característica 2' Id. Situación Situación x. Situación Situación y Característica . . . Característica yyyyy Xxxxx . 1. . Limos . 10.000 . xxxxx . yyyyy 2. . Calizas . 5.000 . Margas xxxxx yyyyyy 3 13.000 Calizas xxxxx yyyyy 4 25.000 Arenas xxxxx yyyyyy 5 2.000 Limos yyyyyy xxxxxx 6 10.000 . . . . . . . . . . . . . . .

Área

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4

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1Característica 2 Id Situación x Situación y Característica 1Característica 3 yyyyy Xxxxx 1 Urbano 12 xxxxx yyyyy 2 Forestal 45 xxxxx yyyyyy 3 Regadio 1 yyyyy xxxxx 4 Urbano 7 xxxxx yyyyyy 5 Recreativo 19 xxxxxx yyyyyy 6 Forestal . . . . . . . . . . . . . . .

Característica 1' Característica 2' Limos Calizas Margas Calizas Arenas Limos . . .

10.000 5.000 13.000 25.000 2.000 10.000 . . .

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Operaciones básicas Relacionales:

Reclasificación 1=1 2 1=1 1 1 1 3=2 = 2 2 4=2 3 4 5 5=3

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Operaciones básicas Lógicas:

2

1 3

2 4

1 5

3 1

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0