Qué es un SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA?

Transcripción

1 Qué es un SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA? Computador Conjunto organizado de elementos que actúan para el funcionamiento de un fin. Datos y su propósito Mundo real MSc. Monserrath Mejía S. 1

2 Una tecnología informática para gestionar y analizar información espacial. Un conjunto de herramientas para reunir, introducir (en el computador), almacenar, recuperar, transformar y cartografiar datos espaciales sobre el mundo real para un conjunto particular de objetivos. (Burrough, 1988) MSc. Monserrath Mejía S. 2

3 Un sistema hardware, software y procedimientos elaborados para facilitar la obtención, gestión, manipulación análisis, modelado, representación y salida de datos espacialmente referenciados y atributos (descripción de acuerdo a especificación y requerimientos concretos de un mapa) para resolver problemas complejos de planificación y gestión (NCGIA, 1990 ) MSc. Monserrath Mejía S. 3

4 PREGUNTAS QUE PUEDEN SER CONTESTADAS CON EL SIG LOCALIZACIÓN Qué se encuentra en...? CONDICIONES En dónde puede se puede encontrar...? TENDENCIA Cómo ha evolucionado...? PATRONES Qué relación existe entre...? PREDICCIÓN Qué pasaría si...? MSc. Monserrath Mejía S. 4

5 LOCALIZACION Qué se encuentra en un radio de 5km de la población AA? Río R p1 bosque lago P2 pasto P3 AA cultivos bosque 45%, lago 4%, cultivos 25%, pasto 15%,... MSc. Monserrath Mejía S. 5

6 CONDICIONES Dónde están las mejores tierras para cultivos? Río R p1 bosque lago P2 pasto P3 AA cultivos en el valle del río R, debido a: pendiente 5%, fertilidad alta,... MSc. Monserrath Mejía S. 6

7 TENDENCIAS La expansión urbana es correcta? nuevas urbanizaciones Río R p1 bosque lago P2 pasto P3 AA cultivos la expansión urbana sigue una dirección norte, alejándose de tierras productivas... MSc. Monserrath Mejía S. 7

8 PREDICCION Qué pasaría sí en el pueblo P3 se instala una planta procesadora de aceite de palma? dirección de desechos p1 bosque lago P3 AA pasto P2 cultivos los desechos industriales afectarían a zonas agrícolas,... MSc. Monserrath Mejía S. 8

9 MSc. Monserrath Mejía S. 9

11 Los SIG son sistemas computacionales que trabajan con datos georeferenciados mediante coordenadas geográficas. La mayor utilidad de un sistema de información geográfica están íntimamente relacionada con la capacidad que posee éste de construir modelos o representaciones del mundo real a partir de las bases de datos digitales, esto se logra aplicando una serie de procedimientos específicos que generan aún más información y análisis. MSc. Monserrath Mejía S. 11

16 Un SIG debe satisfacer los siguientes requerimientos: Capacidad de manejar bases de datos grandes y heterogéneas de datos orientados espacialmente. Capacidad de hacer preguntas a la base de datos sobre la existencia de localizaciones y propiedades de una amplia gama de objetos espaciales. Eficiencia en el manejo de las preguntas, de tal forma que el sistema sea interactivo. Flexibilidad y adaptabilidad, con el fin que pueda ser utilizado por múltiples usuarios que tengan diferentes necesidades. MSc. Monserrath Mejía S. 16

18 DESVENTAJAS DE UN SIG Costos y problemas técnicos iniciales para convertir datos analógicos a un formato digital. Necesidades de especialistas para mantener datos en formato digital en computadoras, estos costos pueden ser justificados si el volumen de datos es grande. Falso sentimiento de una mayor confiabilidad y precisión. Alto costo de adquisición de equipos y programas. MSc. Monserrath Mejía S. 18

19 ELEMENTOS DE UN SIG MSc. Monserrath Mejía S. 19

20 HARDWARE SOFTWARE Mesa Digitalizadora, Scanner, impresora, ploter, gps, parte física. Arc View, Erdas, Idrisi, Map Info, Arc Info, etc. DATOS PROCESOS ORGANIZACIÓN & GENTE MSc. Monserrath Mejía S. 20

22 COMPONENTES BASICOS DE UN SIG EQUIPOS CPU MONITOR IMPRESORAS, PLOTTERS SCANNER... PROGRAMAS ILWIS IDRISI ARC/INFO ERDAS MAPINFO... PROCESOS Depende del objetivos que desee cumplir el SIG DATOS ESPACIALES MAPAS IMAGENES SATELITARIAS FOTOGRAFIAS AEREAS NO ESPACIALES CENSALES SOCIOECONOMICOS... PERSONAL MULTIDISCIPLINARIO ESPECIALISTAS GERENCIADOR DE UN SIG MSc. Monserrath Mejía S. 22

23 El SIG es más que un software y un hardware juntos. Para que esto funcione es necesario contar con los datos, el personal capacitado y los procedimientos. (ESRI, 1992) MSc. Monserrath Mejía S. 23

24 Los SIG trabajan transformando la realidad geográfica, en coberturas COBERTURA: Es la unidad básica de agrupación de la información. Sobre una cobertura se definen objetos (tienen una dimensión y localización respecto a la superficie terrestre estos poseen atributos pueden ser de tipo gráfico (mapa digital) o alfanumérico (la base de datos asociada al mapa). MSc. Monserrath Mejía S. 24

29 SALIDA MSc. Monserrath Mejía S. 29

30 LOS SIG FRENTE A OTROS SISTEMAS INFORMÁTICOS AFINES. El CAD La Cartografía Automatizada Los Sistemas de gestión de base de datos La Teledetección MSc. Monserrath Mejía S. 30

31 Computer Aided Desing Los sistemas de diseño asistido por ordenador, nacieron para diseñar y dibujar nuevos objetos. Son herramientas muy utilizadas por diseñadores, arquitectos, e ingenieros. El acento se pone en las funcionalidades gráficas. Por ello lógicamente pronto fueron utilizados para dibujar mapas, que se estructuraban en capas temáticas, mejorando el proceso de producción tanto en calidad como en rapidez y costo. La mayor diferencia entre los sistemas SIG y CAD estriba en el volumen y diversidad de datos mucho mayor que maneja el SIG y en los métodos de análisis que utiliza (es decir en la base de datos y en el análisis espacial). Lo que distingue al SIG del CAD es la capacidad de aquel para integrar datos georefernciados y para realizar ciertas operaciones de análisis, como la búsqueda espacial ( que incluye análisis de proximidad o buffer) y las superposiciones de mapas. MSc. Monserrath Mejía S. 31

32 Los sistemas de cartografía automática ofrecen grandes ventajas a la hora de realizar cartografía de alta calidad. El punto de interés se sitúa en el dibujo de los mapas, pero no en el análisis. La principal diferencia con respecto a los SIG, es que los sistemas de cartografía automática no genera topología lo que limita sus capacidades de análisis, los mapas son simplemente dibujos. Por otro lado aunque estos sistemas se pueden conectar a las bases de datos, estas no constituyen una parte esencial de ellos. MSc. Monserrath Mejía S. 32

33 Son sistemas desarrollados para almacenar y tratar información alfanumérica. Pueden tratar grandes volúmenes de información, pero apenas poseen funciones gráficas. Evidentemente constituyen un componente esencial de los SIG, pero éstos son SIG en tanto que están específicamente diseñados para trabajar con información espacial. MSc. Monserrath Mejía S. 33

34 A la Cartografía Estadística se la puede considerar como un cruce entre la Estadística y la Semiología Gráfica (ciencia que estudia los sistemas de signos como los lenguajes, códigos, señalizaciones, colores, entre otros). Los métodos de la Cartografía Estadística que se usan con más frecuencia, son los que miden la diversidad de la manifestación de los fenómenos en el territorio, definiendo modelos que formen un patrón. ** MSc. Monserrath Mejia S.

35 Este instrumento permite manipular grandes conjuntos de datos, realizar tratamientos estadísticos y visualizar los resultados en una forma gráfica espacial; tiene sus propios métodos de cálculo y de representación, los cuales forman parte del análisis espacial. Las exigencias de rigor estadístico entran a menudo en contradicción con las exigencias de legibilidad de un mapa. MSc. Monserrath Mejia S.

36 MSc. Monserrath Mejia S.

37 Son sistemas para el tratamiento de imágenes de satélite constituyen un campo cada vez más próximo al de los SIG, de manera que hoy la teledetección se considera como una fuente para alimentar los Sistemas de Información Geográfica. Estos sistemas están diseñados para tratar la información obtenida a partir de sensores remotos, que son capaces de captar la radiación que emite la superficie terrestre. MSc. Monserrath Mejía S. 37

40 Un SIG puede manejar dos tipos de datos: Datos Espaciales Atributos. Ejemplo: una calle y su nombre una propiedad y su dueño MSc. Monserrath Mejía S. 40

41 Componentes de los datos Geográficos Componente Temático.- Qué? Componente Espacial.- Donde? Componente Temporal.- Cuando? MSc. Monserrath Mejía S. 41

42 REPRESENTACION DE LOS DATOS GEOGRAFICOS Datos espaciales son usualmente representados como: Puntos Líneas o Arcos Polígonos Ejemplo: Dibujo de un poste de luz un punto Dibujo de una calle una línea Dibujo de una parcela un polígono MSc. Monserrath Mejía S. 42

43 Errores derivados de la captura de datos Errores en el almacenamiento Errores en la manipulación Errores en la salidas cartográficas Errores en la utilización de los resultados MSc. Monserrath Mejía S. 43

44 En una escala grande, la ciudad de Quito será un polígono definido por el borde de la ciudad. En una escala pequeña esta podría ser representada como un punto. De manera que, en una representación abstracta un polígono puede ser representado como punto y punto por un polígono. MSc. Monserrath Mejía S. 44

45 MODO VECTOR MUNDO REAL REPRESENTACION CARTOGRAFICA MSc. Monserrath Mejía S. 45

51 Dependiendo del tipo de estructura o modelos de datos los SIG se dividen en: SIG TIPO VECTOR SIG TIPO RASTER SIG MODELO DIGITAL DE TERRENO MSc. Monserrath Mejía S. 51

52 Qué es modelo de datos o estructura de datos? Modelo es una estructura de la realidad que depende del propósito del estudio, es decir al explicar la realidad se la simplifica y se utiliza modelos. Los mas usuales son: Tipo Vector : puntos, líneas y polígonos Tipo Raster: pixels, celdas, mosaicos, teselaciones Modelo Digital del Terreno: TIN MSc. Monserrath Mejía S. 52

55 Este modelo sitúa en las entidades y su posicionamiento sobre el espacio. Se modelizan entidades del mundo real, por medio de líneas, puntos y polígonos. Ejemplo: SIG ARCVIEW, MAP INFO, TNT MINPS MSc. Monserrath Mejía S. 55

56 Estructura de datos del modelo vectorial: Se diferencian los datos cartográficos y los topológicos -Cartográficos: se registran con coordenadas -Topológicos: cuando almacenan más de una de las siguientes relaciones: -Conectividad de arcos o intersecciones -Existencia de arcos ordenados formando límites de los polígonos -Relación de continuidad entre polígonos. MSc. Monserrath Mejía S. 56

57 MODO VECTOR Espacio geométrico continuo, descripción precisa de los objetos geográficos Modelización de las relaciones entre los objetos: topología MSc. Monserrath Mejía S. 57

59 Estructura de datos más compacta (menos espacio de almacenamiento) Representación de entidades geográficas muy precisas Permite medir distancias, superficies y volúmenes de forma más precisa Codificación eficiente de la topología (mejor el análisis de redes entre otros Más adecuado para generar salidas gráficas. MSc. Monserrath Mejía S. 59

60 Captura de datos más compleja y costosa Estructura de datos más complejas (puntos, líneas y polígonos) Operaciones de superposición de mapas son difíciles de implementar ( comparación de mapas temáticos) así como los análisis y simulaciones en tiempo real Poco eficiente cuando la variación de los datos es alta Es imposible el tratamiento de imágenes digitales MSc. Monserrath Mejía S. 60

61 El modelo centra su interés en las propiedades del espacio y en su representación. Compartimenta el espacio en una serie de elementos discretos por medio de una cuadrícula. La cuadricula identifica por medio de su número de fila y de columna. Cada celda se considera una unidad indivisible, que representa un valor único relativo a la variable que se presenta. MSc. Monserrath Mejía S. 61

62 Celda = píxel Variable que se representa: altitud, uso del suelo, materiales geológicos. Representa elementos del mundo real. Elemento puntual= celda. Elemento lineal = celda alineada Elemento poligonal = agrupación de celdas continúas superficies MSc. Monserrath Mejía S. 62

67 Facilidad en la captura de datos con un scanner Estructura de datos simple (píxeles) Sencillez de manejo; técnicas de gestión y algoritmos de tratamientos Sencillez en procesos de comparación píxel a píxel (operación de superposición de mapas) Formato adecuado para el tratamiento y realce de imágenes digitales. MSc. Monserrath Mejía S. 67

68 Este modelo esta en la falta de exactitud al localizar elementos. El problema se solucionaría si se realiza celdas más detalladas, entonces no es un problema de concepción sino de resolución. Aumentar la exactitud posicional se necesita aumentar la capacidad de resolución. Las celdas podría llegar a se tan pequeñas hasta llegar a representar las coordenadas x, y. Es un problema de almacenamiento y capacidad del sistema. MSc. Monserrath Mejía S. 68

69 Los mapas temáticos ocupan mucho espacio en memoria La representación en cuadriculas o píxeles es poco adecuada para representar entidades lineales La técnica raster tiene en general poca precisión en los cálculos de superficie, distancias, etc. A menos que se disminuya la anchura del píxel lo cual compromete el espacio y la ligereza del sistema. Ciertas relaciones topológicas son más difíciles de representar Representación final puede ser menos estética MSc. Monserrath Mejía S. 69