CAPITULO 5 SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA - SIG

C^APITULO5

S ISTEMAS DE I NFORMACIÓN G EOGRÁFICA - SIG

U

TABLA DE CONTENIDO

5. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA – SIG 3

I

5. 1. A

5. 2. D

5. 3. C

C

SIG

5. 3. 1. TECNOLOGÍA

5. 3. 2. DATOS

5. 3. 3. PERSONAL

5. 3. 4. PROCEDIMIENTOS OMÉTODOS

5. 4. F

SIG

5. 5. E

D

SIG

5. 5. 1. FORMATOVECTOR

5. 5. 2. FORMATORASTER

5. 5. 3. VENTAJAS YDESVENTAJAS DE LOS TIPOS DE ESTRUCTURA: RASTER VS. VECTOR

5. 6. T

5. 6. 1. ANÁLISISESPACIAL CONSIG

5. 7. B

D

5. 8. I

D

E

– IDE

5. 8. 1. DEFINICIÓN

5. 8. 2. COMPONENTES DE UNAIDE

5. 9. M

5. 10. E

A

SIG

5. 10. 1. SIG AESCALANACIONAL YLOCAL

5. 10. 2. SIG AESCALAMUNDIAL

5. 11. L

SIG’

I

5. 12. SIG G

5. 12. 1. MAPMAKERPOPULAR

5. 12. 2. SPRING

5. 12. 3. SERVIDORES DEMAPA.

B

BIBLIOGRAFÍACITADA

BIBLIOGRAFÍARECOMENDADA

3 3 4 4

5 5 6 6

7 8

8 9 11

11

12

13 14

14 15

16 17

17 18

39 40

40 41 41

42

42 42

5. S

I

G

– SIG

INTRODUCCIÓN¹

En los años 1960 y 1970 emergieron nuevas tendencias en la forma de utilizar los mapas para la valoración de recursos y planificación. Observando que las diferentes coberturas sobre la superficie de la tierra no eran independientes entre sí, si no que guardaban algún tipo de relación, se hizo latente la necesidad de evaluarlas de una forma integrada y multidisciplinaria. Una manera sencilla de hacerlo era superponiendo copias transparentes de mapas de coberturas sobre mesas iluminadas y encontrar puntos de coincidencia en los distintos mapas de los diferentes datos descriptivos. Actualmente, estas técnicas han avanzado beneficiando a instituciones y empresas públicas o privadas que manejan información espacial, facilitando la toma acertada de decisiones.

Este avance, la integración de datos espaciales con datos no espaciales y su respectiva visualización y estudio de interacción, se conoce como Sistemas de Información Geográfica, los cuales se han constituido durante los últimos veinte (20) años, en una de las más importantes herramientas de trabajo para investigadores, analistas, planificadores y en general para todos los actores que tengan que ver con el territorio. Sin embargo, no se puede desconocer que aunque los Sistemas de Información Geográfica SIG, tienen gran capacidad de análisis, estos no pueden existir por si mismos, deben tener una organización, personal y equipamiento responsable para su implementación y sostenimiento y adicionalmente este debe cumplir un objetivo y tener garantizados los recursos para su mantenimiento.

5. 1. ANTECEDENTES²

Aunque los sistemas de información geográfica, comúnmente conocidos como SIG se empezaron a generalizar a partir de la década de los 80, su gestación y desarrollo se remonta dos décadas atrás. Entre los años 60 se desarrolló el Canadian Geographic Information System - CGIS, con el objeto de efectuar tareas de gestión en bosques y superficies marginales de Canadá. Bajo una estructura ráster y vectorial que combinaba la cartografía con los datos necesarios para la gestión forestal, se realizaban estudios sobre volumen maderable e informes de explotación para la administración forestal del país. Este sistema ha ido evolucionando y sigue en uso en la actualidad.

Ian McHarg, también en la década de los 60, desarrolla su obra Design with nature, en la cual plantea la metodología SIG, como un método manual (superposición transparente de matrices binarias), para formular el concepto de SCA. (Análisis de capacidad /susceptibilidad) de gran importancia en el futuro desarrollo de las capacidades analíticas de estos sistemas. Este método presentaba diversos problemas tales como la imposibilidad de ponderar las variables, por su carácter binario, su gran determinismo, y el aumento de la dificultad en su uso a medida que aumentaba el número de documentos a combinar.

1Mora, H. Modulo Geomática y Demografía. 2007

2Mora, H. Modulo Geomática y Demografía. 2007; http://www.infor.uva.es/~julian/abd/ABD-sig.pdf

Entre las décadas de los 60 y 70, y como aplicación y desarrollo de los conceptos de McHarg, tiene lugar el desarrollo de Los SIG’s ráster o matriciales. En esta línea se desarrollan en el laboratorio de la Universidad de Harvard los sistemas SYMAP y GRID, y en la Universidad de Yale el Map Analysis Package (MAP) de gran trascendencia posterior. En general, se caracterizan por ser sencillos y económicos, aunque tienen un carácter de manejo de información “gruesa”, es decir, sin capacidad para manejar atributos, y sólo son aplicables a espacios con muchos compartimientos. En esta época también se desarrolla el sistema DIME, que es el primero en contar con una topología completa.

En los años 70 el laboratorio de Harvard desarrolla ODYSSEY, que es un SIG vectorial con superposición de polígonos mediante geometría coordinada. Buena parte de los investigadores de estos laboratorios son los responsables del desarrollo y auge en los años 80 de Los SIG’s, entendidos como productos industriales; es el momento del avance de Los SIG’s vectoriales.

En la actualidad se aprecia la consolidación del SIG como una industria, caracterizada por una progresiva integración de sistemas ráster y vectoriales, y por el aumento de la importancia de las comunicaciones entre sistemas y de la interfase de usuario, así como por el uso de herramientas de programación tipo "visual", basadas en la metodología de "orientación a objetos" (OO). Los nuevos campos de innovación de Los SIG’s son la integración en sistemas de soporte de decisiones, los llamados sistemas de escritorio para la divulgación de la cartografía y de la información geográfica, los sistemas y servidores de información geográfica en red y distribuidos a través de Internet y los llamados SIG móviles, correspondientes a la aplicación de Los SIG’s en el ámbito de la telefonía móvil.

5. 2. DEFINICIÓN³

Un SIG se define como un conjunto de métodos, herramientas y datos que están diseñados para actuar coordinada y lógicamente en la captura, almacenamiento, análisis, transformación y presentación de toda la información geográfica y sus atributos, con el fin de satisfacer múltiples propósitos. Los SIG’s son una tecnología que permite gestionar y analizar la información espacial, que surgió como resultado de la necesidad de disponer rápidamente de información para resolver problemas y contestar a preguntas de modo inmediato.

5. 3. CONSTRUCCIÓN YCOMPONENTES DE UNSIG⁴

La construcción e implementación de un SIG, en cualquier organización es una tarea siempre progresiva, compleja, laboriosa y continúa. Los análisis y estudios anteriores a la implementación de un SIG, son similares a los que se deben realizar para establecer cualquier otro sistema de información. Pero en Los SIG’s, además, hay que considerar las especiales características de los

3http://www.wiley.com/legacy/wileychi/gis/Volume1/BB1v1_ch1.pdf

4Mora, H. Modulo Geomática y Demografía. 2007;

http://www.humboldt.org.co/humboldt/mostrarpagina.php?codpage=70001#1

datos que utiliza y sus correspondientes procesos de actualización. Los componentes de un SIG son:

5. 3. 1. Tecnología

Los SIG’s corren en un amplio rango de tipos de computadores, desde equipos centralizados, hasta configuraciones individuales o de red, una organización requiere de hardware (equipo) suficientemente específico para cumplir con las necesidades de aplicación, además de los programas o software, son necesarias herramientas y funcionalidades para almacenar, analizar y mostrar información geográfica. (Figura 1)

Actualmente la mayoría de los proveedores de software SIG, distribuyen productos fáciles de usar, que pueden reconocer información geográfica estructurada en muchos formatos distintos. Además existen organizaciones públicas y privadas que distribuyen software SIG libre.

La captura de gran cantidad de información cartográfica, utiliza sistemas automatizados de digitalización como los dispositivos de exploración. Estos minimizan el trabajo manual y aseguran resultados coherentes y repetibles cada vez que se examina un mapa. Aunque la exploración es más rápida que la digitalización, solo pueden someterse a ese proceso los mapas de buena calidad e incluso así, el resultado del producto no es por lo general tan satisfactorio. Además, una vez digitalizado un mapa puede reproducirse y transformarse a voluntad o de acuerdo a las necesidades establecidas por el usuario.

Figura 1. Componente Tecnológico de un SIG

5. 3. 2. Datos

El componente más importante para un SIG es la información. Se requiere de buenos datos de soporte para que el SIG pueda resolver los problemas y contestar a preguntas de la forma mas acertada posible.

La consecución de buenos datos generalmente absorbe entre un 60 y 80 % del presupuesto de implementación del SIG, y la recolección de los datos es un proceso largo que frecuentemente demora el desarrollo de productos que son de utilidad.

La información producida solo tiene el valor de los datos introducidos previamente. Una información incorrecta o insuficiente introducida en el SIG, produciría respuestas incorrectas o insuficientes, por muy perfeccionada o adaptada al usuario que pueda ser la tecnología. Los datos geográficos y alfanuméricos pueden obtenerse por recursos propios u obtenerse a

través de proveedores de datos. Mantener, organizar y manejar los datos debe ser política de la organización.

Figura 2. Equipos para Captura de Datos

5. 3. 3. Personal

Las tecnologías SIG’s, son de valor limitado sin los especialistas en manejar el sistema y desarrollar planes de implementación del mismo. Sin el personal experto en su desarrollo, la información se desactualiza y se maneja erróneamente, el hardware y el software no se manipula en todo su potencial.

Cuando se define un SIG se tiende a limitar a equipos y programas como el sistema completo, relegando tal vez el elemento más primordial: El talento humano que hace funcionar eficazmente todo el sistema.

Figura 3. Componente de un SIG: Personal

5. 3. 4. Procedimientos o Métodos

Para que un SIG tenga una implementación exitosa, debe basarse en un buen diseño y reglas de actividad definidas, que son los modelos y practicas operativas exclusivas en cada organización.

La recolección de información y la introducción de la misma en el sistema, requiere de una gran calidad de diseño y trabajo, una capacitación intensiva y un control frecuente para vigilar la calidad. En otras palabras, además de contar con equipos y programas adecuados para realizar el trabajo, la utilización eficaz del SIG, requiere contar con personal suficientemente capacitado, así como con servicios de planificación, organización y supervisión, que permitan mantener la calidad de los datos y la integridad de los productos finales.

Figura 4. Interacción de los componentes de un SIG Fuente: IGAC

5. 4. FUNCIONES DE UNSIG⁵

Mantenimiento y análisis de datos espaciales: Transformación de formatos, geometrías, proyecciones, edición de elementos gráficos, generalización de coordenadas.

Mantenimiento y análisis de datos no espaciales: Funciones de edición de atributos, funciones de consulta.

Análisis integrado de datos: Recuperación, clasificación, medición, superposición, búsqueda, funciones topográficas, polígonos de Thiessen, interpolación, medición de contigüidad, proximidad, redes, dispersión, intervisibilidad, iluminación, vista en perspectiva.

Formatos de salida: ilustración de mapas, rótulos, textos, patrones texturales, símbolos gráficos.

En general, un SIG permite responder a ciertas preguntas necesarias para determinar o tomar alguna decisión o conocer el comportamiento de algún evento en especial.

Con respecto a la localización de los objetos se puede cuestionar sobre “Qué hay en X sitio?”, con respecto a causa-efecto se pueden hacer consultas de tipo “Si sucede esto, entonces …?”. En los análisis multitemporales, los cuales analizan un evento en diferentes épocas, se puede consultar o identificar “Que ha cambiado en X tiempo? Cuánto a disminuido X cobertura?”. En Rutas, la consulta general y más importante es “Cual es la ruta optima, mas corta, para llegar al punto Y”, y

5http://www.humboldt.org.co/humboldt/mostrarpagina.php?codpage=70001#1;

http://www.monografias.com/trabajos/gis/gis.shtml

las consultas sobre modelos: “Que ocurriría si se asume que…” Estas son unas de las más frecuentes consultas que se hacen en un SIG, sin embargo no son todas. En un SIG pueden hacerse tantas consultas como información disponible y relación entre la misma.

5. 5. ESTRUCTURA DE LOSDATOS EN UNSIG⁶

Hace referencia a como se muestran y organizan las variables y objetos para lograr una representación lo más adecuada posible. En un SIG existen dos estructuras de datos: formato raster y formato vectorial y estas a su vez, dan lugar a los dos grandes tipos de capas de información especial.

5. 5. 1. Formato Vector

En esta estructura de almacenamiento, se utilizan para la descripción de los objetos geográficos, vectores, líneas o puntos, definidos por duplas de coordenadas con referencia a algún sistema de coordenadas, los cuales son expresados en función de algún tipo de proyección cartográfica. Parte de la definición de vector con respecto a magnitud y sentido.

Los puntos (Figura 5) son definidos por un par de coordenadas cartesianas X, Y; las líneas o arcos son una serie de puntos ordenados secuencialmente; y los polígonos y áreas, son almacenados también como una lista de puntos ordenados secuencialmente, de tal manera que los puntos inicial y final coincidan, es decir, constituyan un nodo para formar una figura cerrada y definida. Es así como un punto, es un nodo independiente con sus coordenadas geográficas definidas; una línea es simplemente la unión de dos nodos por medio de uno o varios arcos; y un polígono es la unión de varios nodos por intermedio de varios arcos, donde el nodo final y el inicial, son el mismo constituyendo una figura cerrada. El trabajo con los polígonos presenta dos situaciones:

A) Si los polígonos aparecen aislados los unos de los otros, como en el caso de los núcleos urbanos, cada polígono se codifica como una línea única y cerrada.

B) Si los polígonos se yuxtaponen, como en el caso de los límites municipales, codificar los polígonos como líneas cerradas tiene el problema de que habría que repetir cada una de las líneas interiores; por ejemplo el límite entre dos municipios debería introducirse dos veces, una al codificar el primer municipio y otra al codificar el segundo municipio. El formato alternativo es el modelo Arco-Nodo con el que se codifican las líneas por separado y, posteriormente, se define cada uno de los polígonos a partir del conjunto de líneas que lo componen. La codificación de polígonos con este modelo requiere por tanto dos etapas:

1. Digitalización, durante la que se introducen los arcos

2. Reconstrucción de la topología. En este proceso, se definen los polígonos y se crea la tabla que relaciona polígonos con arcos. La reconstrucción de la topología exige que la disposición de los arcos sea topológicamente correcta. La mayor virtud del modelo

6http://www.infor.uva.es/~julian/abd/ABD-sig.pdf; http://www.monografias.com/trabajos/gis/gis.shtml

Arco-Nodo es ahorrar memoria, facilitar la digitalización y algunas de las operaciones de análisis SIG, siendo hoy día el modelo más utilizado.

Todos los nodos y todos los arcos en un sistema vectorial tienen identificación propia, y están perfectamente georreferenciados. En general, se utilizan los puntos para determinar una posición, no un área; las líneas para determinar una longitud, no un ancho; y los polígonos para determinar áreas y perímetros.

Figura 5. Formato Vector. Fuente Héctor Mora, Fundamentos SIG

5. 5. 2. Formato Raster

Basa su funcionalidad en una concepción implícita de las relaciones de vecindad entre los objetos geográficos. Su forma de proceder es dividir la zona correspondiente en una malla regular de pequeñas celdas denominadas píxeles y asignarle un valor numérico a cada celda como representación de su valor temático. Dado que la malla es regular, el tamaño del píxel es constante y se conoce la posición en coordenadas del centro de una de las celdas, se puede decir entonces que todos los píxeles están georreferenciados. Así, el modelo raster es otra forma existente para el almacenamiento, procesamiento y visualización de datos geográficos.

Cada superficie a representar se divide en filas y columnas, formando una malla o rejilla regular. Cada celda necesariamente debe ser rectangular, y cada celda de la rejilla guarda tanto las coordenadas de la localización como el valor temático. La localización de cada celda es implícita, dependiendo directamente del orden que ocupa en la rejilla, a diferencia de la estructura vectorial en la que se almacena de forma explícita la topología. Las áreas que contienen idéntico atributo temático son reconocidas como tal, aunque las estructuras raster no identifican los límites de esas áreas como polígonos en sí.

Los datos raster son una abstracción de la realidad y la representan como una rejilla de celdas o píxeles (Figura 6), en que la posición de cada elemento es implícita según el orden que ocupa en dicha rejilla.

En el modelo raster, el espacio no es continuo sino que se divide en unidades discretas, por lo cual es especialmente indicado para ciertas operaciones espaciales, como por ejemplo

superposición de mapas o cálculo de superficies. Las estructuras raster implican en algunas ocasiones, tener disponibilidad de gran espacio de almacenamiento de datos, debido a que cada celda de la matriz es almacenada sin tener en cuenta si se trata de una entidad o simplemente de un espacio “vacío”.

No obstante que existen dos tipos de datos, vectoriales y raster, existe la posibilidad de convertir los primeros en los segundos, y viceversa. El procedimiento a través del cual se convierten datos vectoriales de puntos, líneas y polígonos a formato raster, formados a su vez por celdas o píxeles, con un valor temático discreto en cada una, es denominado rasterización de datos vectoriales. A su vez, el procedimiento que convierte una imagen formada por celdas en un archivo vectorial, que puede

vectorización de datos raster. o no incluir la creación de topología se denomina

Figura 6. Representación del formato raster

Figura 7. Representación de la realidad en formato vector y raster. Tomado de ESRI

5. 5. 3. Ventajas y Desventajas de los tipos de estructura: Raster vs. Vector

Aunque la decisión de utilizar uno u otro tipo de estructura dependa básicamente del tipo de estudio y el enfoque que deba tener, también debe tenerse en cuenta el software y las fuentes de datos disponibles. De manera general se puede concluir que para representar superficies, lo mas conveniente es utilizar el formato raster, ya que este permite hacer operaciones y análisis de manera mas rápida. En general, cualquier tipo de modelamiento físico de procesos naturales que se base en SIG, requiere de un modelo de datos de tipo raster. Ahora, la representación de objetos resulta mas eficiente en un formato vectorial (ocupa menos espacio en la memoria del computador). En la Tabla 1 se resumen las principales ventajas y desventajas de cada una de las estructuras.

Tabla 1. Comparación de los dos tipos de estructura para almacenamiento de datos

5. 6. TOPOLOGÍAS⁷

La topología es el conjunto de relaciones que describen la posición relativa de los componentes de un mapa o objeto en el espacio. La concepción de estas relaciones varía entre los sistemas raster o vectoriales. En los sistemas raster, las relaciones se producen entre celdas como análisis, generalmente, de vecindad, conformándose las entidades espaciales a partir de la proximidad física y de atributos entre los píxeles, mientras que los sistemas vectoriales se basan en una topología arco-nodo que viene definida por la direccionalidad, la conectividad y la proximidad entre vectores, de forma tal que a partir de éstos y otros valores se definen las diferentes entidades espaciales. La topología tiene una gran importancia en el desarrollo y evolución de Los SIG’s. Es

7http://www.um.es/geograf/sigmur/sigpdf/temario_3.pdf ;

http://www.humboldt.org.co/humboldt/mostrarpagina.php?codpage=70001#1

Representación Raster Representación Vectorial Estructura de datos simple

Sobre posición fácil y eficiente

Compatible con imágenes de Sensores Remotos Se representa eficientemente la variabilidad espacial

Simple para programación por el usuario

Igual definición de celdas en la cuadrícula para varios atributos

Ineficiente uso de almacenamiento de computadora

Errores en perímetro y forma Difícil ejecutar análisis de redes

Ineficientes transformaciones de proyección Se pierde información cuando se usan grandes tamaños de celda o pixel

Meno precisión y menos apariencia de las salidas de los mapas

Compleja estructura de datos Difícil ejecución de sobre posiciones

No compatible con imágenes de Sensores Remotos

Ineficiente representación de la alta variabilidad espacial

Estructura de datos compacta Eficiente codificación de la topología Análisis de redes fácil de realizar Mapas de salida altamente precisos

determinante en sus capacidades de análisis y define en gran manera el desarrollo de los formatos de la información geográfica. Las funciones de análisis se basan en las topologías como:

5. 6. 1. Análisis Espacial con SIG

El análisis espacial es uno de los factores esenciales de la existencia de Los SIG’s, y es parte integrante su propia definición, y es determinada por la existencia de relaciones topológicas entre los elementos constituyentes, que permite realizar cálculos entre variables y obtener así nuevos datos.

Son varias las herramientas asociadas al principio de análisis espacial en un SIG, entre las cuales se destacan la superposición, la determinación de áreas de influencia, los análisis de vecindad, el análisis de redes y los modelos del terreno, lo que visto en conjunto permite apreciar la verdadera fortaleza de Los SIG’s en términos de modelamiento.

Recuperación

Herramienta de Los SIG’s que permite realizar recuperación de información filtrada, consulta e interrogación de la base de datos, reclasificación de mapas, mediciones y estadística espacial.

Superposición

Está considerada como la herramienta básica del análisis espacial y, por ende, de Los SIG’s.

Permite realizar, tanto con métodos raster o vectoriales) el traslape o superposición propiamente dicha, de capas de información para así obtener otras capas con datos derivados del cálculo de las capas previas. Es por tanto una importante fuente de producción de cartografía analítica y sintética que permite el análisis complejo de los resultados. La superposición debe responder a preguntas claves como qué hay común?, ¿qué es diferente?

Y ¿qué está perteneciente a uno o a otro?

Vecindad

Los análisis de vecindad son habituales en los sistemas raster. Permiten, mediante la aplicación de diferentes algoritmos, conocer cómo se relaciona un objeto geográfico con su entorno y viceversa, como por ejemplo, conocer a qué distancia se encuentra cualquier punto de nuestra zona de estudio respecto de una red eléctrica o un foco de contaminación, o cuantas fuentes de contaminación existen alrededor de un núcleo urbano a una distancia dada.

Áreas de Influencia

Se entiende como áreas de influencia aquellas que a partir de una entidad espacial y de acuerdo a una variable o conjunto de variables definen una nueva entidad en el espacio. Estas nuevas entidades suelen ser del estilo de corredores (buffers), círculos o coronas (donuts) o figuras irregulares o regulares en función del polígono de origen. Otra posibilidad es la denominada segmentación dinámica (de gran utilidad en el análisis de redes), que permite dividir una línea en relación a los diferentes valores que posea en cada segmento (caudales, volumen de tráfico, índice de contaminantes, etc.) pudiendo dar de este modo diferentes valores de amplitud a un mismo corredor en función del valor de la variable en cada segmento.

Análisis de Redes

Otra fortaleza del análisis espacial a partir de la topología es la de construir sistemas de redes.

Estas pueden ser de cualquier tipo (hidrográficas, carreteras, transportes, eléctricas...) siempre que mantengan su característica de sistema (dirección, conexión, etc.). Los análisis más frecuentes en este ámbito son aquéllos que buscan rutas óptimas y los que sirven para asignar recursos a lugares contribuyendo así a la localización de los mismos.

Modelos Digitales de Elevaciones

Una herramienta clásica y fundamental son los Modelos Digitales de Elevaciones (M.D.E.), los cuales tienen nombres diferentes en virtud de la técnica utilizada para su generación, o de la variable a representar. Las técnicas utilizadas varían desde la utilización de modelos de triangulación (comunes en geodesia) a la realización de matrices cuadrangulares aportando un valor de Z a cada celda.

Una de las ventajas de estos modelos es la posibilidad de obtener perfiles o cortes, así como efectuar análisis de visibilidad, como en estudios de impacto ambiental), de insolación (planificación agronómica...), etc. Sin embargo, no hay que olvidar que primero, la variable Z no tiene que ser necesariamente la altura (son comunes las representaciones de población, accesibilidad, caudales, contaminación...) y, segundo, que la representación obtenida no deja de ser un modelo interpolado a partir de datos reales y que por tanto los datos obtenidos deben responder a criterios y parámetros de calidad.

Modelamiento y Simulación

Las herramientas de análisis espacial proporcionan a Los SIG’s de una enorme capacidad para realizar modelamiento del territorio; por tanto, un SIG puede alcanzar la condición de herramienta de modelamiento y simulación. Esta posibilidad no descarta el uso, por otro lado bastante frecuente, de Los SIG’s como sistema de almacenamiento o banco de información geográfica. En cualquier de los dos casos: modelamiento del territorio o simple descripción del mismo, uno de los principales objetivos de análisis será generar mapas que reflejen los resultados del mismo.

5. 7. BASES DEDATOS

Los SMBD se especializan en el almacenamiento y manejo de todo tipo de información, incluyendo datos geográficos. Los SMBD están perfeccionados para almacenar y retirar datos, y muchos SIG se apoyan en ellos para este propósito. No tienen las herramientas comunes de análisis y de visualización de Los SIG’s.

En esencia, el SIG es un sistema de gestión de base de datos (DBMS), específicamente diseñado para el tratamiento simultáneo de datos espaciales e información descriptiva relacionada. Un DBMS proporciona un lenguaje para análisis de datos que permite al usuario describir los mecanismos o métodos utilizados por aquel. También debe contar con procedimientos adecuados para comprobar la coherencia de los datos y mantener su integridad.

Para realizar dichos procedimientos o enlazar información, es necesario contar con una base de datos. En una base de datos relacional, los datos se almacenan en tablas en las que las filas se

refieren a los objetos o entidades, y las columnas a los atributos temáticos o variables asociados.

Normalmente una base de datos se compone de muchas tablas cuya interrelación es posible a través de un identificador común, que es único para cada entidad. La mayoría de las bases de datos de Los SIG’s tienen dos variables con identificadores, uno de ellos es único y correlativo, y puede ser numérico o alfanumérico, y el segundo puede repetirse y ayuda a organizar la tabla de atributos.

En un modelo Entidad-Relación (base de datos relacional), se consideran tres elementos: las entidades, que son los objetos relevantes para la base de datos a elaborar, y corresponden a cualquier rasgo que pueda ser localizado espacialmente; los atributos o características asociadas a cada entidad, en que cada atributo tiene un dominio de valores posibles, como por ejemplo, el estado de conservación de una carretera puede ser malo, regular, bueno, o muy bueno; las relaciones o mecanismos que permiten relacionar unas entidades con otras, como por ejemplo

“localizado en”, “incluido en”, “cruzado con”, etc.

Existe otro tipo de modelos como el jerárquico, modelo de redes y el mas resiente es el modelo orientado a objetos. En las bases de datos orientadas a objetos, éstos se pueden definir como entidades que tienen una situación representada por los valores de las variables y por un conjunto de operaciones que actúan sobre ellas. Así, la diferencia, que para algunos es ventaja respecto al modelo relacional, es la posibilidad de incluir, en la definición de un objeto concreto, no sólo sus variables temáticas sino además los métodos u operadores que la afectan. Por otra parte, los objetos pertenecen a clases que pueden tener sus propias variables y estas clases pueden pertenecer a su vez a una superclase.

5. 8. INFRAESTRUCTURA DEDATOSESPACIALES– IDE⁸

Los avances tecnológicos y el echo de que buena parte de las actividades humanas tengan un componente locacional, han provocado que en la actualidad se disponga de un importante volumen de datos georreferenciados (que van del mapa topográfico a cualquier medida hecha sobre, o ubicable en el terreno). Las IDEs pretenden catalogar y poner al alcance del público en general toda esta información que, con frecuencia, es desconocida o no tiene canales adecuados para darse a conocer. La problemática sobre la disponibilidad de los datos espaciales es variada:

los datos suelen estar dispersos por las redes y son difíciles de encontrar; hay dificultades para contactar con los productores de los datos; en muchos casos ese productor no tiene bien documentados los datos o desconoce algunos de los pormenores de los datos que posee; e incluso pueden ser datos desfasados o incompletos. También es frecuente encontrar problemas de actitud: secretismo o desconfianza para dar a conocer o compartir los datos, poca experiencia o predisposición para actuar en equipo, y trabas administrativas o precios prohibitivos para la adquisición de esos datos, son algunos de los problemas que se generan en torno a la información espacial.

5. 8. 1. Definición

El concepto de Infraestructura de Datos Espaciales entendido como la suma de políticas, estándares, organizaciones y recursos tecnológicos que facilitan la obtención, uso y acceso a

8http://codazzi4.igac.gov.co/icde/; http://www.ub.es/geocrit/sn/sn-170-61.htm

la información georeferenciada de cubrimiento nacional. Los objetivos son claros: facilitar el acceso y la integración de la información espacial, tanto a nivel institucional y empresarial como de los propios ciudadanos, lo que permitirá extender el conocimiento y el uso de la información geográfica y la optimización de la toma de decisiones; promover los metadatos estandarizados como método para documentar la información espacial, lo que permitirá la reducción de costos y evitar la duplicación de esfuerzos; y animar a la cooperación entre los agentes, favoreciendo un clima de confianza para el intercambio de datos.

En Colombia las prioridades de esta infraestructura, conocida como Infraestructura Colombiana de Datos Espaciales (ICDE), son:

1. Generar e implantar políticas básicas sobre la información geográfica alrededor de su papel en el desarrollo social y económico de la nación.

2. Crear datos geográficos con cobertura nacional, con especificaciones claras, de fácil integración para su uso en los procesos de toma de decisiones, de manera coordinada y teniendo en cuenta las prioridades nacionales y las necesidades de los usuarios.

3. Documentar los datos geográficos a través de estándares que permitan, de manera unificada, obtener información acerca del estado de la calidad y el origen de los datos existentes.

4. Identificar y desarrollar servicios de información geográfica a través de mecanismos que faciliten a los usuarios su acceso y uso.

5. 8. 2. Componentes de una IDE

Las iniciativas y objetivos de una IDE deben ser firmes y consensuados. Por tal motivo es necesario establecer o identificar cuatro componentes esenciales:

Marco Institucional

El cual tiene la responsabilidad de permitir la creación y el mantenimiento eficaz de la IDE. Las administraciones deben actuar como proveedores de unos servicios de consulta, visualización y acceso, llamados geoportales; deben hacerse cargo del registro de los proveedores de información para hacerlos públicos; deben ocuparse de los datos de referencia básicos;

estimular la generación de datos temáticos prioritarios y establecer la accesibilidad a los datos espaciales.

Políticas

Las cuales deben promover la creación y accesibilidad a datos de referencia esenciales Tecnología

Necesaria para el funcionamiento de las IDEs. Debido a que el principal objetivo es el intercambio de información entre diferentes entidades, el medio de integración es Internet.

Para su correcto funcionamiento, es necesario hablar de dos conceptos: los metadatos, que serán el índice que describa los datos, de la misma forma que lo es una ficha bibliográfica

para una biblioteca, y la interoperatividad, paradigma actual para el intercambio de información en sistemas informáticos distribuidos.

Básicamente, los metadatos deben contener información sobre: la descripción general del contenido del mapa incluyendo escala y fecha de generación, quien fue el responsable de la generación de los datos, finalidad con que se generaron los mapas y su respectiva justificación, como es posible acceder a dicha información y la referencia de la persona encargada de generar el metadato.

La interoperatividad se define formalmente como "la capacidad para comunicar, ejecutar programas o transferir datos entre varias unidades funcionales de forma que un usuario necesite pocos conocimientos de las características de estas unidades". Para que dos sistemas diferentes puedan comunicarse e intercambiar información primero deben anunciar su existencia y su voluntad para el intercambio y, segundo, deben utilizar una semántica adecuada para resolver los problemas técnicos que puedan presentarse.

En este contexto, se denominan Servicios Web (Web Services) a un conjunto de tecnologías basadas en la interoperatividad y que cumplen una serie de opciones: son abiertas, neutras con respecto a la plataforma y explotan la arquitectura de la web. Están pensados para crear servicios distribuidos, que funcionen de forma autónoma y que deben comunicarse o colaborar entre ellos.

Estándares

Son necesarios para que la información pueda ser compartida por los diferentes agentes sin problemas y entendida de manera correcta por cada uno de los usuarios de la información.

5. 9. METADATOS⁹

Los metadatos consisten en información que caracteriza datos. Los metadatos son utilizados para suministrar información sobre datos producidos. En esencia, los metadatos intentan responder a las preguntas quién, que, cuando, donde, por qué y cómo, sobre cada una de las facetas relativas a los datos que se documentan.¹⁰(Figura 8)

9http://www.ub.es/geocrit/sn/sn-170-61.htm

10http://gisweb.ciat.cgiar.org/sig/esp/metadatos.htm

precio, etc.

Figura 8. Estructura Estándar Básica de un Metadato

5. 10. E^{JEMPLO DE}APLICACIONES ENSIG¹¹ 5. 10. 1. SIG a Escala Nacional y Local

Las posibles aplicaciones del SIG son casi infinitas. Por ejemplo, para determinar los mejores lugares potenciales para producir ciertos cultivos comerciales, el planificador agrícola puede utilizar bases de datos geográficos en los que se combine información sobre suelos, topografía y precipitaciones para determinar el tamaño y el potencial de las zonas biológicamente adecuadas, también puede superponer sobre otras bases de datos con información sobre propiedad de la tierra, infraestructura de transportes, disponibilidad de mano de obra y distancia del mercado para hacer más completa la información. Además, el planificador o la planificadora puede cambiar continuamente las características de los distintos datos descriptivos a través del tiempo para determinar las posibles repercusiones de las circunstancias cambiables, como son los efectos de la sequía, el aumento o descenso de los precios nacionales o mundiales, o la construcción de nuevas carreteras.

11http://www.fao.org/sd/spdirect/gis/EIgis000.htm

Precisión, a qué nivel están dominio de valores de los

espaciales: Vector, raster,

Secciones del Estándar

<---- Metadatos ---> <---Secciones Principales---> <--- Secciones de Apoyo --->

1. Identificación

8. Cita 2. Calidad de los datos

9. Período de tiempo 3. Organización de los datos

espaciales

0. Metadatos 4. Referencia 10. Contacto

Identificación: Título, área 5. Entidad y atributo

incluido, temas, actualidad, Entidad y

atributos: restricciones, etc.

Información acerca de Calidad de los datos: 6. Distribución

entidades, atributos,

completos los datos, linaje, atributos,

etc. etc. Distribución:

Distribuidor, Organización de los datos 7. Referencia de los Metadatos formatos,

medios, estatus,

punto. Referencia de

los Referencia especial: metadatos:

Nivel de Proyección, datum, actualización,

institución o sistemas de coordenadas, persona

responsable, etc etc.

El modelar implica a menudo, análisis de proximidad y de interpolación. La figura arriba ilustra un ejemplo de análisis de proximidad basado en los polígonos de Voronoi. En esta figura, el África meridional fue dividida por polígonos de Voronoi ("tessellation") con una estación meteorológica en el centro de cada polígono (o "baldosa"). Cada baldosa contiene la porción del plano más cercana a una estación meteorológica. Este diagrama fue utilizado para estimar recursos de agua.

Los planificadores forestales pueden utilizar el SIG para vigilar los efectos de la deforestación y para planificar la coordinación y el sistema de ordenación maderera basándose en la información sobre tipos de suelos, especies requeridas, crecimiento y productividad, y pueden incluso evaluar los efectos visuales de la extracción de madera en - zonas apreciadas por su belleza natural.

El encargado de la ordenación de la fauna silvestre puede utilizar el SIG para determinar el tamaño y la situación de las poblaciones animales, para establecer la relación entre oferta y demanda a fin de hacer frente a las necesidades de consumo o para determinar que regiones tienen un alto potencial de alimento y de hábitat para determinadas especies.

En resumen, lo que proporciona el SIG es un medio para convertir los datos espaciales en otros digitales que puedan mostrarse, manipularse, modificarse y analizarse digitalmente y reproducirse rápidamente en un nuevo formato, apto para la reproducción visual o en copia impresa. Como contraste, la preparación manual de los mapas de tipo estándar es muy larga y, para exponer los cambios de datos o la comparación de uno o más conjuntos de datos cartográficos (suelo y vegetación, por ejemplo) se requiere un trabajo manual adicional para analizarlo y visualizarlo.

5. 10. 2. SIG a Escala Mundial

Las Naciones Unidas y Aplicaciones Satelitales¹²

Los Datos Espaciales y la Gestión e Intercambio de Información. El desarrollo sostenible exige que los procesos de planificación y adopción de decisiones estén respaldados por una base de información amplia y actualizada. Los datos espaciales, obtenidos por medios espaciales o terrestres, constituyen una parte cada vez más importante de esa base de información. Internet y los servicios de comunicaciones por satélite permiten un dinámico intercambio de información entre los asociados en el desarrollo sostenible dentro y fuera del sistema de las Naciones Unidas, y con ello aumentan los beneficios de las actividades complementarias.

Con la activa participación de asociados internacionales y nacionales, las organizaciones que integran el sistema de las Naciones Unidas están trabajando para promover la interoperabilidad, basada en normas uniformes internacionales, a los efectos del intercambio de información y datos espaciales, a menudo utilizando programas informáticos de fuente abierta. Como resultado de ello, se ha ampliado considerablemente la cooperación entre

12Adaptado del documento “Soluciones espaciales a los problemas del mundo”, Coordinación de actividades del Espacio Exterior, Naciones Unidas, 2005.

organismos, se ha reducido la duplicación de esfuerzos y se han logrado beneficios tangibles dentro de las Naciones Unidas y en favor de sus interesados directos.

Satélites de Navegación. Los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), en particular el Sistema de Posicionamiento Global por Satélite (GPS) de los Estados Unidos, el Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GLONASS) de la Federación Rusa y el futuro Galileo de Europa, así como sus aumentaciones, constituyen una nueva herramienta mundial con crecientes beneficios para la vida cotidiana. Esos sistemas tienen un elevadísimo nivel de precisión y alcance mundial, y pueden funcionar en cualquier condición meteorológica. Los GNSS proporcionan crecientes beneficios en esferas como la aviación, el transporte marítimo y terrestre, el levantamiento de mapas y la topografía, la agricultura de precisión, las redes eléctricas y de telecomunicaciones y la alerta contra desastres y la respuesta a situaciones de emergencia.

Los relojes atómicos de los satélites del GPS aseguran la medición del tiempo en Internet.

Esos relojes también proporcionan a la industria de los servicios públicos una hora estándar fiable y precisa que resulta necesaria para registrar perturbaciones en las líneas y sincronizar eventos. El GPS y el GLONASS se utilizan para seguir la trayectoria de buques pesqueros, vehículos que transportan mercancías o materiales peligrosos, e incluso animales silvestres (“collares GPS”).

Los satélites de navegación pueden utilizarse también para medir la temperatura y la humedad atmosféricas, importantes para nuestra comprensión del clima y las condiciones meteorológicas mundiales, y son elemento primordial del levantamiento de mapas por satélite, pues nos indican la zona a que se refiere el mapa.

Satélites de Observación. Los satélites de teleobservación se utilizan para monitorear la superficie terrestre, los océanos y la atmósfera, y los cambios que se presentan a lo largo del tiempo. En la actualidad los satélites de teleobservación constituyen una tecnología de uso sistemático y una herramienta esencial de apoyo a las iniciativas de protección del medio ambiente mundial.

Los elementos fundamentales de estos satélites son:

Alcance: La mayoría de los satélites de teleobservación tienen un alcance que abarca toda la Tierra, por lo que son de importancia para el estudio de fenómenos en gran escala, como la circulación de los océanos, el clima, la deforestación y la desertificación. También revisten importancia para la vigilancia de zonas distantes o peligrosas.

Repetición: Los satélites observan una misma zona varias veces durante largos períodos de tiempo. Esto permite vigilar los cambios ambientales, en particular las repercusiones de procesos humanos y naturales. También permite conocer el comportamiento que habrán de tener en el futuro tendencias observadas anteriormente (como la deforestación y la desertificación).

Velocidad: Muchos satélites pueden proporcionar con rapidez datos e información derivada de ellos en situaciones de emergencia. Este aspecto es de gran importancia, sobre todo en zonas

asoladas por terremotos, inundaciones o incendios forestales, en las que quizá no se disponga de suficiente tiempo para evaluar los daños mediante estudios terrestres o aéreos convencionales.

Uniformidad: Todos los datos obtenidos mediante determinado sensor de un satélite dado, se procesan y almacenan de la misma manera, lo que asegura su uniformidad. Ello facilita, por ejemplo, descubrir cambios leves en el uso de la tierra durante determinado período de años.

Precisión: Las imágenes satelitales y los sistemas mundiales de determinación de la posición pueden ayudar a los países en desarrollo a obtener mapas de alta precisión. Todo proceso de planificación del desarrollo requiere, como primera herramienta básica, contar con mapas de precisión.

Bajo costo: Los satélites pueden utilizarse para muy diversas actividades durante períodos, los gastos relacionados con el lanzamiento y funcionamiento de satélites se compensan con los beneficios derivados de éstos.

Satélites de Comunicaciones. Como cualquier otro medio de telecomunicaciones, los satélites de comunicaciones se utilizan para transmitir información de un punto a otro. Sin embargo, a diferencia de las comunicaciones terrestres, las personas que envían o reciben información por satélite no tienen que estar conectadas a una red terrestre. Los satélites de comunicaciones permiten hacer contacto con personas que se encuentran en lugares apartados, buques en alta mar y zonas carentes de infraestructura o cuya infraestructura ha quedado dañada temporalmente por un terremoto, por citar un ejemplo.

También pueden ayudar a mejorar la educación, los servicios de salud y los niveles de vida, y ofrecen posibilidades especiales para las zonas más pobres y devastadas. Junto con las redes terrestres, brindan acceso a la Web. Internet está facilitando mucho más la búsqueda y difusión de información.

Una buena parte de la información que se obtiene en Internet ha sido transmitida por satélites de telecomunicaciones. Las telecomunicaciones por satélite ofrecen posibilidades como fuente de información para las zonas rurales y apartadas, y pueden ayudar a los países a “saltar”

etapas del desarrollo. Pueden contribuir al desarrollo sostenible, pues brindan acceso a la información y ayudan a la población a participar en la adopción de decisiones, o en términos más generales mejoran los servicios de educación y salud pública y promueven condiciones propicias para la protección del medio ambiente.

Las Tecnologías Espaciales al Servicio de la Protección del Medio Ambiente de la Tierra y la Gestión de sus Recursos

Evaluación del Medio Ambiente. Las imágenes obtenidas mediante los satélites de observación de la Tierra brindan amplia información a los formuladores de políticas, los científicos y el público en general sobre los cambios que se operan en el medio ambiente del planeta. Las imágenes satelitales brindan información sobre:

La cubierta terrestre y el uso de la tierra

Las zonas apartadas y de difícil acceso, como los bosques espesos, glaciares, los desiertos y los pantanos

Las zonas que sufren rápidos cambios ambientales, en particular la pérdida o fragmentación de los ecosistemas y la pérdida conexa de la diversidad biológica Los efectos de desastres naturales como las inundaciones, las sequías, los incendios forestales y las erupciones volcánicas

Diversos efectos de la contaminación, desde el agotamiento de la capa de ozono hasta el seguimiento de los derrames de petróleo y la niebla fotoquímica

Las regiones asoladas por la guerra y los efectos ambientales de los conflictos armados.

La reunión de imágenes satelitales obtenidas a lo largo de los años permite vigilar los cambios ambientales en una zona geográfica de interés. Entre los fenómenos estudiados figuran la deforestación, el crecimiento urbano desorganizado, el retroceso de los glaciales y la pérdida de tierras húmedas. Las impresionantes imágenes satelitales son también un importante instrumento de comunicación para los encargados de adoptar decisiones, ya que constituyen

“pruebas irrefutables” de amenazas y problemas ambientales que son evidentes incluso para los no conocedores.

En los procesos de adopción de decisiones de muchos países desarrollados y en desarrollo de todo el mundo se está reuniendo y utilizando cada vez más ese tipo de pruebas, junto con otras tecnologías como los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Por consiguiente, las imágenes de satélite constituyen una fuente de información clave para evaluar los progresos relativos al cumplimiento del objetivo de desarrollo del Milenio de garantizar la sostenibilidad del medio ambiente a más tardar en 2015, en particular, en lo que respecta a la protección de las superficies de tierra para lentificar el proceso de pérdida de la diversidad biológica.

La Agricultura y el Uso de la Tierra. La vigilancia espacial de la evolución de los cultivos agrícolas puede ayudar a hacer pronósticos muy anticipados de los niveles de producción agrícola en determinada zona. Esa información suele ser decisiva para que las autoridades puedan prever situaciones de escasez de alimentos y hambruna, ya que permiten adoptar medidas preventivas con suficiente antelación.

La vigilancia meteorológica y el pronóstico del tiempo mediante satélites revisten vital importancia para los agricultores. Los satélites constituyen un importante complemento para las estaciones meteorológicas terrenas a los efectos de la predicción de tormentas, inundaciones y heladas. Las evaluaciones satelitales de las precipitaciones y la evapotranspiración ayudan a los agricultores a planificar el espaciamiento y volumen del riego de sus cultivos. Esas evaluaciones también pueden contribuir el mejoramiento de la seguridad alimentaria.

Los satélites pueden detectar, mediante la vigilancia de factores ambientales, las zonas que corren el riesgo de verse afectadas, o que ya son afectadas, por plagas como la langosta, enfermedades de los cultivos o del ganado, la mosca tse tse y la tripanosomiasis animal.

Los ríos Tigris y Eufrates constituyen un sistema fluvial internacional compartido por siete países. En los últimos años, ese sistema ha despertado creciente interés en la comunidad internacional debido a la grave escasez de agua que padece la región, la cual se ve agudizada por el rápido aumento de la población y los ambiciosos planes de desarrollo.

En un estudio de la cubierta terrestre basado en la tecnología de satélites se centra la atención en dos zonas críticas que han experimentado los más importantes cambios del último decenio. Se trata de la región de las cabeceras fluviales de Turquía, en la que los valles han quedado inundados con varias inmensas represas, y los humedales de Mesopotamia en el Iraq y el Irán, los cuales han quedado devastados por programas de avenamiento intensivos.

En las técnicas de agricultura de precisión se utiliza información obtenida mediante la teleobservación y los satélites de navegación para levantar mapas precisos y actualizados en relación con determinados aspectos, como la distribución exacta de las infestaciones de plagas o las zonas de escasos recursos hídricos dentro de una explotación agrícola. Esto puede ayudar a dirigir los plaguicidas, los recursos hídricos y los fertilizantes hacia las zonas más necesitadas, lo cual no solo contribuye a hacer economías, sino también a reducir los efectos medioambientales.

Proyectos AFRICOVER, ASIACOVER y RED MUNDIAL para la superficie terrestre (GLCN)¹³

El sistema de las Naciones Unidas ha venido participando en el proyecto AFRICOVER, cuyo objetivo es establecer una base de datos geográficos digitales sobre la cobertura terrestre y una referencia geográfica (un tipo de mapa de referencia que incluye nombres de lugares, caminos y la distribución de los recursos hídricos). El proyecto se basa en datos del instrumento de cartografía temática del sistema LANDSAT y otros datos auxiliares correspondientes a 10 países africanos, a saber, Burundi, Egipto, Eritrea, Kenya, la República Democrática del Congo, Rwanda, Somalia, el Sudán, Tanzanía y Uganda.

Los resultados metodológicos del proyecto AFRICOVER sirven de base para la iniciativa Red Mundial para la Superficie Terrestre (GLCN), puesta en marcha por el sistema de las Naciones Unidas en 2002. La GLCN es una alianza mundial que promueve la producción de datos uniformes sobre la cobertura terrestre con propósitos múltiples a fin de mejorar la disponibilidad a nivel mundial de datos sobre la cubierta terrestre y elaborar normas internacionales para la reunión de datos. Las normas internacionales son importantes ya que permiten que diferentes organizaciones del mundo utilicen los mismos datos.

El proyecto ASIACOVER es una prolongación de la labor realizada en el marco del proyecto AFRICOVER. El objetivo de ASIACOVER consiste en establecer una base de datos uniformes regional sobre la cobertura terrestre, en la que se incorporen datos socioeconómicos y la cual sirva de herramienta en los procesos de adopción de decisiones sobre seguridad alimentaria y desarrollo sostenible en Asia suroriental.

13Héctor Mora Páez Modulo Geomatica y Demografía. 2007

Bosques. Los satélites de teleobservación tienen cobertura mundial y constituyen una herramienta esencial para las evaluaciones forestales, en particular las evaluaciones mundiales periódicas que realizan las Naciones Unidas, como la “Evaluación de los recursos forestales” y la “Evaluación de los bosques densos que quedan en el mundo”. Con esos satélites se pueden levantar mapas de lugares inaccesibles, donde se encuentra la mayoría de los bosques en estado natural del mundo, con la misma facilidad y regularidad que se hace respecto de las zonas pobladas.

Los satélites de teleobservación reúnen información con rapidez sobre la situación de los bosques en determinada zona, lo que los convierte en un instrumento útil para, entre otras cosas:

La detección de los cambios operados en la capa forestal y la degradación de ésta La localización de los incendios forestales

El levantamiento de mapas de nuevos caminos, asentamientos y explotaciones madereras

En las longitudes de onda del espectro correspondiente a lo visible se puede percibir luz. Ésta puede proporcionar información básica de utilidad sobre la ubicación de los bosques. Por ejemplo, cuando se observa desde un avión, a menudo se pueden distinguir zonas de bosques, campos, desiertos y edificios. Sin embargo, con la teleobservación se pueden descubrir también diferentes tipos de radiación, como la infrarroja, que pueden utilizarse para detectar características mucho más sutiles de los bosques, como, por ejemplo:

Distinguir los bosques primarios o vírgenes de las zonas de bosques secundarios (los que crecen de nuevo después de su tala)

Obtener información para el levantamiento de mapas de zonas en que los bosques se ven afectados, por ejemplo, por infestaciones de plagas o la sequía

Agua. Las mediciones por satélite permiten comprender mejor las diversas etapas del ciclo del agua. El Sistema Mundial de Observación del Ciclo Hidrológico (WHYCOS) es un programa mundial destinado a mejorar la información sobre los recursos hídricos del planeta.

Consiste en sistemas de observación que vigilan la situación de cuencas específicas, como la del Mediterráneo. Entre otras cosas, el programa proporciona equipo a los países en desarrollo para que puedan reunir datos sobre el ciclo del agua a partir de satélites meteorológicos. El Programa Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos y otros programas de las Naciones Unidas están utilizando la tecnología espacial para levantar mapas sobre la distribución y disponibilidad de los recursos hídricos, medir los efectos de las sequías e inundaciones y reunir información sobre los usos del agua en esferas como la silvicultura y la agricultura.

El Tiempo y el Clima. Los satélites meteorológicos son la principal fuente de información que se utiliza en los pronósticos meteorológicos diarios. Complementan la red terrestre de estaciones meteorológicas. Entre otras cosas, los satélites meteorológicos pueden dar alerta sobre ciclones tropicales, tornados, tormentas intensas y temperaturas extremas, en particular sobre los océanos y otros lugares en que la red de estaciones terrestres no logra una cobertura completa, como sobre los océanos, en zonas alejadas y en muchos países en

desarrollo. La cobertura mundial y la uniformidad en tiempo y espacio de los satélites meteorológicos los convierten en un instrumento ideal para la vigilancia del clima mundial, en particular en relación con fenómenos como El Niño y otros fenómenos a más largo plazo, como el cambio climático mundial.

Vigilancia Meteorológica Mundial. Los pronósticos meteorológicos modernos exigen el establecimiento de un intercambio de información meteorológica casi instantáneo en todo el planeta. El sistema de Vigilancia Meteorológica Mundial tiene características singulares, ya que enlaza a instituciones de todo el mundo que reúnen, tratan y transmiten información meteorológica.

Lucha Contra la Contaminación Marina. El sistema de las Naciones Unidas utiliza la tecnología espacial para ayudar a combatir la contaminación marina. Entre los proyectos destinados a combatir la contaminación marina figuran Los SIG’s’ siguientes:

Vigilancia del medio marino del Océano Pacífico noroccidental

Vigilancia de la contaminación y la vegetación del Mar de China meridional Vigilancia de la eutroficación en el estuario del Po (Italia)

Evaluación del riesgo de “marea roja” en la Bahía de Bantry (Irlanda) Estudio de los recursos pesqueros del Egeo norte (Grecia)

Capacitación sobre la utilización de la teleobservación en los estudios marinos

Mantenimiento de una red de comunicaciones para contribuir a la vigilancia de la calidad del agua de mar en las costas de Túnez

Evaluación integral del medio marino y costero de Asia occidental, incluido el levantamiento de mapas de la contaminación marina frente a las costas del Líbano Preparación de un atlas y una base de datos sobre la contaminación costera y marina de África oriental

Mejoramiento de la información sobre el medio costero y marino de África occidental.

Lugares del Patrimonio Mundial. En 1972 se aprobó la Convención para la Protección del Patrimonio Mundial, Cultural y Natural a fin de preservar los lugares de extraordinaria belleza natural o de especial importancia para la naturaleza, la cultura, la historia, la ciencia o la conservación. Se ha puesto en marcha una nueva iniciativa cuyo objetivo es utilizar la teleobservación y la tecnología espacial para apoyar a los países en desarrollo en la vigilancia de los lugares del Patrimonio Mundial, en particular los países menos adelantados, donde se encuentran aproximadamente 300 de los 788 lugares designados.

En la actualidad, las Naciones Unidas ejecutan varios proyectos relacionados, por ejemplo, con el uso de la teleobservación para obtener datos cartográficos sobre los lugares del Patrimonio Mundial en África central y detectar cambios en los hábitat de los gorilas en los lugares del Patrimonio Mundial situados en África central.

Especies en Peligro de Extinción. Muchas de las especies en peligro de extinción están estrechamente vinculadas con un hábitat particular. Las selvas tropicales, cada vez más reducidas, tienen una diversidad biológica especialmente rica y las múltiples especies que dependen de ellas desaparecen cuando se someten los bosques a la tala o la quema. La

teleobservación puede utilizarse no solo para levantar mapas de los bosques sino también para detectar los cambios que se producen dentro de éstos. Por ejemplo, al determinar los bosques primarios y otros tipos de vegetación, se pueden calcular las diversas especies que dependen de ellos.

Los Sistemas de Información Geográfica y Estadísticas Demográficas¹⁴.

El interés cada vez mayor por la localización, la interacción espacial, la estructura y los procesos, y en consecuencia, por la utilización de datos espaciales, ha dado lugar al uso creciente de los sistemas de información geográfica en las ciencias sociales y físicas. En muchos de esos estudios, Los SIG’s son requisito imprescindible para utilizar aplicaciones que suponen la elaboración de modelos y el análisis estadístico. El análisis espacial es ahora un concepto de amplio contenido en el que se incluyen métodos como los modelos de localización utilizados para ubicar determinados puntos de interés, las técnicas de estructuras de puntos útiles en los estudios epidemiológicos o los modelos estadísticos aplicables a los datos geográficos, como la geoestadística, estadística espacial o la econometría espacial. La recopilación, elaboración, almacenamiento y distribución de datos son aplicaciones de Los SIG’s que se utilizan con frecuencia en las estadísticas de población.

El objetivo fundamental de la elaboración de una base automatizada de datos geográficos en el campo de los censos y encuestas es almacenar información cartográfica en lenguaje de máquina (computador). Estos mapas informáticos contienen por lo general las fronteras que divide un determinado territorio en circunscripciones censales que son mutuamente excluyentes, y consideradas colectivamente, exhaustivas. Estas unidades sirven de base para la gestión y administración de operaciones estadísticas, así como para la difusión de la información estadística.

La utilización de Los SIG’s ha servido fundamentalmente como instrumento para aplicar estadísticas demográficas y afines al análisis y planificación del desarrollo económico. En la década de los 90, la División de Estadística de las Naciones Unidas, con apoyo financiero del Fondo de Población de las Naciones Unidas, emprendió un proyecto para la preparación de estudios metodológicos y orientados a mejorar la aplicación de los programas de SIG a las estadísticas demográficas. Para tal efecto, se realizó una encuesta para evaluar la utilidad y niveles de aplicabilidad de los programas de SIG en orden a la realización de estadísticas demográficas y afines por las oficinas nacionales de estadística.

Con este propósito, se preparó un cuestionario sobre la utilidad y aplicaciones de Los SIG’s para las estadísticas de población y otros temas afines. Dicho cuestionario se envió a 210 oficinas nacionales de estadística, recibiéndose entre Diciembre de 1993 y agosto de 1994 solamente 102 respuestas. Entre ellas, 20 contenían una carta de recepción del cuestionario, y en la gran mayoría de los casos se indicaba la no utilización de programas de SIG. Bajo esta oportunidad, muchos aprovecharon para solicitar asistencia en la introducción de Los SIG’s en este campo de acción. Se recibieron respuestas de 74 países o zonas, de los cuales 44 comunicaron que utilizaban técnicas de cartografía automatizada y/o programas SIG’s para la realización de estadísticas de población, y 37 señalaban el uso de programas SIG’s.

14Héctor Mora Páez Modulo Geomatica y Demografía. 2007

Son varios los ejemplos de la utilización de Los SIG’s para estadísticas relacionadas con la población, a saber:

Inventario y administración de bases de datos Aspectos relacionados con la salud

Prestación de servicios Planificación familiar

Relaciones entre demografía y medio ambiente

En conclusión, la aplicación de Los SIG’s en estudios demográficos además de ser una necesidad, es una realidad. Bien se puede decir que la demografía es espacial. La dinámica poblacional está compuesta de “eventos” que pasan a través del espacio y del tiempo. La estimación de la población es un rastreo de “eventos” en el tiempo y el espacio que indica el crecimiento poblacional.

Información Geoestadística en Colombia¹⁵

En Colombia, el DANE ha venido trabajando en Información geoestadística, con los siguientes componentes fundamentales:

Sistema de información geoestadística. Es un conjunto de hardware, software, datos geográficos, datos estadísticos, personal capacitado y procedimientos, organizado para:

capturar, almacenar, actualizar, manejar, analizar y desplegar toda información en un sistema de referencia geográfica.

Su principal objetivo es apoyar el desarrollo de los diferentes proyectos que la entidad realiza en virtud de su misión. A través de él, los investigadores realizan consultas que involucran la combinación de datos físicos del área estudiada y sus características sociales, económicas y demográficas.

El Sistema de Información Geoestadística le permite al DANE integrar la información social, demográfica y económica generada, a través de los censos, encuestas y registros administrativos, al espacio geográfico que la está generando. Ese espacio geográfico dentro del Sistema está representado por el Marco Geoestadístico Nacional (MGN), el cual permite ver nuestro país como realmente es. La conformación del Sistema de Información Geoestadística, para el DANE, se consolida como una herramienta de apoyo en los procesos de: Diseño metodológico de los censos, encuesta por muestreo e investigaciones de tipo social y económico.

Georreferenciación de Unidades Estadísticas. Es la ubicación geográfica, sobre cartografía censal, de las fuentes que rinden información en las investigaciones socioeconómicas, que el DANE adelanta continuamente. La actualización y mantenimiento de estas unidades permite mantener el Sistema de Información Geoestadística actualizado.

15Fuente: DANE, Información Geoestadística, 2006.