Módulo SIG para la generación y consulta de mapas temáticos en la web

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(1)_______________________ FACULTAD DE MATEMÁTICA, FÍSICA Y COMPUTACIÓN LICENCIATURA EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN. TRABAJO DE DIPLOMA. MÓDULO SIG PARA LA GENERACIÓN Y CONSULTA DE MAPAS TEMÁTICOS EN LA WEB.. _______________________ Autor: José Eduardo Zalacain Llanes. Tutores: Ing. Annabell Schelton Lima. Ing. Yoandry León Pérez Santa Clara, Cuba 2011.

(2) HAGO CONSTAR. HAGO CONSTAR. Hago constar que el presente trabajo fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de los estudios de la especialidad de Ciencias de la Computación, autorizando a que el mismo sea utilizado por la institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos ni publicado sin la autorización de la UCLV.. Firma del autor. Los abajo firmantes, certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdos de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del tutor. Firma del jefe del Seminario. I.

(3) DEDICATORIA. DEDICATORIA. A mi madre y a mi abuela Raquel.. II.

(4) AGRADECIMIENTOS. AGRADECIMIENTOS A Rosa Caridad (mi madre) por el esfuerzo, voluntad y sacrificio. A mi abuela por la educación y guía por el buen camino. A mi hermana por la paciencia y el cariño. A mi padre por el ejemplo. A mis abuelos Hilda y Eduardo (Turi) por los consejos y la confianza. A mi tía por el aprecio. A mis verdaderos amigos por desearme los mejores resultados en cada empeño. A mi novia por el apoyo y comprensión. A mis tutores Yoandry León Pérez y Annabell Schelton Lima. Al equipo de mapas del Centro de Desarrollo de Software UCI-Villa Clara.. José Eduardo Zalacain Llanes.. III.

(5) PENSAMIENTO. PENSAMIENTO. El sabio no dice todo lo que piensa, pero piensa todo lo que dice. Aristóteles. Cada día sabemos más y entendemos menos. Albert Einstein.. IV.

(6) RESUMEN. RESUMEN La posibilidad de analizar los datos asociados a la ubicación geográfica constituye hoy en día una de las aéreas de trabajo en la cual se invierte mucho esfuerzo por el valor agregado que esto aporta al análisis y toma de decisiones. El presente trabajo propone una solución mediante la construcción de un módulo SIG orientado a la Web, que le permita al usuario el análisis de los datos procedentes de reportes de Inteligencia de Negocios en formato Excel para relacionar estos datos con su ubicación geográfica y analizarlos mediante la utilización de la cartografía temática. El módulo implementado incluye varias técnicas de cartografía temática así como de visualización científica con el fin de brindarle al usuario el análisis visual de los datos desde diferentes perspectivas.. V.

(7) ABSTRACT. ABSTRACT The possibility of analyzing the data associated with the geographic location is today one of the aerial work in which much effort is invested by the added value this brings to the analysis and decision making. This paper proposes a solution by building a moduleoriented Web GIS, which allows the user to the analysis of data from business intelligence reports in Excel to link these data with geographical location and analyzed by use of thematic mapping. The module includes several techniques implemented thematic cartography and scientific visualization to provide the user with visual analysis of data from different perspectives.. VI.

(8) ÍNDICE. ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1 I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA .................................................. 6 1.1. Los Sistemas de Información Geográfica. ......................................................... 6. 1.2. Mapas temáticos. ............................................................................................... 9. 1.2.1. Mapas de puntos. ...................................................................................... 10. 1.2.2. Mapas de símbolos proporcionales. .......................................................... 11. 1.2.3. Mapas de superficie. Mapas de Coropletas. ............................................. 12. 1.2.4. Mapas de gráficas. .................................................................................... 13. 1.2.5. Mapas de superficies geo-estadísticas. ..................................................... 14. 1.2.6. Cartogramas. ............................................................................................. 15. 1.2.7. Mapas de Símbolos Sobrepuestos o Adyacentes. ..................................... 15. 1.3. II. Visualización Científica. .................................................................................. 17. 1.3.1. Uso del color en la visualización científica. ............................................. 18. 1.3.2. Técnicas de visualización científica. ........................................................ 19. 1.5. Soluciones de SIG existentes. .......................................................................... 26. 1.6. Tecnologías disponibles para la implementación de un SIG. .......................... 27. 1.7. Consideraciones finales del capítulo................................................................ 29. CARTOGRAFÍA TEMÁTICA Y DISEÑO DEL MÓDULO DE TEMATIZACIÓN ................................................................................................... 30 2.1 Tipos de mapas temáticos implementados por el módulo de tematización. Análisis de técnicas y métodos. .......................................................................... 30 2.2. Tecnologías y herramientas para el desarrollo del módulo. ............................ 34. 2.3 2.4. MapFile y MapServer................................................................................... 42 Análisis y diseño del módulo de tematización. ................................................ 43. 2.4.1. Casos de uso del módulo de tematización. ............................................... 44. 2.4.2. Diagrama de clases. .................................................................................. 48. 2.5. Estructura del módulo de tematización. ........................................................... 52 VII.

(9) ÍNDICE. 2.6 III. Consideraciones finales del capítulo................................................................ 54 SIGSEC MÓDULO DE TEMATIZACIÓN ...................................................... 55. 3.1 SIGSEC Módulo de Tematización. ...................................................................... 55 3.2. Arquitectura a la cual se integra. ..................................................................... 56. 3.3. Guía de uso de SIGSEC Módulo de Tematización. ......................................... 57. 3.4. Consideraciones finales del capítulo................................................................ 76. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 77 RECOMENDACIONES ................................................................................................ 78 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 79 ANEXO 1 ....................................................................................................................... 82 ANEXO 2 ....................................................................................................................... 85. VIII.

(10) INTRODUCCIÓN. INTRODUCCIÓN La seguridad ciudadana forma parte de las preocupaciones cotidianas y del debate público en los países de la región latinoamericana. El concepto de seguridad ciudadana está relacionado con los derechos humanos vinculados a la vida, la integridad física, psíquica y moral de las personas y su patrimonio; responde a la necesidad de estar libres de temor y amenazas lo cual está consignado en constituciones y leyes. La búsqueda de mayores niveles de seguridad ciudadana es una tarea que debe involucrar no sólo a la policía, sino a los políticos, autoridades, medios de comunicación, a la ciudadanía en general. Lograr controlar los factores generadores de delincuencia y criminalidad se convierte en prioridad y meta de los gobiernos; para implementar este objetivo es preciso entonces involucrar diversos organismos sociales, políticos y económicos y gestionar enormes volúmenes de datos. Prevenir un hecho delictivo, analizar tendencias, buscar soluciones efectivas, identificar y controlar los focos de delitos con rapidez y precisión, se torna un proceso engorroso, por lo que se recurre al desarrollo de sub-procesos de apoyo, al uso de herramientas, metodologías, al soporte de expertos, entre otras alternativas. Una alternativa que juega un papel primordial son las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TICs), que son el conjunto de tecnologías que permiten la adquisición, producción, almacenamiento, tratamiento, comunicación, registro y presentación de informaciones, en forma de voz, imágenes y datos contenidos en señales de naturaleza acústica, óptica o electromagnética. El desarrollo actual de dichas tecnologías como lo son Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD), Soluciones de Inteligencia de Negocios, los Sistemas de Información Geográfica (SIG), por mencionar solo algunas, así como los niveles de integración entre las mismas, ha posibilitado que actividades. empresariales. de. gestión. y. planificación. ganen. en. velocidad,. aprovechamiento y reduzcan altísimos gastos y esfuerzo. Las organizaciones que se encuentran involucradas en alguna medida con temas relacionados a la seguridad ciudadana, han tomado ante la aparición de estas tecnologías, nuevas iniciativas para combatir el crimen a grandes escalas. Los sistemas 1.

(11) INTRODUCCIÓN. de Inteligencia de Negocio, en el campo del manejo de grandes volúmenes de datos, así como los Sistemas de Información Geográfica, para relacionar los datos con la posición geográfica de los mismos se destacan en el apoyo a estas soluciones constituyendo herramientas claves en la toma de decisiones. El análisis espacial de los referidos riesgos ha ampliado las perspectivas utilitarias de la geografía del crimen y la delincuencia. Durante las dos últimas décadas, los estudios relacionados al tema continúan siendo uno de sus principales activos y han permitido el desarrollo de nuevas temáticas, debido a las potentes herramientas de análisis y gestión que son los Sistemas de Información Geográfica (Harries, 1999). En su uso convergen, tanto el interés científico, como la demanda que suscitan sus posibilidades de aplicación práctica por parte de la administración, que debe tomar decisiones en materia de seguridad, así como en la elaboración de políticas, tanto de control, como de prevención de la delincuencia. Cualquier tipo de actuación necesita, en definitiva, un buen conocimiento sobre las tendencias de localización de los hechos delictivos, como de su relación con la trama y las características de las ciudades, para efectuar una buena gestión de los recursos que aportan los ciudadanos con el último fin de promover y aumentar tanto su seguridad objetiva, como la subjetiva. Por lo que el contar con un sistema de información criminal por sectores o zonas, es fundamental para lograr una gestión eficaz y rigurosa de cualquier administración. En este sentido los SIG, constituyen una opción adecuada de manejo de información, ya que al usar el modelo de base de datos geo-relacional se asocia un conjunto de información gráfica en forma de planos o mapas a bases de datos digitales. Ver (Eck et al., 2005) y (Ron Wilson, 2008).. Planteamiento del problema. El creciente aumento en las actividades delictivas plantean un reto y ante esto muchos hombres de ciencia han desarrollado innumerables proyectos con el fin de contribuir al control de la delincuencia. En particular, en Venezuela, el Ministerio del Interior y Justicia (MIJ) ha implementado en los últimos años una serie de acciones en función de corregir y minimizar los daños, 2.

(12) INTRODUCCIÓN. mediante el control más cercano de los indicadores críticos en este proceso. Por lo que implementa un convenio con Cuba, en particular con la Universidad de Ciencias Informáticas (UCI) de un proyecto para el monitoreo y control de los índices de delincuencia en tiempo real, por territorios y zonas afectadas. La carencia de un sistema de información geográfica que permita visualizar e interactuar con indicadores sobre mapas, limita el espectro de información a considerar en las decisiones y medidas que el MIJ podría tomar como acciones proactivas en el proceso de minimizar la delincuencia venezolana.. Objetivo general. Desarrollar un sistema informático para apoyar el proceso de toma de decisiones y elevar su nivel de efectividad a través de la generación y consultas de mapas temáticos en un SIG orientado a la Web.. Objetivos específicos. Para dar cumplimiento a este objetivo se plantean los siguientes objetivos específicos: 1. Integrar técnicas de cartografía temática en un SIG orientado a la Web para el análisis visual de datos. 2. Definir las tecnologías apropiadas para implementar una herramienta para la generación y consulta de mapas temáticos en la Web. 3. Implementar un sistema que permita representar sobre un mapa reportes dinámicos generados por una herramienta de Inteligencia de Negocio que de soporte a la toma de decisiones.. Preguntas de investigación. 1. ¿Qué características presentes en los SIG hacen más deseables su utilización e integración con las soluciones de Inteligencia de Negocio? 2. ¿Cómo manipular reportes de soluciones de Inteligencia de Negocio para realizar el análisis de estas fuentes de datos y relacionarlos con su ubicación geográfica? 3.

(13) INTRODUCCIÓN. 3. ¿Qué tipos de tematización de mapas serían los más adecuados para mostrar sobre estos variables que describan hechos delictivos? 4. ¿Qué soluciones y tecnologías existentes son apropiadas para la implementación de la presente investigación? Para dar lugar al cumplimiento a los objetivos se precisa desarrollar un conjunto de tareas que a continuación se especifican:. Tareas de la investigación. 1. Caracterizar los SIG en cuanto a su vinculación con los mapas temáticos. a. Caracterizar la tematización por coropletas. b. Caracterizar la tematización por gráficos. c. Caracterizar la tematización con símbolos. 2. Estudiar la vinculación de mapas temáticos con los reportes de Inteligencia de Negocio. 3. Determinar las herramientas libres precisas y suficientes para el desarrollo de la solución. 4. Implementar una solución informática que permita tematizar un mapa de acuerdo a variables temáticas.. Justificación de la investigación. Lograr visualizar en un mapa datos alfanuméricos con un significado inteligente que permita apoyar la toma de decisiones en disimiles ámbitos tanto sociales, como económicos, ambientales y hasta gubernamentales, representa una necesidad inminente de nuestras instituciones. Por tanto resulta muy apropiado disponer de un sistema capaz de integrar datos aislados con las ubicaciones geográficas con las que se encuentran relacionados y aportarle un significado inteligente. Dado que su correcto uso puede apoyar tareas de planificación y detección de oportunidades insospechadas por especialistas, sistemas de este tipo implican en términos prácticos ahorro de esfuerzos y recursos para las entidades que disponen de los mismos.. 4.

(14) INTRODUCCIÓN. Viabilidad de la investigación. La investigación es viable, teniendo en cuenta que existen los recursos tanto de hardware como de software necesarios para el desarrollo de dicha investigación, se cuenta además con los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera y se tiene el apoyo del Centro de Desarrollo de Software UCI-Villa Clara con vasta experiencia en el área.. Organización de la tesis. El presente trabajo está compuesto por tres capítulos. El primer capítulo está referido a definir los principales conceptos y características de los SIG. Se aborda acerca de los mapas temáticos. Se describe la necesidad de relacionar los reportes de soluciones de Inteligencia de Negocio con los SIG. Se analiza que soluciones existen en el mundo y Cuba que solucione el problema de la investigación o que pueda servir al menos de referencia en la solución que se construye. Por último se hace una breve descripción de las tecnologías apropiadas para la implementación de la solución propuesta. El capítulo segundo se menciona las principales contribuciones de la visualización científica a los SIG y en especial a la cartografía temática, además de ser el encargado de abordar detalladamente los tipos de cartografía temáticas así como los métodos más utilizados por cada uno de los tipos de tematizaciones de mapas. Se hace un análisis de las tecnologías utilizadas para la implementación de un módulo SIG para la generación y consulta de mapas temáticos basados en Web así como algunos detalles del análisis y diseño del módulo. El tercer capítulo aborda sobre las cuestiones pertenecientes a SIGSEC Módulo de Tematización que no es más que la solución final de la investigación. Se describen cuestiones sobre la estructura y uso de la solución.. 5.

(15) I. I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. El capítulo que a continuación se presenta hace un análisis de los conceptos y características más importantes que se ha de manejar en los SIG. Realiza un estudio de los tipos de tematizaciones de mapas existentes y que sirven para visualizar información relacionada con su ubicación geográfica. Se menciona la relación que existe entre las soluciones de Inteligencia de Negocio con los SIG donde se expone la necesidad de la integración de ambas soluciones en un mismo proyecto. Se mencionan también algunas soluciones existentes en el área de los SIG que permiten la creación de mapas temáticos así como las tecnologías que existen en la actualidad para la creación de SIG para el trabajo con mapas temáticos.. 1.1 Los Sistemas de Información Geográfica. Los SIG pueden incluir información física, biológica, cultural, demográfica, o información económica, son una herramienta valiosa en las ciencias naturales, sociales, medicinas y las ingeniería, así como en los negocios y en la planificación (David M. Mark and Pickles, 1997). Estos sistemas permiten administrar diferentes recursos (energía, tierra, flora, fauna por ejemplo), facilitando la planeación de estos recursos y la toma de decisiones (Sendra, 2000). El centro de atención de estos sistemas son los usuarios y sus capacidades analíticas, ya que la efectividad depende de cómo los usuarios pueden requerir la información (Ron Wilson, 2008). Estos sistemas forman una clase distinta de sistemas de información por sus requisitos únicos, ya que deben permitir que cualquier dato pueda ser referenciado geográficamente por su localidad. A continuación se presentan otras dos definiciones sobre lo que es un SIG: “Un sistema de hardware, software y procedimientos diseñados para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis, modelación y salida de datos espaciales. 6.

(16) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y gestión”, propone la N.C.G.I.A1. De forma similar la A.G.I.2define los SIG como “Un sistema de cómputo para obtener, almacenar, integrar, manipular, analizar y representar datos relativos a la superficie terrestre”.. 1.1.1 Características generales de los SIG. Es necesario para la funcionalidad de estos sistemas diferentes características, independientemente del ambiente al que de soporte. Entre estas características han de figurar el soporte a la toma de decisiones por medio de módulos especializados, análisis espacial por la importancia que tiene el proporcionar un apoyo adecuado a los usuarios en la toma de decisiones. Algunos autores como (Sendra, 2000, Shashi Shekhar, 1997, Eck and D.Weisburd, 1995) suelen mostrar un conjunto bastante amplio de las principales características de un SIG aunque todos converjan a la más significativa, soporte a la toma de decisiones. En la Tabla 1.1 se muestran de manera comparativa algunas de las características propuestas por ciertos autores. Dichas características han contribuido a que los SIG tengan múltiples aplicaciones como son: Cartografía automatizada: Las entidades públicas han implementado este componente de los SIG en la construcción y mantenimiento de planos digitales de cartografía. Dichos planos son puestos a disposición de las empresas a las que puedan resultar de utilidad estos productos con la condición de que estas entidades se encargan posteriormente de proveer versiones actualizadas de manera periódica. Infraestructura: Algunos de los primeros sistemas SIG fueron utilizados por las empresas encargadas del desarrollo, mantenimiento y administración de redes de electricidad, gas, agua, teléfono, alcantarillado, etc., en este caso, los sistemas SIG almacenan información alfanumérica de servicios relacionados con las distintas representaciones gráficas de los mismos. Estos sistemas almacenan información relativa 1. Nacional Center for Geographic Information and Análisis.. 2Association for Geographic Information.. 7.

(17) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. a la conectividad de los elementos representados gráficamente, con el fin de realizar un análisis de redes. Según definiera (John E. Harmon, 2003), los SIG están compuestos por personas, aplicaciones, datos, software y hardware. Se podría definir como componentes de este tipo de sistema los que a continuación se describen, si se incluyera dentro del componente software, las aplicaciones necesarias para realizar el trabajo y el software núcleo del SIG. Característica. (Pissinou and (Subramanian Makki, 1993) and Adam, 1993) X. X. Representación de las relaciones espaciales.. X. X. Perspectiva.. X. Operadores espaciales.. X. Extender modelo a otras aplicaciones.. X. Almacenamiento.. X. X. X. X. Soporte a la toma de decisiones.. X. (Shashi Shekhar, 1997). Análisis espacial. Mantener información temporal.. X. Objetos en 3D.. X. Diferentes tipos de datos.. X. X. X. 8.

(18) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Grandes volúmenes de información.. X. X. Administrar y compartir datos.. X. X. X. Captura.. X. Tabla 1.1. Característica de los SIG Datos: Posiblemente el componente más importante de un SIG son los datos geográficos y los datos relacionados con estos. A los SIG se le integran datos espaciales con otros recursos de datos que podrán ser almacenados y administrados con SGBD. Software: Conjunto de programas que proporcionan las funciones y herramientas necesarias para almacenar, analizar y desplegar información geográfica. Hardware: Conjunto de equipos físicos empleados en el almacenamiento y procesamiento de los datos contenidos en el sistema. Personal: La tecnología de los SIG es de limitado valor sin la gente que administra el sistema y desarrolla aplicaciones para resolver problemas del mundo real.. 1.2 Mapas temáticos. Se puede definir un mapa temático como aquel que, sobre una base cartográfica simplificada, representa fenómenos geográficos, tanto cualitativos como cuantitativos. Un mapa temático es en buena medida el final del proceso investigador. De esta forma el mapa será la suma de las fuentes y de la propia aportación o interpretación personal del investigador(Bravo, 2000). Los mapas temáticos, son un medio poderoso para mirar tendencias y clases presentes en la información de una base de datos, debido a que tratan los valores en un campo designado estadísticamente y asignan los estilos a las clases identificadas según los parámetros que el usuario especifica. Se puede, por ejemplo, representar datos derivados. 9.

(19) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. a la densidad poblacional, tasas de mortalidad o natalidad, etc. y todo esto codificado bien sea por colores o gráficas. Un SIG suele estar compuesto por capas3 o estratos de información diferenciados por el tipo geométrico de los objetos geográficos donde se han observado las variables. Es fácil por lo tanto encontrar capas puntuales (mapas puntuales), lineales (mapas lineales), poligonales (mapas de polígonos), etc. En ocasiones resulta relevante el análisis individual de cada una de estas capas.. 1.2.1 Mapas de puntos. Según (Sendra, 2000) los mapas puntuales son una representación cartográfica de una parte de la realidad en la cual se hace uso de un elemento puntual para indicar la presencia/ausencia de un hecho en su localidad precisa. De acuerdo con la escala de medida empleada (nominal, ordinal, cuantitativa) en la variable temática, el elemento puntual representado tendrá diferentes características. . Escala nominal binaria: El punto será siempre del mismo tamaño, forma y color. Por esta razón dicho punto representa la presencia/ausencia de un hecho en esa localización.. . Escala ordinal: El punto adopta en estos casos distintas formas, tamaños o colores que en relación con una leyenda adjunta, indican el orden de magnitud que el hecho representado alcanza en ese lugar. En este caso la información de la que se dispone en estos mapas es doble pues por un lado la presencia del hecho estudiado en una localización y por el otro, el orden de magnitud que en cada lugar alcanza la variable representada.. . Escala cuantitativa (intervalos o razón): En este caso el punto podrá adoptar distintas formas, tamaños o colores que en relación con una leyenda adjunta indica el valor cuantitativo que en cada localización alcanza el hecho cartográfico. Al igual que el caso anterior la información que se maneja es doble. 3. Una capa es un conjunto de datos que representa rasgos geográficos organizados de acuerdo con el tema y la geometría. La capas ayudan a organizar por temas (pozos, caminos, tierra, o elevaciones) asociado a su tipo geométrico (punto, línea, polígono) KEMP, K. K. 2008. Encyclopedia of Geographic Information Science. In: KEMP, K. K. (ed.). Thousand Oaks, California: SAGE Publications, Inc... 10.

(20) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA y maneja por demás el valor numérico que adopta la variable en cada localización.. 1.2.2 Mapas de símbolos proporcionales. Son una variedad de los mapas de puntos, donde la presencia de símbolos en determinadas posiciones, está relacionada con un tamaño que varía de forma proporcional al valor del atributo que se pretende visualizar. De esta forma es fácil establecer comparaciones visuales entre dos diferentes valores de un atributo único representado en el mapa. La Figura 1.1 muestra un ejemplo de un mapa temático de este tipo.. Figura 1.1. Mapa de símbolos proporcionales. Este tipo de mapa temático puede ser creado utilizando una regla que contenga un tipo de geometría puntual para definir un símbolo, donde su tamaño puede variar de acuerdo con el atributo de rasgo en cuestión (Taylor et al., 1984). De esta forma los símbolos tendrán tamaños diferentes acorde al valor del atributo donde serán representados. Históricamente se han utilizado sobre todo para la representación de datos socioeconómicos, pero en la práctica mediante este sistema se puede representar cualquier dato, incluyendo totales, proporciones y razones. No es propicio para la representación de densidades para las que se adecúan más los símbolos de superficie. 11.

(21) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. Se puede decir que de acuerdo con lo anteriormente planteado el estudio de los mapas de puntos se puede referir a los dos hechos diferentes contenidos en el mapa: . La localización de los hechos representados.. . El hecho temático propiamente dicho y sus características intrínsecas.. 1.2.3 Mapas de superficie. Mapas de Coropletas. Los mapas de coropletas son mapas donde un área geográfica es dividida en diferentes regiones, cada una de estas regiones se distingue de las restantes a través de un color o tonalidades de colores diferentes conforme a un determinado atributo que se pretenda representar(Sherman et al., 1989). Así, proporcionan también una forma fácil de visualizar una variación de un único atributo de una región determinada. La Figura 1.2 muestra un ejemplo de este tipo de mapas. Normalmente, se crean intervalos dentro de una gama de valores que un atributo puede tomar, y para cada uno de estos intervalos se le atribuye un color o tonalidades de colores diferentes. Para la creación de este tipo de mapas, se puede definir una regla con un filtro por clase donde será caracterizada por un elemento o región que contenga un tipo de geometría poligonal. Cada color representa una determinada clase de valores.. Figura 1.2. Mapa de coropletas.. 12.

(22) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. Cuando se crean mapas temáticos de este tipo, el usuario debe determinar el tipo de rango a utilizar para representar la distribución del hecho por ejemplo, intervalos iguales, conteos iguales (cuantiles), rupturas naturales, desviación estándar, rango personalizado (Harries, 1999). Esta libertad para escoger un rango de cualquier tipo origina una variabilidad en cualquier mapa creado para identificar determinados hechos. Los diferentes tipos de rangos estructuran en diferentes categorías de umbral a las agrupaciones de conteos del delito en las áreas definidas por límites. Un problema adicional con los mapas de áreas definidas por límites geográficos es el relacionado con el “Problema de la Unidad de Área Modificable” (Bailey, 1995), en el cual los cambios en las áreas geográficas definidas por límites empleadas para representar temáticamente la distribución del delito, pueden afectar e incluso ocasionar equivocaciones en la interpretación del mapa. Sin embargo, el método de mapeo temático por áreas definidas por límites no debe ser completamente desechado. Los mapas temáticos de áreas definidas por límites geográficos son importantes, ya que las áreas que representan frecuentemente son regiones geográficas usadas para propósitos políticos y administrativos. Hasta el momento se han mencionado tipos de mapas en dependencia de cómo se debe tratar un solo atributo temático dependiendo de la medición y la geometría con la que se debe representar. En ocasiones se tiene la necesidad de analizar el comportamiento de varias variables, que aunque existen varios métodos y procedimientos para su análisis, los mapas de gráfica proporcionan gran utilidad cuando es necesario ver el comportamiento de varias variables temáticas dentro de una misma localización.. 1.2.4 Mapas de gráficas. Los mapas de gráfica según(Sherman et al., 1989), son mapas donde se colocan diagramas en determinadas localizaciones, presentando información estadística asociada a estas. Las gráficas están acordes a los atributos que se pretenden representar, pudiendo tomar diferentes formatos (gráficos de barras, gráficos circulares, gráficos de líneas, etc.) A través de la sobre posición de gráficos, este tipo de mapas permite una fácil visualización de varios atributos en un único mapa. En la Figura 1.3 se encuentran dos ejemplos diferentes de mapas de gráfica.. 13.

(23) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. Figura 1.3. Mapas de gráficas.. 1.2.5 Mapas de superficies geo-estadísticas. Las superficies geo-estadísticas son un tipo de mapas temáticos sofisticados donde se utiliza un degradado de color o esquema de colores en la representación de variaciones de temperatura, con el objetivo de representar variables estadísticas de una forma continua. Figura 1.4.. Figura 1.4. Mapa de superficie geo-estadística. Las superficies geo-estadísticas tienen algunas limitaciones comparados con otras técnicas más simples tales como los mapas de coropletos o los mapas de símbolos proporcionales. Puede ser difícil de observar que valor exacto de la variable estadística se encuentra representado en una determinada región. No obstante, presenta una ventaja de escalado fácilmente para grandes volúmenes de datos(Rita et al., 2010). 14.

(24) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. 1.2.6 Cartogramas. Los mapas distorsionados o cartogramas se basan en la representación de los datos en un mapa, distorsionando las regiones para que sus áreas o las distancias entre estas regiones sean proporcionales a una variable estadística(Daniel A. Keim et al., 2002),(Wolf, 2005). La Figura 1.5 presenta un ejemplo. Estos tipos de mapas tienen como ventaja que permiten visualizar áreas con mayor relevancia y esconder áreas menos importantes (según una variable dada), facilitando, de esta forma, el análisis del mapa en las regiones más importantes. Estos mapas tienen como inconveniente que al aumentar y disminuir las dimensiones correspondientes en función de otra variable diferente al área, como resultado se obtienen mapas de aspecto disparatado, lo cual afectará al proceso de comunicación cartográfica.. Figura 1.5. Cartogramas.. 1.2.7 Mapas de Símbolos Sobrepuestos o Adyacentes. Los mapas con símbolos sobrepuestos o adyacentes permiten una fácil visualización de varios atributos diferentes, referentes a un único punto. Basándose en la colocación de símbolos (sobrepuestos o adyacentes) de diferentes tamaños, de acuerdo al valor del atributo que se pretende representar. En la Figura 1.6 se muestra ejemplos de este tipo de mapas temáticos(Rita et al., 2010). Los símbolos adyacentes se utilizan para comparar datos diferentes que ocurren en un mismo lugar, y en ellos se aplica el principio del tamaño es proporcional al valor. La 15.

(25) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. dimensión en que se expresen las cantidades debe ser la misma para todos los segmentos o cuadrados y en caso contrario, debe estar claramente especificado y no dar lugar a falsas interpretaciones. Existen muchas variaciones del principio de los gráficos adyacentes. Por ejemplo es posible, y además muy utilizado, combinarlos con los gráficos de tarta.. Figura 1.6. Mapas de símbolos Sobrepuestos y Mapas de símbolos Adyacentes.. Tipo de mapa temático. Cantidad de variables. Símbolos proporcionales. Una. Coropletas. Una. Gráficas. Múltiples. Superficies geo-estadísticas. Una. Cartograma. Una. Símbolos Sobrepuestos o Adyacentes. Múltiples. Tabla 1.2 Comparación entra mapas temáticos respecto a la cantidad de variables temáticas a representar.. 16.

(26) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. 1.3 Visualización Científica. La visualización científica es una herramienta que permite a los científicos analizar, entender y comunicar los datos numéricos generados durante una investigación(Yin, 2003). Según R.A. Earnshaw, "la meta de la visualización científica es promover un nivel más profundo de los datos que se están investigando y proporcionar mayor profundidad a los procesos, confiando en el sistema visual humano y en su habilidad para interpretar datos visuales". Las herramientas y técnicas de visualización han sido utilizadas para analizar grandes volúmenes de datos multidimensionales de forma que permitan al usuario extraer resultados significativos de forma rápida y fácil (Ware, 2004) La Visualización puede dividirse en tres campos fundamentales: Visualización Científica, Visualización de Software y Visualización de Información (Suárez, 2003). La disciplina de Visualización Científica tiene su nacimiento en los anos 1980s. Esta nace marcada por la producción de una clase de reportes para la US National Science Foundation (NSF). El interés en la visualización fue la simulación de un número de factores. La Visualización Científica debe mucho al avance de la Computación Gráfica. La visualización científica fue concebida como un proceso interactivo para comprender lo que producen los datos. Los elementos usados por esta técnica abarcan diversas formas geométricas que pueden ser rotadas y trasladadas; y que visualizan objetos que representan datos exactos (Wright, 2007). La Visualización de Software comprende la visualización de algoritmos y de programas computacionales. La primera consiste en visualizar abstracciones de alto nivel que describen el software, mientras que la segunda se refiere al código real del programa y a sus estructuras de datos. Ambas pueden darse en forma estática o dinámica. La estática está representada generalmente por medio de organigramas, mientras que la dinámica se denomina animación de algoritmos. La visualización estática de código puede incluir algún tipo de mejoramiento de la impresión, la representación dinámica del programa puede destacar las líneas de código cuando están siendo ejecutadas. Por ejemplo, en el área de la visualización de la programación lógica, el principal objetivo es la. 17.

(27) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. representación gráfica adecuada tanto de las reglas de inferencia como del flujo entre ellas(Suárez, 2003). Acorde a la literatura el término de “Visualización de la Información” se refiere a varios contextos. Es usado en general para ilustrar en un espacio visual objetos, sistemas dinámicos, eventos, procesos y procedimientos. El término de “Visualización de la Información” es muy abarcador para todos los géneros de visualización(Keller, 2005). En ciencias de la computación se define el término como: “El uso de soporte computacional, interactivo, de representación visual de datos para ampliar el conocimiento.”(Card, 1999). La “Visualización de la Información” es una tecnología específica. De acuerdo con(Carr, 1999); la “Visualización de la Información” de datos abstractos es de importancia particular para la recuperación de información en un conjunto de datos grandes, como por ejemplo buscar información en la Web. Esta técnica envuelve de manera abstracta datos no espaciales como lo son documentos y datos financieros. Aunque esta técnica está relacionada con muchas áreas, con una que se relaciona de manera muy particular es con la de información geográfica. “Cuando la representación geográfica es posible, la información puede ser organizada en asociación con su posición geográfica en una muy natural e intuitiva forma.”(Chen, 2006).. 1.3.1 Uso del color en la visualización científica. El color es una parte intrínseca de la mayoría de las visualizaciones. A veces se utiliza para confirmar una característica existente de una representación. Por ejemplo el esquema de color azul-rojo es inmediatamente sugerente del cambio de frío a caliente, que es apropiado en el caso de que la variable a representar se la temperatura. Si el esquema de color elegido es amarillo y verde, el usuario tendría que hacer un mayor esfuerzo para interpretar su significado. El color también es una forma de agregar información sobre otra variable sin contribuir al desorden en la imagen. Por ejemplo, las flechas que representan el flujo de aire a través de un volumen, puede ser de color para dar una impresión de la temperatura del aire también(Wright, 2007).. 18.

(28) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. Esta técnica es común en la meteorología donde se obtiene en el mapa del tiempo la distribución de determinados fenómenos y el uso de esta técnica se hace absolutamente necesario. Otro ejemplo del uso del color en la visualización científica, es en situaciones donde las alturas por encima del plano indican el comportamiento de una variable y los colores el comportamiento de otra. Esta técnica podría ser de utilidad en geología, donde las alturas podrían representar el terreno y el color, la dureza de la roca que constituye dicho terreno.. 1.3.2 Técnicas de visualización científica. Es muy importante a la hora de emplear gráficos para la visualización, haber decidido las variables dependientes e independientes del problema, la dimensión del dominio de los datos distribuidos por las variables independientes, y la naturaleza escalar o vector de la variable dependiente (s), se debe clasificar las distintas técnicas de las que se dispone. Un refinamiento final en la descripción de la variable independiente es necesario, que es incorporar las ideas para distinguir los datos entre nominales, ordinales o agregados. La siguiente tabla según (Wright, 2007) brinda una organización de las variables dependientes, su tipo (s) para determinar la técnica a utilizar por columna. La dimensión y naturaleza (ya sea nominal, agregados, u ordinal) de la variable independiente determina la técnica por las filas. Variables. Escalar simple. independiente 1D Nominal. Múltiples escalares. Gráfico de. Gráfica de. Diagramas de. Barras y pastel. barras. dispersión. agrupadas. Gráfica de barras apiladas 1D Agregado. Vector. Histograma. Superposición de Histogramas. Histogramas 19. Escalar vector.

(29) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA apilados. 1D Ordinal. Gráfico de. Superposición. Trayectoria. Trayectoria. líneas. de líneas.. coloreada.. Líneas apiladas. Polígono barrido.. 2D Nominal. Gráfico de barras 2D. 2D Agregado. Histogramas 2D. Ploteo de límite de región.. 2D Ordinal. Mostrar. Ploteo de alto. Líneas solidas. Flechas. Imagen Ploteo. campo. sobre el plano.. coloreadas.. de contornos. Flechas. Flujo. Líneas. Vista de. lineal. Lineal. coloreadas. superficie.. temporal. Flujo de textura. 3D Ordinal. Isosuperficies.. Isosuperficies. Superficie. Flechas. Representación. coloreadas. temporal. coloreadas.. de Volumen. Polígono. barrido. Tabla 1.3 Técnicas de visualización de acuerdo a la dimensión, dominio y naturaleza (variables dependientes), y número y tipo de las variables independientes. Como se puede observar existen dos estrategias comunes para el manejo de múltiples escalares en un gráfico de barras. La primera es agrupamiento de barras y la segunda barras apiladas. El agrupamiento enfatiza en la variación entre la variable dependiente, mientras que el apilado enfatiza en la variación de cada una. Este último es muy usado para mostrar la variación de acumulación de escalares, mientras que el agrupamiento de barras no es muy conveniente. Si lo deseado es mostrar valores como una 20.

(30) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. proporción del total la utilización de gráfica de pastel puede ser más efectiva.. Figura 1.7. Agrupamiento de barras.. Figura 1.8. Barras apiladas.. Los diagramas de dispersión en el caso tridimensional como se muestra en la figura 1.9, utilizan como coordenadas para visualizar varias variables, los valores de las mismas quedando de la siguiente forma: (x, y, z)n = (variable1, variable2, variable3)n La concentración de variables independiente dentro de la un grupo o sobre una línea o un plano muestran la relación entre las variables dependientes que es difícil apreciar cuando el volumen de datos es muy amplio (Wright, 2007). Esta técnica es factible si se cuenta con un conjunto muy amplio de variables dependientes.. 21.

(31) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. Figura 1.10. Diagramas de dispersión (Scatterplot).. Las variables que se utilizan en el agrupamiento de barras utilizando dos dimensiones como se muestra en la figura 1.7 puede también ser visto en tres dimensiones permitiendo apreciar los mismos valores pero desde otra perspectiva.. Figura 1.11. Gráfica de barras tridimensional. 22.

(32) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. Existen novedosas técnica de visualización científica que al igual que alguna de las anteriores, han sido implementadas en SIG con el fin de brindar mejores perspectiva de análisis en estos sistemas relacionando las características propias de las técnicas con la posición geográfica. Tal es el caso de la técnica de visualización denominada Coordenadas Paralelas que consiste en un sistema de coordenadas como base y la creación un eje de coordenadas para cada atributo colocándolos paralelamente. El valor de cada dimensión en un determinado punto de datos es marcado en el eje correspondiente. La representación final para un objeto es una línea que recorre las posiciones marcadas en cada dimensión (Theisel, 2000, Keim, 2002). Esta técnica es especialmente útil para mostrar patrones en los datos o para percibir relaciones entre los atributos, ya que el resultado es muy intuitivo(Theisel, 2000).. Figura 1.12. Coordenadas paralelas para tres atributos. Discutidos los elementos correspondiente a la visualización científica es de suma importan abordar acerca de la relación que existe entre Inteligencia de Negocio con los SIG para lo cual se dedica el siguiente epígrafe.. 1.4 Relación entre Inteligencia de Negocio y SIG. El término Inteligencia de Negocio existe ya desde hace algún tiempo y se utilizó por primera vez en un informe de Gartner Group en el año 1996, pero los principios han sido conocidos mucho antes de esa fecha. En aquel tiempo, estos principios fueron conocidos como Gestión de Sistemas de Información, Sistemas de Soporte de Negocios 23.

(33) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. y ahora, Inteligencia de Negocio. Sin importar el nombre, los principios son los mismos (Kemper, 2007). De acuerdo al Data Warehousing Institute, se define como: “…Los procesos, tecnologías, y herramientas que se necesitan para convertir los datos en información, la información en conocimiento, y el conocimiento en planes que impulsan acciones rentables para el negocio. La Inteligencia de Negocio abarca el almacenamiento de datos, herramientas analíticas, y contenido y gestión del conocimiento…” (Armstrong-Smith, 2006). La Inteligencia de Negocios, es un concepto que trata de englobar todos los sistemas de información de una organización para obtener de ellos no solo información o conocimiento, sino una verdadera inteligencia que le confiera a la organización una ventaja competitiva sobre sus competidores (Thomsen, 2002). Los sistemas Inteligencia de Negocio soportan el apoyo a la toma de decisiones, especialmente donde la persona responsable de tomar decisiones tiene que ver los datos históricos o los datos integrados de fuentes múltiples. (Mundy et al., 2006). Por otra parte los SIG y las soluciones de Inteligencia de Negocio se han estado implementando desde que las TICs comenzaron a evolucionar para abrazar las maneras más comunes de compilar, almacenar, usar, y distribuir los datos. Sistemas privativos fueron usados por organizaciones particulares y públicas, cuando se había hecho un obstáculo en una empresa el manejo de todos los datos y el ambiente requería la agilidad de operar eficazmente. Ahora, las compañías pueden combinar las prestaciones de ambas tecnologías en una sola aplicación conocido como la Intelligent Location (IL) o Inteligencia de la Posición. Para abordar este asunto, estándares y formas más comunes de interactuar con los datos fueron propuestos por varias organizaciones y proveedores. Durante la aprobación de los estándares, Inteligencia de Negocio y proveedores de aplicaciones de SIG se concentraron en que, fusionar los datos era lo más importante para los usuarios. Los proveedores de Inteligencia de Negocio estaban creando conectores para los formatos de archivo más comunes utilizados por las aplicaciones empresariales, y la Enviromental Systems Research Institute (ESRI), que es un proveedor de SIG, estaba 24.

(34) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. creando conexiones y transformaciones para los formatos de característica geográficos en uso. Todo esto vino aparejado al aumento de la Internet y la adopción de los estándares como una vía de intercambio de datos e información (Block and Block., 1995). En la actualidad los SIG en su parte de aplicaciones para geomarketing tienen planteamientos parecidos a los de Inteligencia de Negocios. Tanto es así que es frecuente la aparición de ambos ámbitos en un mismo proyecto. La discusión sobre si el geomarketing es o no un tipo de Inteligencia de Negocio parece poco productivo; en cambio sí son realmente interesantes los valores añadidos que pueden aportar a las empresas tanto los procesos como las tecnologías involucradas, así como los espectaculares resultados que están produciendo la integración de Inteligencia de Negocio y SIG. Cuando se tiene que construir un SIG lo primero que se hace es analizar la información que se desea integrar. El objetivo de este análisis será normalizar y unificar esa información, construyendo un tipo de base de datos que se denomina base de datos geográfica. Tras este diseño se pasa a un proceso que casi siempre está en los proyectos de Inteligencia de Negocio: el ETL (Extracción, Transformación y Carga). Dentro de la base de datos geográfica se integra información cartográfica junto con información proveniente de otros sistemas. Desde un punto de vista técnico pueden ser cualquier cosa integrable: datawarehouses, datamarts, bases de datos. Ahora, con la IL, los directores pueden conseguir respuestas y buscar y presentar criterios repetidamente. Pueden empezar con un mapa, profundizar completamente en otras fuentes de datos e informes para más detalle, seleccionando ciertos registros de una tabla (por ejemplo, ingreso de ventas junto a una línea de producto dentro de un estado o territorio) y crear un nuevo mapa codificado por colores, lo cual es conocido como integración bidireccional. Entendido lo referente a la relación que existe entre las soluciones de Inteligencia de Negocio y los SIG se está en condiciones de analizar soluciones de SIG existentes en Cuba y en el mundo, para lo cual se dedica el siguiente epígrafe.. 25.

(35) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. 1.5 Soluciones de SIG existentes. Existen en el mundo gran número de soluciones de SIG. De manera muy breve se hará mención de algunas soluciones que fueron estudiadas y tomadas como referencia para la presente investigación. MapInfo. Este permite visualizar datos como puntos, regiones sombreadas temáticamente, permite visualizar los datos como gráficas de pastel o de barras. Permite llevar a cabo las operaciones geográficas como la división en regiones. Nos permite hacer consultas a nuestros datos, y acceder a los mismos por muy lejanos que estén, de manera directa (MapInfo, 2007).Por ejemplo, puede mostrar qué sucursal es la más cerca de sus clientes más grandes. Puede calcular las distancias entre clientes y almacenes; puede clasificar por colores los símbolos de almacenes por el volumen de ventas. Todo esto lo hace visualizando los datos sobre el mapa. GRASS. Geographic Resources Analysis Support System. Éste es un SIG usado para el manejo de información geoespacial, análisis y procesamiento de imágenes producción de mapas y gráficos, modelado espacial y visualización. Contiene módulos para el manejo de datos ráster y vectoriales. Es un proyecto oficial de la Open Source Geospatial Foundation. Esta es una solución completamente libre que se encuentra disponible en cualquier repositorio de las distribuciones de Ubuntu. Quantum GIS. Tiene un ambiente muy amigable para el usuario. Posee una gran potencia en cuanto al trabajo con el tipo de datos vectorial y para el análisis de datos ráster. Quantum GIS puede integrarse con GRASS a través de un módulo. IDERC. La Infraestructura de Datos Espaciales de la República de Cuba es una aplicación Web que facilita el análisis de los datos desde todos los niveles de dirección, así como la actualización y el mantenimiento. Cuenta con un conjunto de datos y servicios de geoprocesamiento basado en las especificaciones del Open Geospatial Consortium (OGC) con vistas a garantizar la interoperabilidad, entre los que se destacan el WMS, WFS, WCS, WCTS y unido a todo esto, las codificaciones XML, SDL y GML.. 26.

(36) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. 1.6 Tecnologías disponibles para la implementación de un SIG. Múltiples son las tecnologías que han sido presentadas en el mundo para el desarrollo de SIG. De la gran multitud de tecnologías existente es válido resaltar que hay muchas que obedecen a licencias de software libre y/o código abierto. Las diferentes categorías que a continuación se mencionan son algunas de las más utilizadas. Servidores de mapas. Los servidores de mapas permiten a los usuarios la máxima interacción con la información geográfica. Por un lado el usuario o cliente accede a la información en su formato original, de manera que es posible realizar consultas tan complejas como las que haría un SIG. Un servidor de mapas funciona enviando, a petición del cliente, desde su browser o navegador de Internet, una serie de páginas HTML (normalmente de contenido dinámico DHTML4), con una cartografía asociada en un formato de imagen (por ejemplo, una imagen GIF o JPEG). Un servidor de mapas es, de hecho, un SIG a través de Internet(Díaz, 2005 ).. Las principales funciones que permiten realizar los servidores de mapas son: . Visualización, zooms para alejar o acercar los elementos cartográficos. En servidores de mapas más avanzados el usuario puede definir la extensión de los “zooms”; también puede activar y desactivar la visualización de las capas de elementos cartográficos; información dinámica al pasar el Mouse sobre cada elemento cartográfico.. . Identificación de atributos alfanuméricos en cada elemento cartográfico.. . Consultas de atributos alfanuméricos sencillas, como la búsqueda de topónimos o más complejas, con operadores booleanos.. . Selección de elementos por combinación de capas o análisis con operadores espaciales de superposición, contención, intersección, etc. de dos capas (con la creación de nuevas capas) y creación de zonas de influencia.. . Capacidad de imprimir el mapa manteniendo la escala.. 4. DHTML: Designa el conjunto de técnicas que permite crear sitios web interactivos utilizando una combinación de lenguaje HTML estático, un lenguaje interpretado en el lado del cliente (como JavaScript) y el lenguaje de hojas de estilo en cascada (CSS).. 27.

(37) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. Visualizadores Web/Escritorio. Un visualizador es una herramienta que permite desplegar información geográfica, mediante una ventana que funciona como visor, donde se pueden agregar varias capas de información. Estas capas pueden ser imágenes, fotografías aéreas, puntos o líneas; hasta hace algunos años estos visualizadores operaban como herramientas de escritorio con conexiones locales o en redes corporativas. Los visualizadores han de soportar funcionalidades como: . Acceder a catálogo de metadatos.. . Visualizar las leyendas de los diferentes mapas temáticos.. . Visualizar de forma conjunta capas de información.. . Dar transparencias a diferentes capas.. . Combinar diferentes tipos de capas de información.. SGBD. Un Sistema de Gestión de Bases de Datos es el software usado para almacenar, dirigir y recuperar los datos en una base de datos. Existen diversos tipos de sistemas de gestión de bases de datos aunque el tipo más utilizado es el que trabaja con bases de datos relacionales dado que los datos son almacenados como tablas estructuradas (Kemp, 2008). Todos los gestores, sin considerar la aplicación para la que son usados, comparten varias características comunes. Una característica definida de una base de datos es que es computacionalmente eficiente. Una segunda característica de un SGBD, es la independencia de datos, dado que los usuarios deben poder acceder a los datos por separado de los detalles técnicos de cómo son guardados en el SGBD. Una tercera característica es que una SGBD debe poder imponer las restricciones lógicas y las relaciones entre los ítems guardados en la base de datos. A pesar de contar con otras características no mencionadas, la eficiencia, la independencia de datos, la integridad de datos, y una capacidad identidad que se describen, son fundamentales para todos SGBD. OGC Web Services (OWS). Son especificaciones de estándares internacionales definidas por la OGC para la utilización de información geográfica a través de la Web. Esta organización publica documentos técnicos de estándares y especificaciones que detallan las interfaces y formatos que deben utilizar los desarrolladores en sus productos 28.

(38) I. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. o servicios con el fin de garantizar la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos (Duarte, 2009).. 1.7 Consideraciones finales del capítulo. Como resultado de un análisis del marco teórico surge la siguiente hipótesis de la investigación: La creación de un módulo SIG que permita generar y consultar mapas temáticos en la Web para el análisis de información de seguridad ciudadana, apoya el proceso de toma de decisiones y elevar su nivel de efectividad de los procesos de gestión involucrados. Se puede entonces concluir que: 1. La construcción de un SIG que permita generar y consultar mapas temáticos en la Web, a partir de reportes de soluciones de Inteligencia de Negocio, facilita el análisis de información, dando soporte a la toma de decisiones. 2. Los SIG ganan en claridad y en aporte informativo con la aplicación de la cartografía temática, la cual se basa en la codificación de mapas con colores, símbolos o gráficos, de modo que cada colorido o representación se encuentre relacionada con la cantidad relativa de alguna variable, o atributo. 3. Las técnicas de visualización científica permiten un mejor análisis de los datos permitiendo revelar patrones, propiedades y características entre ellos. 4. La combinación de SIG con Inteligencia de Negocio son considerados por muchos como una herramientas muy valiosas dado que brinda la posibilidad de que grandes volúmenes de datos, de carácter histórico, son almacenados en soluciones de Inteligencia de Negocio y a través de los SIG estos datos son relacionados con su ubicación geográfica. El objetivo principal de esta combinación. en. un. mismo. proyecto. brinda. comportamiento y distribución de determinados hechos.. 29. información. sobre. el.

(39) II CARTOGRAFÍA TEMÁTICA Y DISEÑO DEL MÓDULO DE TEMATIZACIÓN. II. CARTOGRAFÍA TEMÁTICA Y DISEÑO DEL MÓDULO DE TEMATIZACIÓN. Este capítulo tiene como objetivo presentar las tematizaciones escogidas para la implementación del módulo de tematización. Se describe cada una de las tecnologías utilizadas para el desarrollo y por último se describen las cuestiones consideradas para la implementación del módulo.. 2.1 Tipos de mapas temáticos implementados por el módulo de tematización. Análisis de técnicas y métodos. Existe gran un número de tipos de mapas temáticos, de este gran número la presente investigación se centra en los tipos de mapas temáticos de uso común para la representación de datos con el fin de ver el comportamiento y distribución de determinados hechos delictivos. Símbolos proporcionales. Para la creación de este tipo de capa temática el símbolo a elegir puede ser un símbolo lineal (barras), superficial (círculos, cuadrados…) o volumétrico (esferas, cubos…). El más antiguo y utilizado es el círculo, posiblemente por su forma compacta y fácil de construir manualmente y que además resulta visualmente estable. La unidad de valor utilizada para calcular los tamaños de los círculos debe seleccionarse de forma que la imagen total del mapa de una buena impresión visual de la distribución cuantitativa de los fenómenos. La posición donde se ha de colocar el símbolo está determinada por la localización del dato y a menudo los símbolos ocupan un espacio considerable en el mapa. De hecho con frecuencia se solapan unos con otros, lo que no causa demasiados problemas en el caso de que puedan dibujarse de forma que no exista equivocación respecto a su localización.. 30.

(40) II CARTOGRAFÍA TEMÁTICA Y DISEÑO DEL MÓDULO DE TEMATIZACIÓN El tipo de escalado que se determine utilizar para la representación de los símbolos en el mapa, determina en gran medida, la correcta percepción de los fenómenos que se representan. Existen varios tipos de escalado como son el escalado superficial, escalado aparente de (Flannery, 1971) y el escalado por rango de valores. En el caso de los símbolos superficiales, el escalado se puede realizar de manera relativa a la superficie. Es decir el valor será proporcional a la superficie del cuadrado o circulo. En caso de los círculos el radio, con este tipo de escalado, toma un valor proporcional al de la raíz cuadrada del valor de la variable temática. Para entender mejor supóngase que se desean representar los valores 1600-900-400-100. Lo primero será calcular su raíz cuadrada que arrojaría los valores siguiente 40-30-20-10. El siguiente paso es determinar el valor unitario debido a que si el radio del círculo mayor es 1600 y supuestamente no debe pasar de 10mm, estos diez milímetros equivalen a 40 unidades, de forma que un milímetro equivaldrá a 4 unidades. Este valor unitario se selecciona para que el mayor valor no sea demasiado grande y el menor valor no sea demasiado pequeño. Dividiendo entonces por cuatro los valores de la variable temática pueden ser calculados fácilmente los valores de los tamaños para el resto de los símbolos (900 – 7.5mm, 400 – 5, 100 – 2.5). Con este tipo de escalado se reduce el tamaño aparente de los círculos mayores con el fin de aumentar su importancia visual (Coll et al., 2000). El escalado de Flannery o escalado aparente consiste en la multiplicación de 0.57 el logaritmo de los datos con el fin mejorar la percepción de los fenómenos representados.. Figura 2.1. Escalado aparente de Flannery. Otro tipo de escalado de uso muy frecuente es el escalado que se define por la creación de rango de valores. Este es el método a utilizar por el módulo de tematización. Aunque 31.

(41) II CARTOGRAFÍA TEMÁTICA Y DISEÑO DEL MÓDULO DE TEMATIZACIÓN se puede utilizar uno de los métodos anteriores, en este escalado se obtiene el mayor tamaño que alcanza la variable temática y el tamaño mayor que el usuario quiere para el mayor símbolo. Luego de obtener estos valores se reduce el valor tanto del símbolo como el de la variable temática, dividiendo ambos por 2 y luego el mayor por 10 para confeccionar un intervalo de tres clases quedando para el máximo valor 1600 con mayor valor del símbolo 10 la siguiente configuración (1600-10mm, 800-5mm, 160-1mm). No es aconsejable representar cada valor, es decir, crear un símbolo diferente por cada dato que vaya a aparecer en el mapa. Es por eso que se clasifica todo el conjunto de datos en intervalos de clase, y se representa mediante círculos suficientemente diferentes, no cada valor, sino cada intervalo, asociando un círculo claramente diferente al resto a cada intervalo. En este caso, la conexión entre mapa y leyenda, no cabe duda de que será más rápida, ya que todos los elementos del mapa estarán contenidos en su leyenda. De esta manera el problema de la subestimación de las superficies se ve paliado, aunque claro está, se proporciona un mapa menos rico en este caso. Coropletas. Los mapas de coropletas son una forma de cartografiado cuantitativo para la representación de fenómenos discretos asociados a unidades de numeración (países, provincias, municipios…) a las que se aplican símbolos superficiales de acuerdo a su valor. Los mapas de coropletas convencionales representan los datos clasificados mediante intervalos, lo que permite tomar de ellos una información general de forma más sencilla y rápida. Para la creación de este tipo de mapa temático se debe tener bien claro si el tipo de método a utilizar es el apropiado para representar los fenómenos que describen las variables temáticas. De los métodos existentes, “Intervalos Iguales”, “Cantidades Iguales”, “Igual Área”, “Rupturas naturales”, “Desviación estándar (SD)”y “Personal”, el módulo de tematización implementará solo los métodos “Intervalos Iguales”, “Cantidades Iguales” y el “Personal”. El método “Cantidades Iguales” o “Cuantiles”, en cada clase pone aproximadamente el mismo número de observaciones. El número de clases determina la definición técnica del mapa (cuartil si hay cuatro clases, quintil si 32.

(42) II CARTOGRAFÍA TEMÁTICA Y DISEÑO DEL MÓDULO DE TEMATIZACIÓN hay cinco clases, y así sucesivamente.) El término cuantil es la denominación genérica para datos con observaciones divididas en grupos de iguales cantidades de registros. El método “Intervalos Iguales” crea rango de los datos que no es más que el cálculo de la diferencia entre el máximo y el mínimo y el resultado se divide entre la cantidad de rangos iguales, de modo que los rangos en el interior de las clases sean los mismos, tal como 1-3, 4-6, 7-9, etcétera. El método “Personal” como el título sugiere, esta opción permite a los usuarios determinar intervalos de clase conforme a sus propios criterios, tales como normas y umbrales nacionales o regionales determinados por razones de política. El número de intervalos o clases es importante dado que a mayor número de estas, el mapa aporta más información. Sin embargo limitaciones geográficas y de lectura restringen su número. La cantidad de colores no es infinita y en la realización de intervalos hay que buscar el equilibrio entre el número de clases legible y la complejidad de la distribución. Se debe tener en cuenta, como dato adicional, el tema de la percepción del color y de los valores de gris que no son lineales para el ojo humano. Determinado el número de clases, debe elegirse la simbología superficial que se utilizará para representar cada clase. La variación debe ser en términos de claro-oscuro, de forma que represente la cuantía de la variable en cuestión, siempre generando una jerarquía visual. Gráficos. Los gráficos son muy utilizados para visualizar datos estadísticos y en la actualidad también se utilizan con fines cartográficos. Las tematizaciones de gráfica vienen a resolver una de las cuestiones más importante en la visualización de los datos asociados a su ubicación geográfica y es que permiten ver el comportamiento de varios atributos temáticos a la vez. Ejemplo robos de vehículos, debido a que una fuente de datos pudiera contener variables que describan cuántos de estos vehículos fueron automóviles, o cuantos camiones y cuantas motocicletas. Existen varios tipos de diagramas aunque para fines cartográficos asociados a datos estadísticos los de mayor uso son los gráficos de línea, gráficos de barras, gráficos de pastel. Los gráficos a seleccionar para la implementación del módulo de tematización son los gráficos de barras y los gráficos de paste, de los cuales se brinda una breve descripción.. 33.