Manipulación de datos

c
     c
 Se hace para obtener información útil de los datos previamente ingresados al sistema. La manipulación de datos abarca dos tipos de operaciones: 1.p Àperaciones para eliminar errores y actualizar conjuntos de datos actuales. 2.p Àperaciones que hacen uso de técnicas analíticas para dar respuesta a preguntas específicas formuladas por el usuario. El proceso de manipulación puede ser desde una simple posición de dos o más mapas, hasta una extracción compleja de elementos de información dispares, de una gran variedad de fuentes. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG), junto con el Diseño Asistido por Computador (CAD) constituyen una parte integral del trabajo. Esto incluye la representación visual de los datos y la integración de las soluciones de manejo de datos. ^   c
 Las modernas tecnologías SIG trabajan con información digital, para la cual existen varios métodos utilizados en la creación de datos digitales. El método más utilizado es la digitalización, donde a partir de un mapa impreso o con información tomada en campo se transfiere a un medio digital por el empleo de un programa de Diseño Asistido por Àrdenador (DAÀ o CAD) con capacidades degeorreferenciación. Dada la amplia disponibilidad de imágenes orto-rectificadas (tanto de satélite y como aéreas), la digitalización por esta vía se está convirtiendo en la principal fuente de extracción de datos geográficos. Esta forma de digitalización implica la búsqueda de datos geográficos directamente en las imágenes aéreas en lugar del método tradicional de la localización de formas geográficas sobre un tablero de digitalización.  
  
c
 Los datos SIG representan los objetos del mundo real (carreteras, el uso del suelo, altitudes). Los objetos del mundo real se pueden dividir en dos abstracciones: objetos discretos (una casa) y continuos (cantidad de lluvia caída, una elevación). Existen dos formas de almacenar los datos en un SIG: raster y vectorial.

ºp 
  Ñn tipo de datos raster es, en esencia, cualquier tipo de imagen digital representada en mallas. El modelo de SIG raster o de retícula se centra en las propiedades del espacio más que en la precisión de la localización. Divide el espacio en celdas regulares donde cada una de ellas representa un único valor. ºp è   En un SIG, las características geográficas se expresan con frecuencia como vectores, manteniendo las características geométricas de las figuras. En los datos vectoriales, el interés de las representaciones se centra en la precisión de localización de los elementos geográficos sobre el espacio y donde los fenómenos a representar son discretos, es decir, de límites definidos. Cada una de estas geometrías está vinculada a una fila en una base de datos que describe sus atributos. Por ejemplo, una base de datos que describe los lagos puede contener datos sobre la batimetría de estos, la calidad del agua o el nivel de contaminación. Esta información puede ser utilizada para crear un mapa que describa un atributo particular contenido en la base de datos. Los lagos pueden tener un rango de colores en función del nivel de contaminación. Además, las diferentes geometrías de los elementos también pueden ser comparados. Así, por ejemplo, el SIG puede ser usado para identificar aquellos pozos (geometría de puntos) que están en torno a 2 kilómetros de un lago (geometría de polígonos) y que tienen un alto nivel de contaminación. Los elementos vectoriales pueden crearse respetando una integridad territorial a través de la aplicación de unas normas topológicas tales como que "los polígonos no deben superponerse". Los datos vectoriales se pueden utilizar para representar variaciones continuas de fenómenos. Las líneas de contorno y las redes irregulares de triángulos (TIN) se utilizan para representar la altitud u otros valores en continua evolución. Los TIN son registros de valores en un punto localizado, que están conectados por líneas para formar una malla irregular de triángulos. La cara de los triángulos representa, por ejemplo, la superficie del terreno. Existen ventajas y desventajas a la hora de utilizar un modelo de datos raster o vector para representar la realidad.

è 
 èectorial La estructura de los datos es compacta. Almacena los datos sólo de los elementos digitalizados por lo que requiere menos memoria para su almacenamiento y tratamiento. Codificación eficiente de la topología y las operaciones espaciales. Buena salida gráfica. Los elementos son representados como gráficos vectoriales que no pierden definición si se amplía la escala de visualización. Tienen una mayor compatibilidad con entornos de bases de datos relacionales. Las operaciones de re-escalado, reproyección son más fáciles de ejecutar. Los datos son más fáciles de mantener y actualizar. Permite una mayor capacidad de análisis, sobretodo en redes.

Raster La estructura de los datos es muy simple.

Las operaciones de superposición son muy sencillas. Formato óptimo para variaciones altas de datos. Buen almacenamiento de imágenes digitales.

c
 
 Raster Mayor requerimiento de memoria de La estructura de los datos es más almacenamiento. Todas las celdas compleja. contienen datos. Las operaciones de superposición son Las reglas topológicas son más difíciles más difíciles de implementar y representar. de generar. Las salidas gráficas son menos vistosas y estéticas. Dependiendo de la resolución Eficacia reducida cuando la variación de del archivo raster, los elementos pueden datos es alta. tener sus límites originales más o menos definidos. Es un formato más laborioso de mantener actualizado. Tiene muy limitada la cantidad de información que almacena. èectorial

c

 
 Los datos no espaciales también pueden ser almacenados junto con los datos espaciales, aquellos representados por las coordenadas de la geometría de un vector o por la posición de una celda raster. En los datos vectoriales, los datos adicionales contienen atributos de la

entidad geográfica. Por ejemplo, un polígono de un inventario forestal también puede tener un valor que funcione como identificador e información sobre especies de árboles. En los datos raster el valor de la celda puede almacenar la información de atributo, pero también puede ser utilizado como un identificador referido a los registros de una tabla. ^  
c
 La captura de datos y la introducción de información en el sistema consumen la mayor parte del tiempo de los profesionales de los SIG. Hay una amplia variedad de métodos utilizados para introducir datos en un SIG almacenados en un formato digital. Los datos impresos en papel o mapas en película PET pueden ser digitalizados o escaneados para producir datos digitales. Con la digitalización de cartografía en soporte analógico se producen datos vectoriales a través de trazas de puntos, líneas, y límites de polígonos. Este trabajo puede ser desarrollado por una persona de forma manual o a través de programas de vectorización que automatizan la labor sobre un mapa escaneado. No obstante, en este último caso siempre será necesario su revisión y edición manual, dependiendo del nivel de calidad que se desea obtener. Los datos obtenidos de mediciones topográficas pueden ser introducidos directamente en un SIG a través de instrumentos de captura de datos digitales mediante una técnica llamada geometría analítica. Además, las coordenadas deposición tomadas a través un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) también pueden ser introducidas directamente en un SIG. Los sensores remotos también juegan un papel importante en la recolección de datos. Son sensores, como cámaras, escáneres o lidar acoplados a plataformas móviles como aviones o satélites. Ñn SIG destinado al cálculo de rutas óptimas para servicios de emergencias es capaz de determinar el camino más corto entre dos puntos teniendo en cuenta tantas direcciones y sentidos de circulación como direcciones prohibidas, etc. evitando áreas impracticables. Ñn SIG para la gerencia de una red de abastecimiento de aguas sería capaz de determinar, por ejemplo, a cuantos abonados afectaría el corte del servicio en un determinado punto de la red. Ñn Sistema de Información Geográfica puede simular flujos a lo largo de una red lineal. èalores como la pendiente, el límite de velocidad, niveles deservicio, etc. pueden ser

incorporados al modelo con el fin de obtener una mayor precisión. El uso de SIG para el modelado de redes suele ser comúnmente empleado en la planificación del transporte, hidrológica o la gestión de infraestructura lineales.  p 
 
  
 En teoría, los valores reales de los elementos hidrológicos no se pueden determinar por medición porque los errores de medición no se pueden eliminar completamente. La incertidumbre en la medición tiene un carácter probabilístico que se puede definir como el intervalo donde se espera que el valor real permanezca con una cierta probabilidad o nivel de confianza. La anchura del intervalo de confianza se denomina también margen de error. Si las mediciones son independientes unas de otras, se puede estimar la incertidumbre en los resultados de las mediciones tomando unas 20 a 25 observaciones y calculando el valor de la desviación típica, y luego determinando el nivel de confianza de los resultados. En general, este procedimiento no puede aplicarse en mediciones hidrométricas, debido a los cambios en el valor a medir durante el período de medición. Por ejemplo, es evidente que, sobre el terreno, no se pueden realizar mediciones consecutivas de caudal con un molinete a nivel constante. En consecuencia, se tiene que hacer una estimación de la incertidumbre, examinando las diferentes fuentes de error en la medición. Àtro problema que se plantea en la aplicación de datos estadísticos a los datos hidrológicos se debe al supuesto de que las observaciones son variables aleatorias independientes de una distribución estadística fija. Esta condición raras veces se cumple en las mediciones hidrológicas. El caudal de un río, por naturaleza, no es aleatorio, depende de valores previos. Generalmente se admite que no es muy importante la manera como se produce el apartamiento entre los datos hidrológicos y los conceptos teóricos de errores. Sin embargo, cabe insistir en que ningún análisis estadístico puede reemplazar las observaciones correctas, en particular porque con estos análisis no se pueden eliminar los errores sistemáticos. Sólo errores aleatorios pueden caracterizarse por medios estadísticos. El tipo de error cometido puede ser: p G   los errores aleatorios no se pueden eliminar, pero se pueden reducir sus efectos mediante la repetición de las mediciones de los elementos. La incertidumbre en la media aritmética calculada a partir de V medida independiente es la raíz cuadrada de V

veces más pequeña que la incertidumbre de una sola medición. La distribución de los errores aleatorios se puede considerar como normal (gaussiana). En algunos casos, la distribución normal puede o debería ser remplazada por otras distribuciones estadísticas. 
  
    G   ×p Estandarizar los métodos de medición en el manual de operaciones. ×p Adiestramiento y acreditación del observador. ×p Refinamiento del instrumento de medida. ×p Automatización del instrumento. ×p Repetición de la medición. Op 
   los errores sistemáticos provienen principalmente de los instrumentos y no se pueden reducir aumentando el número de mediciones, si los instrumentos y las condiciones de medición permanecen invariables. Si el error sistemático tiene un valor conocido, este valor se debe sumar o restar del resultado de la medición y el error debido a esta fuente se debe considerar como nulo. El error sistemático debe ser eliminado mediante correcciones, ajustes apropiados o cambiando el instrumento, y/o cambiando las condiciones del caudal, por ejemplo, la longitud del tramo recto del canal de aproximación a una estación de aforo. Con frecuencia estos errores se deben a condiciones de medición difíciles, como caudales no estacionarios, río de meandro y la mala localización de las estaciones. 
  
    
   ×p Estudios de doble ciego, para controlar las expectativas. ×p Realización de medidas ocultas. ×p Àcultación de resultados. ×p Calibración del instrumento. Estos tipos de errores pueden darse conjuntamente. Es muy importante conocer la cantidad de error que se está cometiendo. p  
   
    
G

 

  

 Cada instrumento y método de medición tiene sus propias fuentes de error, por lo tanto, sería difícil dar una lista exhaustiva de todas las fuentes de errores posibles. Las fuentes de

error específicas generalmente figuran en las descripciones del diseño de los instrumentos y en el modo de empleo, como aparecen en las normas de la ISÀ, y en el ? V

V   
 V de la ÀMM. Algunas de las fuentes típicas de error son: p Error del punto de referencia o del cero que proviene de la determinación incorrecta del punto de referencia de un instrumento, por ejemplo: el nivel cero de la escala limnimétrica, la diferencia entre el cero de la escala limnimétrica y el nivel de la cresta de un vertedero; Op Error de lectura que resulta de la lectura incorrecta de lo indicado por el instrumento de medición, por ejemplo, a causa de la mala visibilidad, el oleaje o el hielo en la escala limnimétrica; p Error de interpolación causado por la evaluación inexacta de la posición del índice con respecto a las dos marcas consecutivas de la escala entre las cuales está situado el índice; p Error de observación, similar al error de lectura, pero se atribuye al observador; p Histéresis; 2p Error de no linealidad, parte del error por el cual un cambio de indicación o de respuesta no es proporcional al cambio correspondiente del valor de la magnitud medida en un rango determinado; p Error de insensibilidad, se produce cuando el instrumento no puede detectar un cambio dado en el elemento medido; up Error de desviación, se debe a las características del instrumento en el que, con el tiempo y en condiciones de uso particular, cambian las propiedades de medición, por ejemplo: la desviación en la mecánica de la relojería con el tiempo o debido a la temperatura; p Error de inestabilidad, resulta de la incapacidad de un instrumento para mantener constantes ciertas propiedades meteorológicas específicas; p Error fuera de rango causado por el uso de un instrumento más allá del alcance de medición efectiva, inferior al mínimo o superior al máximo valor para el que se ha construido, ajustado o instalado el instrumento, por ejemplo: una altura inesperada del nivel de agua;

p Error de exactitud causado por el uso inadecuado de un instrumento, cuando el error mínimo es mayor que la tolerancia para la medición. 

 
 Estos se deben a las imperfecciones en la construcción o ajuste de los instrumentos, estos errores se pueden reducir o eliminarse adoptando los procedimientos adecuados. 

 Son causados por efectos naturales, viento, temperatura, humedad, presión atmosférica, refracción atmosférica, gravedad, declinación magnética. 
 

 Se debe a las limitaciones de los sentidos de los seres humanos, como el oído, el tacto, vista, entre otros.  p    
   
      
      !p    c
 
" #
 Las medidas de distancias horizontales, pueden ser obtenidas de forma directa por referencia o de forma indirecta mediante cálculos, en general las medidas directas de longitudes, vienen dadas por un alineamiento previo.  $p %
 c  
c  
 &p ' %   
    

 
    Es un instrumento de medición. Las cintas métricas más usadas son las de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 50 y 100 metros. Las dos últimas son llamadas de agrimensor y se construyen únicamente en acero, ya que la fuerza necesaria para tensarlas podría producir la extensión de las mismas si estuvieran construidas en un material menos resistente a la tracción. Las más pequeñas están centimetradas e incluso algunas milimetradas, con las marcas y los números pintados o grabados sobre la superficie de la cinta, mientras que las de agrimensor están marcadas mediante remaches de cobre o bronce fijos a la cinta cada 2 dm, utilizando un remache algo mayor para los números impares y un pequeño óvalo numerado para los números pares.

Por lo general están protegidas dentro de un rodete de latón o PèC. Las de agrimensor tienen dos manijas de bronce en sus extremos para su exacto tensa doy es posible desprenderlas completamente del rodete para mayor comodidad. Muy utilizada en ambientes profesionales donde es necesario un uso continuo de este instrumento: ×p Peritaje de siniestros. ×p Ingenieros, arquitectos, aparejadores, y aquellos ambientes de obra civil. ×p Policía local, nacional, guardia civil, bomberos, protección civil, ejército, entre otros.  (p  
  ^ 

  
  
 Las cintas son usadas hoy día sólo para mediciones rápidas de distancias cortas. Sin embargo, solían ser el método de medición más preciso para todas las distancias, y su uso fue muy bien desarrollado en la primer parte del siglo XX. Para trabajos de ingeniería, las longitudes de trabajo son generalmente 10 m, 30 m, 50 m y 100 m. Las cintas comunes están hechas de fibra de vidrio y son usadas para poca precisión. Las cintas de acero son más precisas pero fácilmente dañadas si son dobladas o pisadas. Para trabajos más precisos, se dispone de cintas de invar, hechas con 35% níquel y 65% acero. La ventaja particular de estas cintas es que poseen un coeficiente de expansión negligible comparado al acero, y por lo tanto las variaciones de temperatura no son críticas. Su desventaja es que el metal es blando y débil, a la vez que su costo es más de 10 veces mayor que el de las cintas de acero. Las mediciones con cintas están sujetas a las siguientes fuentes de errores: ×p Imprecisión en la longitud de la cinta. ×p èariaciones en la longitud de la cinta debido a cambios de temperatura. ×p èariaciones en la longitud de la cinta debido a cambios en tensiones. ×p Pendiente (debido a que es usualmente la componente horizontal de la longitud la que se requiere). ×p Catenaria, curva que describe una cadena suspendida por sus extremos debido a la atracción gravitatoria.

×p Falta de alineación, cuando la cinta no está en línea recta entre los puntos cuya distancia desea medirse. ×p Errores en la junta de las longitudes de la cinta. Para la mayor precisión se debe: ×p Calibrar la cinta contra una distancia conocida. ×p Evitar grandes cambios de temperatura trabajando temprano, tarde o en días nublados. ×p Tensar la misma de manera constante. ×p Corregir por pendiente. ×p Ñsar la cinta de mayor longitud posible.  )p     
 c
 
 No siempre es posible realizar una medida directa, porque existen variables que no se pueden medir por comparación directa, es decir, con patrones de la misma naturaleza, o porque el valor a medir es muy grande o muy pequeño y depende de obstáculos de otra naturaleza, entre otros. Medición indirecta es aquella que realizando la medición de una variable, podemos calcular otra distinta, por la que estamos interesados. Cuando el cálculo de una medición se hace indirectamente a partir de otras que ya conocemos, que tienen su propio margen de error, tendremos que calcular junto con el valor indirecto, que suele llamarse también valor derivado, el error de éste, normalmente empleando el diferencial total. A la transmisión de errores de las magnitudes conocidas a las calculadas indirectamente se le suele llamar propagación de errores.        

         ^ 
                     

   
  ×p Los datos hidrológicos permitirán comprender bien las condiciones hidrológicas de un área determinada. Servirán para mejorar o establecer un programa de pronósticos con fines hidrológicos, cuando se necesite dicho programa. Ñn programa de esta clase debe incluir pronósticos de niveles de agua, caudales, condiciones de hielo, inundaciones y mares de tempestad. ×p Para facilitar la interpretación de los fenómenos observados, convendría presentar los datos en forma de valores estadísticos, como promedios, valores máximos y mínimos, desviaciones típicas, distribución de frecuencias (tablas o curvas), entre otros. p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p

 2   
* O 2 
  Beckwith, Thomas G. Marangoni, Roy D. Linhard è. John H. Mechanical measurements 


Pearson/Prentice

     


Colombo de Cudmani, L., ³Errores experimentales. Criterios para su determinación y control´. Ñ.N.T. 1997. http://web.usual.es/-javisan/hidro èeras H, Luis E. Análisis de una estación Hidrológica. Caracas, 2010.