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2. 1 3. S i s t e m a s d e 1I n f o r m a c i o n G e o g r a f i c a 23Vctor OlayaVersion 1.0 Rev. 24 de marzo de 20114 4. Sistemas de Informacion Geograca1Copyright c 2010 Vctor Olaya23Version 1.04Revisada el 24 de marzo de 201156Se concede permiso para copiar, distribuir o modicar esta obra bajo los terminos expresados en7la licencia Creative Common Atribucion, la cual puede encontrarse en www.creativecommons.org.8La licencia se aplica a todo el texto, as como las imagenes creadas por el propio autor, que seran9aquellas para las que no se especique de modo explcito una distinta procedencia. Este libro puede10descargarse de forma libre en varios formatos, incluyendo formatos editables, en la direccion Web11http://www.sextantegis.com.1213Los nombre de productos o corporaciones que aparecen en el texto pueden constituir marcas regis-14tradas y se emplean sin otro afan que el meramente identicativo. Asimismo, la inclusion o no de15uno de tales productos no expresa recomendacion alguna por parte del autor.161718 5. In coming to Alaska, McCandless yearned towander uncharted country, to nd a blank spoton the map. In 1992, however, there were nomore blank spots on the map not in Alaska,not anywhere. But Chris, with his idiosyncraticlogic, came up with an elegant solution to thisdilemma: He simply got rid of the map. In hisown mind, if nowhere else, the terra wouldthereby remain incognitaJonn Krakauer. Into the Wild.Y no olvides llevar un mapa, pero usalo tansolo cuando sea realmente necesario. Como unabengala que no has de lanzar salvo en caso deemergencia, o como un antdoto que no debestomar si no probaste veneno alguno.Ella se quedo mirando en silencio con cara de noentender nada.El mapa te dira donde estas aclaro el, yeso no es algo que un viajero deba saber antes dedecidir volver a casa.Luca Arganzua. El alma que no tuve.1 6. For E. 1[...] 2But all remembered beauty is no more 3Than a vague prelude to the thought of you . 4[...] 5Sara Teasdale. Love songs. 6 7. 1Con la intencion de favorecer la difusion de los conocimientos recogidos en esta obra en la medida 2de lo posible y hacerlos accesibles con caracter general y sin restricciones ni impedimentos, esta se 3distribuye de forma libre bajo una licencia Creative Commons Atribucion. Esto signica que 45Tienes total libertad para: 6Copiar o distribuir partes o la totalidad de este trabajo. 7Crear nuevos trabajos a partir de este, modicarlo o tomar y utilizar alguno de sus elementos. 8Realizar un uso comercial de esta obra. 9Bajo las condiciones: 10Debes dar credito en todo momento al autor original. 11Para consultar los terminos detallados de la licencia de distribucion ve a la pagina Web 12http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/ 13Este libro puede obtenerse en formato PDF, as como sus fuentes originales en formato LATEX, en 14la direccion Web 15http://www.sextantegis.com 16 8. Agradecimientos 12Este libro no sera posible sin la ayuda de quienes contribuyeron directa o indirectamente 3a el, apoyandolo de una u otra manera. Quiero expresar mi agradecimiento a todos ellos por 4su relevante colaboracion para que este libro saliera adelante. 5Por encima de todo, a mis padres. Hay muchas razones por las que un da decid escribir 6este libro, pero, como en todo lo que hago, saber que ellos se sentiran orgullosos de m por 7hacerlo es, sin duda, la principal todas ellas. Ademas, y aun no siendo expertos en SIG, me 8han ensenado la leccion mas importante acerca de como entender correctamente estos: que 9la mejor forma de conocer el mundo no es a traves de un mapa o un SIG, sino viviendolo 10uno mismo. Las dos citas que he anadido al inicio del libro creo que ilustran muy bien esa 11losofa que tanto ellos como yo compartimos, al tiempo que describen acertadamente mi 12vision sobre la forma en la que debe entenderse un SIG. 13A Juan Carlos Gimenez, por haberme acompanado durante toda mi carrera profesional, 14haciendo que todo mi trabajo, incluyendo la redaccion de este libro, haya sido y siga siendo 15una experiencia inmejorable. Personal y profesionalmente, le debo mucho mas que un agra- 16decimiento en un libro, pero supongo que esta es una buena forma de empezar a pagar esa 17deuda. 18A los coautores de captulos que cedieron su trabajo para que pudiera ser incorporado a 19este libro: Landon Blake, Miguel Luaces, Miguel Montesinos, Ian Turton y Jorge Sanz. 20A todos los que colaboraron en la correccion de este libro, revisando el texto y aportando 21sugerencias e ideas: Jose Manuel Llorente, Ester Lopez, Nacho Varela. 22A todos los que colaboran desinteresada y voluntariamente en proyectos como la Wiki- 23pedia o el proyecto Open ClipArt, los cuales han servido de gran ayuda a la hora de elaborar 24contenidos de esta obra, en especial los de tipo graco. Este libro contiene asimismo elemen- 25tos gracos tomados de publicaciones libres de diversos tipos (artculos, libros, blogs, etc.), 26a cuyos autores agradezco el haberlos publicado de ese modo, permitiendo que su esfuerzo 27sea aprovechado por otros libremente. 28A Tomislav Hengl, por ceder las plantillas LATEXa partir de las cuales fueron adaptadas 29las empleadas en este libro. Y porque en esas plantillas no iba solo un formato para este 30texto, sino parte de su buen hacer a la hora de escribir libros. 31A la Conselleria de Infraestructuras y Transportes de la Generalitat Valenciana y el Servei 32de Sistemes dInformacio Geogr`aca i Teledeteccio (SIGTE) de la Universitat de Girona, 33quienes en uno u otro momento cedieron infraestructura para la realizacion de reuniones de 34autores dentro de eventos de cuya organizacion eran responsables. Entre sus miembros, muy 35especialmente a Lluis Vicens, que apoyo este libro de forma incondicional en todo momento. 36He usado medios e infraestructura de la Universidad de Extremadura para escribir este 37libro (y alguna que otra hora de trabajo en la que debera haber estado haciendo otras cosas), 38por lo que agradezco la ayuda prestada, la comprension y el buen ambiente de trabajo que 39siempre he tenido, imprescindible para concluir con exito una labor as. 40El control de versiones del libro lo he llevado empleado un repositorio SVN alojado por 41 9. el proyecto OSOR, el mismo que utilizo para almacenar el codigo fuente de SEXTANTE. Mi1agradecimiento para este proyecto de la Comision Europea por proveer un servicio gratuito2de gran calidad que me ha facilitado notablemente el trabajo.3 10. El autor 12Vctor Olaya es el creador y desarrollador principal de SEXTANTE,una plataforma libre de analisis geoespacial de uso extendido. Ha estadovinculado al mundo de los SIG durante toda su carrera profesional, enespecial en lo relacionado con analisis geograco, habiendo publicado susexperiencias en trabajos para organismos como FAOUN o la ComisionEuropea.email:volayaf@gmail.comhttp://volaya.es3 11. Introduccion 12Acerca de este libro 3A principio de marzo de 2006, tuvieron lugar en Girona las I Jornadas sobre Sistemas 4de Informacion Geograca (SIG) libres, organizadas por la Universitat de Girona y el Servei 5de Sistemes dInformacio Geogr`aca i Teledeteccio (SIGTE). Al amparo de ese encuentro, 6algunos (no muchos) decidimos aprovechar el momento para, entre otras cosas, reunirnos 7y fundar el captulo hispanohablante de OSGeo, una organizacion internacional cuya acti- 8vidad se centra en torno a los Sistemas de Informacion Geograca libres1. El objetivo era 9intentar formar un grupo de trabajo para afrontar aquellas cuestiones de interes general para 10la comunidad SIG de habla hispana2, y fueron muchas las tareas que en aquel momento se 11recopilaron como necesarias dentro del ambito de los SIG en lengua espanola. Entre ellas, 12la creacion de un libro libre sobre Sistemas de Informacion Geograca. 13Este libro es mi intento particular de tratar de dar solucion a esa necesidad en ese 14momento apuntada, y recopila un trabajo realizado pacientemente desde entonces, siendo 15un testigo de todo el esfuerzo y desarrollo que tiene lugar en nuestros das en materia 16de SIG. Con el, espero que dicho desarrollo no solo continue, sino que crezca, poniendo a 17disposicion de la comunidad los conocimientos con los que establecer una base conceptual 18mas solida, as como una herramienta de maxima utilidad para la formacion y transmision 19de los aspectos teoricos relacionados con los Sistemas de Informacion Geograca. 20Por que escribir este libro? 21Como ya quedo claro en aquella reunion fundacional del captulo hispanohablante de 22OSGeo, un libro como este era algo necesario dentro del mundo de los SIG, y lo sigue siendo 23hoy a pesar del tiempo que ha pasado desde entonces. Veamos con mas detalle por que. 24Es difcil encontrar hoy en da una disciplina cientca que no pueda sacar partido de los 25Sistemas de Informacion Geograca y no contemple a estos como herramientas de primera 26lnea. Incluso fuera del ambito cientco, los SIG son parte de nuestra vida diaria, y la 27mayora de la gente ha usado en algun momento un callejero en Internet o un navegador 28GPS, elementos que forman parte del conjunto de tecnologas directamente relacionadas con 29los SIG y su entorno. 30En una situacion as, cabe esperar que el sector editorial se encuentre en un estado de 31similar desarrollo, y el numero de obras disponibles sea no solo abundante, sino diverso, y 32que cubra con detalle tanto los fundamentos basicos de la disciplina como los desarrollos 331Si quieres saber mas, puedes visitar su Web en http://www.osgeo.org, donde encontraras, entre otrasmuchas cosas, este mismo libro.2Un resumen breve de las labores del captulo hispanohablante y su creacion aparecio en el numero 2de la revista ocial de OSGeo, a la que puedes acceder libremente en la direccion Web http://www.osgeo.org/journal 12. mas recientes (que no son pocos). Esto, sin embargo, no sucede realmente as. Si hablamos1del mercado editorial en espanol, las referencias de que disponemos no estan en absoluto2acordes con el buen estado del ambito de los SIG, tanto en su desarrollo e implementacion3como en el volumen de negocio que generan en los pases de habla hispana.4Los principales textos de SIG en nuestro idioma fueron escritos en los anos 90, cuando5comenzo a asentarse el sector de los Sistemas de Informacion Geograca, especialmente en6Espana, ocupando un nicho entonces desierto dentro del mercado editorial. Lamentablemen-7te, ninguno de estos trabajos ha sido actualizado recientemente, a pesar de que los cambios8que se han producido en el sector han sido tan notables que dicha actualizacion resulta9completamente imprescindible.10A partir del ano 2000, el ritmo editorial en el ambito del SIG no decae, pero las referencias11nuevas que hacen su aparicion en el mercado son casi en su totalidad de corte practico, bien12sea referidas a un software en concreto, o bien a un campo de aplicacion particular. Los13fundamentos basicos, necesarios para cualquier operacion con un SIG, quedan en estos casos14explicados en base a un programa concreto, o bien se supone su conocimiento a traves de15otros textos.16En resumen, es un buen momento para escribir un libro sobre SIG en espanol, y es17as porque resulta necesario recoger los conocimientos actuales en este campo, de la misma18forma que se recogieron en una etapa anterior en algunos de esos textos comentados.19Pero la razon para escribir este libro no es unicamente que este sea un buen momento20para escribir un libro de SIG. Porque este no es solo un libro de SIG, sino un libro libre21sobre SIG. Y si este resulta un momento ideal para escribir un libro sobre SIG en nuestro22idioma, lo es mas aun si este libro es libre, tal y como el que ahora mismo estas leyendo.23El software libre ha experimentado en los ultimos anos un crecimiento impensable tiempo24atras. En la mayora de areas existen ya alternativas libres al software privativo, suciente-25mente maduras como para dar respuesta a todas las necesidades de los usuarios. Lejos de26aquella imagen de aplicaciones muy alejadas de las necesidades y conocimientos del usuario27medio, las aplicaciones libres estan cada da mas presentes en todos los ambitos y a cualquier28nivel de utilizacion, siendo su penetracion muy elevada y, mas importante aun, creciente.29Los SIG, por supuesto, no son ajenos al movimiento del software libre, y disponemos a da30de hoy de excelentes alternativas en nuestro campo (en el anexo B se recogen algunas de las31mas relevantes, por si quieres comprobar la buena salud del mundo del SIG libre).32Todas estas aplicaciones SIG libres suelen venir acompanadas de sus correspondientes33textos de ayuda, habitualmente tambien libres, los cuales constituyen ademas muy bue-34nas referencias sobre el campo de los SIG en general. Existen incluso obras no libres de35gran relevancia3, con gran cantidad de informacion y actualizadas periodicamente en nuevas36ediciones. Se puede, en resumen, leer mucho sobre SIG libres.37Sin embargo, todos estos textos libres se hallan siempre supeditados a algun software38(libre casi siempre), y no existe ningun tratado completo sobre SIG que no se base en una39aplicacion concreta para desarrollar sus contenidos. En el mundo libre, el esfuerzo editorial40va siempre de la mano del software. Y esto es as no solo en nuestro idioma, sino en todos los41demas. Sorprendentemente, no hay ninguna obra libre que trate los SIG de forma generica42y pretenda dar una formacion conceptual al respecto. Todos los textos libres sobre SIG son,43en la actualidad, de tipo practico en mayor o menor medida.44As pues, es un buen momento para escribir un libro en espanol sobre SIG, y es un453Por ejemplo Neteler, M. & Mitasova, H. Open Source GIS: A GRASS GIS Approach, Springer, NewYork, 2007. 13. excelente momento para hacer un libro libre sobre SIG, con independencia del idioma, pues 1ambos son elementos necesarios. Es seguro que hay muchos lectores potenciales que quieren 2aprender sobre SIG, y este libro es la forma de poner a su alcance los conocimientos actuales 3de los que disponemos, con una obra actual y accesible. Esa es la razon por la que se ha 4escrito el libro que ahora tienes en tus manos (o en la pantalla de tu ordenador o en cualquier 5otro soporte en el que, gracias a la libertad con la que se distribuye, puede haber llegado 6hasta ti). 7A quien va dirigido este libro 8Si estas leyendo estas paginas, es probable que te interese su contenido, as que es probable 9tambien que tu seas una de las personas hacia las que va dirigido este libro. No obstante, 10veamos con mas detalle quienes son los lectores que se esperan para esta obra (aunque no 11seas uno de ellos, por supuesto puedes seguir leyendo, y me agradara que este libro te fuera 12util). 13Es importante resenar que este es un libro principalmente teorico. Esta enfocado a todos 14aquellos que deseen aprender los fundamentos teoricos de la disciplina de los SIG, abarcando 15la practica totalidad de ramas de esta. Estas ramas toman elementos de muchas otras disci- 16plinas distintas (la informatica, la geografa, la matematica...), y todas ellas se han tratado 17a su vez con un suciente nivel de detalle. Un lector que asimile la mayor parte de los co- 18nocimientos de este libro estara en una situacion excepcional para comprender en conjunto 19todo lo que representan los SIG, que tareas pueden hacerse con ellos, y entender por que, 20como y cuando se han de llevar a cabo dichas tareas. El objetivo es formar a alguien en 21materia de SIG, de tal modo que pueda posteriormente afrontar tareas relacionadas, tales 22como la realizacion de proyectos con Sistemas de Informacion Geograca, o la aplicacion de 23los SIG a un area concreta de trabajo, cualesquiera que sean las caractersticas de esta. 24Aunque se trate de un libro teorico, este libro puede (y debe) convertirte en un buen 25usuario de SIG y ayudarte en el terreno practico de su utilizacion. Tanto si eres ya usuario de 26SIG como si no lo eres, es probable que la lectura de estas paginas te aporte gran cantidad de 27informacion que mejorara la forma en que utilizas (o utilizaras) un Sistema de Informacion 28Geograca, pues te ayudara a entenderlo mejor. No obstante, si lo que pretendes es aprender 29a utilizar un SIG y buscas un manual para ello, este no es, en principio, el libro que andabas 30buscando, pues no se dan indicaciones sobre como usar un SIG en concreto o como realizar 31procesos y operaciones con el. Podras leer completo este libro y despues no saber que hacer 32ante una aplicacion SIG, porque no vas a encontrar aqu como utilizar ninguna de ellas. 33Aun as, es posible que, incluso en ese caso, este libro s sea para ti. Si todava no sabes 34utilizar un SIG y quieres aprender a ello, lo mas probable es que tampoco sepas mucho sobre 35SIG. En tal caso, te recomiendo que empieces por aqu antes de lanzarte a aprender el manejo 36de una aplicacion SIG. No tienes que leer necesariamente todo el libro al completo. Puedes 37complementar el contenido de estas paginas con el manual de usuario del SIG que elijas, e ir 38aprendiendo a utilizar este a medida que construyes una base solida de conocimientos sobre 39la que apoyar dicho aprendizaje. 40A pesar de su caracter teorico, este libro se acompana de juegos de datos de ejemplo para 41que puedas utilizarlos y practicar con ellos, y contiene un captulo dedicado a las distintas 42aplicaciones que hay en el mercado, para que puedas elegir la que mas te convenga. Ademas, 43se dan ejemplos del empleo de SIG en diversos ambitos, de forma que podras ver como el 44uso de un SIG puede ayudarte en tu campo de trabajo concreto. 45 14. En resumen, este es un libro orientado a quienes desean aprender con mayor o menor1profundidad que es y para que sirve un SIG, aportandoles la base necesaria para que pos-2teriormente puedan afrontar su trabajo con un SIG, tanto si ya tienen nociones al respecto3como si todava no han utilizado uno antes.4Si al leer este libro echas en falta algo que consideras importante, hazmelo saber (encon-5traras en la pagina xi la forma de contacto). Estare encantado de considerar tus propuestas6para as abarcar un abanico mas amplio de lectores potenciales.7Estructura8En un libro de tan amplio alcance, es probable que distintos lectores tengan un interes9mayor por distintos temas tratados. Por esta razon, el libro se divide en siete bloques bien10denidos, de forma que, tanto conceptual como funcionalmente, presenta una estructura mas11adecuada para su uso.12En primer lugar, un bloque dedicado a la denicion de los elementos fundamentales,13que son la base para todo el desarrollo posterior. Los elementos denidos en esta parte se14desglosan en las siguientes, que tratan por separado los datos espaciales, y las formulaciones15que permiten el analisis de estos.16Todos los elementos anteriores requieren de una tecnologa y de unas aplicaciones SIG,17que son las que nos permiten manejar los datos, procesarlos o generar cartografa. Estas18aplicaciones con las que se produce el trabajo en un proyecto SIG se tratan en todas sus19variantes dentro de una parte especca de este libro.20La visualizacion de los datos espaciales y la creacion de cartografa son ambos elementos21basicos de los SIG, y una materia donde existe abundante desarrollo. Esto, junto con el uso22inevitable que se realiza de las funcionalidades de generacion cartograca de un SIG en el23empleo diario de este, hace interesante dedicar una parte independiente a este tema.24El factor organizativo, vital para entender los SIG hoy en da, se detalla en una parte25independiente, una vez que ya se conocen todos los fundamentos e ideas basicas.26Por ultimo, una parte dedicada al uso practico y real de los SIG muestra como estos27pueden dar soluciones a problemas muy variados, y como todo lo visto anteriormente en las28partes previas se materializa en la practica.29En lo que respecta a los captulos en s, se tiene una estructura que incorpora unos30contenidos jos para facilitar su lectura y aprovechamiento. Bajo el ttulo de cada captulo31se incluyen unas preguntas clave a las que el contenido da respuesta. Con ello se pretende32ayudar al lector a localizar con facilidad los captulos de mayor interes segun sus necesidades.33Se anade igualmente un resumen muy breve de cuanto se trata en el captulo, informando34de que conocimientos se adquiriran al nalizar su lectura. Si existe una dependencia relevante35entre un captulo y alguno de los precedentes, o alguna materia adicional no tratada en este36libro cuyo conocimiento se presupone, se incluye una mencion en dicho resumen para orientar37al lector antes de que aborde su estudio. Al nal del contenido, se incluye siempre una breve38sntesis de lo visto.39La bibliografa merece un comentario aparte, ya que se ha tenido especial cuidado en40anadir, siempre que sea posible, una direccion Web donde acceder a cada referencia, con41objeto de hacer mas sencillo el trabajo al lector interesado que desee ampliar sus conoci-42mientos. Estas paginas llevan siempre a una fuente gratuita y legal de donde descargar la43referencia en cuestion, tal y como la pagina Web de un autor que ofrezca para descarga en44ella los artculos de su propia autora.45 15. Las bibliografas suelen ser elementos poco ((interactivos)), y son pocos los lectores que 1acuden a las referencias proporcionadas, muchas veces por la dicultad de obtener estas. En 2este libro, si ves una referencia incluida en el texto y quieres ampliar conocimientos sobre ese 3tema, no dudes en acudir a la bibliografa al nal del libro y buscar esa referencia (si estas 4leyendo la version digital del libro, basta con que hagas clic sobre el numero de esta), porque 5lo mas probable es que aparezca junto a ella esa direccion de descarga que te facilitara la 6labor de obtenerla. 7Junto a los artculos o libros, tambien se han anadido con profusion direcciones Web 8aisladas, sin que estas necesariamente lleven a un artculo o texto simultaneamente publicado 9en otros medios. La informacion contenida en estas direcciones Web no debe considerarse 10de menor abilidad que la ofrecida por otros medios, ya que, en la medida de lo posible, se 11ha tratado de garantizar esta antes de incluir la direccion Web correspondiente en el texto. 12Espero que esto contribuya a hacer mas util la bibliografa y facilite al lector el acceso a 13todo el conocimiento libre que existe en la red acerca de los SIG, y que no siempre es sencillo 14de encontrar. Todas las direcciones Web han sido comprobadas inmediatamente antes de la 15publicacion del libro, tratando de garantizar su vigencia antes de ser incluidas. 16 16. Indice general 12I Los fundamentos 1 31. Introduccion. Que es un SIG? 5 41.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 51.2. Un pequeno ejemplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 61.3. Que es un SIG? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 71.3.1. SIG como integrador de informacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 81.3.2. SIG como integrador de tecnologas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 91.3.3. SIG como integrador de personas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 101.3.4. SIG como integrador de teoras y fundamentos . . . . . . . . . . . . . 11 111.4. Que no es un SIG? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 121.5. Componentes de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 131.5.1. Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 141.5.2. Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 151.5.3. Visualizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 161.5.4. Tecnologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 171.5.5. Factor organizativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 181.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 192. Historia de los SIG 23 202.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 212.2. Los orgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 222.3. La evolucion de los SIG como herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 232.4. La evolucion de la tecnologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 242.5. La evolucion de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 252.6. La evolucion de las tecnicas y formulaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 262.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 273. Fundamentos cartogracos y geodesicos 35 283.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 293.2. Conceptos geodesicos basicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 303.2.1. Elipsoide de referencia y geoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 313.2.2. El datum geodesico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 323.3. Sistemas de coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 333.3.1. Coordenadas geogracas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 343.3.2. Proyecciones cartogracas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 353.3.3. El sistema UTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 363.3.4. Transformacion y conversion de coordenadas . . . . . . . . . . . . . . 49 373.3.5. Codicacion de sistemas de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 38 17. 3.4. Escala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5013.5. Generalizacion cartograca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5223.5.1. Operaciones de generalizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5333.5.2. Generalizacion en el contexto de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 5443.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575II Los datos 5964. Introduccion. Con que trabajo en un SIG? 6374.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6384.2. Datos vs Informacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6394.3. Las componentes de la informacion geograca . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65104.4. Division horizontal de la informacion geograca . . . . . . . . . . . . . . . . . 67114.5. Division vertical de la informacion. Capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69124.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72135. Modelos para la informacion geograca 73145.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73155.2. Modelos geogracos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74165.2.1. Campos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74175.2.2. Entidades discretas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75185.3. Modelos de representacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76195.3.1. Modelo raster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79205.3.2. Modelo vectorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84215.3.3. Raster vs vectorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95225.4. Modelos de almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98235.4.1. Modelos para representaciones raster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98245.4.2. Modelos para representaciones vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . 103255.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106266. Fuentes principales de datos espaciales 107276.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107286.2. Datos digitales y datos analogicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108296.3. Fuentes primarias y fuentes secundarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110306.4. Teledeteccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110316.4.1. Fundamentos fsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112326.4.2. Sensores y plataformas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115336.4.3. Principales sensores y productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123346.5. Cartografa impresa. Digitalizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125356.5.1. Digitalizacion manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126366.5.2. Digitalizacion automatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130376.5.3. Digitalizacion o creacion de capas a partir de coordenadas. Geocodi-38cacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135396.5.4. Fotogrametra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138406.5.5. Calidad de la digitalizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141416.6. GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143426.6.1. Fundamentos del sistema GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14343 18. 6.6.2. Tipos de receptores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 16.6.3. Operaciones con la unidad GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 26.6.4. Integracion de GPS y SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 36.7. Informacion Geograca Voluntaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 46.8. Sobre cartografa de elevaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 56.9. Formatos de archivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 66.9.1. Formatos para datos raster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 76.9.2. Formatos para datos vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 86.10. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 97. La calidad de los datos espaciales 165 107.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 117.2. La importancia de la calidad de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 127.3. Conceptos y deniciones sobre calidad de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 137.4. Fuentes y tipos de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 147.4.1. Las componentes de la calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 157.5. Deteccion y medicion de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 167.6. Propagacion de errores y modelacion del error . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 177.7. Gestion de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 187.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 198. Bases de datos 181 208.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 218.2. Fundamentos de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 228.2.1. Que es una base de datos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 238.2.2. Por que interesa usar una base de datos? . . . . . . . . . . . . . . . . 183 248.2.3. Modelos de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 258.2.4. Bases de datos relacionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 268.2.5. Sistemas gestores de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 278.2.6. Diseno y creacion de una base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 288.2.7. Bases de datos espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 298.3. Evolucion del uso de bases de datos en los SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 308.3.1. Primera generacion. Ficheros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 318.3.2. Segunda generacion. Bases de datos relacionales . . . . . . . . . . . . 197 328.3.3. Tercera generacion. Bases de datos extensibles . . . . . . . . . . . . . 200 338.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 34III Los procesos 203 359. Introduccion. Que puedo hacer con un SIG? 207 369.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 379.2. Que es el analisis espacial? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 389.3. Razonamiento y consulta geograca en un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 399.4. Tipos de analisis espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 409.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 41 19. 10.Conceptos basicos para el analisis espacial 217110.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217210.2. Particularidades de los datos espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218310.2.1. Escala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218410.2.2. El Problema de la Unidad de Area Modicable . . . . . . . . . . . . . 221510.2.3. Autocorrelacion espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222610.2.4. Existencia de estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224710.2.5. Existencia de tendencias espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225810.2.6. Efectos de borde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225910.2.7. Localizacion representada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2271010.3. Algunos calculos espaciales basicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2271110.4. Relaciones espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2311210.4.1. Relaciones topologicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2331310.4.2. Indices metricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2351410.4.3. Otras relaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2361510.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2371611.Consultas y operaciones con bases de datos 2391711.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2391811.2. Consultas dentro de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2401911.3. Consultas tematicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2422011.3.1. Mecanismos de consulta y operaciones basicas . . . . . . . . . . . . . . 2422111.3.2. El lenguaje SQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2472211.4. Consultas espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2502311.4.1. Lenguajes de consulta espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2522411.4.2. Indices espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2542511.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2562612.Estadsticas espaciales 2592712.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2592812.2. Medidas centrogracas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2602912.3. Estadsticas sobre lneas. Variables circulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2643012.4. Analisis de patrones de puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2663112.4.1. Analisis de cuadrantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2683212.4.2. Analisis de vecino mas cercano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2693312.4.3. Funcion K de Ripley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2703412.5. Autocorrelacion espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2723512.5.1. La matriz de ponderacion espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2723612.5.2. Medidas de autocorrelacion espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2733712.5.3. Variogramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2743812.5.4. Correlogramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2803912.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2814013.Creacion de capas raster 2834113.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2834213.2. Interpolacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2864313.2.1. Por vecindad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2884413.2.2. Metodos basados en ponderacion por distancia . . . . . . . . . . . . . 28945 20. 13.2.3. Ajuste de funciones. Supercies de tendencia . . . . . . . . . . . . . . 290 113.2.4. Curvas adaptativas (Splines) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 213.2.5. Kriging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 313.2.6. Muestreo de datos para interpolacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 413.2.7. Eleccion del metodo adecuado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 513.2.8. Eleccion de las caractersticas de la capa resultante . . . . . . . . . . . 300 613.2.9. Comprobacion del ajuste. Validacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 713.3. Densidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 813.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 914. Algebra de mapas 307 1014.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 1114.2. Tipos de funciones en el algebra de mapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 1214.2.1. Funciones locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 1314.2.2. Funciones focales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 1414.2.3. Funciones zonales o regionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 1514.2.4. Funciones globales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 1614.3. Las variables del algebra de mapas y su preparacion . . . . . . . . . . . . . . 324 1714.4. Formalizacion y extension del algebra de mapas . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 1814.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 1915.Geomorfometra y analisis del terreno 329 2015.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 2115.2. El Modelo Digital de Elevaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 2215.3. Creacion y preparacion del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 2315.3.1. Creacion del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 2415.3.2. Preparacion del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 2515.4. Modelos matematicos locales del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 2615.5. Analisis morfometrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 2715.5.1. Medidas geometricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 2815.5.2. Medidas estadsticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 2915.6. Analisis hidrologico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 3015.6.1. Direcciones de ujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 3115.6.2. Zonas llanas y depresiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 3215.6.3. Area acumulada y parametros derivados . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 3315.6.4. Extraccion de redes de drenaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 3415.6.5. Delimitacion y caracterizacion de cuencas vertientes . . . . . . . . . . 363 3515.6.6. Indices hidrologicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 3615.7. Visibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 3715.8. Caracterizacion de formas del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 3815.9. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 3916.Procesado de imagenes 377 4016.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 4116.1.1. La utilidad de las imagenes en un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 4216.1.2. Tipos de procesos con imagenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 4316.1.3. Analisis visual y analisis automatico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 4416.2. Correcciones y preparacion de imagenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 45 21. 16.2.1. Correccion geometrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381116.2.2. Correccion radiometrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385216.3. Mejoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387316.3.1. Operaciones pxel a pxel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387416.3.2. Filtros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395516.3.3. Fusion de imagenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401616.4. Analisis y extraccion de informacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404716.4.1. Visualizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404816.4.2. Operaciones morfologicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406916.4.3. Estimacion de parametros fsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4111016.4.4. Deteccion de elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4211116.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4221217.Creacion de capas vectoriales 4251317.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4251417.2. Vectorizacion de entidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4271517.2.1. Vectorizacion de lneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4291617.2.2. Vectorizacion de polgonos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4321717.3. Isolneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4341817.4. Creacion de TIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4371917.4.1. Seleccion de puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4372017.4.2. Triangulacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4382117.4.3. Simplicacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4402217.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4412318.Operaciones geometricas con datos vectoriales 4452418.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4452518.2. Zonas de inuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4462618.3. Operaciones de solape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4502718.3.1. Recorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4512818.3.2. Diferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4532918.3.3. Interseccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4533018.3.4. Union . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4543118.3.5. Polgonos espureos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4553218.4. Juntar capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4563318.5. Modicaciones basadas en atributos. Disolucion . . . . . . . . . . . . . . . . . 4583418.6. Contornos mnimos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4593518.6.1. Envolvente convexa mnima (convex hull) . . . . . . . . . . . . . . . . 4603618.6.2. Crculo mnimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4613718.6.3. Rectangulo mnimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4623818.7. Generalizacion de lneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4623918.7.1. Metodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4644018.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46641 22. 19.Costes, distancias y areas de inuencia 469 119.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469 219.2. Supercies de friccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 319.3. Supercies de coste acumulado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471 419.3.1. Coste isotropico vs coste anisotropico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 519.4. Calculo de rutas optimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 619.5. Zonas de inuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 719.5.1. Zonas de inuencia de dimension ja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478 819.5.2. Zonas de inuencia de dimension variable . . . . . . . . . . . . . . . . 480 919.6. Inuencia acumulada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 1019.7. Analisis de redes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 1119.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 1220.Mas estadstica espacial 489 1320.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489 1420.2. Clasicacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 1520.2.1. Clasicacion supervisada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 1620.2.2. Clasicacion no supervisada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 1720.2.3. Incorporacion del criterio espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 1820.2.4. Clasicacion debil (soft classication) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503 1920.2.5. Validacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504 2020.3. Regresion espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 2120.4. Evaluacion multicriterio y combinacion de capas . . . . . . . . . . . . . . . . 508 2220.4.1. Creacion de capas a combinar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510 2320.4.2. Metodos de combinacion de capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 2420.5. Analisis de Componentes Principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 2520.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520 2621.Analisis multidimensional 521 2721.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 2821.2. Problemas y limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522 2921.3. Analisis 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523 3021.4. Analisis temporal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 3121.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 32IV La tecnologa 527 3322.Introduccion. Como son las aplicaciones SIG? 531 3422.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531 3522.2. La convergencia de las aplicaciones en el ambito SIG . . . . . . . . . . . . . . 532 3622.3. La especializacion de las aplicaciones SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 3722.4. Tipos de aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 3822.5. La adaptacion de las aplicaciones SIG. El SIG como base generica . . . . . . 535 3922.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 40 23. 23.Herramientas de escritorio 537123.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537223.2. Funciones basicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537323.2.1. Entrada y salida de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537423.2.2. Visualizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538523.2.3. Analisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541623.2.4. Edicion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544723.2.5. Generacion de cartografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546823.3. Tipos de herramientas de escritorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547923.3.1. Visores y exploradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5481023.3.2. Soluciones de escritorio completas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5501123.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5511224.Servidores remotos y clientes. Web Mapping 5531324.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5531424.2. Como funciona Internet? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5541524.3. El valor de las tecnologas SIG Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5551624.4. Formas de cartografa en la Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5581724.4.1. Mashups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5631824.5. Clientes y servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5641924.5.1. Servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5652024.5.2. Clientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5672124.6. Limitaciones y problemas de la cartografa Web . . . . . . . . . . . . . . . . . 5682224.6.1. Tiling y cacheo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5692324.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5712425.SIG movil 5732525.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5732625.2. Que es el SIG movil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5742725.3. Particularidades del SIG movil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5782825.4. Aplicaciones del SIG movil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5782925.5. Metodos de posicionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5813025.6. Redes inalambricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5833125.7. El sofware SIG movil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5843225.7.1. El contexto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5863325.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59034V La visualizacion 5913526.Introduccion. Los SIG como herramientas de visualizacion 5953626.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5953726.2. Particularidades del SIG como herramienta de visualizacion . . . . . . . . . . 5963826.3. La visualizacion cientca y los SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5973926.4. Los SIG frente a las aplicaciones de diseno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6014026.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60241 24. 27.Conceptos basicos de visualizacion y representacion 603 127.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603 227.2. Las variables visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 327.2.1. Posicion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 427.2.2. Forma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 527.2.3. Tamano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606 627.2.4. Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606 727.2.5. Textura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 827.2.6. Orientacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 927.3. Las propiedades de las variables visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 1027.4. Uso combinado de las variables visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612 1127.5. La percepcion visual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614 1227.5.1. Las constancias y contrastes perceptivos . . . . . . . . . . . . . . . . . 614 1327.5.2. Ayudas a la percepcion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 1427.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618 1528.El mapa y la comunicacion cartograca 621 1628.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621 1728.2. El proposito del mapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622 1828.3. Cartografa tematica y cartografa base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623 1928.4. Los tipos de informacion y su representacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625 2028.4.1. Creacion y asignacion de clases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628 2128.5. Elementos del mapa. Composicion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 2228.6. Tipos de mapas tematicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637 2328.6.1. Mapas de smbolos proporcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637 2428.6.2. Mapas de puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639 2528.6.3. Mapas de isolneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 2628.6.4. Mapas de coropletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 2728.6.5. Otros tipos de mapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644 2828.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 2929.La visualizacion en terminos SIG 647 3029.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 3129.2. Visualizacion de capas vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648 3229.2.1. Etiquetado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649 3329.3. Visualizacion de capas raster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 3429.4. Combinacion de capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656 3529.5. Particularidades de la representacion en pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . 660 3629.6. Visualizacion tridimensional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664 3729.7. Visualizacion dinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667 3829.8. Otros elementos de visualizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669 3929.9. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671 40VI El factor organizativo 673 4130.Introduccion. Como se organiza un SIG? 677 4230.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 43 25. 30.2. La importancia de la organizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678130.3. Organizando los distintos elementos de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 679230.3.1. Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679330.3.2. Personas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681430.3.3. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683530.3.4. Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686630.4. Distintos niveles de organizacion. Organizacion de un proyecto SIG . . . . . . 686730.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687831.Infraestructuras de Datos Espaciales 689931.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6891031.2. La aparicion de las IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6901131.3. Que es una IDE? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6911231.3.1. Estructura de una IDE. Niveles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6921331.3.2. Componentes de una IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6931431.3.3. Actores de una IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6951531.4. Algo mas sobre catalogos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6961631.5. Claves para el exito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6991731.6. Principales acuerdos e iniciativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7001831.6.1. GSDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7011931.6.2. NSDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7012031.6.3. INSPIRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7022131.6.4. Las IDE en Espana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7042231.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7062332.Metadatos 7092432.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7092532.2. La utilidad de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7102632.2.1. Garantizar el uso correcto de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7112732.2.2. Facilitar la gestion los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7122832.3. Caractersticas de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7132932.3.1. Contenido de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7133032.3.2. Granularidad de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7153132.3.3. Forma de almacenamiento de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . 7173232.4. Creacion de metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7173332.4.1. Herramientas para crear metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7193432.5. Algunos ejemplos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7203532.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7203633.Estandares 7233733.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7233833.2. Estandares abiertos e interoperabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7243933.3. Entidades creadoras de estandares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7274033.3.1. Open Geospatial Consortium (OGC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7274133.3.2. ISO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7284233.3.3. W3C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7284333.4. Estandares para representacion y obtencion de informacion geograca . . . . 7294433.4.1. Simple Features for SQL (SFS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72945 26. 33.4.2. Geographic Markup Language (GML) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730 133.4.3. Web Feature Service (WFS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 233.4.4. Filter Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732 333.4.5. Web Coverage Service (WCS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733 433.5. Estandares para mapas y visualizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733 533.5.1. Web Mapping Service (WMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733 633.5.2. Standard Layer Description (SLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734 733.5.3. Web Mapping Context (WMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735 833.6. Estandares para metadatos, catalogos y consulta de datos . . . . . . . . . . . 735 933.6.1. ISO 19115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736 1033.6.2. Nomenclator (Gazetteer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737 1133.7. Estandares para procesamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737 1233.7.1. Web Processing Service (WPS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737 1333.8. Relacion entre estandares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738 1433.9. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 15VII Las aplicaciones y usos practicos 741 1634.Introduccion. Para que puedo utilizar un SIG? 745 1734.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745 1834.2. Caracterizacion de las aplicaciones de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746 1934.3. Areas de aplicacion de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 2034.3.1. Gestion de recursos naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 2134.3.2. Gestion de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 2234.3.3. Ecologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749 2334.3.4. Negocios y marketing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749 2434.3.5. Ciencias sociales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749 2534.3.6. Planicacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750 2634.3.7. Militar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750 2734.4. Acerca de los captulos de esta parte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750 2834.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751 2935.Analisis y gestion de riesgos 753 3035.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 3135.2. Riesgos climatologicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 3235.2.1. Modelizacion cartograca del clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 3335.2.2. Modelizacion dinamica del clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 3435.3. Riesgos hidrologicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 3535.3.1. Delimitacion de zonas de inundacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 3635.3.2. Aludes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769 3735.3.3. Contaminacion de aguas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 3835.4. Desplazamientos en masa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 3935.5. Incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 4035.5.1. Modelizacion de incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774 4135.5.2. Analisis de riesgo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777 4235.5.3. Apoyo en tareas relacionadas con riesgo de incendios . . . . . . . . . . 779 4335.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781 44 27. xxx36.Ecologa 783136.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783236.2. Ecologa del paisaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784336.2.1. Metricas de composicion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786436.2.2. Metricas de conguracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787536.2.3. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789636.3. Modelizacion de habitats. Modelos predictivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790736.3.1. Algunos modelos de uso frecuente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792836.3.2. Validacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793936.3.3. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7941036.3.4. Otros usos de los modelos predictivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7951136.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7961237.Gestion de recursos y planicacion 7991337.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7991437.2. Gestion de recursos naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8001537.2.1. Gestion forestal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8001637.2.2. Recursos energeticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8011737.2.3. Agricultura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8031837.3. Planicacion y gestion del territorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8051937.3.1. Modelizacion de usos del suelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8062037.4. Modelos de localizacion optima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8092137.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81222VIII Anexos 81523A. Juego de datos 81724B. Panorama actual de las aplicaciones SIG 82125B.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82126B.2. Software libre y software privativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82227B.3. Panorama actual aplicaciones SIG privativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82328B.3.1. Servidores de bases de datos geogracas . . . . . . . . . . . . . . . . . 82329B.3.2. Servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82430B.3.3. Herramientas de metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82431B.3.4. Clientes pesados o de escritorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82532B.3.5. Clientes ligeros, Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82733B.3.6. Bibliotecas de funcionalidad comun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82834B.4. Panorama actual aplicaciones SIG libres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82835B.4.1. Servidores de bases de datos geogracas . . . . . . . . . . . . . . . . . 82836B.4.2. Servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82937B.4.3. Herramientas de metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83138B.4.4. Clientes pesados o de escritorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83139B.4.5. Clientes ligeros, Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83540B.4.6. Bibliotecas de funcionalidad comun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83741C. Sobre la preparacion de este libro 83942 28. Parte I 1Los fundamentos 2 29. En esta parte comenzaras a conocer que es un SIG, el porque de su existencia, su utilidad, y 1los distintos componentes en que podemos dividirlos, y que seran estudiados de forma separada a 2lo largo de todo el libro. Ademas de esto, se presentan en esta parte algunos conceptos relativos a 3ciencias anes como la cartografa o la geodesia, que son imprescindibles para poder comprender 4en profundidad los SIG y sus distintas facetas. 5El captulo 1 presenta el entorno de los SIG, mostrando al lector el contenido generico 6sobre el que trata no solo esta parte, sino el libro al completo. Se describen las ideas 7fundamentales sobre SIG y los elementos que lo forman. 8El captulo 2 recorre la breve pero intensa historia de los SIG, desde su origen hasta nuestros 9das. 10En el captulo 3 se resumen los conceptos cartogracos y geodesicos basicos, imprescindi- 11bles para el da a da del trabajo con un SIG. 12 30. Captulo 1 1Introduccion. Que es un SIG? 23Que es un Sistema de Informacion Geograca (SIG)? Para que sirve? Como se trabaja 4con un SIG? Que elementos fundamentales comprende? Que es la Ciencia de la Informacion 5Geograca? En que otras disciplinas se fundamenta? 6Este captulo presenta los conceptos fundamentales sobre Sistemas de Informacion Geograca (SIG), 7deniendo estos y presentando tanto sus capacidades fundamentales como la forma en que estas pueden 8ser aprovechadas. Asimismo, se presentan los SIG como sistemas complejos, y se describe cada uno 9de sus componentes principales. El captulo presenta una vision global del ambito de los SIG y de la 10ciencia asociada a los SIG como disciplina independiente, al tiempo que muestra el contexto en el que 11el desarrollo y utilizacion de estos se produce en la actualidad. 12131.1. Introduccion 14Para justicar la importancia de los Sistemas de Informacion Geograca (SIG) y el 15papel que estos juegan hoy en da, es habitual en libros como este citar el hecho de que 16aproximadamente un 70 % de la informacion que manejamos en cualquier tipo de disciplina 17esta georreferenciada. Es decir, que se trata de informacion a la cual puede asignarse una 18posicion geograca, y es por tanto informacion que viene acompanada de otra informacion 19adicional relativa a su localizacion. 20Si bien es probable que este porcentaje no haya variado desde que comenzo a mencionarse 21en los libros sobre SIG, la situacion es en la actualidad mas favorable que nunca para el 22desarrollo de herramientas que permitan la utilizacion de toda esa informacion al tiempo 23que se consideran los datos relativos a su posicion en el espacio. Esto es as no solo porque 24trabajamos con gran cantidad de informacion referenciada geogracamente, sino porque 25somos cada da mas conscientes de la importancia que esa componente geograca tiene. La 26geografa ha pasado de ser un ambito particular con cierta relacion con otros campos a ser 27un elemento fundamental incorporado a la mayor parte de las disciplinas. Y no solo en el 28terreno cientco, sino en el terreno mismo de la vida diaria, donde toda esta informacion 29juega un papel de gran importancia. 30La utilizacion de cartografa ha dado un vuelco radical en el plazo de unas decadas, 31permitiendo nuevas posibilidades y acercando la informacion cartograca como herramienta 32de primer orden a un publico amplio y diverso. La elaboracion misma de cartografa ha 33pasado de ser terreno exclusivo de profesionales del sector a ser una labor abierta donde las 34nuevas tecnologas, especialmente las de corte colaborativo, han permitido que otro tipo de 35usuarios desarrollen y compartan informacion cartograca. 36En este sentido, los SIG no son solo herramientas dentro de ese contexto de gran impor- 37tancia de la informacion geograca, sino en gran medida responsables de que esa situacion 38sea tal, pues su contribucion dentro del panorama relativo a la geografa ha sido vital para 39 31. 6 Sistemas de Informacion Geograficaimpulsar esta y hacerla llegar hasta su lugar actual. En una sociedad donde la informa-1cion y la tecnologa son dos de los pilares fundamentales, los SIG son, sin lugar a dudas,2la tecnologa estandarte para el manejo de informacion geograca, y los elementos basicos3que canalizan la gestion de todo aquello que, de un modo u otro, presente una componente4geograca susceptible de ser aprovechada.5As, un SIG es fundamentalmente una herramienta para trabajar con informacion geo-6rreferenciada, una denicion en la que pueden entrar un gran numero de tecnologas y de7otros elementos no tecnologicos, los cuales veremos a lo largo de este libro.81.2. Un pequeno ejemplo9Para comenzar a tener una idea correcta de lo que representa e implica un SIG, veamos10un sencillo ejemplo. Supongamos el caso de un organismo o empresa cuyo trabajo incluye la11gestion de una masa forestal. Este trabajo de gestion implicara algunas actividades como las12siguientes, en las cuales se utiliza en mayor o menor medida informacion georreferenciada.13Delimitacion de las distintas zonas inventariables y unidades dasocraticas (montes,14cantones, rodales, etc.)15Diseno de inventarios16Realizacion de inventarios y gestion de sus datos para la obtencion de resultados tales17como estimaciones de volumenes maderables.18Gestion de infraestructuras del monte tales como vas de comunicacion, torres de19vigilancia contra incendios, etc.20En un contexto en el que no existen medios informaticos para la realizacion de estas21tareas, gran parte de ellas se desarrollaran con el apoyo de cartografa clasica. As, las22zonas inventariables se delimitaran sobre un plano, y sobre este mismo pueden medirse sus23supercies con la ayuda de un planmetro. En ese mismo plano se localizan las parcelas a24muestrear en un inventario, y los operarios encargados de llegar hasta esas parcelas y realizar25las mediciones pertinentes se ayudan de el para localizarlas y desplazarse sobre el terreno.26Los resultados del inventario se almacenan en estadillos, y las operaciones correspondien-27tes al analisis estadstico de estos se realizan de forma manual, as como la comparacion con28inventarios anteriores que permiten estudiar la evolucion del monte.29La presencia de medios informaticos facilita estas tareas, mejorando por una parte la30gestion de los datos, y por otra las operaciones que pueden realizarse sobre estos. Una31sencilla hoja de calculo, por ejemplo, es una herramienta imprescindible para la gestion de32los datos de un inventario, haciendo que todo el trabajo con ellos resulte mas eciente y33adecuado.34En lo relativo a la cartografa, la situacion, aunque con un desarrollo (y especialmente35una implantacion de usuarios) mas reciente, no es muy distinta. Ventajas similares a las que36aporta una hoja de calculo pueden encontrarse en una aplicacion que permitiera utilizar37mapas y planos dentro de un ordenador, con la consecuente ganancia en productividad,38eciencia y precision. Esta aplicacion destinada al manejo de cartografa es el concepto39basico de un Sistema de Informacion Geograca, y la idea fundamental a partir de la cual40comenzo el desarrollo de estos.41 32. Introduccion. Que es un SIG? 7Con un SIG, la cartografa de esa masa forestal puede visualizarse y almacenarse en un 1ordenador personal, y pueden realizarse sin dicultad y de forma instantanea calculos tales 2como mediciones de cada una de las entidades. La creacion de nueva informacion cartograca 3se lleva a cabo ya en el propio SIG, del mismo modo que la edicion de cartografa ya existente. 4Modicar el lmite de una unidad dasocratica o el trazado de una va, o crear la cartografa 5correspondiente a las parcelas de inventario son tareas que, en nuestro caso de ejemplo, se 6realizan hoy en da empleando un SIG. 7Las ventajas que esto tiene son muchas, especialmente las relacionadas con una mejor 8gestion del conjunto de distintos datos que se manejan, as como las relativas a la sencillez 9con que pueden modicarse estos datos1. 10Otras de las labores donde un SIG demuestra su utilidad es en el analisis. Los da- 11tos geogracos pueden ser objeto de gran numero de distintos analisis, y la capacidad de 12computo de un ordenador es necesaria para muchos de ellos. La herramienta idonea para 13implementar esos algoritmos y operaciones de analisis espacial es el SIG, pues ya contiene los 14elementos necesarios para el manejo de los datos de partida, es decir, aquellos que contienen 15la informacion georreferenciada. 16Y, por supuesto, un SIG conectado a un periferico de impresion permite generar una 17version analogica a partir de la informacion con la que se trabaja, teniendo la capacidad de 18crear cartografa en papel cuando as se requiera. 19En otras palabras, un SIG es una herramienta que brinda a las labores de uso y ma- 20nejo de informacion geograca toda la potencia de un ordenador, pues ha sido disenada 21especcamente para trabajar con este tipo particular de informacion. 22No obstante, mas alla de todas estas tareas antes mencionadas el concepto de SIG ha 23evolucionado hasta convertir actualmente a estos en sistemas complejos que buscan dar 24solucion a todas las necesidades que se presentan en situaciones similares a la del ejemplo 25comentado. Con la tecnologa actual, la incorporacion de elementos propios de los SIG puede 26llegar mucho mas alla, y uno de los pilares mas solidos de los SIG en la actualidad es su 27capacidad de mostrar que existe una componente espacial susceptible de ser gestionada con 28la ayuda de un SIG en la practica totalidad de contextos posibles. 29Como sistema, un SIG puede gestionar la cartografa necesaria para la gestion integral 30del monte, y hacerlo ademas de forma centralizada. De este modo, se garantiza el rigor y 31la robustez de los datos base, ya que el SIG es el encargado de canalizar la utilizacion de 32estos por parte de todos los usuarios. Esto es de especial importancia en caso de que se 33editen los datos, ya que esta edicion tambien esta centralizada, y un usuario ve reejarse 34en su cartografa de forma inmediata los cambios realizados por otro, teniendo siempre a su 35disposicion la version mas actual y, por tanto, mas adecuada. 36A esto puede anadirse la utilizacion de SIG moviles en dispositivos portatiles, que permi- 37ten que el SIG se incorpore tambien a las fases de trabajo de campo. Esa misma cartografa 38centralizada pueden utilizarla los operarios en campo a traves de sus dispositivos para desa- 39rrollar su trabajo, ayudandose ademas de sistemas de navegacion para la localizacion de las 40parcelas de un muestreo o de cualquier otro punto de interes al que deban desplazarse. 41Gracias a la tecnologa SIG, la informacion espacial puede ser aprovechada en mayor 42medida, y en muchos casos pasa de ser una informacion inherente a los datos pero sin 43una verdadera aplicacion, a ser un elemento sumamente enriquecedor y clave para muchos 44analisis. 451Veremos con mas detalle las ventajas de los datos digitales frente a los datos analogicos en el captulo 6 33. 8 Sistemas de Informacion GeograficaEn nuestro ejemplo de gestion forestal, los propios datos del inventario, que antes eran1fundamentalmente datos sobre las propiedades de los distintos arboles medidos (altura,2diametro, etc.), ahora ofrecen muchas mas posibilidades si se considera que cada uno de3estos arboles ha sido medido en una parcela dada, la cual lleva asociadas unas coordenadas4concretas.5El trabajo que se desarrollaba en la hoja de calculo con estos datos se puede incorporar6al SIG, el cual ademas de las funciones de analisis estadstico incluye funciones de analisis7espacial. De este modo, los resultados numericos que se obtenan de esos analisis (volumenes8totales estimados, alturas medias, etc.) se amplan mediante resultados con mayor compo-9nente espacial, como puede ser la creacion de nueva cartografa referente a las variables10principales (mapas de densidad media de arbolado, altura dominante media, etc.).11En resumen, el SIG en su concepcion actual es una herramienta integradora que busca12abarcar en su ambito todas las funcionalidades que se requieren para el trabajo con variables13y elementos espacialmente localizados, incorporando para ello capacidades variadas que seran14las que vayamos viendo progresivamente a lo largo de esta obra.151.3. Que es un SIG?16Partiendo del ejemplo anterior, podemos dar una denicion mas precisa y formal de lo17que realmente es un SIG. Basicamente, un SIG ha de permitir la realizacion las siguientes18operaciones:19Lectura, edicion, almacenamiento y, en terminos generales, gestion de datos espaciales.20Analisis de dichos datos. Esto puede incluir desde consultas sencillas a la elaboracion21de complejos modelos, y puede llevarse a cabo tanto sobre la componente espacial de22los datos (la localizacion de cada valor o elemento) o la componente tematica (el valor23o el elemento en s).24Generacion de resultados tales como mapas, informes, gracos, etc.25En funcion de cual de estos aspectos se valore como mas importante, encontramos distin-26tas deniciones formales del concepto de un SIG. Una denicion clasica es la de [505], para27quien un SIG es un elemento que permite ((analizar, presentar e interpretar hechos relativos28a la supercie terrestre)). El mismo autor argumenta, no obstante, que ((esta es una deni-29cion muy amplia, y habitualmente se emplea otra mas concreta. En palabras habituales, un30SIG es un conjunto de software y hardware disenado especcamente para la adquisicion,31mantenimiento y uso de datos cartogracos)).32En una lnea similar, [489] dene un SIG como un ((sistema de informacion disenado para33trabajar con datos referenciados mediante coordenadas espaciales o geogracas. En otras34palabras, un SIG es tanto un sistema de base de datos con capacidades especcas para35datos georreferenciados, como un conjunto de operaciones para trabajar con esos datos. En36cierto modo, un SIG es un mapa de orden superior)).37Ambas deniciones recogen el concepto fundamental de los SIG en el momento en que38fueron escritas, pero la realidad hoy en da hace necesario recoger otras ideas, y la denicion39actual de un SIG debe fundamentarse sobre todo en el concepto de sistema como elemento40integrador que engloba a un conjunto de componentes interrelacionados.41 34. Introduccion. Que es un SIG? 9Como apunta [505], software y hardware son dos elementos primordiales del SIG, pero 1no son sin embargo los unicos. En el contexto actual, otros componentes juegan un papel 2igual de importante en la ideal global de un SIG. 3De igual modo, un SIG puede considerarse como un ((mapa de orden superior)) entendien- 4do que se trata de una forma mas potente y avanzada de hacer todo aquello que, previamente 5a la aparicion de los SIG, se llevaba a cabo mediante el uso de mapas y cartografa en sen- 6tido clasico. Es decir, los SIG representan un paso mas alla de los mapas. No obstante, esta 7denicion resulta en exceso simplista, pues mapas y SIG no son conceptos equiparables en 8el contexto actual de estos ultimos. 9Un mapa es una representacion de un conjunto de datos espaciales y, aunque esta repre- 10sentacion resulta de enorme importancia, en el entorno de un SIG no es sino un elemento 11mas de una serie de componentes (tales como el software y el hardware que antes men- 12cionabamos). Mas aun, un SIG contiene no solo los datos y la representacion, sino tambien 13las operaciones que pueden hacerse sobre el mapa, que no son ajenas a este sino partes 14igualmente de todo el sistema conformado por el SIG. 15De la misma forma que los textos han pasado del papel al ordenador (antes leamos 16libros, ahora podemos leer libros impresos, libros digitales, paginas Web, etc.), los mapas 17tambien han dado ese salto cualitativo con la aparicion de los SIG. Sin embargo, el SIG es 18mucho mas que una nueva forma de cartografa, y no invalida en absoluto formas anteriores. 19De hecho, una funcion muy importante de los SIG es ayudar a crear mapas en papel, y 20estos se siguen utilizando hoy en da en todos los ambitos. Y junto con esta funcionalidad, 21encontramos otras que hacen que en su conjunto un SIG sea una herramienta integradora y 22completa para el trabajo con informacion georreferenciada. 23Debe entenderse, pues, un SIG, como un elemento complejo que engloba una serie de 24otros elementos conectados, cada uno de los cuales desempena una funcion particular. Estos 25elementos son, como iremos viendo mas adelante, los datos, los procesos, la visualizacion, la 26tecnologa y el factor organizativo. Baste por el momento citarlos, ya que mas adelante, y a 27lo largo de todo el libro, se iran describiendo pormenorizadamente todos ellos. 28Con lo anterior, una denicion mas precisa es decir que un SIG es un sistema que integra 29tecnologa informatica, personas e informacion geograca[1], y cuya principal funcion es 30capturar, analizar, almacenar, editar y representar datos georreferenciados [334]. 31En las siguientes secciones veremos por separado la forma en que un SIG integra la 32tecnologa informatica, las personas y la informacion geograca, as como la forma en que 33los conceptos fundamentales en los que el propio SIG se sustenta suponen una integracion 34de distintas disciplinas. 351.3.1. SIG como integrador de informacion 36Si bien un SIG tiene una inherente naturaleza integradora y esta puede enfocarse desde 37muchos puntos de vista tal y como vemos en este apartado, el elemento tal vez mas relevante 38en este sentido es la propia informacion que un SIG maneja y las caractersticas de esta. 39Conceptualmente, el verdadero pilar de esa naturaleza integradora del SIG reside en la 40informacion geograca con la que se trabaja, que provee la amalgama adecuada para que un 41SIG sea un sistema solido y cohesionado, conriendole a su vez sus propias caractersticas y 42su interes como herramienta polivalente. 43Muchas disciplinas trabajan con informacion de distinta naturaleza. En ellas, no siempre 44resulta sencillo buscar elementos en comun para poder unir y coordinar toda esa informacion 45bajo un unico punto de vista conceptual. En otras ocasiones, disciplinas que en la practica 46 35. 10 Sistemas de Informacion Geograficapresentan una interaccion real (puede decirse que, de un modo u otro, todas las disciplinas1estan interrelacionadas) resultan difciles de integrar desde el punto de vista teorico, y no es2sencillo ponerlas en un marco comun de trabajo.3Por ejemplo, informacion de tipo sociologico como la tasa de analfabetismo e informacion4de caracter fsico o biologico como puede ser la acidez del suelo, no parecen sencillas de5combinar para la realizacion de algun analisis comun. De existir alguna relacion entre ellas6(o de no existir, y pretender demostrar que son variables independientes), es necesario buscar7un punto de enlace entre ambas informaciones para poder estudiar esta. Un nexo que las8une es el hecho de que estan asociadas a una localizacion en el espacio, ya que una serie de9datos de tasa de analfabetismo corresponderan a una serie de lugares, del mismo modo que10lo haran los valores de acidez del suelo.11El hecho de que ambas informaciones tienen a su vez caracter geograco va a permitir12combinarlas y obtener resultados a partir de un analisis comun. Puesto que, tal y como13se menciono al inicio de este captulo, aproximadamente un 70 % de toda la informacion14esta georreferenciada, esa georreferencia va a representar en una gran mayora de los casos15un punto comun para enmarcar el analisis. El SIG es, en este contexto, el marco necesario16en el que incorporar esa informacion georreferenciada y trabajar con ella.171.3.2. SIG como integrador de tecnologas18Puede pensarse que los SIG son meramente herramientas informaticas y que la unica19tecnologa que reside tras ellas es la propia tecnologa informatica. Sin embargo, el papel20integrador de los SIG hace que sean la herramienta elegida para la gestion de resultados y21elementos producidos por otras tecnologas, muchas de las cuales se encuentran actualmente22en pleno desarrollo.23La popularizacion de los SIG y su mayor presencia en una buena parte de los ambitos24de trabajo actuales han trado como consecuencia una mayor conciencia acerca de la im-25portancia de la componente espacial de la informacion, as como sobre las posibilidades que26la utilizacion de esta ofrece. Por ello, una gran parte de las tecnologas que han surgido en27los ultimos anos (y seguramente de las que surjan en los proximos) se centran en el apro-28vechamiento de la informacion espacial, y estan conectadas en mayor o menor medida a un29SIG para ampliar su alcance y sus capacidades. Por su posicion central en el conjunto de30todas las tecnologas, los SIG cumplen ademas un papel de union entre ellas, conectandolas31y permitiendo una relacion uida alrededor de las funcionalidades y elementos base de un32Sistema de Informacion Geograca.331.3.3. SIG como integrador de personas34Ya sabemos que la informacion georrefenciada es muy numerosa y variada. Esto signica35que son muchos los tipos de personas que pueden emplearla y, por tanto, que pueden emplear36un SIG para el trabajo con ella. La presencia del SIG como puerta de acceso a esa informacion37es un punto comun a todas esas distintas personas, y un Sistema de Informacion Geograca38es tambien un elemento integrador a nivel humano y profesional.39Dentro incluso de un mismo campo de aplicacion, son varios los grupos de personas que40van a estar implicados en el desarrollo inicio de una tarea dada con la ayuda de un SIG.41Desde la creacion del dato geograco hasta la obtencion de un resultado nal son muchas42las operaciones que se llevan a cabo, y estas las desarrollan profesionales de distinta espe-43cializacion y con herramientas particularmente adaptadas a dichas operaciones. En nuestro44 36. Introduccion. Que es un SIG? 11ejemplo, y en la etapa previa a la aparicion de los SIG, las herramientas que emplea el 1cartografo para generar un mapa son muy diferente de las que emplea el gestor para anali- 2zar dicho mapa, y estas a su vez distintas a las que pueden emplearse para la elaboracion 3de resultados. 4Con la aparicion de los SIG, todos los profesionales dentro de esa cadena que va desde 5el creacion del dato hasta las operaciones nales que se realizan sobre estos tienen una 6herramienta comun de trabajo, pues un SIG puede utilizarse para desarrollar parcial o 7totalmente las tareas correspondientes a cada uno de ellos. El SIG es empleado para crear 8cartografa, para almacenar, gestionar y consultar esta, as como para realizar analisis mas 9complejos en base a ella y crear resultados. 10Las funciones basicas que un SIG ha de cumplir, que ya vimos en el momento de dar 11una denicion de estos, cubren en realidad un rango amplio de trabajo, y engloban las 12necesidades de usuarios que con anterioridad no tenan entre s un marco de trabajo comun 13tan denido. Esto tiene como consecuencia que existe una mejor coordinacion entre ellos, 14pues es la propia herramienta quien establece las caractersticas de la relaciones existentes, y 15estas no dependen ya unicamente del propio ambito de aplicacion. No obstante, aparece una 16mayor necesidad de organizacion, y como veremos mas adelante, esta organizacion es una 17de las partes basicas del sistema SIG y un elemento necesario para su buen funcionamiento. 181.3.4. SIG como int