Tema 7. Sistemas de Información Geográfica. Base de datos (SIG)

Transcripción

1 Tema 7. Sistemas de Información Geográfica Introducción a los SIG Componentes de un SIG. Construcción de un SIG. Base de datos. Confección de Mapas Sistemas de Información Geográfica. QUÉ ES UN S.I.G.? Un conjunto de datos almacenados en computadora y herramientas de análisis que combinan información espacial actual y anterior- en imágenes comprensibles. Base de datos (SIG) Datos de estructura Datos temáticos Tenencia de la tierra Transporte Superficies de agua Límites Control geodésico Elevación de terreno Fotografías aéreas Zonas inundadas Humedales Uso del suelo Agua potable Red eléctrica Suelos Es un conjunto informatizado de datos, que representa la realidad y posibilita la modelización a futuro. Facilita el almacenamiento, el análisis interactivo y la obtención de productos temáticos. Contiene datos referenciados territorialmente. 1 / 114

2 Componentes Un SIG está compuesto por: Las entradas de datos y los procesos que permiten convertir la información geográfica en formato analógico a digital. Las funciones de gestión de los datos e información geográfica que permiten extraer de la base de datos la información requerida. Las funciones analíticas que facilitan el procesamiento de los datos integrados logrando información de mayor valor que los datos ingresados. Las salidas o representaciones de la información en mapas, gráficos y tablas en distintos soportes (pantalla, papel, archivos binarios, entre otros). * dónde está...? * qué hay aquí...? * qué patrón espacial existe...? * cuándo se modificó? * qué cambios han ocurrido desde...? Un S.I.G. debe responder: El GIS puede ser aplicado en: ν Desarrollo económico ν Control de incendios ν Estudios de impacto ambiental ν Mapeo de planos de inundación ν Recuperación de desastres naturales. ν Ruta de transportes ν Rutas de tranporte escolar ν Construcción de nuevas escuelas. ν Conservación del suelo. ν Agua potable Conceptos básicos de un SIG Un SIG debe responder: dónde? qué? cuándo? 2 / 6

3 CONCEPTOS BÁSICOS DE UN S.I.G. ORGANIZACIÓN de los DATOS Descripción de la posición geográfica Los atributos El tiempo dónde? qué? cuándo? Aplicaciones generales Los SIG son apropiados para ser utilizados en diferentes organismos e instituciones. En el área gubernamental se encuentra la salud, la planificación urbana, el transporte y las emergencias. En defensa se utilizan para identificación de objetivos y para actividades de inteligencia. En el comercio tiene aplicaciones en la distribución de la mercadería y manejo de flotas. Los servicios como transporte, comunicaciones, electricidad y distribución de agua también son beneficiados con esta herramienta. Las herramientas de SIG se han incorporado en diversos campos, siendo utilizadas para realizar mapas de recursos mineros, monitoreo de polución, evaluación del impacto ambiental, manejo de recursos naturales, paisaje, realización de censos, análisis y evaluación ambiental y prevención de desastres naturales. Las estrategias de planificación para el uso sustentable de las tierras necesitan datos básicos sólidos sobre los recursos naturales, como por ejemplo suelo, fisiografía, clima, vegetación, uso de las tierras, entre otros (van Lynden et al, 2001). Los SIG poseen muchas aplicaciones en lo que respecta al recurso suelo. Estas incluyen: la evaluación y monitoreo de la erosión, cobertura y usos, la aplicación en el apoyo de la planificación de una empresa agropecuaria y también el manejo a nivel de predio o parcela. Además permite evaluar escenarios futuros en relación con los usos agrícolas, determinar áreas aptas para un determinado cultivo y analizar los conflictos de uso que pueden ocasionar las diversas prácticas en los diferentes suelos. Los SIG y la teledetección desempeñan un papel importante, para analizar y relacionar los datos referidos a una determinada área, especialmente en lo que se refiere a detección (directa o indirecta), extrapolación e interpolación, cálculo de áreas, seguimiento y modelación (van Lynden, op cit). En especial poseen aplicación en: determinación de unidades fisiográficas, producción de mapas fisiográficos de base común para evaluar diferentes tipos de suelos, degradación y conservación, superponer capas de datos para generar diferentes unidades cartográficas, calcular áreas, vincular datos espaciales con atributos no espaciales pero de mayor detalle, facilitar la información georreferenciada a usuarios de SIG, extrapolar 3 / 6

4 los resultados experimentales de pequeñas parcelas a áreas mayores, presentar los datos en formato gráfico, crear mapas de las coberturas del suelo como los caminos y determinar áreas sometidas o de potencial erosión. Estudios de Erosión En lo que respecta a la erosión, hace muchos años que se está desarrollando esta aplicación en los SIG. Generalmente se basa en la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (EUPS) desarrollada por Servicio de Conservación de Suelos del USDA, con la cual se estiman las toneladas por hectárea y por año que se pierden a causa de la erosión hídrica. Además de suelo en el proceso erosivo se pierde agua que podría estar disponible para el uso posterior de los cultivos. Al destruirse los agregados de la superficie del suelo, debido al impacto de la gota de lluvia, posee menos poros y disminuye la infiltración del agua favoreciendo el escurrimiento y se reduce la cantidad de agua que ingresa el suelo. La EUPS relaciona: 1. la energía erosiva de la lluvia (Parámetro R) 2. la erodabilidad del suelo en función a su textura, estructura, materia orgánica y permeabilidad (Parámetro K) 3. el relieve del terreno en que se aplica, considerando el grado y largo de la pendiente (Parámetro LS) 4. los factores de manejo y cultivo (Parámetro CP) A=R*K*LS*CP A: Tn/Ha/año de suelo erosionado La aplicación de la EUPS en los SIG no solo permite cuantificar la erosión, sino que además posibilita una estimación del valor económico relacionado al favorecer la pérdida de los nutrientes y la materia orgánica del suelo. Aguirre et al, 1998, realizaron una aplicación en una superficie de ha pertenecientes al distrito Chilcas, departamento Victoria, Entre Ríos, Argentina. En este trabajo además de cuantificar la erosión utilizan la capacidad predictiva de los SIG al generar dos escenarios, uno con técnicas conservacionistas y otro con los métodos habituales de manejo. Confección de las capas y obtención de datos para aplicar la EUPS El parámetro CP de la EUPS conviene que sea una de las primeras capas. Es determinado según el cultivo y el manejo en el área de estudio para el año considerado. Su determinación se realiza mediante parcelas experimentales destinadas a determinados suelos en donde se calcula la cantidad que es erosionado en cada precipitación, para cada cultivo y para cada práctica agronómica. Estos valores se toman de la estación experimental que se encuentre más próxima a la zona de estudio. Acera de la cobertura, se puede alimentar el SIG con información de teledetección, ya sea mediante fotografías aéreas o imágenes de satélite. La capa se genera digitalizando sobre las imágenes los polígonos de las áreas con un mismo cultivo o manejo, asignándole a cada predio un código numérico o identificador que debe coincidir con su tabla de datos. Esta tabla de datos puede tener información acerca de los usos más comunes, degradación, técnicas de conservación del agua y el suelo y de productividad. Los datos multiespectrales de satélite también pueden usarse generando una clasificación supervisada de los tipos de coberturas y usos de las tierras (Shrimali et al, 2001). 4 / 6

5 Una de las capas principales es la que posee los datos topográficos. Esta capa de curvas de nivel tiene el propósito de generar un modelo digital de terreno (DEM, digital elevation model). Mediante el DEM se conoce la pendiente y la orientación correspondiente a cada píxel de la imagen. Esto permite conocer el grado y el largo de la pendiente. Los datos referidos al potencial erosivo de las lluvias pueden ser tomados de la localidad más cercana al área de estudio. Esta se calcula teniendo e cuenta factores climáticos como la intensidad máxima de precipitación en 30 minutos, obtenida de pluviógrafos. El método fue desarrollado por Wischmeier & Smith, 1978 y para Argentina Scotta & Paparotti, 1989 construyen isolíneas de la energía de las precipitaciones. La erodabilidad de los suelos (Parámetro K) puede ser calculada para cada serie de suelo y luego incorporada en la base de datos. El cálculo se realiza mediante una fórmula o por la utilización de nomogramas. Ambos relacionan las características del que determinan la erodabilidad: textura, estructura, permeabilidad y materia orgánica. Estas aplicaciones se pueden llevar adelante bajo entorno IDRISI, ARCVIEW o ARC/INFO como herramientas SIG. Otras aplicaciones relacionadas con erosión La información sobre los suelos es esencial para la planificación científica del uso de las tierras y la producción sostenible. Un inventario del recurso suelo y la creación de una base de datos para cartografía temática con el uso de un SIG fue utilizado por Amal K. Maji et al, 2001 para la planificación de los usos del suelo en la India al noreste del Imalaya. El Centro Internacional de Información y Referencia de Suelo (ISRIC) en Holanda, ayuda a desarrollar y apoyar el establecimiento de bases de datos georreferenciados de suelos y temas relacionados, como degradación, conservación y usos de suelo (van Lynden, op cit). Este incluye proyectos como: Base Digital Internacional y Nacional de datos de suelo y terreno (SOTER) Almacena información detallada de recursos naturales la cual puede ser manipulada para determinar el potencial de su uso, incluyendo productividad, impacto ambiental y necesidades de conservación. Está relacionada a un SIG con atributos topográficos, de suelo, climáticos, de vegetación y de usos de suelo que puede ser desplegados en capas separadas o en forma tabular. Tiene como objetivo reemplazar el actual mapa de suelo FAO/UNESCO en escala 1: Valoración global de la degradación de los suelos inducida por el hombre (GLASOD): Es un mapa digitalizado y almacenado en una base de datos en escala 1: Incluye un programa similar aplicado al Sur y Sudeste asiático. Aproximación Global a nivel Mundial de Tecnologías y Conservación (WOCAT): Apunta a una visión global que se está desarrollando en el mundo para reducir la degradación. Estudia como las tecnologías son aplicadas y aceptadas por los productores. Estos datos son ingresados en una base de datos y son utilizados para construir un sistema de soporte de las decisiones. 5 / 6

6 Los SIG son una herramienta importante para el ISRIC conectando los mapas con las bases de datos y preparando salidas, pero todavía no están siendo utilizados a su máxima capacidad. Los sensores remotos están jugando un papel muy pequeño, ya que el potencial de sus aplicaciones no está siendo todavía explotado completamente Mantel et al, 2000 y Mantel & van Encelen, 1997 estudiaron para Argentina, Uruguay y Kenia el potencial productivo de los sistemas agropecuarios a nivel nacional y estimaron los cambio cualitativos bajo escenarios de erosión con las prácticas de cultivo tradicional de Maíz. Fueron combinando varios modelos para predecir el impacto en el rendimiento del cultivo por el cambio en las propiedades del suelo, inducidas por la remoción de la capa superficial debido a erosión laminar. Se relacionó una base de datos a un SIG permitiendo el análisis espacial. Los datos climáticos se estratifican en zonas agro ecológicas y junto a las capas de suelo y del terreno forman la unidad básica de información. Haciendo uso del poder predictivo, se evaluó el rendimiento potencial bajo condiciones actuales y con un escenario de erosión a 20 años, para los suelos dominantes de cada unidad del mapa considerada apropiada para ese uso de suelo. Esto permitió concluir que queda un estrecho rango para ampliar las zonas de cultivo, donde los riesgos de erosión son mayores. 6 / 6