Conceptos básicos Sobre Sistemas de Información Geográfica

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Miguel Angel Sanz Santos

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Conceptos básicos

sobre Sistemas de

Información Geográfica

(SIG)

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Significado de S.I.G.

Formas de obtención de datos

Diseño de un proyecto

Tipos de programas gestores

Preparación de datos

Georreferencia de los datos

Operaciones básicas

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Significado de S.I.G. Significado de S.I.G.

Un SIG consiste en información de naturaleza diversa

sobre un determinado territorio, almacenada en un

conjunto de bases de datos tanto gráficas como

alfanuméricas, cuya relación con el territorio se realiza

a través de un sistema de referencia geográfico y se

gestiona a través de uno o varios programa

informáticos específico; el conjunto es soportado por

un sistema de computadores y por un personal

especializado.

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Breve historia de S.I.G. Breve historia de S.I.G.

El p

rimer SIG

como lo

conocemos

actualmente,

es

el

Canadian

Geographical Information System

–

CGIS

, iniciado en 1964 y activo

desde 1967. Se dedica al inventario y planificación de ocupación del

suelo en grandes zonas. (Departamento de Agricultura de Canadá –

Roger Tomlinson, IBM).

El

Dr John SnowDr John Snow

fue el precursor de los Sistemas de Información

Geográfica, en

1854 cartografió la

1854 cartografió la incidencia de los

incidencia de los casos de c

casos de cólera en

ólera en

un mapa del distrito de SoHo en Londres. Este “

protoSIG protoSIG

” permitió a

Snow situar con suficiente precisión el foco origen del brote de cólera, que

correspondió a un pozo de agua contaminado.

El

Open Geospatial Consortium

(OGC) fue creado en 1994 y agrupa a

más de 250 organizaciones públicas y privadas.

Su fin es la definición de estándares abiertos e interoperables dentro de

los Sistemas de Información Geográfica.

Persigue acuerdos entre las diferentes empresas del sector que

posibiliten la interoperación de sus sistemas de geoprocesamiento y

facilitar el intercambio de la información geográfica en beneficio de los

usuarios. Anteriormente fue conocido como

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Breve historia de SIG Breve historia de SIG

La evolución sufrida por los SIG desde su nacimiento hasta la actualidad

se puede escalonar en cuatro etapas ligadas al desarrollo de los

sistemas informáticos:

1966-1970:

1966-1970:el Hardvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis crean elel Hardvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis crean el

programa SYMAP (1968). Continua el programa CALFORM y aparecen GRID e IMGRID

para formatos raster. Como SIG desarrollados en esta etapa t

para formatos raster. Como SIG desarrollados en esta etapa tenemos:enemos:

Land Use and Natural Resources Information System – LUNR -> 1967 – NY

Minnesota Land Management Information System – MLMIS -> 1969 –

Minnesota Land Management Information System – MLMIS -> 1969 – MinnesotaMinnesota

1970-1980:

1970-1980:se elabora el programa POLYVRT que introduce en la estructura de datos lase elabora el programa POLYVRT que introduce en la estructura de datos la

topología de los objetos cartográficos. Destacar de

topología de los objetos cartográficos. Destacar de esta etapa:esta etapa:

Polygon Information Overlay System – PIOS ->

Polygon Information Overlay System – PIOS -> 19711971

The Oak Ridge Modelling Information System – ORMIS

The Oak Ridge Modelling Information System – ORMIS -> 1972-> 1972

1980-1997:

1980-1997: comienza con la salida del programa ODYSSEY un verdadero gestor decomienza con la salida del programa ODYSSEY un verdadero gestor de

sistema de información geográfica y en el se incluye la digitalización semiautomática de

datos espaciales, la gestión de bases de datos y la elaboración interactivas de los datos.

ESRI desarrolla ARC/INFO (vector) y comienzan a desarrollarse programas como IDRISI,

ERDAS, etc (raster).

1997-actualidad:

1997-actualidad:en esta última etapa, los SIG alcanzan un gran desarrollo y expansiónen esta última etapa, los SIG alcanzan un gran desarrollo y expansión

gracias fundamentalmente a la evolución y ampliación de las capacidades de los

ordenadores, el desarrollo de los lenguajes de programación y el avance del tratamiento

gráfico.

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Significado de S.I.G. Significado de S.I.G.

S

Suueelloo

G

Geeoollooggííaa P

Poobbllaacciióónn

...

E

Eccoonnoom

mííaa

A1 A1 A2 A2 B B C3 C3

...

?

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Diseño de un proyecto Diseño de un proyecto

Problemática

–

objetivos

Preparación de medios Preparación de medios

€

Obtención de datos

Conversión de datos

Georreferenciación de los datos

Generación de documentos operativos para el SIG

Obtención de soluciones al problema

Preparación

del trabajo

Entrega de

_resultados

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Obtención de datos

Fuentes de datos

Modos de asimilación

Integración

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Preparación de datos.

Transformación de los datos a las estructuras legibles por

los programas gestores:

Matrices de valores relacionados con una característica del

territorio (raster)

Dibujos de polígonos, lineas y puntos que representen elementos

del territorio (vectoriales)

Bases de datos que aglutinen información secundaria sobre

elementos puntuales, lineales o extensiones areales del territorio.

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Tipos de programas gestores.

Más que dos tipos de programas gestores existen

dos formas de tratar la información, éstas son la base

sobre la que se inspiran l

os diferentes programas.

'

Raster' (teselados)

: la información de las variables se

almacena en porciones cuadradas (teselas o

píxeles

) que

almacenan el valor medio o más representativo del territorio

que representan.

'Vector' (Vectorial):

la información se divide en dos parte,

una

gráfica conformada por

puntos, lineas

y

polígonos

; la otra

formada por una base de datos ligada a los diferentes

elementos vectoriales, donde se

almacena las características

de cada uno de ellos.

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Tipos de programas gestores.

Valor

gráfico

gráfico Valor delValor delpíxelpíxel

···

·

· ···

···

·

12 12 14 14 32 32 4 4 Tamaño del Tamaño del elemento elemento XXX*YYY XXX*YYY XXX*YYY XXX*YYY XXX*YYY XXX*YYY XXX*YYY XXX*YYY Significado Significado del valor del valor Calizas Calizas Arenas Arenas Adamellitas Adamellitas Cuarzo Cuarzo Tipos de mallas Tipos de mallas Elementos areales Elementos areales Elementos lineales Elementos lineales Elementos puntuales Elementos puntuales

El sistema de almacenamiento de los datos

se realiza a través de una malla, en la que

cada unidad de ésta guarda un valor

numérico que hace referencia a la variable

que se representa.

Raster

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Tipos de programas gestores.

Identificador

Identificador PerímetroPerímetro

···

12000 12000 Área Área 7000 7000 Localizador Localizador

El sistema de almacenamiento de los datos se realiza a través de un gráfico

vectorial asociado a una base de datos donde se almacenan las características

de cada elemento que compone la capa o cobertura, así como las relaciones

topológicas (relaciones espaciales) entre los

elementos.

Vector

100 100 Código Código

···

635 635 Color Color 10 10

···

FF11B1 FF11B1 Etiqueta Etiqueta

···

Calizas Calizas

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Tipos de programas gestores.

Vector

Punto: su área y perímetro son 0, tiene identificador, coordenadas X e Y y tipo

Punto: su área y perímetro son 0, tiene identificador, coordenadas X e Y y tipo Nodo finalNodo final

Vértice

Nodo inicial

L

L a a d d o o d d e e r r e e

c

c h h o o

L

L a a d d o o i i z z q q u u i i

e

e r r d d o o

Localizador de polígono Localizador de polígono I I D D I I D D I I D D

Arcos: tiene identificador, punto inicial y final

(con coordenadas

(con coordenadas X X e Y), e Y), vértices vértices que definenque definen

su forma (con coordenadas X e Y), tipo y

longitud. Además si la cobertura es de

polígonos, tenemos identificados los polígono

situados en el lado derecho e izquierdo del arco.

situados en el lado derecho e izquierdo del arco. Los Los varias tablas, quedan definidosvarias tablas, quedan definidospolígonos: polígonos: relacionanrelacionan

por un nodo especial y por el

conjunto de arcos que los

delimitan (importante la

orientación del arco), presentan

un identificador, perímetro y

área

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Georreferencia de los datos

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SS

II

G

Georreferencia de los datos

Sistemas de proyecciones cartográficas según sistemas de

transformación

Sistemas convencionales: es un verdadero sistema de proyección cartográfica,

poliédrico

Sistemas naturales o perspectivas: se

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

estereográfica

Sistemas artificiales o por

Sistemas artificiales o por desarrollo: hay una sustitución de la forma desarrollo: hay una sustitución de la forma original (esfera)original (esfera)

por una otro figura geométrica tangente a la primera.

Sistemas artificiales o de desarrollo

Proyección cilíndrica conforme de Mercator

Proyección U.T.M. O cilíndrica transversal c

Proyección U.T.M. O cilíndrica transversal conforme de Gaussonforme de Gauss

Proyección cónica conforme de

Proyección cónica conforme de LambertLambert

Proyección de Bonne

Proyección de mínima anamorfosis de Tissot

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Georreferencia de los datos

Sistemas de proyecciones cartográficas según sistemas de

transformación

Sistemas convencionales: es un verdadero sistema de proyección cartográfica,

poliédrico

Sistemas naturales o perspectivas: se

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

estereográfica

Sistemas artificiales o por

Sistemas artificiales o por desarrollo: hay una sustitución de la forma original (esfera)desarrollo: hay una sustitución de la forma original (esfera)

por una otro figura geométrica tangente a la primera.

Sistemas artificiales o de desarrollo

Proyección cilíndrica conforme de Mercator

Proyección U.T.M. O cilíndrica transversal c

Proyección U.T.M. O cilíndrica transversal conforme de Gaussonforme de Gauss

Proyección cónica conforme de

Proyección cónica conforme de LambertLambert

Proyección de Bonne

Proyección de mínima anamorfosis de Tissot

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Operaciones básicas

Tipos de operaciones básicas en los SIG

Operaciones algebraicas

Operaciones geométricas.

Operaciones topológicas.

Operaciones relacionales.

Operaciones lógicas.

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Operaciones básicas

Algebraicas: operaciones aritméticas con y entre mapas

+ 3 =

11

22

33

44

55

66

11

22

33

11

22

33

22

33

44

55

66 +

+

=

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Operaciones básicas

Geométricas: operación que determinan características

geométricas del territorio

Volumen

Área

D

D i iss t taanncc i iaass

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Operaciones básicas

Topológicas: superposición

Id Id 11 22 33 44 55 66 .. .. .. Situac

Situación x ión x SituacSituación yión y Característica 1Característica 1Característica 2Característica 2 Xxxxx Xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxxx xxxxxx .. .. .. yyyyy yyyyy yyyyy yyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyy yyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyyy .. .. .. 33 12 12 45 45 11 77 19 19 .. .. .. Urbano Urbano Forestal Forestal Regadio Regadio Urbano Urbano Recreativo Recreativo Forestal Forestal .. .. .. Id Id 11 22 33 44 55 66 .. .. .. Situac

Situación x ión x SituacSituación yión y Característica 1'Característica 1'Característica 2'Característica 2' Xxxxx Xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxxx xxxxxx .. .. .. yyyyy yyyyy yyyyy yyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyy yyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyyy .. .. .. Limos Limos Calizas Calizas Margas Margas Calizas Calizas Arenas Arenas Limos Limos .. .. .. 10.000 10.000 5.000 5.000 13.000 13.000 25.000 25.000 2.000 2.000 10.000 10.000 .. .. .. Id Id 11 22 33 44 55 66 .. .. .. Situación

Situación x x Situación Situación yy Característica 1Característica 1Característica 2Característica 2 Xxxxx Xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxxx xxxxxx .. .. .. yyyyy yyyyy yyyyy yyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyy yyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyyy yyyyyy .. .. .. 33 12 12 45 45 11 77 19 19 .. .. .. Urbano Urbano Forestal Forestal Regadio Regadio Urbano Urbano Recreativo Recreativo Forestal Forestal .. .. .. Limos Limos Calizas Calizas Margas Margas Calizas Calizas Arenas Arenas Limos Limos .. .. .. Característica 1' Característica 1' Característica 2'Característica 2'

10.000 10.000 5.000 5.000 13.000 13.000 25.000 25.000 2.000 2.000 10.000 10.000 .. .. ..

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II

G

Operaciones básicas

Relacionales:

22 ₁₁

22

44

11

33 ₅₅

1 = 1

3 = 2

4 = 2

5 = 3

=

11

22 ₃₃

Reclasificación

0<= x

0<= x <100

<100 = 3

= 3

100<= x <150 = 2

150<= x <200 = 1

x >= 200 = 0

=

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II

G

II

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Operaciones básicas

Lógicas:

22 ₁₁

22

44

11

33 ₅₅

11

22 ₃₃

P

P Q Q OOppeerraacciióón n RReessuullttaaddoo

V V V V OORR VV V F V F OORR VV F V F V OORR VV F F F F OORR FF V V VV AANNDD VV V V FF AANNDD FF F F VV AANNDD FF F F FF AANNDD FF V V VV XXOORR FF F F VV XXOORR VV V V FF XXOORR VV F F FF XXOORR FF NOT