Diseño de la Interfaz para un Sistema de Información Geográfico Económico Edición Única

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(2) DISEÑO DE L A INTERFAZ PARA U N SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO ECONÓMICO. T E S I S. MAESTRÍA E N ADMINISTRACIÓN DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY POR CLAUDIA E. ELIZONDO GONZÁLEZ ABRIL DE 1994.

(3) DISEÑO D E L A INTERFAZ P A R A U N SISTEMA D E INFORMACIÓN GEOGRÁFICO ECONÓMICO. TESIS. MAESTRÍA E N ADMINISTRACIÓN D E SISTEMAS D E INFORMACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE M O N T E R R E Y. POR C L A U D I A E. ELIZONDO GONZÁLEZ. ABRIL D E 1994.

(4) INSTITUTO TECNOLÓGICO Y D E ESTUDIOS SUPERIORES DE M O N T E R R E Y DIVISIÓN D E GRADUADOS E INVESTIGACIÓN P R O G R A M A D E GRADUADOS E N INFORMÁTICA Los miembros del comité de tesis recomendamos que la presente tesis de la Lic. Claudia E. Elizondo González sea aceptada como requisito parcial para obtener el grado académico de Maestra en Administración de Sistemas de Información.. Comité de tesis:. Director del Programa de Graduados en Informática ABRIL D E 1994.

(5) DISEÑO D E L A INTERFAZ P A R A U N SISTEMA D E INFORMACIÓN GEOGRÁFICO ECONÓMICO. POR C L A U D I A E. ELIZONDO GONZÁLEZ. TESIS. Presentada a la División de Graduados e Investigación Este Trabajo es Requisito Parcial para obtener el Título de Maestra en Administración de Sistemas de Información. INSTITUTO TECNOLÓGICO Y D E ESTUDIOS SUPERIORES DE M O N T E R R E Y. ABRIL DE 1994.

(6) DEDICATORIA. •. A DIOS, por ser mi Maestro. •. A mis padres Jacobo y Ma. Elena. •. A mis hermanos: Alicia, Sandra, Alberto, Ma. Elena, Mónica y Sergio. •. A mis compañeros y amigos. iv.

(7) RECONOCIMIENTOS. Deseo agradecer sinceramente: •. A mi asesor el Dr. David Alanís por la calidad de su trabajo, por su dedicación, recomendaciones y apoyo.. •. A mis sinodales Ing. Martín González, Lic. Carlos Jiménez y Dr. Ismael Aguilar por sus sugerencias y colaboración.. •. A mi jefe, el Ing. Antonio Donadío, por su ánimo incansable para llegar al fin de una meta propuesta, lo cual constituye un ejemplo a seguir.. •. A la Lic. Alinna Correa por su paciencia, apoyo colaboración y sugerencias.. •. A l Dr. Fabián Lozano, al Ing. Manuel Granados y al Ing. Carlos Álvarez, por la bibliografía proporcionada, la cual fue muy valiosa y de gran utilidad.. •. A la Lic. Ma. Imelda Valdés por su valiosa contribución al desarrollo de este trabajo.. •. A l Ing. Raúl Uriarte, a la Lic. Rosa Ma. Arrambide y a la Lic. Adriana Garza, por su invaluable ayuda.. •. A mis compañeros de trabajo y a todas aquellas personas que de alguna manera contribuyeron en la elaboración de la tesis.. incondicional,. Claudia E. Elizondo González Abril de 1994 v.

(8) RESUMEN. DISEÑO D E L A INTERFAZ P A R A U N SISTEMA D E INFORMACIÓN GEOGRÁFICO ECONÓMICO. E l objetivo principal de esta tesis es el diseño de la interfaz para un Sistema de Información Geográfico que presenta indicadores económicos. Para cumplir con el objetivo se presentan tres capítulos que cubren los principales aspectos de Sistemas de Información Geográficos, de Diseño de la Interfaz y de Indicadores Económicos. Con esta información se sitúa al lector en el contexto adecuado para comprender los capítulos subsecuentes, los cuales constituyen la principal contribución de este trabajo: el diseño y la evaluación de la interfaz para un Sistema de Información Geográfico Económico. Utilizando una metodología para la evaluación de interfaces gráficas, se evalúa el diseño de la interfaz de tres Sistemas de Información Geográficos: CODICE 90, P C Globe 4.0 y Atlas Mundial de la Enciclopedia Compton's Multimedia. Tomando en consideración la misma metodología de evaluación y los puntos débiles de los sistemas evaluados, se propone el diseño de la interfaz para un Sistema de Información Geográfico Económico (SIGE). Los elementos del diseño propuesto se plasman en el desarrollo de un prototipo en el cual se utilizan datos de un caso real de la economía regional: la Industria Manufacturera en Monterrey y su área metropolitana. En el apéndice de la tesis se presenta la descripción del prototipo y los datos utilizados para desarrollarlo.. vi.

(9) ÍNDICE. Introducción Capítulo 1. 1 Sistemas de Información Geográficos 1.1 Historia y Evolución 1.2 Definición 1.3 Naturaleza de la Información Geográfica 1.4 Componentes 1.5 Requerimientos 1.6 Características 1.7 Ventajas 1.8 Desventajas 1.9 Aplicaciones Tradicionales y no Tradicionales 1.10 Desarrollo en México 1.11 Comparación de Aplicaciones en México y en otros Países 1.12 Tendencias Futuras. 5 5 7 8 11 13 14 15 16 17 23. Capítulo 2. Diseño de la Interfaz 2.1 Historia y Evolución 2.2 Definición 2.3 Tipos de Usuarios 2.4 Factores que Afectan al Diseño de Interfaces 2.5 Estrategias de Diseño de Interfaces 2.6 Reglas Básicas en el Diseño del Diálogo 2.7 Guías para el Desplegado de Datos 2.8 Guías para la Entrada de Datos 2.9 Puntos Importantes en el Diseño 2.10 Guía para el Diseño de Interfaces 2.11 Visualización de la Información en un SIG. 28 28 30 31 32 32 37 39 41 42 43 45. Capítulo 3. Indicadores Económicos 3.1 Definición 3.2 Principales Indicadores Económicos 3.3 Algunos Indicadores Económicos Utilizados en. 47 47 48. vii. 25 26.

(10) Estados Unidos 3.4 Indicadores Económicos en México 3.5 ¿Por qué Visualizar la Información Proporcionada por los Indicadores Económicos? Capítulo 4. Capítulo 5. Evaluación de Interfaces Utilizadas en Sistemas de Información Geográficos 4.1 Metodología 4.2 Evaluación de la Interfaz del CODICE 90 4.3 Evaluación de la Interfaz del PC Globe 4.0 4.4 Evaluación de la Interfaz del Atlas Mundial de la Enciclopedia Compton's Multimedia. Diseño de la Interfaz para un Sistema de Información Geográfico Económico 5.1 Descripción de la Información 5.2 Diseño de la Interfaz 5.3 Evaluación de la Interfaz. Conclusiones Apéndice A Apéndice B. 50 51 57. 58 58 66 78 92. 103 103 104 115 117. SIGE: Prototipo de la Interfaz para un SIG Económico Datos Utilizados. 120 121. Bibliografía. 137. Vita. 146. viii.

(11) LISTA DE TABLAS. Tabla 1.1.. Tabla 1.2.. Usuarios y Aplicaciones de Sistemas de Información Geográficos en el Mercado Primario.. 18. Usuarios y Aplicaciones Potenciales de Sistemas de Información Geográficos en el Mercado Terciario.. 20. ix.

(12) LISTA DE FIGURAS. Figura 2.1. Figura 2.2. Figura 2.3. Figura 2.4. Figura 2.5. Figura 4.1 Figura 4.2. Figura 4.3. Figura 4.4 Figura 4.5. Figura 4.6. Figura 4.7. Figura 4.8. Figura 4.9 Figura 4.10. Figura 4.11. Figura 4.12. Figura 4.13. Figura 4.14. Figura 4.15. Figura 4.16. Figura 4.17. Figura 4.18. Figura 4.19. Figura 4.20. Figura 4.21. Figura 4.22. Figura 4.23. Figura 4.24. Figura 4.25. Figura 4.26. Figura 4.27. Figura 4.28.. Menús de Selección. Llenado de Formas. Lenguaje de Comandos. Lenguaje Natural. Manipulación Directa. Pantalla Inicial del CODICE 90. Presentación de Opciones. Mensaje de Error. Teclas de Camino Corto. Iconos Ejemplo de una Gráfica. Ejemplo de la Cartografía. Ejemplo de Ubicación en Texto. Presentación de Tablas. Uso de Colores. Ejemplo de Animación. Pantalla Inicial PC Globe 4.0. Presentación de Opciones. Mensaje de Error. Selección de una Opción. Ubicación de la Opción Seleccionada. Facilidades para Usuarios Novatos. Presentación de Texto. Presentación de Tablas. Presentación de Menús. Presentación de Submenús. Recorrimiento de la Pantalla. Pantalla Inicial del Atlas Mundial de la Enciclopedia Compton's Multimedia. Mensaje de Error. Facilidades para Usuarios Novatos. Presentación de Texto. Uso de Ventanas. Presentación de Menús. x. 33 34 35 36 37 67 68 68 69 69 70 71 71 73 74 75 79 80 81 82 82 83 85 85 87 88 90 93 94 96 97 98 99.

(13) Figura 4.29. Figura 5.1 Figura 5.2 Figura 5.3. Figura 5.4. Figura 5.5. Figura 5.6. Figura 5.7. Figura 5.8. Figura 5.9. Figura 5.10.. Ejemplo de la Animación en el Atlas. Mensajes de Error. Iconos de Indicadores. Ubicación en el Sistema. Ubicación en una Ventana. Facilidades para Usuarios Novatos. Organización de la Pantalla. Presentación de Texto y Números. Presentación de Menús. Animación. Recorrimiento de la Pantalla.. xi. 100 105 105 106 107 107 109 110 112 113 114.

(14) INTRODUCCIÓN. Los Sistemas de Información Geográficos (SIGs) tienen un gran auge, su utilización en numerosas aplicaciones así lo demuestra. Estos sistemas constituyen una poderosa herramienta que soporta el proceso de toma de decisiones en una organización, ya que permiten visualizar información en forma espacial. Un Sistema de Información Geográfico es una herramienta única que soporta las decisiones en una gran variedad de áreas como en crecimiento de tránsito, ruteo de vehículos de emergencia e infraestructura administrativa. [ M I L R A D , 1992]. Una de las aplicaciones, especialmente importante en este tipo de sistemas, es la ubicación geográfica de indicadores económicos. Los indicadores económicos son una base para realizar análisis y tomar decisiones, por ello, la forma en que se presenta la información económica tiene gran significancia, debido a que resulta tedioso analizar grandes volúmenes de información si ésta no es agradable a la vista del usuario. La aparición permanente de nuevos problemas territoriales, su solución, y en consecuencia, el desarrollo de sus procesos, causa que también la planeación espacial se convierta en un proceso. Y a no es suficiente un plan que determine el cuadro de la economía a largo plazo. Este cuadro, naturalmente, es necesario para mantener una armonía territorial que dé forma a las estructuras espaciales en las cuales podrían ser realizadas las metas socioeconómicas. Sin embargo, además de la armonía, es necesaria la programación de las acciones en el espacio, los programas y las técnicas de realización de las metas particulares, las cuales concretan los acuerdos de la programación del ordenamiento territorial del país a largo plazo, y los cuales toman éstas como punto de partida. [ZEROMSKI, 1992] Para cumplir con las exigencias actuales, resulta necesario contar con un Sistema de Información Geográfico que permita observar cómo se comportan los diversos indicadores económicos, permitiendo así un mejor entendimiento y un claro análisis al visualizar geográficamente los resultados. L a visualización 1.

(15) 2 de la información económica muestra un panorama más claro de lo que está sucediendo y ayuda a la toma de decisiones. Un Sistema de Información Geográfico incluye tecnología, administración de base de datos y grandes capacidades para almacenamiento de datos, análisis y procesamiento geográfico. E l objetivo de un Sistema de Información Geográfico es producir gráficas, resultados distribuidos espacialmente y reportes basados en relaciones geográficas. [MILRAD, 1992] La interfaz de un Sistema de Información Geográfico, que es la forma como el usuario se comunica con el sistema para obtener la información deseada, debe cumplir con ciertas características que dependen principalmente del tipo de información que presenta y del tipo de usuario que la utiliza. Su diseño involucra una serie de factores que deben ser analizados cuidadosamente. L a introducción de un Sistema de Información Geográfico no solamente automatiza ciertas actividades, sino que cambia la forma en que la organización trabaja. Para saber la forma en la cual los datos de un Sistema de Información Geográfico deben de ser analizados, es necesario que el usuario esté involucrado en la especificación de las funciones necesarias y en los niveles de desempeño, [ARONOFF, 1989] LO anterior influye en la interfaz utilizada para manejar el sistema, debido a que la información solicitada y presentada debe proporcionarse en una forma útil y agradable al usuario. En México, el desarrollo de los Sistemas de Información Geográficos inició en 1974. Las nuevas tecnologías llegaron lentamente, sin embargo, actualmente la tecnología ya está madura y lista para proveer alternativas útiles a los problemas urgentes de México, [MORENO, 1993] México está utilizando la tecnología de Sistemas de Información Geográficos para la planeación del uso de la tierra y de los recursos naturales, por lo que puede decirse que está en una fase primaria de desarrollo. Sin embargo, es predecible que dentro de pocos años se estén utilizando dichos sistemas para obtener una ventaja competitiva al soportar el proceso de toma de decisiones de instituciones u organizaciones de cualquier tipo. E l potencial de los Sistemas de Información Geográficos es muy elevado, contar con un sistema que muestre información distribuida espacial y.

(16) 3 geográficamente representa una ventaja competitiva para quien lo utiliza debido a que facilita al analista su tarea al permitirle observar visualmente datos localizados. E l uso de cualquier sistema generalmente está determinado por la forma en que el usuario se comunica con él, es decir, por su interfaz. Si la interfaz es la apropiada la probabilidad de que un sistema tenga éxito es muy. grande. La comunicación cartográfica adquiere una nueva importancia en la era de la información y presenta nuevos desafíos. Estos desafíos involucran tanto la creación de nuevos productos para mejorar la efectividad en la transmisión de información, como un mejor entendimiento del proceso de comunicación. [ T A Y L O R , 1993] Para lograr esto pueden utilizarse interfaces gráficas que permitan una mejor visualización de la información y una comunicación más directa con los usuarios de los sistemas. La visualización intenta provocar una apreciación intuitiva de las características sobresalientes de un conjunto de datos y hacer aplicaciones de los aspectos relevantes de dichos datos, que pueden ser o no de naturaleza visual, sobre representaciones visuales que sean capaces de ser entendidas fácil e intuitivamente por el observador, [TAYLOR, 1993] Esta visualización de la información es de gran utilidad en el área económica. Los economistas generalmente tiene que darse a la tarea de analizar grandes volúmenes de información para establecer relaciones y estudiar comportamientos. Si la información se presenta en forma visual se optimiza el trabajo de los economistas y puede llegarse a una mejor toma de decisiones. E l propósito de esta tesis es mostrar un panorama sobre los Sistemas de Información Geográficos, sobre algunos aspectos de la interfaz con el usuario y sobre indicadores económicos, con el objetivo de diseñar la interfaz para un Sistema de Información Geográfico mostrando indicadores económicos. En el capítulo 1, denominado "Sistemas de Información Geográficos", se presenta la historia y evolución, definición, naturaleza de la información geográfica, componentes, características, ventajas y desventajas, aplicaciones tradicionales y no tradicionales, desarrollo en México, aplicaciones futuras, comparación de aplicaciones en México y en otros países y tendencias futuras. Todo esto para introducir al lector en el conocimiento de los SIGs..

(17) 4 En el capítulo 2, llamado "Diseño de la Interfaz", se presenta la historia y evolución del desarrollo de interfaces, la definición, tipos de usuarios, factores que afectan al diseño, estrategias de diseño, reglas básicas en el diseño del diálogo, guías para el desplegado de datos, guías para la entrada de datos, puntos importantes en un buen diseño y se destaca la importancia del diseño de una interfaz en un SIG. En el capítulo 3, "Indicadores Económicos", se explica la importancia de los indicadores económicos, su definición, los principales indicadores utilizados en Estados Unidos y en México, los censos económicos en México y la importancia de visualizar la información proporcionada por dichos indicadores. En el capítulo 4, "Evaluación de Interfaces Utilizadas en Sistemas de Información Geográficos", se presenta la metodología utilizada para evaluar interfaces gráficas y se incluyen tres evaluaciones de SIGs. Se evalúa la interfaz del CODICE 90, del PC Globe 4.0 y del Atlas Mundial de la Enciclopedia Compton's Multimedia. En el capítulo 5, "Diseño de la Interfaz para un Sistema de Información Geográfico Económico" se explica y evalúa la interfaz propuesta para mostrar información de indicadores económicos. En el Apéndice se explica el prototipo de la interfaz realizada utilizando los elementos propuestos en el Capítulo 5 y se incluyen las tablas de los datos utilizados para desarrollarlo..

(18) CAPÍTULO 1. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICOS. 1.1. Historia y Evolución. Los datos geográficos tradicionalmente han sido presentados por medio de mapas. Cuando todavía no se utilizaban computadoras, fueron representados como puntos, líneas o áreas dibujadas en un pedazo de papel o en una película fotográfica. Los datos eran codificados usando símbolos, texturas y colores, explicando en el mapa mediante una leyenda o un texto. E l mapa y su documentación constituyen la base de un Sistema de Información Geográfico (SIG). [ARONOFF, 1989] Los SIGs surgieron en la década de los 60 utilizándose principalmente en universidades y en agencias de gobierno. Canadá tiene el crédito mundial de haber sido el primero en crear un sistema de este tipo en los años 60, el Sistema de Información Geográfica de Canadá, el cual fue desarrollado por el gobierno federal para dar soporte a la existencia de propiedades de la tierra. Casi por las mismas fechas, el Departamento de Investigación en Ingeniería en la Universidad de New Brunswick asistió a la N A S A en un mapeo de reconocimiento para identificar sitios de aterrizaje lunar para el programa Apollo. L a universidad fue anfitriona de la primera conferencia internacional en sistemas de información de la tierra en 1968 y realizó el primer estudio de información sobre costos y beneficios del uso del suelo en 1971. [WINTROB, 1992] La tecnología de los SIGs surgió a finales de los años 70 y a inicios de los 80, debido a la alta presión ejercida por el medio ambiente por tenerlos en los escritorios de las oficinas. En estas fechas, estuvo de moda la tecnología de SIGs en los equipos centrales. A mediados de los 80, los vendedores posicionaron sus tecnologías a las poderosas estaciones de trabajo. A finales de este mismo período, las diferencias entre las computadoras personales PCs y las estaciones de trabajo cnsminuyeron considerablemente y muchas tecnologías de SIGs llegaron a operar eficientemente en plataformas de PCs. 5.

(19) 6 Actualmente, pueden encontrarse SIGs completos en toda la rama de computadoras personales, [ABASHIAN, 1992] A pesar del poder analítico de esta tecnología, un SIG, como cualquier otro sistema, no puede existir aislado, debe de estar bajo un contexto. Debe de haber una organización de gente, instalaciones y equipo responsable de implantarlo y mantenerlo. [ARONOFF, 1989] La empresa u organización que adopte esta tecnología, debe de estar consciente de lo anterior, capacitando a su gente y teniendo la infraestructura computacional necesaria para obtener los mayores beneficios de su uso. Debido a las facilidades computacionales, a las grandes capacidades que ofrecen las computadoras en la actualidad, a la ctísminución en los costos de las mismas y al surgimiento de nuevas tecnologías, los SIGs han alcanzado un gran desarrollo en la actualidad. Han pasado de ser herramientas gubernamentales a herramientas que pueden ser utilizadas por cualquier tipo de empresa. Estos sistemas son utilizados para producir información fácilmente analizable. Los SIGs están creando una nueva era en el análisis de la información, combinando la alta velocidad de las microcomputadoras, el software de mapeo actual y diversos datos. E l gobierno y la academia han estado utilizando estos sistemas y los negocios empiezan a utilizarlos para transformar su trabajo. [ E X T E R , 1992] Estos sistemas son poderosas herramientas que ayudan a quien los utiliza a obtener una ventaja competitiva sobre los demás, debido a que soportan el proceso de toma de decisiones y permiten visualizar los diferentes escenarios antes de tomar una decisión, también debido a que presentan la información existente en una forma fácil de comprender y de ubicar..

(20) 7 1.2. Definición. Existen numerosas definiciones de un SIG, en su mayoría los autores utilizan elementos comunes para definir esta tecnología. Las principales definiciones de un SIG son en las que se define como: •. U n sistema computacional diseñado para colectar, almacenar, recuperar, manipular y desplegar datos espaciales. Un SIG permite ligar datos a los mapas para que las características espaciales de la información puedan ser fácilmente comprendidas, [MARTIN, HOFFER, D E H A Y E S , PERKINS, 1994]. •. U n sistema de administración de bases de datos computarizado para capturar, almacenar, consultar, analizar y desplegar datos definidos en forma localizada, [ABASHIAN, 1992]. •. U n sistema computacional para analizar visualmente información geográfica o localizacional. [ABASHIAN, 1992]. •. Hardware y software que proporciona la capacidad de capturar, analizar, modelar y desplegar datos espaciales en formas que no se pensaron posibles hace algunos años, [ZURIER, 1992]. •. Una combinación de gráficas, diseño asistido por computadora C A D (Computer Aided Software) y software de administración de bases de datos aplicado específicamente a las tareas de mapeo geográfico y demográfico. [MILES, 1992]. •. Una colección de mapas y descripciones acerca de un lugar, cuando se trata de un sistema manual; y como un sistema que tiene la capacidad de almacenar, manipular y analizar información haciendo posible que se llegue a decisiones sobre el uso de la tierra, sobre transportación, sobre infraestructura y sobre muchas otras cosas, cuando se trata de un sistema automatizado. Es un sistema administrador basado en computadoras donde los datos están basados geográficamente y orientados espacialmente. [ M I L R A D , 1992].

(21) 8 •. U n sistema que organiza datos espaciales y no espaciales para la producción y análisis de mapas informativos, dando a los ejecutivos los datos que necesitan antes de arriesgar los recursos corporativos. ÍGRUPE, 1992]. •. U n Sistema de Soporte a la Decisión que integra datos referenciados espacialmente en un medio ambiente de solución de problemas. [GRUPE, 1990]. •. Cualquier conjunto de procedimientos, computacionales o manuales, usados para manipular datos referenciados geográficamente, si se habla en un contexto general. Un sistema basado en computadoras que proporciona cuatro componentes para manejar datos georeferenciados: entradas, administración de los datos, manipulación y análisis y salidas, si se habla en el ámbito computacional. [ARONOFF, 1989]. Después de analizar las definiciones anteriores, puede decirse que un SIG es un sistema computacional que permite analizar visualmente información geográficamente localizada, permite hacer análisis cambiando valores a variables para ver qué pasa si se dan diferentes condiciones, lo anterior se denomina análisis de sensibilidad y constituye una poderosa herramienta que soporta el proceso de toma de decisiones en una organización.. 1.3 Naturaleza de la Información Geográfica. E l mapa es la forma más familiar en la cual los datos geográficos son presentados. Un mapa consiste de un grupo de puntos, líneas y áreas que son posicionadas haciendo referencia a un sistema común de coordenadas. Este sistema generalmente se representa en dos dimensiones que fácilmente pueden ser transportadas a hojas de papel. La leyenda de un mapa liga los atributos no espaciales, como los nombres de lugares, símbolos y colores, a los datos espaciales, como son las localizaciones de los elementos del mapa. E l mapa sirve para almacenar y presentar datos al usuario. En un SIG, basado en computadoras, el almacenamiento y la presentación de los datos geográficos están separados. Por una parte, los datos pueden almacenarse a un alto nivel de detalle y sin embargo, pueden presentarse en una.

(22) 9 forma más general o en una escala diferente, esto los hace independientes. Los datos geográficos son presentados como puntos, líneas y áreas, de igual forma que en los mapas. Sin embargo, para que la implantación computacional sea eficiente, los datos geográficos se organizan de forma diferente a los mapas de papel. Los datos geográficos tienen un conjunto de características que los hacen diferentes de las listas y tablas de datos utilizadas en sistemas de información desarrollados para aplicaciones de negocios. L a información geográfica tiene cuatro principales componentes: su posición geográfica (en dónde está), sus atributos (qué es), sus relaciones espaciales (cuáles son sus relaciones con otras características espaciales) y el tiempo (cuándo existió la condición o característica). 1.3.1 Posición Geográfica Los datos geográficos son, fundamentalmente una forma de datos espaciales. Cada característica tiene una localización que debe de ser especificada en forma única. Las definiciones localizacionales pueden ser muy complejas debido a que los fenómenos geográficos tienden a ocurrir en patrones irregulares, tales como en una sinuosa orilla o en una red de rutas de transportación. Las localizaciones de los datos geográficos se registran en términos de un sistema de coordenadas como el de Latitud/Longitud, el Marcador Universal Transverso U T M (Universal Transverse Mercator) o el sistema de coordenadas Planas. En algunos casos, las coordenadas de un sistema pueden ser transformadas matemáticamente en las coordenadas de otro sistema, pero a veces esto no es posible. Un SIG requiere utilizar un sistema común de coordenadas para todos los datos que serán usados en conjunto. Para una pequeña área de estudio puede utilizarse cualquier sistema de coordenadas de matriz. Para cubrir áreas grandes, generalmente se utiliza un sistema de coordenadas aceptado nacional o internacionalmente. E l sistema de coordenadas U T M es el más utilizado debido a que es adecuado para escalas de 1:500,000 o más grandes, lo cual facilita la representación visual de los mapas..

(23) 10 1.3.2 Atributos La segunda característica de los datos geográficos son sus atributos. Los atributos se refieren a qué significan los datos. Por ejemplo, la característica tal vez sea un conjunto de árboles y sus atributos pueden ser: la composición de las especies, la altura promedio de los árboles, la distancia entre ellos y la fecha de la última podada. Esos atributos son no espaciales, debido a que por ellos mismos no representan información localizacional. Existe un nivel de inexactitud inherente en los atributos de los datos no espaciales. Un distrito comercial puede no ser 100% comercial y un conjunto de árboles de pinos generalmente no es 100% de pinos. Generalmente este tipo de inexactitud no es muy importante para los usuarios de un SIG, sin embargo, en muchos tipos de análisis es importante reconocer y tomar en cuenta esta imprecisión. 1.3.3 Relaciones Espaciales La tercera característica de los datos geográficos son las relaciones espaciales entre las características geográficas. Estas relaciones generalmente son muy numerosas, pueden ser complejas e importantes. Por ejemplo, no solamente es importante saber la localización de un incendio y su origen, sino también qué tan junto está el incendio del punto en donde se originó. Los efectos del derrame de combustible dependen de lo que esté cerca y de dónde esté localizado. Esas relaciones son intuitivas para la persona que está observando un mapa. En un SIG computacional, las relaciones deben expresarse en forma computacionalmente utilizable. En términos prácticos, no es posible almacenar información acerca de todas las posibles relaciones espaciales. Sólo se almacenan las relaciones espaciales definidas explícitamente en un SIG o las más importantes, las restantes se calculan cuando son necesarias, aunque a veces ésto es imposible..

(24) 11 1.3.4 Tiempo La información geográfica está referenciada a un punto o a un período de tiempo. Saber el tiempo de cuándo fueron recolectados los datos geográficos puede ser indispensable para utilizar esos datos apropiadamente. La información histórica puede ser un componente muy valioso de una base de datos de un SIG. Conocer las condiciones previas de una localización geográfica puede ser muy útil, ya que da una visión más completa y permite hacer comparaciones con la situación actual para así poder hacer proyecciones a futuro.. 1.4 Componentes. Stan Aronoff (1989) da una definición muy completa de los componentes de un SIG. Un SIG consta de entrada, administración, manipulación, análisis y salida de datos. Cada uno de estos componentes tiene una función específica en la utilización de un SIG. 1.4.1 Entrada de Datos La entrada de datos es la encargada de convertir los datos de su forma original a una forma que pueda ser usada por un SIG. Los datos localizados geográficamente generalmente se proporcionan como mapas de papel, tablas de atributos, archivos de mapas electrónicos y atributos de los datos asociados, fotos aéreas e imágenes de satélites. La entrada de datos es el principal cuello de botella en la implantación de un SIG. L a construcción de grandes bases de datos puede costar de 5 a 10 veces más de lo que cuesta el software y hardware para el SIG..

(25) 12 1.4.2 Administración de Datos La administración de los datos comprende las funciones necesarias para almacenar y obtener datos de la base de datos. Los métodos utilizados para desarrollar estas funciones afectan la eficiencia del desempeño del sistema al realizar operaciones con los datos. La forma en que los datos están estructurados y la forma en que los archivos pueden relacionarse unos a otros dan las bases para la forma en la cual los datos pueden obtenerse y a qué velocidad de operación. 1.4.3 Manipulación y Análisis de Datos Las funciones de manipulación y análisis de datos determinan qué información puede ser generada por un SIG. Es necesario que se defina una lista de las capacidades necesarias como parte de los requerimientos del sistema. La introducción de un SIG no solamente automatiza ciertas actividades, sino que cambia la forma en que la organización trabaja. Para saber la forma en la cual los datos de un SIG deben de ser analizados, es necesario que el usuario esté involucrado en la especificación de las funciones necesarias y en los niveles de desempeño. 1.4.4 Salida de Datos La función de salida de datos de un SIG, puede variar en calidad, exactitud y en facilidad de uso. Los reportes pueden ser hechos en la forma de mapas, en tablas de valores o en texto. Las funciones necesarias deben de ser determinadas por las necesidades de los usuarios, motivo por el cual su involucramiento en especificar los requerimientos de salida es muy importante..

(26) 13 1.5 Requerimientos. Un SIG, para poder operar eficientemente, requiere de equipo computacional especializado y de software. Martin, Hoffer, DeHayes y Perkins al referirse al uso de esta tecnología, mencionan algunos aspectos importantes al respecto. Para utilizar un SIG es necesario contar con lo siguiente: •. Una microcomputadora o estación de trabajo en donde estará instalado el SIG con capacidad para manejo de imágenes.. •. Un "mouse" para interactuar con el sistema.. •. Una tabla digitalizadora para poder convertir los mapas de papel a una forma entendióle por la computadora.. •. Un graficador para producir los mapas que se usarán en el SIG.. •. U n dispositivo computacional con gran capacidad de almacenamiento para poder almacenar los mapas digitales y los datos asociados a ellos.. •. Software de SIG, para almacenar mapas en forma digital y poder ligar mía gran cantidad de datos a esos mapas.. Los requerimientos planteados anteriormente, resultan indispensables para lograr una efectiva utilización de un SIG. Las organizaciones que decidan adoptar esta tecnología deben primero contar con la infraestructura computacional necesaria para ello. Los puntos aquí observados pueden servir de guía para ello..

(27) 14 1.6. Características. Para que un SIG sea considerado como tal, debe de tener una serie de características que lo identifiquen como un sistema de ese tipo y que marquen la diferencia respecto a otras tecnologías. Joe Astroth, asesor de Sistemas de Información Geográficos de Sistemas de Datos Electrónicos EDS (Electronic Data Systems Corp.), considera que un SIG debe cumplir con las siguientes características: • Debe ser capaz de producir mapas y gráficas de alta calidad. Esto puede obtenerse seleccionando el software adecuado para SIGs. • Los usuarios deben poder accesar bases de datos de diversos SIGs y poder tener interfaz con otros grupos de usuarios. Esto se logra teniendo la suficiente capacidad en redes. • Debe de ser capaz de soportar todos los tipos de datos espaciales con la tecnología más nueva de base de datos. Esto incluye una base de datos basada en características para almacenar datos geográficos y gráficos, y una base de datos relacional u orientada a objetos para almacenar datos demográficos y estadísticos. • Debe proporcionar capacidades de análisis espacial. Un buen ejemplo es el análisis por superposición, el cual superpone gráficas para ayudar a los usuarios a evaluar relaciones espaciales entre características geográficas. • Tener habilidad para desarrollar análisis sofisticados sobre terrenos y redes. Esto incluye observar análisis en conjunto, técnica que ayuda a los usuarios a entender cómo las características hechas por el hombre impactan visualmente al medio ambiente..

(28) 15 1.7 Ventajas. L a tecnología de SIG está siendo utilizada con éxito, esto se debe a las ventajas que brinda esta clase de sistemas. Las principales ventajas que se derivan del uso de un SIG son las siguientes: • Capacidad para analizar grandes volúmenes de datos geográficos. Grandes cantidades de datos pueden ser mantenidos y obtenidos a grandes velocidades. • Los datos son mantenidos en forma digital, la cual es una forma físicamente más compacta que los mapas de papel, las tabulaciones u otras convenciones. • Exactitud y rapidez al analizar diversos conjuntos de datos geográficos, la cual es difícil de lograr al hacerlo en forma manual. • Ayuda a una planeación más efectiva. Escenarios de planeación, modelos de decisión, análisis y detección de cambios y otros tipos de planes pueden ser desarrollados por medio de refinamientos a análisis sucesivos. • Habilidad para manejar datos georeferenciados. Un georeferenciado es el que puede ser ubicado geográficamente.. dato. • Habilidad para integrar múltiples conjuntos de datos en un simple análisis, eficientemente y a gran velocidad. • Permite el análisis de conjuntos de datos complejos, espaciales y no espaciales en una forma integrada, llegando a obtener una solución óptima. Esto sería muy caro de realizar utilizando métodos manuales. • Permite actualizar mapas en solo algunas horas, actividad que antes requería meses de esfuerzo manual..

(29) 16 • Grandes capacidades de almacenamiento. Grandes cantidades de mapas pueden ser almacenados en una minicomputadora. • Permite visualizar, analizar y manejar datos en donde la información espacial es importante. Una imagen dice más que mil palabras y cuando está ligada a una base de datos y a localizaciones específicas puede transmitir con exactitud información útil para la toma de decisiones.. 1.8 Desventajas. L a tecnología de los SIGs proporciona numerosas ventajas. Sin embargo, al utilizar un SIG también se presentan ciertos problemas. Las principales desventajas en su uso son la siguientes: • L a reunión de los datos de entrada requiere mucha inversión en tiempo y en dinero. • Los mapas existentes pueden tener errores y al utilizarse como fuentes de datos ocasionarán errores posteriores al utilizar el sistema. • Los datos deben de ser confiables y actualizados constantemente para que su utilización sea válida. • L a precisión numérica y espacial al almacenar los datos puede ser insuficiente. • Las escalas utilizadas para desplegar la salida de los datos pueden ser inexactas. • L a información generada por el sistema puede ser incorrectamente entendida e inapropiadamente usada..

(30) 17 1.9 Aplicaciones Tradicionales y no Tradicionales. Los SIGs tradicionales fueron utilizados por las agencias gubernamentales y por compañías de recursos renovables. Actualmente estos sistemas se están utilizando en muchas áreas para analizar información localizada geográficamente. E l mercado al cual están dirigidos los SIGs puede segmentarse en tres: el mercado primario, llamado gubernamental; el secundario, en el cual se encuentran las industrias reguladas y el terciario, llamado también comercial. [ABASfflAN, 1992]. 1.9.1 Mercado Primario (Gubernamental) Este mercado está integrado por grandes agencias gubernamentales y por compañías de recursos renovables -como aceite, gas y madera-. Los primeros SIGs fueron usados exclusivamente por estas organizaciones. Las principales aplicaciones de los SIGs en este mercado se muestran en la Tabla 1.1..

(31) 18 Aplicaciones. Usuarios •. Gobierno Estatal y Local. V. V. V. •. Departamentos Públicos de Seguridad. V. V. •. Agencias del Gobierno Federal. V. V. V V. V. •. Compañías de Recursos Renovables. V. V. Administración de la infraestructura de sus territorios. Producción de mapas de navegación. Monitoreo de lugares.. Análisis de respuestas a llamadas de emergencia. Análisis de patrones de crímenes.. Administración de las tierras e infraestructuras federales. Administración de desastres naturales. Reducción del tráfico vehicular. Administración de la logística en operaciones militares. Localización de objetivos militares.. Administración de las existencias. Estimación de la producción de sus recursos. Tabla 1.1. Usuarios y Aplicaciones de Sistemas de Información Geográficos en el Mercado Primario..

(32) 19 1.9.2 Mercado Secundario (Industrias Reguladas) E l mercado secundario consiste de industrias reguladas, ya sea públicas o privadas. Estas organizaciones utilizan SIGs para la administración de su infraestructura, para la planeación de la transportación y para la administración de sus activos. Esta tecnología es muy útil para inventariar, administrar y mantener líneas telefónicas, cajas de interruptores, subestaciones y transformadores entre otros. 1.9.3 Mercado Terciario (Comercial) E l mercado terciario, también llamado sector comercial, es un área de grandes oportunidades. Se ha calculado que más del 80% de todas las bases de datos tienen almacenada información que puede ubicarse geográficamente. Esta información puede ser una dirección, un código postal, etc. Las aplicaciones potenciales de este sector pueden ser observadas en la Tabla 1.2. Las posibilidades son ilimitadas y este sector es el que tiene el potencial más grande que el resto del mercado..

(33) 20 Aplicaciones Potenciales. Usuarios •. Compañías Estatales. V. •. Firmas Aseguradoras y Bancos. V. V. •. Distribuidores. •. Compañías de Entrega (distribución). Desplegado de propiedades seleccionadas mediante cualquier criterio de búsqueda. Mapeo de ciudades.. Análisis demográfico de bases de datos de clientes. Definición de localizaciones para cajeros automáticos (bancos).. V. Ayudar a localizar nuevos mercados.. V. Planear y optimizar rutas para encontrar el camino más rápido y el más corto. Estimación de la producción de sus recursos.. V. Tabla 1.2. Usuarios y Aplicaciones Potenciales de Sistemas de Información Geográficos en el Mercado Terciario.. Las primeras aplicaciones de SIGs fueron para realizar operaciones de inventario, después el énfasis cambio al satisfacer diversas necesidades de análisis, para llegar finalmente a enfocarse a la satisfacción de las necesidades administrativas, que es la etapa en la cual nos encontramos en este momento..

(34) 21 1.9.4 Aplicaciones Específicas Los SIGs se están utilizando en numerosas aplicaciones. A continuación se listan aplicaciones específicas de dicha tecnología a nivel mundial: •. L a Comisión Nacional de Planeación de Capital, en Washington, D C , usa un SIG para dar una visión comprensiva de las áreas de edificios y parques, [LANG, 1992]. •. L a AcÜTiinistración Nacional de la Atmósfera y del Océano, en Estados Unidos, utiliza un SIG para apoyar el proceso de cartografía en la producción de mapas de navegación, [ENGLISH, 1992]. •. L a Agencia Federal de Administración de Emergencias, utiliza un SIG para ayudar en los esfuerzos por recuperarse de la onda de destrucción causada por el huracán Andrew en Florida, [JOHNSON, 1992]. •. E l Gobierno Federal de los Estados Unidos, por parte de la iniciativa de Sistemas de Carreteras Inteligentes de Vehículos, puso mapas computarizados en los carros para reducir la congestión del tráfico. [ANONYMOUS,. 1992]. •. E l Ministerio Nacional de Tierras no Cultivadas está usando un SIG para hacer recomendaciones sobre estrategias de desarrollo en tierras no cultivadas en la India, [ M A H A B H A R A T , 1992]. •. Los oficiales de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos están utilizando tecnología de SIGs para misiones en tiempos de paz. Esta tecnología ayudará a una mejor administración de la madera, de los recursos en la base y para manejar materiales peligrosos, [MARSAN, 1992]. •. En el nivel federal, la Oficina de Administración de la Tierra de los Estados Unidos usa SIGs para analizar datos acerca de la madera, de las correctas localizaciones de los depósitos minerales para determinar el mejor uso para millones de acres federales, [MILES, 1992].

(35) 22 Programas clasificados de SIGs han sido utilizados en Estados Unidos para la guerra del Golfo Pérsico para administración de logística y para localización de objetivos, [MILES, 1992] L a Oficina de Superficie y Minería en los Estados Unidos ha realizado proyectos con SIGs. E l Departamento de Asunto de Veteranos los utiliza para planear el uso más efectivo de las instalaciones de salud. [MILES, 1992]. E l condado de León en el estado de Florida desarrolló un SIG para integrar los sistemas de información de todo el condado, incluyendo policía, emergencias, incendios, edificios y códigos y departamentos de planeación. [SHARER, 1992] E l Parque Nacional Guadalupe de los Estados Unidos utilizó un SIG para ilustrar la evolución geológica del parque, [ M A H O N E Y , 1992] Weyerhauser, una compañía internacional del productos forestales del estado de Washington, está usando un SIG para satisfacer las demandas que regulan el crecimiento del medio ambiente en Estados Unidos y en Canadá, [MAHONEY, 1992] E l Servicio del Parque Nacional en Estados Unidos está utilizando un SIG para ayudar a determinar en dónde deben residir los osos grizzly en el Parque Nacional Yellowstone. E l sistema ayuda a los investigadores a monitorear a los osos y a su medio ambiente y para ayudar a los empleados a mantener lejos del peligro a los visitantes. [ A P P L E T O N , 1993].

(36) 23 1.10 Desarrollo en México. En México, el desarrollo de SIGs inició en 1974. Las nuevas tecnologías llegaron lentamente, sin embargo, actualmente la tecnología ya está madura y lista para proveer alternativas útiles a los problemas urgentes de México. [MORENO,. 1993]. Los SIGs han tenido diversas aplicaciones. A continuación se describen las aplicaciones federales y estatales, las municipales y las de instituciones académicas. 1.10.1 Aplicaciones Federales y Estatales • L a Comisión Federal de Electricidad (CFE) utiliza algunas estaciones de trabajo para planear distribuciones de las líneas de poder, para proyectos de construcción y para estudios de impacto al medio ambiente. • Petróleos Mexicanos (PEMEX) tiene ocho estaciones de trabajo para analizar el impacto ambiental y para estudiar el cambio en el uso de la tierra. • E l Instituto Mexicano de la Tecnología del Agua (IMTA) a través de la Comisión Nacional del Agua (CNA) hace estudios por región de irrigación y planea el desarrollo en esas regiones. • Los gobiernos de los estados de Sonora, Tamaulipas y Chiapas llevan a cabo el catastro y la planeación de empresas públicas de algunas ciudades. 1.10.2 Aplicaciones Municipales • Algunas ciudades, como México D.F., Aguascalientes, León, Mexicali, Tijuana, Oaxaca, Tampico, Culiacán y Puebla entre otras, y algunos condados, especialmente los que están en el área metropolitana de la ciudad de México, como Naucalpan y Tlanepantla, están usando SIGs.

(37) 24 para tener un mejor control del catastro mediante la recolección de los impuestos adecuados y la planeación del desarrollo. • L a Secretaría General de Protección y Vialidad y el Departamento de Policía de la ciudad de México, están analizando la factibilidad de utilizar un SIG para planear sus operaciones. 1.10.3 Aplicaciones en Instituciones y en la Academia • L a Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Instituto Nacional de Geografía, el Instituto de Biología, el Centro de Ecología y el Laboratorio para la Ecología Global utilizan SIGs para proyectos de recuperación de las áreas deterioradas ecológicamente alrededor de la ciudad de México y para mapear la distribución de las especies de plantas en México. • L a Universidad Autónoma de Chapingo, la División de Ciencias Forestales y los Departamentos de Irrigación y Suelos están utilizando SIGs para la administración integrada de los bosques, para planeación de los caminos forestales, para control y predicción de la erosión y para la distribución de las instalaciones de irrigación. • E l Colegio de México utiliza SIGs para estudiar el crecimiento de la población en las áreas costeras. • E l Centro Internacional para el Mejoramiento del Maíz y del Trigo utiliza SIGs para investigación. • E l Instituto Nacional de Investigación Forestal, Agricultura y Ganadería, el cual pertenece a la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos utiliza el Proyecto de Planeación para el Uso de la Tierra Nacional para determinar áreas con el mayor potencial para usos específicos. Cuenta con una base de datos espacial con información sobre topografía, clima y tierra. • En el área de los recursos naturales, el Inventario Nacional de Forestación y una agencia del Servicio Federal de Forestación utilizarán.

(38) 25 SIGs para actualizar y mantener la pista del inventario forestal de México. Están trabajando en conjunto con el Instituto de Geografía de laUNAM. • E l Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (LNEGI) es el encargado de producir la cartografía temática y los censos por países, para lo cual está desarrollando SIGs. 1.10.4 Aplicaciones Futuras México está utilizando la tecnología de SIGs, está en su etapa inicial, sin embargo, es predecible que dentro de pocos años se estarán utilizando dichos sistemas para obtener una ventaja competitiva al soportar el proceso de toma de decisiones de instituciones u organizaciones de cualquier tipo. Como puede observarse, las principales aplicaciones que existen hasta la fecha, se utilizan para planeación del uso de la tierra y de los recursos naturales. Sin embargo, el área de aplicación de los SIGs tiene un gran potencial en muchos otros campos, por ejemplo: mercadotecnia, negocios, economía y finanzas. Ahora que el T L C (Tratado de Libre Comercio) es una realidad, se necesitarán datos geográficos y demográficos de los mercados mexicanos y canadienses para poder competir con el mercado norteamericano. [BATTiSTA, S H E R W O O D , 1994] Es indudable que la aprobación del Tratado de Libre Comercio entre México, Estados Unidos y Canadá acelerará el desarrollo de los SIGs en nuestro país. Para que puedan realizarse las negociaciones entre dichos países será necesario contar con la infraestructura tecnológica adecuada.. 1.11 Comparación de Aplicaciones en México y en otros Países.. Después de analizar el desarrollo en México y las diversas aplicaciones que se han hecho en otros países se puede decir que México está iniciando sus aplicaciones en el mercado primario o gubernamental de los SIGs. Esta.

(39) 26 tecnología se está utilizando principalmente para aplicaciones del gobierno estatal, local y federal. Otros países que utilizan esta tecnología, ya han enfocado sus aplicaciones a los otros dos mercados: al secundario y al terciario. Están utilizando SIGs para administrar la infraestructura de territorios, para la planeación de la transportación, para administrar, inventariar y mantener estaciones eléctricas. También han desarrollado apücaciones comerciales, utilizando SIGs en mercadotecnia, finanzas, ventas, distribución y en administración de operaciones. E l uso de las aplicaciones comerciales de SIGs se ha extendido principalmente en bancos y en firmas aseguradoras. En México aún es necesario explotar el potencial tan grande que tienen los SIGs en áreas comerciales. Sin embargo, es necesario partir de las aplicaciones actuales para poder percibir los beneficios que ofrecen y evolucionar con bases firmes al desarrollo y a la utilización de SIGs en áreas comerciales.. 1.12 Tendencias Futuras. E l futuro de los SIGs depende en gran parte del avance tecnológico. David Forrest, Karen Schwartz, Peter Van Demark y Joseph R. Francica entre otros, pronostican interesantes aplicaciones en esta área. La integración de los SIGs con otras tecnologías está dando oportunidad al desarrollo de nuevos productos y servicios que se alejan de las aplicaciones tradicionales del procesamiento de información geográfica. Muchos de los nuevos sistemas que están siendo creados incorporan la inteligencia geográfica. En la siguiente década se verá la proliferación de nuevos productos y servicios que proporcionen un valor agregado, aplicaciones capacitadas geográficamente y aparatos geográficos. Los Sistemas de Información Ejecutivos permitirán a los adrninistradores visualizar rutinariamente datos geográficos de los negocios. Los Sistemas de Soporte a la Decisión incorporarán la inteligencia geográfica para permitir a.

(40) 27 planeadores, administradores y científicos observar patrones espaciales, analizar procesos fundamentales y generar escenarios alternos. La combinación del posicionamiento del satélite con mapas digitales revolucionará la topografía y creará cientos de nuevas aplicaciones. Los editores empaquetarán la información geográfica de diversas fuentes para una multitud de nuevas aplicaciones. La geodemografía, la navegación y el ruteo actuarán como nuevos motores para el crecimiento de la industria, abasteciendo la demanda de datos digitales. La demanda crecerá para una nueva "infraestructura de información" que mejore la accesibilidad, la comunicación y el uso de datos geográficos. Esto facilitará la agregación y la integración de información geográfica, interconectando bases de datos geográficas digitales, sistemas de geoprocesamiento y usuarios, a través de las redes de telecomunicaciones de datos regionales, nacionales e internacionales. E l software de SIG estará enfocado a usuarios no programadores, los cuales podrán crear sus propios mapas automáticamente basándose en información contenida en hojas de cálculo, procesadores de palabras y sistemas administradores de bases de datos. Será necesario agregar capacidades de mapeo a esa clase de paquetes para cumplir con los retos del futuro. Tal vez, se contará con mapas electrónicos portátiles como los mapas en papel. Estos mapas deberán tener una capa delgada, una pantalla sensible al tacto, un estado sólido de almacenamiento, un pequeño procesador, capacidad de telecomunicaciones y de posicionamiento global. Además, podrán guardarse fácilmente en el bolsillo para utilizarse en el trabajo diario. Como puede observarse, el futuro de los SIGs es prometedor, sin embargo, es importante tomar en cuenta que su desarrollo depende de la evolución de la tecnología. Si la tecnología avanza a pasos agigantados, como consecuencia directa de ello, se tendrá un gran avance en esta área, lo cual traerá como resultado grandes beneficios al utilizar SIGs..

(41) CAPÍTULO 2. DISEÑO DE L A INTERFAZ. 2.1 Historia y Evolución. La forma en cómo los humanos han interactuado con los sistemas computacionales ha tenido la siguiente evolución [ M A N D E L K E R N , 1993]: •. En 1940 y antes de esta fecha, los modelos y dispositivos mecánicos fueron el estándar visual de la interfaz con usuario para los sistemas de control. No había interfaz con el usuario, excepto la interacción física directa con una emulación directa del sistema del mundo real.. •. En 1950, las interfaces electromecánicas llegaron a ser comunes teletipos, lectoras y tarjetas perforadas, mapeos con luces intermitentes y desplegados mecánicos alfanuméricos. En este momento, la interfaz entre humano y computadora evolucionó al lenguaje alfanumérico de comunicación entre los sistemas computacionales y los usuarios humanos.. •. En 1960, se empezaron a ver los cambios a soluciones completamente electrónicas. Terminales electrónicas de desplegado de datos alfanuméricos o vectores gráficos CRTs fueron conectados a equipos centrales en centros de procesamiento centralizado de datos. Apareció la primera computadora que generaba gráficas en la pantalla y con ello se emprendieron los primeros pasos hacia las interfaces gráficas.. •. En 1970, alcanzaron gran popularidad las terminales gráficas conectadas a equipos centrales o a minicomputadoras. Esto permitió pantallas completas y gráficas de alta resolución en un medio ambiente de cómputo distribuido. Empezaron a emerger, en laboratorios y en algunos escritorios, el primer dispositivo apuntador y las interfaces basadas en iconos y menús.. 28.

(42) 29 •. En 1980, emergieron las interfaces de usuario gráficas en una gran variedad de computadoras personales y en medio ambiente de estaciones de trabajo. Este cambio fue posible debido al desarrollo y al gran uso de computadoras con capacidad de cómputo local (stand-alone) diseñadas por profesionales técnicos o por ingenieros. Esos sistemas combinaron características, tales como un mejor desempeño del C P U , múltiples megabytes de memoria y grandes capacidades de almacenamiento en disco duro, así como gráficas a colores de alta resolución y redes locales para interconectar un gran número de estaciones de trabajo.. •. En 1990, las interfaces de usuario gráficas evolucionan a una configuración estándar consistente de dispositivo apuntador (generalmente un "mouse" con uno, dos o tres botones para los comandos) manejando el cursor en un desplegado de alta resolución (generalmente de 1024 X 1024 puntos en la pantalla con hasta 8 puntos en la pantalla de profundidad a color).. La capacidad del medio ambiente computacional actual hace posible la generación actual de interfaces de usuario gráficas, sin embargo, la continua evolución de la tecnología computacional en lo referente al hardware marcará la pauta en los avances hacia la siguiente generación de interfaces de usuario. Las nuevas tecnologías en hardware harán posible que existan muchas nuevas formas de interacción entre humano y computadora, pero para ello es necesario también la evolución en las herramientas de desarrollo de software. La siguiente generación de interfaces de usuario necesitará apoyar la habilidad para visualizar gran cantidad de objetos y el procesamiento simultáneo de eventos, particularmente para generar información de salida a los usuarios. Los lenguajes de especificación de interfaces deberán estar más orientados al usuario final. Todas las generaciones previas de interfaces de usuario, ya fueran batch, orientadas a líneas, de pantalla completa o con ventanas, iconos, menús y dispositivos apuntadores, tenían una característica en común: estaban basadas en el concepto de un diálogo explícito entre el usuario y la computadora, en el cual el usuario mandaba a la computadora hacer algo. Estas interfaces estaban orientadas a funciones, en contraste, las interfaces gráficas modernas están.

(43) 30 orientadas a objetos y permiten al usuario la manipulación directa,. [NIELSEN,. 1993]. L a siguiente generación de interfaces de usuario puede ir más allá del paradigma estándar de ventanas, iconos, menús y dispositivos apuntadores, involucrando realidad virtual, sonido y conversación, plumas y reconocimiento de gestos, animación y multimedia, inteligencia artificial limitada y computadoras sumamente portátiles con capacidades de comunicación celular o inalámbrica, [NIELSEN, 1993]. 2.2. Definición. E l téraiino interfaz con el usuario se originó en el medio ambiente ingenieril a finales de los años 70. Generalmente, las personas que han interactuado con las computadoras han sido ingenieros y programadores, sin embargo surgió una nueva clase de usuarios: los usuarios no programadores. Estos usuarios a menudo reaccionan más negativamente a las dificultades que se presentan al relacionarse con una computadora, motivo por el cual surge la necesidad de nuevas interfaces para cumplir con las expectativas de esta clase de usuarios. [GRUDIN, 1993] Las computadoras siempre han tenido interfaces con el usuario, sin embargo este término no fue utilizado cuando los usuarios eran programadores o ingenieros, [GRUDIN, 1993] Una vez que el uso de las computadoras se extendió a diferentes clases de usuarios, este término adquirió popularidad al considerarse la interfaz como fundamental en la utilización de una computadora. L a interfaz con el usuario puede definirse como la forma en la cual un usuario se comunica con la computadora y de la misma manera, cómo la computadora responde a las acciones del usuario. Debido a lo anterior, debe de estar diseñada de la mejor manera posible, para permitir realizar las tareas en forma eficiente. Una buena interfaz es aquella que está diseñada para permitir al usuario concentrarse en la tarea que está realizando, sin ocasionar distracciones por el.

(44) 31 manejo mismo del sistema. [GAONA, 1992] Es por esta razón que un diseñador debe de conocer el ambiente en que va a operar un sistema y analizar quiénes son sus principales usuarios para tratar de cumplir con las expectativas de ellos, permitiéndoles comunicarse efectivamente con la computadora.. 2.3. Tipos de Usuarios. E l diseño de la interfaz con el usuario debe tomar en cuenta el tipo de usuario al que va dirigido. Es muy importante analizar el contexto en el cual va a operar un sistema, para en base a eso realizar un diseño de interfaz adecuado a los usuarios y a las tareas a desarrollar. Alan Morse y George Reynolds (1993) clasifican a los usuarios de una interfaz de la siguiente manera: • • • • •. el mismo programador las personas que colaboran con el programador un consumidor conocido, el cual puede ser el usuario final un conjunto de consumidores desconocidos, pero con entrenamiento técnico un gran conjunto de consumidores libres, con poco entrenamiento técnico.. Otra clasificación de usuarios, propuesta por Jonathan Grudin, es la siguiente: • • •. Usuarios casuales: administradores y ejecutivos. Usuarios novatos: expertos y sofisticados en su trabajo pero sin experiencia en el uso computacional. Usuarios expertos: saben utilizar las computadoras.. Para cada uno de los usuarios anteriores se requiere una estrategia diferente para definir e implementar una interfaz. Lo ideal es diseñar una interfaz que permita la comunicación efectiva de todas las clases de usuarios, sin embargo, esta tarea resulta compleja para el diseñador quien la mayoría de las veces diseña una interfaz basándose únicamente en un tipo de usuario..

(45) 32 2.4 Factores que Afectan al Diseño de Interfaces. Además del tipo de usuario al que va dirigido un sistema, existen muchos factores que afectan la estrategia a utilizar en el diseño de una interfaz. Los principales factores que influyen en el usuario de una interfaz son [MORSE, R E Y N O L D S , 1993] I. •. E ltiempode desarrollo o la respuesta del sistema a las entradas del usuario. Este punto se refiere a la velocidad a la cual se realiza una tarea. • E l número de acciones posibles a realizar en el sistema. • E l número de aplicaciones diferentes que usará el usuario. • E l porcentaje de tiempo que el usuario usará la aplicación. •. L a cantidad de información que los usuarios deben mantener en la memoria de corto plazo. • E l número y clase de objetos diferentes a manejar. • E l grado de control sobre el sistema. [VALDÉS, 1993] Los factores anteriores deben ser tomados en cuenta cuando se diseñe una interfaz usuario-computadora, debido a que el éxito que tenga el uso de un sistema dependerá en gran medida del cuidado que se puso al diseñar su interfaz. Muchas veces un sistema deja de utilizarse porque se le dificulta al usuario comunicarse con él, o porque la interfaz que se está utilizando no le resulta agradable a la vista.. 2.5 Estrategias de Diseño de Interfaces. Las principales estrategias en el diseño de interfaces son: menús de selección, llenado de formas, lenguaje de comandos, lenguaje natural y manipulación directa. [SHNEIDERMAN, 1992] A continuación se describe cada una de ellas..

(46) 33. 2.5.1 Menús de Selección En los sistemas de menús de selección, los usuarios leen una lista de opciones, seleccionan la más apropiada a su tarea, aplican la sintaxis para indicar su selección, confirman la selección, inician la acción y observan el efecto. Si la terminología y el significado de las opciones es entendible y representativo los usuarios realizarán su tarea con poco aprendizaje o memorización. E l principal beneficio que se obtiene de esta estrategia es que puede proporcionar una estructura clara para tomar decisiones, siempre y cuando se presenten pocas opciones á la vez. Este estilo de interacción es apropiado para usuarios novatos y puede ser útil para usuarios expertos si el desplegado y los mecanismos de selección son rápidos. Para los diseñadores, los sistemas de menús de selección requieren una cuidadosa tarea de análisis para asegurar que todas las funciones sean realizadas adecuadamente, utilizando la terminología adecuada en forma consistente.. Figura 2.1. Menús de Selección.. En la Figura 2.1 puede observarse un ejemplo de utilizar esta estrategia. Se le presentan al usuario diversas opciones y él selecciona la más adecuada a la tarea a realizar..

(47) 34. 2.5.2 Llenado de Formas Cuando se requiere la entrada de datos es conveniente utilizar el llenado de formas. En esta estrategia se le presentan al usuario los campos a capturar en la pantalla, se le permite moverse entre ellos utilizando el cursor y dar entrada a los datos en el campo que desee. En este estilo de interacción, los usuarios deben comprender el significado del nombre de los campos, conocer los valores permitidos y la forma de darles entrada, además deben ser capaces de responder a los mensajes de error. Esta estrategia es apropiada para usuarios casuales o frecuentes.. Figura 2.2. Llenado de Formas.. En la Figura 2.2 puede observarse un ejemplo del llenado de formas. Se le presenta al usuario un desplegado de información que el debe de llenar. Algunas veces, como en la Figura 2.2, se presentan las opciones permitidas, esto facilita el llenado de la forma y evita que se cometan errores. 2.5.3 Lenguaje de Comandos Para los usuarios expertos, el lenguaje de comandos da un fuerte sentimiento de poseer el control y la iniciativa en las acciones a realizar. E l usuario aprende la sintaxis y puede expresar posibilidades complejas.

(48) 35. rápidamente. Sin embargo, el rango de errores generalmente es alto, requiere entrenamiento para su uso y capacidad de retención por parte del usuario. Los mensajes de error y la asistencia en línea son difíciles de proporcionar debido a la diversidad de posibilidades que existen.. • • I *Iv. mmmmmmmm rfS-DOS Prom. |. C:\>dir fu Uolune in drlvo C is IBriOOS, 5 Voluns Serial íteber i s 18Dt -0800 Diractory oí C:\ [D081 COtmUND.CüH LHIM00Í4SI CONyiNFC.OOC líilNHÜRDl ftüTOl.BfiT [CÜR301 (873 EFTP] ÍHÜU3E3 LEEHE.W ÍC0NPL1B; tlNFOl IBOHKERl MIHa£0.336 H00ÜL03JR1 flRCHIVOS.MRI BUTDEXEC.-BRT [QB1 IHTERRÜP.3HS mi ORGRHI.FPT (MISOS ÍNF31 39 filete) 639374 bytes 1933312 bytas fres. COKFIG.PDX CLfiUDIfl.BflT [RED21. ÚFF.CGH LüIS.DCC [ÜRNERS1. PRUÉBfl.ICO CGNFI8.8YS yic.ppT REDESF.00C. PQOXUSRS.HET [fiPRENBM. Í0LÜBHT3. ss.m. C:\>dir /f Irwalid S M i t c h -. /f. C:\>_. Figura 2.3. Lenguaje de Comandos.. En la Figura 2.3 puede observarse un ejemplo de la utilización de esta estrategia. E l usuario conoce los comando de la aplicación que está utilizando y él decide cuándo utilizarlos. Como puede verse, los mensajes de error son muy abstractos, no dan mucha información al respecto. 2.5.4 Lenguaje Natural La interacción en lenguaje natural generalmente da poca información acerca del resultado del siguiente comando, frecuentemente requiere un diálogo claro, puede ser lenta y más problemática que otras estrategias. E l lenguaje natural es útil cuando el usuario conoce y domina la tarea y cuando el vocabulario que se utiliza es limitado..

(49) 36. Figura 2.4. Lenguaje Natural.. En la Figura 2.4 puede observarse un ejemplo de esta estrategia. E l usuario debe de conocer las palabras exactas para la acción que va a desarrollar para poder obtener el resultado deseado. 2.5.5 Manipulación Directa Cuando un diseñador puede crear una representación visual de una acción, las tareas de los usuarios pueden simplificarse grandemente debido a que es posible la manipulación directa de los objetos de interés. Ejemplos de estos sistemas son: editores, hojas de cálculo, sistemas de control de tráfico aéreo y video juegos. Ubicándose en las representaciones visuales de objetos y acciones, los usuarios pueden realizar tareas rápidamente y observar los resultados inmediatamente. L a entrada de comandos por medio del teclado o la selección del menú es reemplazada por dispositivos de movimiento del cursor que permiten seleccionar de un conjunto de objetos y acciones visibles..

(50) 37. Figura 2.5. Manipulación Directa.. En la Figura 2.5 puede observarse un ejemplo de la utilización de esta estrategia. E l diseñador presenta visualmente las opciones disponibles y permite seleccionarlas directamente sin necesidad de accesar el menú o de dar algún comando.. Hay ocasiones en que es necesario mezclar algunas estrategias de interacción, esto va a depender de las tareas a realizar y de los usuarios involucrados.. 2.6 Reglas Básicas en el Diseño del Diálogo. Cuando se está diseñando la comunicación entre el usuario y la computadora deben tomarse en cuenta los aspectos que determinarán el uso futuro de un sistema. Existen ciertos principios que pueden aplicarse a la mayoría de los sistemas interactivos para lograr una comunicación más eficiente. Se recomienda al diseñador tener un cuidado especial para validarlos y refinados considerando el tipo de sistema que se está diseñando. En este.