SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 4º de Grado en Ingeniería Informática, intensificación Sistemas de Información Profesorado: GEMA MARÍA DÍAZ EDUARDO INIESTA SOTO (Coordinador) Pág. 1 / 28
La primera parte del curso consistirá en: TEMA 1: Introducción a los SIG. TEMA 2: Cartografía PRÁCTICA: Uso de ArcMap y gvsig Pág. 2 / 28
TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LOS SIG 1.1 - Elementos característicos de un Sistema de Información Geográfica 1.2 - Aplicaciones de los SIG 1.3 - Ficheros que almacenan información geográfica (formatos) 1.4 - Tipos de Software de Consulta de Sistemas de Información Geográfica Pág. 3 / 28
1.1 ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS DE UN SIG Qué es un Sistema de Información Geográfica? DEFINICIÓN 1- Un Sistema de Información Geográfica, o SIG (o GIS), es una tecnología para gestionar datos geográficos con medios informáticos. DEFINICIÓN 2- Un SIG se utiliza para describir y caracterizar la Tierra con el propósito de visualizar y analizar información de referencia geográfica. (ESRI) DEFINICIÓN 3- Un SIG es una tecnología que permite gestionar datos espaciales y realizar análisis complejos sobre estos. (gvsig) DEFINICIÓN 4- Un SIG es una integración organizada de hardware, software y datos geográficos diseñada para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en todas sus formas la información geográficamente referenciada con el fin de resolver problemas complejos de planificación y gestión (Wikipedia). http://es.wikipedia.org/wiki/sistema_de_información_geográfica Pág. 4 / 28
1.1 ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS DE UN SIG Qué compone un SIG? 1. Hardware: Computadores en los que se aloja la información geográfica y el software que la gestiona. El hardware también incluye dispositivos de almacenamiento, equipos telemáticos, medios de transmisión, etc. 2. Software: Programa o conjunto de programas que permiten cargar, manipular, editar, administrar, consultar y analizar datos geográficos. En el curso veremos dos programas: gvsig. Software libre. ArcMap. Desarrollado por ESRI. Web en español: http://www.esri.es/es/productos/arcgis/ http://www.arcgis.com/features/ (interesante ver la pestaña galería). 3. Los datos Geográficos. Miles de datos en el Instituto Geográfico Nacional Pág. 5 / 28
4. Procedimientos: Protocolos de actuación para el mantenimiento de la base de datos geográfica. Pág. 6 / 28
1.1 ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS DE UN SIG Cómo se organizan los datos geográficos en el SIG Los datos geográficos en un SIG (datos espaciales georreferenciados + datos temáticos) se organizan definiendo una capa por cada tema. Ejemplo de capas de datos geográficos Pág. 7 / 28
1.1 ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS DE UN SIG La composición de capas es un forma de modelar la realidad representada. Clases de capas: 1. Capa Vectorial: Representación sobre un plano de un conjunto de elementos geométricos georreferenciados (puntos, líneas, polígonos) que o previamente han sido dibujados con software especializado (CAD) o creados directamente con las herramientas del SIG. Las capas vectoriales son capas donde hay puntos, líneas o polígonos. 2. Capa Ráster: Malla de píxeles georreferenciada correspondiente, básicamente, a una fotografía digital aérea (ortofotografía) Representaciones SIG comunes (fuente: ESRI) Tema Corrientes Representación geográfica Líneas Masas de agua grandes Polígonos Vegetación Polígonos Áreas urbanas Polígonos Líneas centrales de carreteras Líneas Límites administrativos Polígonos Pág. 8 / 28
Ubicaciones de pozos Puntos Ortofotografía Rásteres Imágenes de satélite Rásteres Elevación de superficie Rásteres DEM Líneas de curvas de nivel Puntos de elevación Rásteres de relieve sombreado Parcelas de terreno Polígonos Registros de impuestos de parcelas Tablas Cada capa puede almacenar información recopilada en tablas de atributos. El orden de colocación de las capas en un SIG no es irrelevante. Para hacer posible una visualización simultánea de varias capas, lo adecuado es colocarlas, de abajo hacia arriba, con el siguiente orden (ver Fig. 3): - En primer lugar, las capas raster y las capas vectoriales de polígonos, aplicando transparencias si tal funcionalidad es soportada por el SIG. - A continuación, las capas vectoriales de puntos y líneas. Aun así, es casi seguro que no todas las capas puedan mostrarse al mismo tiempo, por lo que el SIG debe permitir la visualización y ocultación de cada capa por separado. Pág. 9 / 28
Ejemplo tomado de la Galería de Imágenes de gvsig Pág. 10 / 28
Superposición de capas. Orden (de abajo a arriba) : Ortofoto PNOA 2007 (raster), Clases de Suelo (vectorial de polígonos) y Escorrentía y Cauces (vectorial de líneas). Pág. 11 / 28
EN EL AULA CON LOS PORTÁTILES: Con el fin de entender la capa vectorial, nos conectamos a la Sede Electrónica del Catastro y vemos la cartografía de algunas referencias catastrales dadas por el profesor. Pág. 12 / 28
1.2 APLICACIONES DE LOS SIG - Ingeniería civil. - Redes de Servicios: Carreteras, ferrocariles, líneas eléctricas, telefónicas, etc. - Urbanismo y Ordenación del Territorio: Planeamiento urbanístico, bienes de interés cultural, áreas protegidas, etc. - Catastro y Registro de la Propiedad: Localización de inmuebles, publicación de mapas catastrales, etc. - Medio Ambiente: Inventario de recursos naturales, cauces, etc. - Control Administrativo: Proyección espacial y temporal de estadísticas, análisis de datos, etc. - Emergencias: Análisis de trayectos, 112, etc. - Geología y Riesgos Naturales: Mapas sísmicos, estudios de inundabilidad, etc. Pág. 13 / 28
Además, en nuestra universidad: Fundamentos de los SIG y Aplicaciones de los SIG son dos asignaturas impartidas en el Grado en Geografía y Ordenación del Territorio. Sistemas de Información Geográfica es una asignatura impartida en el Grado de Ciencias Ambientales Sistemas de información geográfica aplicados a la hidrología es un OCW de la UMU. Pág. 14 / 28
1.3 FICHEROS QUE ALMACENAN INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (formatos) Como archivos independientes. - SHAPEFILES: Formato ideado por ESRI. Cada shapefile define una capa de tipo vectorial. Los shapefiles almacenan ubicación geográfica, geométrica e información de atributos de las entidades geográficas. El formato de shapefile define la geometría y los atributos de entidades a la que se hace referencia geográfica en tres (como mínimo) o más archivos con extensiones de archivo concretas que se deben almacenar en el mismo espacio de trabajo de proyecto. Los tres necesarios son:.shp: es el archivo principal que almacena la geometría de la entidad;.shx: es el archivo de índice que almacena el índice de la geometría de la entidad;.dbf: es la tabla dbase que almacena los atributos de las entidades geométricas; Entre la geometría y los atributos existe una relación de uno a uno, basada en el número de registro. Los registros de atributo del archivo dbase deben estar en el mismo orden que registros del archivo principal. Pág. 15 / 28
1.3 FICHEROS QUE ALMACENAN INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (formatos) Cada archivo debe tener el mismo prefijo, por ejemplo roads.shp, roads.shx y roads.dbf. Los shapefiles son un formato abierto popular para la transferencia de datos. Al visualizar los shapefile en ArcCatalog (o cualquier programa ArcGIS) o gvsig, sólo se ve un archivo que representa el shapefile; sin embargo, se puede utilizar el Explorador de Windows para ver todos los archivos asociados a un shapefile. Al copiar shapefiles, se recomienda utilizar ArcCatalog o una herramienta de geoprocesamiento. Si se copia un shapefile, es necesario asegurarse de que se copian todos los archivos que constituyen el shapefile. EN EL AULA CON LOS PORTÁTILES: Nos conectamos a la ayuda de ArcGIS para saber más sobre los shapefiles. http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/ Pág. 16 / 28
1.3 OTROS FORMATOS - OTROS FORMATOS DE DATOS: DWG: Formato nativo de AutoCAD. Cada archivo DWG permite la inclusión de varias capas vectoriales y raster. DXF: Evolución del formato DWG. Cada archivo DXF también admite la integración de varias capas vectoriales y raster. ECW: ortofotos. DGN: ficheros de CAD. Datos vectoriales. TIFF, JPG, etc: datos ráster etc, etc : Véase la ayuda de ESRI. Pág. 17 / 28
1.4 TIPOS DE SOFTWARE DE CONSULTA DE SISTEMAS DE INF. GEOGRÁFICA Aplicaciones de Escritorio - Aplicaciones web Existen, tanto en el ámbito de los SIG como en el del resto del software de propósito general, dos grandes grupos de aplicaciones informáticas: Los programas de escritorio y las aplicaciones web. Los programas de escritorio son aplicaciones que cada usuario tiene que instalar en su propio ordenador. Los hay de código abierto y comerciales. Las aplicaciones web no necesitan ser instaladas; sólo requieren para su funcionamiento un navegador web (que ya suele venir incorporado en el sistema operativo o que, en todo caso, se puede descargar de Internet libremente) y suelen ser gratuitas. Las aplicaciones de escritorio habitualmente tienen una funcionalidad más avanzada que las aplicaciones web (mejor usabilidad, capacidades de edición más elaboradas, etc). Las aplicaciones web, sin embargo, cuentan con una gran ventaja: para poder hacer uso de ellas no es necesario instalar nada. Pág. 18 / 28
1.4 TIPOS DE GEOGRÁFICA SOFTWARE DE CONSULTA DE SISTEMAS DE INF. Clientes de Escritorio vs Clientes web En el apartado 1.1 definíamos un SIG como la integración de los siguientes elementos: hardware, software, base de datos geográfica, procedimientos y equipo humano. El software, desde el punto de vista de los SIG, era definido como el conjunto de programas que permiten editar, administrar, consultar y analizar los datos geográficos de un SIG. En este contexto, conviene distinguir dos clases de software: 1. Software Servidor: Se trata del software que administra datos geo-espaciales. Reside en un único ordenador, de altas prestaciones y acceso restringido, que recibe el nombre de Servidor. Ejemplos: MapServer, GeoServer y ArcGis Server. 2. Software Cliente: Aplicaciones que permiten la edición, consulta y el análisis de los datos geográficos, tanto si estos forman parte de una geodatabase como si están bajo la forma de archivos independientes. El software cliente son los programas que utilizan los usuarios finales y, de acuerdo con lo expuesto al principio de este apartado, pueden ser aplicaciones de escritorio ó aplicaciones web. En el primer caso reciben el nombre de clientes de escritorio ; en el segundo, el de geoportales. Pág. 19 / 28
1.4 TIPOS DE SOFTWARE DE CONSULTA DE SISTEMAS DE INF. GEOGRÁFICA Ejemplos de Clientes de Escritorio 1. gvsig: Este cliente de escritorio dispone de licencia GNU GPL (libre) y es multiplataforma. Permite la consulta, el análisis y la edición de bases de datos geográficas. gvsig es el resultado de un desarrollo informático cofinanciado por la Generalidad Valenciana y la Unión Europea, y se puede descargar de http://www.gvsig.org/web. Al final de este curso habrá un tema específicamente dedicado a gvsig, por lo que, de momento, no entraremos en más detalles acerca del funcionamiento y capacidades de gvsig. 2. ArcGIS Desktop: Suite de clientes de escritorio comercializados por la multinacional estadounidense ESRI. Sólo funcionan sobre sistemas operativos Windows, y permiten editar, consultar y analizar bases de datos geográficas. Entre los productos más destacados de ArcGIS Desktop cabe citar ArcMap y ArcCatalog. http://www.esri.es/ Pág. 20 / 28
1.4 TIPOS DE SOFTWARE DE CONSULTA DE SISTEMAS DE INF. GEOGRÁFICA 3. GRASS GIS: Este cliente de escritorio dispone de licencia GNU GPL (software libre) y es multiplataforma. Permite la gestión de datos, procesamiento de imágenes, producción de gráficos, modelado espacial y visualización de diferentes tipos de datos. GRASS es un proyecto oficial de la Open Source Geospatial Foundation. http://grass.fbk.eu/ 4. Google Earth: Cliente de escritorio de propósito general y descarga libre (http://earth.google.es). Posibilita la consulta de carreteras, calles, ortofotos y muchas otras capas de prácticamente cualquier lugar del mundo. No es exactamente un SIG. Pág. 21 / 28
Google Earth muestra el contexto urbano de la Gran Vía de Murcia Pág. 22 / 28
1.4 TIPOS DE SOFTWARE DE CONSULTA DE SISTEMAS DE INF. GEOGRÁFICA Ejemplos de Geoportales 1. SITMurcia: Sistema Territorial de Referencia de la Región de Murcia, expresamente citado por la Ley del Suelo de la Región de Murcia como instrumento complementario de análisis territorial (Decreto Legislativo 1/2005, de 10 de Junio). Su URL de acceso http://www.sitmurcia.es. 2. Cartomur: Conjunto de varios visores cartográficos de ámbito regional de la Región de Murcia. Dispone de acceso a la cartografía oficial de la Región, así como a ortofotografías de diferentes épocas (1956, 2002, 2004, 2007, 2009 ). Cartomur está disponible en http://www.cartomur.com. Desde el portal de acceso a la información geográfica de España se accede a los diferentes visores cartográficos de cada comunidad. 3. MAGRAMA: El Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente ofrece servicios de visualización, consulta y análisis de información geográfica. Los visores más conocidos son SIGPAC y GeoPortal. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente 4. SIGNA: Sistema de Información Geográfica Nacional, desarrollado por el Instituto Geográfico Nacional (IGN). Es un geoportal que permite la consulta y análisis de los fenómenos geográficos a través de Internet, usando la propia base de datos Pág. 23 / 28
SIGNA y aquellos datos del IGN que son accesibles a través de servicios web: WMS, WFS, etc. SIGNA 5. Google Maps: Un servicio de Google, sincronizado con el Google Earth. Quizá sea lo más conocido de Google tras el buscador. http://maps.google.es/ 6. GoolzOOm: Aplicación web creada por la empresa GoolInvent que conecta Google Maps con un montón de volumen de información geográfica, catastro, sigpac, pnoa, ortofotos, planeamientos, etc. GoolzOOm es accesible mediante la dirección http://www.goolzoom.com. Las figuras 8 y 9 son sendos ejemplos de cómo se puede obtener información catastral de un área urbana a través de GoolzOOm. 7. Hiperatlas Espon. Proyecto de la Unión Europea orientado al análisis de datos estadísticos; se puede acceder a la aplicación web desde esta página Pág. 24 / 28
HyperAtas-Ratio entre la población de cada región europea y su población activa respectiva, 2005. Pág. 25 / 28
GoolzOOm-Ortofotografía del centro de Murcia y ficha catastral del Teatro Romea Pág. 26 / 28
GoolzOOm- Informe completo referido al Teatro Romea (callejero, plano catastral ) Pág. 27 / 28
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