sistemas de información geográfica (sig)

Introducción SIG | La Paz - Bolivia

Sábado 17 de Marzo, 2012

Sistemas de Información Geográfica

(SIG)

Vladimir Cesar Paye |

Planning & Management in Geographic Information Systems


(SIG)


Contenido:

Primera Ley de la Geografía

Porque un SIG es importante

Que es un SIG?

Capacidad de los SIG

Componentes de un SIG

Modelo de Datos de un SIG (Raster – Vector)

El Futuro de los SIG

Todo esta relacionado con todo lo demás, pero las

cosas cercanas están mas relacionadas que las

cosas distantes. (Tobler 1970).

Primera Ley de la Geografía


Muestras espaciales tomadas cerca una del otro,

se puede esperar tener valores y resultados más

similares que las muestras tomadas más lejos, lo

que se conoce como la ley de Tobler de la

geografía.


¿Por que un SIG es Importante?

Casi todo lo que ocurre, ocurre en algún lugar.

Nosotros los seres humanos estamos confinados en nuestras

actividades sobre la superficie terrestre y cerca de la superficie terrestre.

Saber donde las cosas pasan es una importancia critica si nosotros

queremos ir por nosotros mismos o enviar a alguien a ese lugar.

Además, la mayoría (quizás todas) las decisiones tienen consecuencias

geográficas.

Por lo tanto el lugar geográfico es un atributo importante

de las actividades, políticas, estrategias y planes.

Si varios problemas son geográficos ¿que los distingue a

ellos de cada uno?




Existen tres bases para distinguir problemas geográficos:

• Primero, la escala o el nivel de detalle geográfico. Por lo tanto la escala o detalle

geográfico es una propiedad esencial de un proyecto GIS.

• Segundo, los problemas geográficos pueden distinguirse en base al objeto o

propósito. (Con un conjunto único de herramientas GIS se puede cerrar la brecha

entre los que manejan la ciencia y los que resuelven los problemas prácticos).

• Tercero, los problemas geográficos pueden distinguirse en base de su escala de

tiempo. Algunas decisiones son operacionales, otras son tácticas de un periodo

medio como dónde cortar árboles el siguiente año?, otras son estratégicas de

periodo largo como cuando los vendedores deciden expandir su red de ventas?



SIGs son una clase especial de información que mantiene monitoreo no

solo de eventos, actividades y cosas, sino también de DONDE esos

eventos, actividades y cosas ocurren o existen.

Con una simple colección de herramientas, SIG es capaz de crear un

puente para unir la distancia que ocurre entre la curiosidad de la ciencia

y resolver problemas prácticos.


¿Qué es un SIG?

Información Geográfica / Geoespacial

Lugares sobre la superficie de la tierra.

Conocimiento acerca «Que es donde y cuando», (sin olvidar el tiempo)

Tecnologías de la Información Geográfica y Geoespacial

Tecnologias para crear y procesar esta información

Sistemas de posicionamiento global (GPS)

Sensores Remotos (SR)


GIS – que significa la S?

System (Sy): Tecnología

Science (Sc): Conceptos y la Teoría

Studies (St): Contexto social – Estudios e Investigación


¿Qué es un SIG?

Systems (Sy) SISTEMAS

Tecnología para la Adquisición y Manejo de Datos Espaciales

Science (Sc) CIENCIA

Comprendiendo el aspecto conceptual de la representación de los datos y el proceso

en el espacio – tiempo.

Studies (Sc) APRENDISAJE

Entendiendo los aspectos sociales, legales, éticos asociado con las aplicaciones de los

Sistemas y Ciencia discute las implicaciones sociales y las aplicaciones en el entorno.


Definiendo Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Es un terreno Común entre el procesamiento de información y campos

multidisciplinarios usando técnicas de análisis espacial.

Es un conjunto de herramientas poderosos para recolectar, almacenar, recuperar,

transformar y desplegar datos espaciales del mundo real.

Es un sistema de manejo de base de datos computarizados para capturar, almacenar,

recuperar, analizar y desplegar datos espaciales.

Es un sistema de ayuda (de toma de decisiones) integración de datos espaciales en la

solución a un problema del entorno geográfico.


¿QUE ES UN SIG?

Conjunto de metodologías, herramientas y personas, que actúan lógica,

coordinada y sistemáticamente para almacenar, desplegar, consultar,

analizar y modelar datos geo-espaciales, de tal manera que sirva como

información base para la toma de decisiones.


¿QUE ES UN SIG?

Integración de los Datos Espaciales y Descriptivos

Datos Espaciales Datos Descriptivos

Clase de Caracteristicas Sencilla Poligono

Tipo de

Dato

Permitir

Ceros

Valor por

DefectoDominio Precision Escala Longitud

OID 0 16

Numero SI 0 50

Texto SI 0 16

Numero SI 0 10

Texto SI 3 0

Texto SI 0 12

Texto SI 0 12

Texto SI 0 12

Texto SI 0 50

Double SI 0 0

Double SI 0 0

Geometrico SI 0

SHAPE_Area

SHAPE_Length

SHAPE

Nombre del Campo

OBJECTID

DALM

ID_TC

ID_B

Geometria

Bloque

NV

CP

ID_DEP

OBSERVACIO

EF

si sig

g


Estado Actual de los SIG

siG 1975-1985

SIG 1985-1995

sIg 1995-2012



Localización: Que hay en?

Condición: Donde hay?

Evolución: Que ha cambiado desde?

Solución: Que solución existe?

Modelamiento: Que pasa si?



¿Cuál es el Codigo Catastral del

predio localizado en la Av. America

y Av. Melchor Perez de Olguin y

cual es su Numero de Manzana?

Cod. Cat.: 0002040037000000000

Nro Manzana: 040

Localización


Componentes de un SIG


Componentes de un SIG, hoy en día


Conocimiento Básico de los SIG

Y que es lo que debemos saber respecto a un SIG.

Convergencia de los campos tecnológicos y las

Disciplinas tradicionales.

Planificación

Geología

Forestal

Agricultura de precisión

Selección de Sitios de Interés

Ordenamiento Territorial

Cambio Climático

Gráficos

Visualización

Bases de Datos

Sistemas de Adm. Seguridad

Cartografía

Geodesia

Fotogrametría

Estadística Espacial


Dato

Un dato es un hecho verificable sobre la realidad;

un dato informa sobre propiedades de tres tipos

Espaciales:

¿Dónde está? ¿cuánto mide?

Atributivas o Descriptivas:

Tipo de litología, nombre, direccion, etc...

Topológicas:

Relaciones geométricas entre los objetos

Un hecho no verificable no es un dato sino una

creencia y no forma parte del proceso científico


Entidad Geográfica

Características:

Ubicación Absoluta en el espacio

Ubicación relativa en el espacio

Posee como mínimo una característica que lo describe o

define denominada atributo.

Puede ser representada a partir de una determinada

Geométrica:

Vector: Punto, Línea, Polígono

Raster: Pixel


Softwar’s SIG: Principales Compañías

ESRI, Inc., Redlands, CA

Lider comercial con 1/3 del mercado total

Son los creadores de ArcInfo en 1981

Fuerte en organizaciones gubernamentales, educación, negocios, etc

MapInfo, Troy N.Y.

Fuerte compañia en los 1990s, No esta bien establecida.

Fuerte presencia en negocios, especialmente en la selección de sitios & mercadeo y telecomunicaciones

Intergraph (Huntsville, AL)

CAD hardware/software

GeoMedia fue el primero Programa SIG Buen disenador, trabajos publicos

Bentley Systems (Exton, PA)

MicroStation GeoGraphics, originalmente desarrollado con Intergraph, ahora tienen su propio programa.

Bueno en Ingeniería; se publican a si mismo como “geoengineering”

Autodesk (San Rafael, CA)

Iniciaron como CAD para PC, pero ahora son los dominantes en proveedores CAD

El primer Programa SIG fue AutoCAD Map introducido en 1996.


Softwar’s SIG: Otras Compañías

Raster GIS

ERDAS/Imagine

Lider establecido hace mucho tiempo Comprado por Leica Geosystems en 2001

ER MAPPER

Nuevo agresivo proveedor originario de Australia

Envi,

No lleva mucho tiempo, su especialidad es en RADAR

Comprado por Kodak en 2000

PCI --Geomatica

Con mucho tiempo en SIG - Canadiense

GRASS (Rutgers Univ.)

Uno con mas tiempo en Raster, originalmente desarrollado por US Army Engineering

Research Lab(CERL) en Champaign, IL

IDRISI (Clark Univ)

Pioneros en este mercado, un paquete desarrollado por una universidad Softwares SIG.


SIG Comerciales


Software ESRI


Ley del Software

CUANDO SE HA APRENDIDO EN PROFUNDIDAD A

UTILIZAR UN PROGRAMA, ESTE HABRÁ QUEDADO

OBSOLET0?

TIEMPO DE VIDA PROMEDIO < 2 AÑOS


Componente Físico

EQUIPOS EQUIPO:

CPU ( PROCESADOR, MEMORIA DE ACCESO Y SISTEMA

DE COMUNICACIÓN)

PERIFÉRICOS:

ENTRADA

ALMACENAMIENTO

SALIDA


Ley del Hardware

CUANDO SE HA DECIDIDO ADQUIRIR UN EQUIPO

DETERMINADO, QUEDARA OBSOLETO EN EL MOMENTO

DE CONECTARSE A LA RED? O AL CAMBIO DE

VERSIONES DE SOFTWARE?


Modelo de Datos:

Permite a las Características

Geográficas la localización en el

Mundo Real para ser digitalmente

representadas y almacenada en una

Base de Datos.

Por consiguiente, estas pueden ser

abstractamente representadas en

forma de mapa (Análogo) y pueden

ser trabajadas y manipuladas para

resolver problemas.

Propósito


Representando Datos - Raster y Vector

Modelo Raster

Área es cubierta por un grid con (usualmente) igual tamaño de celdas cuadradas

Atributos son grabados asignándoles un solo valor a cada celda basado en las características

de las celdas, como tipo de Uso del Suelo, altura.

El dato de imagen es un caso especia de los datos raster en el cual los “Atributos” es el valor

reflectado del espectro geomagnético.

Las celdas en una imagen son referidas (conocidas) como píxel (elementos de

fotos)

Modelo Vector

El concepto fundamental de Vector en SIG es que todos las características Geográficas en el

mundo real pueden ser representadas por:

Puntos ( nodes) : árboles, …….

Líneas ( arcs) : ríos, …..

Áreas ( polygons) : parcelas, …….

La representación depende de la forma y escala del mapa


Modelos de Datos SIG: Raster vs. Vector


Futuro de los SIG

Tres principales razones:

Manejo de Datos

Análisis de Datos

Comunicación de la información

Pero

Relativa Importancia en los cambios

Habrán cambios en la Implementación de la Tecnología

Uso del SIG: no cambia


Énfasis del cambio

5 %

Análisis Espacial

10-15 %

Manejo de Atributos

75 %

Conversión de Datos

Análisis Espacial

Manejo de Atributos

Conversión de Datos

PASADO FUTURO


Pasado

Un dibujo habla mas que cien palabras

Mapas & diagramas de como es o como fue

Web: Servidores de conjunto de Datos estáticos

Futuro

Simulación visual & realidad virtual

Despliegue en Tiempo Real de cómo es y como puede ser:

- Incendios forestales

- Inundaciones

- Riesgos Ambientales

Web: Servidor de datos continuos generados de los Sensores

Énfasis del cambio

Conceptos Básicos

Los SIG se han construido a partir del conocimiento de varias disciplinas académicas, lo que los hace una nueva ciencia interdisciplinaria: Cartografía, Informática, Modelo de datos, Diseño de base de datos, Matemáticas, Topología, Geometría, Estadística.

Conocimiento espacial

Los mapas son representaciones gráficas del mundo real. Los objetos representados por los mapas, sean naturales o hechos por el hombre, se llaman elementos del mapa o simplemente elementos. Cada elemento del mapa tiene una localización, una forma y un símbolo que representa una o más de sus características.

Los datos geográficos pueden ser divididos en datos geométricos y atributos. Los atributos pueden ser cualitativos y cuantitativos.

Sistemas de referencia espacial

Antes de que la información espacial pueda ser utilizada en un SIG, debe estar referenciada en un sistema común. Existen diferentes sistemas de georreferenciación que describen el mundo real de diferentes maneras y con diferente precisión. Los sistemas de referencia espacial se pueden dividir en dos grandes grupos: Sistemas de referenciación continuos Sistemas de referenciación discretos

Sistemas de referenciación continuos

Estos sistemas implican la medición continua de la posición de los fenómenos. Muchos fenómenos geográficos son medidos de manera continua, incluyendo los límites de las propiedades, localización de postes, detalles de edificios y muchos otros detalles que encontramos en los mapas. Los sistemas continuos comprenden: Coordenadas en la superficie curvada de la Tierra Coordenadas rectangulares Coordenadas geocéntricas

Sistemas de georreferenciación discretos

En los sistemas de goerreferenciación discretos la posición de los fenómenos se mide en relación a unidades fijas y limitadas de la superficie de la Tierra. Las unidades de referencia típicas incluyen: Direcciones y códigos de calles Códigos postales Unidades estadísticas y otras zonas administrativas Cuadrículas Los sistemas discretos a menudo se basan en índices codificados que no tienen utilidad en representaciones cartográficas.

Captura de Datos y Análisis

Existe un rango muy amplio de tipos de datos que se usan en análisis de SIG. Esto refleja la variedad de objetivos de los sistemas mismos. Ya que en los SIG se pueden utilizar en una variedad de campos como la arqueología, economía ambiental, planificación del uso de la tierra, marketing, etc., las fuentes de datos pueden ser difíciles de inventariar y clasificar de manera comprensiva. El ingreso de datos es hasta el momento la actividad que más tiempo consume en la operación de un SIG. Consume más del 80% del presupuesto y es lo más primordial a la hora de la implementación de un SIG Corporativo.

Mapa como Modelo de Datos Geográficos

Todos los mapas, ya sea en papel o dentro de un SIG, son reducciones en tamaño de la Tierra. El propósito primario de cualquier mapa, especialmente temático es permitirnos ver detalles importantes de regiones grandes de un solo vistazo sin las distracciones de detalles inconsecuentes o extraños.

𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑀𝑎𝑝𝑎

𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜=

2𝑐𝑚

1𝑘𝑚

=2𝑐𝑚

100,000𝑐𝑚

=1

50,000

𝐸𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎 = 1: 50.000

Las escalas en los mapas se pueden dividir en tres categorías. Mapas a pequeña escala con escalas menores a 1:1,000,000 Mapas a mediana escala con escalas entre 1:75,000 y 1:1,000,000 Mapas a gran escala con escalas menores a 1:75,000

Ventajas de las Bases de Datos Los SIG deben registrar información acerca de las entidades del mundo real, Atributos de los datos. Los SIG proveen la conexión entre los datos espaciales y los datos no espaciales Las ventajas de una base de datos incluyen el acceso a la información para reducir la redundancia. Esta reducción mejora la calidad e integridad de la base de datos permitiendo o facilitando su mantenimiento. Las ventajas de las bases de datos y de los Sistemas Manejadores de Bases de Datos comparados a archivos indexados o secuenciales son que:

Bases de Datos (Tabular)

Las bases de datos pueden incluir información en varias formas:

Todas las bases de datos SIG incluyen vínculos entre los elementos gráficos y los datos tabulares que proveen información descriptiva de los objetos gráficos. Si no fuera por este vínculo, los SIG existirían pero no serían en nada diferentes a los programas de diseño asistido por computador (CAD). Los datos tabulares proveen la “información” a los Sistemas de Información Geográfica.

Sistemas de Bases de Datos

Las bases de datos permiten a los usuarios ordenar, borrar, editar, seleccionar, manipular matemáticamente y actualizar información a través del uso de un lenguaje de consulta. Este lenguaje permite a los usuarios “hacer preguntas” a la base de datos de una manera estandarizada.

Operaciones

Un Lenguaje de Definición de Datos (DDL) se usa para especificar cuáles datos serán guardados en la base de datos y como se relacionarán. Un Lenguaje de Manipulación de Datos (DML) se usa para adicionar, recuperar, actualizar y borrar datos.

Consultas

El modelo ER es generalmente atribuido a Chen (1976). Imagina el mundo como constituido de entidades que están asociadas una con otra por relaciones. Todas las entidades de un tipo particular se coleccionan en grupos de entidades. Los grupos de entidades y relaciones pueden ser representadas gráficamente en un diagrama ER. La entidad-relación (ER), un modelo de datos de alto nivel que es útil en el desarrollo de un diseño conceptual de una base de datos.

El modelo Entidad-Relación

Relaciones

Uno a uno: Uno a varios: Varios a Uno: Varios a Varios:

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