Modulo I: Aplicación de los SIG en el manejo de cuencas hidrográficas

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Tomás Maidana Córdoba
hace 8 años
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1 HIDROLOGÍA AVANZADA II Modulo I: Aplicación de los SIG en el manejo de cuencas hidrográficas Clase 1: Introducción a los SIG

2 Quéesun SIG? Sistema deinformación Geográfica La definición mas clásica refiere a un sistema informatizado de propósito general para el manejo (captación, almacenamiento, consulta, análisis y representación) de información localizada geográficamente(rhind, 1981). Sistema de Información diseñado para trabajar datos georreferenciados mediante coordenadas espaciales o geográficas (Star y Estes, 1990), es decir, con información geográfica. Un SIG es un sistema de gestión de bases de datos gráficos, especializado en información geográfica (Rodríguez Chaparro, 2009)

almacenamiento, consulta, análisis y representación) de información localizada geográficamente(rhind, 1981).

Sistema degestión de Bases de Datos Una Base de Datos es un conjunto de datos que cumple: No redundancia: Los datos se almacenan una sola vez, aunque se utilicen para varias aplicaciones.

3 Sistema degestión de Bases de Datos Una Base de Datos es un conjunto de datos que cumple: No redundancia: Los datos se almacenan una sola vez, aunque se utilicen para varias aplicaciones. Independencia: Los datos se organizan de una manera estructurada independientemente de la aplicación que se vaya a utilizar para tratarlos. Concurrencia: varios usuarios pueden acceder simultáneamente a los datos sin interferirse. Un SGBD usa lenguaje conceptual (SQL) para la gestión (administración de Un SGBD usa lenguaje conceptual (SQL) para la gestión (administración de datos, validación y consulta). Administrador: organiza el sistema con permisos de acceso y actuación. Creación de aplicaciones e intefaces de usuario

Concurrencia: varios usuarios pueden acceder simultáneamente a los datos sin interferirse.

4 InformaciónGeográfica Datos geográficos: datos con referencia geográfica sobre la superficie terrestre Información Geográfica: Conjunto interrelacionado de DG que representa una realidad territorial, seleccionados con un objetivo específico. DATOS GEOGRÁFICOS Georreferenciación Atributos Relación espacial con elementos similares INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

representa una realidad territorial, seleccionados con un objetivo específico.

5 Quéesun SIG? Un SIG es una base de datos computarizada que contiene información espacial (Cebrián, 1988a). Funciona como una base de datos Tecnologías asociadas con información alfanumérica (datos sobre las características o atributos de cada elemento geográfico) e información cartográfica (localización espacial de un elemento y en relación a otros) asociadas por un identificador común.

Funciona como una base de datos Tecnologías asociadas con información alfanumérica (datos sobre

6 Componentes Un SIG es la combinación de cinco componentes, organizados para analizar, manipular, procesar, almacenar, generar y visualizar información espacial. Se organiza en capas o niveles, que pueden utilizarse en forma independiente o combinada, cada una de las cuales dispone de un conjunto de datos alfanuméricos asociados.

7 DatosIntegrados Drenaje natural Suelos de Prioridad Forestal CONEAT, Servidor Prenader Dirección de Suelos y Aguas Renare USUARIO

8 Aplicacionesde los SIG Detectar y cuantificar cambios de uso en el suelo Análisis de zonas inundables Cuantificar crecimiento urbano Monitoreo de especies en extinción Análisis y variación espacial de indicadores sanitarios Estudios de migración poblacional, abandono de tierras, etc.

Monitoreo de especies en extinción Análisis y variación espacial de

11 Ikonos, 1 m Spot, 20 m

14 Software para SIG Existe una enorme oferta de software disponible para SIG, ya sea libre o comercial: Productos comerciales bajo licencia: ArcGIS (ESRI S.A.: Este S.I.G. es el más difundido (representamásdel60%delasinstalacionesdetodoelmundo).esuns.i.g. vectorial con todo tipo de extensiones (3D, análisis espacial, redes, etc.) con las extensiones matriciales más completas. MapINFO (MapINFO CORPORATION S.A: S.I.G. vectorial con capacidades matriciales limitadas. GEOMEDIA (INTERGRAPH S.A: S.I.G. vectorial con capacidades matriciales limitadas. MIKE-SHE(DELFT HYDRAULICS INSTITUTE: S.I.G. específico para hidrología) IDRISI (CLARK LABS: S.I.G. matricial, educacional de bajo costo

vectorial con capacidades matriciales limitadas. GEOMEDIA (INTERGRAPH S.A: http://www.intergraph.com/geomedia/) S.I.G. vectorial con capacidades matriciales limitadas.

15 Software para SIG Productos libres: GRASS (US ARMY CORPS: S.I.G. matricial gratuito de código libre. Funciona sobre LINUX aunque hay emuladores para Windows ILWIS (INTERNATIONAL INSTITUTE IN GEO-INFORMATION SCIENCE AND EARTH OBSERVATION: S.I.G. especializado en hidrología y teledetección HIDROSIG: Univ. De Medellín, Colombia matricial para hidrología GvSIG(GENERLITAT VALENCIANA: S.I.G. vectorial y matricial MapWindowUNIVERSIDAD DEL ESTADO DE IDAHO: vectorial y matricial gratuito de código libre

nl/ilwis/) S.I.G. especializado en hidrología y teledetección HIDROSIG: Univ. De Medellín, Colombia http://cancerbero.unalmed.edu.co/~hidrosig/s.i.g matricial para hidrología GvSIG(GENERLITAT VALENCIANA: http://www.

16 Google Earth: casi un SIG, no se puede editar la información y las proyecciones no son precisas

17 ArcGIS- ESRI: uno de los más populares SIG, múltiples funciones, costo elevado

18 gvsig-: uno de los más populares SIG libres, múltiples funciones, gratis

19 Ventajasy desventajasdel SIG Ventajas Fácil de usar Rápida recuperación de grandes volúmenes de información Interactivo Capacidad de modelar información Desventajas Mala información de base: Sin metadatos Sin información sobre proyección Campos incompletos Dificultad y costos de acceso y generación de información (captura e introducción de datos) Falsa sensación de confiabilidad y precisión

metadatos Sin información sobre proyección Campos incompletos Dificultad y costos de acceso y

20 Funcionesde los SIG Los SIG de aplicación general realizan esencialmente las siguientes tareas Captura y almacenamiento de información: digitalización o escaneado. SIG vectorial y matricial. Manipulación:cambios de escala o proyección, agregación de datos, generalización Consulta: Dónde?, Cuántos?, Cuáles? Análisis:análisis espacial o geoprocesamiento; análisis de proximidad, de superposición y conectividad. Representación gráfica de la información:creación de mapas

Manipulación:cambios de escala o proyección, agregación de datos, generalización Consulta: Dónde?, Cuántos?, Cuáles?

21 Almacenamientode información Los SIG funcionan básicamente con dos tipos de información: Vector y Raster Vector: utiliza objetos geométricos (punto, linea, poligono) para representar elementos reales sobre la superficie terrestre. Ideal para coberturas discretas con fronteras definidas. Raster: se compone de una grilla continua de celdas que representan una porción de la superficie terrestre. Ideal para coberturas continuas con alta variación espacial.

23 Drenaje Natural Frecuencia de precipitación/abril-2008

24 SIG vectorial Ventajas adecuado para representar elementos geográficos bien definidos: ríos, carreteras, etc. estructura de datos compacta, generando ficheros poco voluminosos generación de topología, ofreciendo posibilidades de análisis muy potentes Desventajas estructura de datos compleja dificultad de aprendizaje

25 SIG matricial Ventajas adecuado para representar elementos geográficos poco definidos (difusos o de variación espacial progresiva: tipos de suelo, humedad del suelo, modelos digitales del terreno, etc.) estructura de datos sencilla operaciones de análisis sencillas y potentes facilidad de aprendizaje Desventajas estructura de datos poco compacta, generando grandes ficheros de datos análisis limitado, por no tener funciones topológicas sofisticadas y por limitaciones de resolución

26 Depuraciónde datos Errores polígonos abiertos: al generarse la topología el SIG no puede atribuirle un área ni una etiqueta. líneas que se cruzan: aparecerán polígonos y nodos no deseados extremos de líneas que no llegan hasta otro nodo: quedan polígonos sin cerrar extremos de líneas que pasan más allá de un nodo: líneas innecesarias líneas superpuestas por haber sido digitalizadas dos veces Herramientas Manual comandos que establezcan unas tolerancias en distancias mínimas entre nodos o entre vértices, y en el ángulo mínimo que pueden formar dos líneas en un vértice. colores aleatorios filtros

Almacenamientode datosalfanuméricos En los SIG se encuentra un SGBD que permite relacionar los elementos geográficos con registros en una

27 Almacenamientode datosalfanuméricos En los SIG se encuentra un SGBD que permite relacionar los elementos geográficos con registros en una tabla alfanumérica, en cuyos campos se encuentran los atributos Atributos alfanuméricos en un SIG vectorial y matricial (tomado de ESRI, 1994)

28 Manipulaciónde información Una vez almacenados y corregidos los datos geográficos y alfanuméricos puede ser necesario efectuar algunas operaciones para que la información almacenada forme una cobertura coherente: Georreferenciación Cambios de proyección Fusión de mapas falta de coincidencia en líneas y polígonos bordes formando polígonos que sobran líneas repetidas y superpuestas incoherencias entre atributos

29 ArcGIS incluye todo tipo de herramientas para la georreferenciación y los cambios de proyección en los ArcToolBox:

30 Consulta El SIG permite efectuar consultas selectivas a los datos almacenados y obtener mapas temáticos mediante la formulación de una pregunta al sistema, en la que pueden involucrarse tanto elementos geográficos de las coberturas como sus atributos asociados.

33 Análisis: Operaciones de superposición SIG vectorial

34 Análisis: Operaciones de superposición SIG matricial

Análisis: Operaciones de proximidad En un SIG vectorial la operación de proximidad más sencilla es el llamado 'buffering', o polígonos generados por una condición de proximidad (d<=>x, r <=> x).

35 Análisis: Operaciones de proximidad En un SIG vectorial la operación de proximidad más sencilla es el llamado 'buffering', o polígonos generados por una condición de proximidad (d<=>x, r <=> x). En un SIG matricial también pueden efectuarse múltiples operaciones de proximidad, propiciadas por la sencillez de su estructura de celdas. Una de las más sencillas es la interpolación de toda una cobertura a partir de valores puntuales.

36 Análisisespacial:aplicación en Hidrología MDT Dirección de flujo Acumulación de flujo y red de drenaje Determinación de subcuencas

37 Representacióngráfica El último grupo de herramientas que debe ofrecer un SIG son aquellas funciones necesarias para una buena representación gráfica de las coberturas, tanto datos como resultados del análisis. Se trata de un grupo de funciones que son comunes a los CAD o a la cartografía automática: funciones para la organización gráfica de los mapas, funciones para la utilización de librerías de símbolos, paletas de colores, tramas, fuentes y juegos de caracteres para textos, etc.

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