1. DATOS INFORMATIVOS ASIGNATURA: SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA I DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA TIERRA Y LA CONSTRUCCIÓN DOCENTE: ING. OSWALDO PADILLA A. PRE-REQUISITOS: CO-REQUISITOS: CÓDIGO BANNER: NIVEL: 6 CARRERAS: Ingeniería Geográfica y del Medio Ambiente PERÍODO ACADÉMICO: SEPTIEMBRE 2012 ENERO 2013 FECHA ELABORACIÓN: 10-Marzo-2012 NRC: ÁREA DEL CONOCIMIENTO: Geoespacial SESIONES/SEMANA: TEÓRICAS: 2h LABORATORIOS : 2h CRÉDITOS: 4 EJE DE FORMACIÓN: PROFESIONAL DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: Dentro de las nuevas tecnologías de la información, los Sistemas de Información Geográfica (SIG) constituyen un campo en creciente expansión, debido a su versatilidad, con aplicación en ámbitos tan distintos como el medio ambiente y los recursos naturales, la ordenación del territorio, el urbanismo, la planificación del transporte, la gestión y planificación de los servicios públicos, el geomarketing, entre otros. Como es sabido, el núcleo de estas tecnologías se encuentra en los SIG, la Teledetección y la Cartografía digital, además del GPS y la Fotogrametría. En la actualidad los SIG son herramientas básicas en la investigación, la planificación y la gestión del territorio. Los SIG han demostrado su capacidad para resolver multitud de problemas con componente espacial, lo que hace que sean cada vez más utilizados en la investigación y en el mundo profesional. UNIDADES DE COMPETENCIAS A LOGRAR: GENÉRICAS: 1. Ejecuta y Controla procesos de mapeo de espacios geográficos asegurando la confiabilidad y calidad total. 2. Interpreta y resuelve problemas de la realidad aplicando métodos de investigación, métodos propios de las ciencias, herramientas tecnológicas y diversas fuentes de información en idioma nacional y extranjero, con honestidad, responsabilidad, trabajo en equipo y respeto a la propiedad intelectual; 3. Promueve una cultura de conservación del ambiente en la práctica profesional y social 4. Relacionarse en su quehacer profesional con liderazgo, emprendimiento de manera creativa e innovadora con capacidad de trabajo en equipo y enfoque interdisciplinario, orientado al servicio a la sociedad. 5. Se desempeña con ética profesional y práctica de valores morales, constancia, rigurosidad, bajo conceptos de equidad de género, respeto a la diversidad cultural y al ambiente. 6. Identifica y resuelve problemas del sector donde se desarrolla el mapeo de espacios geográficos utilizando métodos con rigurosidad científica y juicio crítico, para representar la realidad social de su entorno, usando adecuadamente los recursos. 7. Aplica mecanismos de comprensión sistémica para entender los procesos de mapeo de espacios geográficos, graficarlos, representarlos, aplicarlos y mejorar sus desempeños. 8. Practica en su accionar valores humanos propios de la profesión en diversos escenarios organizacionales y tecnológicos relacionados a la geoinformación, fomentando el desarrollo de las ciencias y artes; respetando la diversidad cultural y equidad de género. 9. Lidera proyectos de desarrollo espaciales o geográficos auto-sustentados, con espíritu emprendedor. 10. Demuestra en su accionar personal y profesional una cultura protectora del ambiente. ESPECÍFICAS: 1. Desarrolla el pensamiento lógico, independiente, crítico y creativo, aplicando conocimientos de la asignatura orientados a dar solución a problemas aplicando el método científico de investigación, herramientas tecnológicas y diversas fuentes de información mostrando liderazgo en el trabajo grupal con honestidad. 1
ELEMENTO DE COMPETENCIA: Controla los procesos de producción de mapeo de los espacios Geográficos a través de estándares de calidad RESULTADO FINAL DEL APRENDIZAJE El estudiante debe aprovechar la existencia de herramientas tecnológicas, como los Sistemas de Información Geográfica, para poder representar los fenómenos de la naturaleza de manera conjunta con las posibles manifestaciones de contaminación ambiental y así facilitar el manejo de información para la toma de decisiones. CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA A LA FORMACIÓN PROFESIONAL: Esta asignatura en su primera parte enfatiza la necesidad de conocer el entorno geográfico con sus propias características, poder ubicarse en el contexto geográfico mediante sistemas de coordenadas; dar nombre y atributos a sus componentes geográficos, así como emplear e interpretar el uso de una carta topográfica o mapa, mediante la lectura de su simbología. Mientras que en su segunda parte, esto es el conocimiento del alcance y aplicaciones de los sistemas de información geográfica, mediante el empleo de sus componentes, herramientas de ingreso de información gráfica y alfanumérica, para la alimentación de una base de datos, la misma que le facilitará posteriormente para con el uso de un software especializado, manipular esta información almacenada y expresar mediante salidas a pantalla o en medio físico (papel) los diferentes análisis en materia geoambiental, y que con la habilidad de pensamiento e ingenio del estudiante podrá interpretar los resultados en beneficio de su especialidad, en cualquier orden. 2. SISTEMA DE CONTENIDOS Y PRODUCTOS DEL APRENDIZAJE POR UNIDADES DE ESTUDIO No. 1 UNIDADES DE ESTUDIO Y SUS CONTENIDOS Unidad 1: Introducción a los SIG Contenidos de estudio: Qué es un SIG? Definición de SIG Por qué es necesario un SIG? Funciones requeridas para un SIG Qué hay en...? Dónde está...? Cómo ha cambiado...? Qué datos están relacionados...? Qué pasa si..? Cuál es la ruta óptima? Adquisición de datos y pre procesamiento Administración y recuperación de la base de datos Medición y análisis espacial Salida gráfica y visualización Componentes de un SIG Hardware Software Datos Métodos EVIDENCIA DEL APRENDIZAJE Y SISTEMA DE TAREAS Producto de la unidad: Manejo adecuado de los conceptos y definiciones de un SIG. Alimentación de la BD geográfica con reconocimiento de los diferentes aspectos y atributos de los mismos. Tareas Levantamiento de los datos espaciales con apoyo de cartas, mapas y otros medios. Análisis y reconocimiento de datos útiles para una BD: relacionales u orientados a objetos. Organización y funcionamiento de los datos en una BD. 2
Técnicos 2 3 SIG como una ciencia multidisciplinaria Sistema de información de tierras (lis land information system ) Mapeo automático y manejo de instalaciones (AM/FM: automated mapping and facilities management ) Sistema de información de recursos Sistema de información de planificación Sistema de manejo de datos espaciales Aéreas de aplicaciones SIG Manejo de instalaciones Manejo de medio ambiente y recursos naturales Redes Planificación e ingeniería Sistema de información de tierras SIG como infraestructura de información Estandarización Uso de datos / información compartidos Conexión en red Enfoque multidisciplinario Procedimiento interoperativo UNIDAD 2 Geodatabases Contenidos de estudio: El Dato Geográfico Naturaleza de los datos espaciales. Tipos de datos espaciales. Componentes de los datos espaciales. La cartografía e imágenes digitales. Bases de datos espaciales Sistema manejador de bases de datos. Tipos de bases de datos: BD Relacionales BD Orientados a Objetos Unidad 3: Modelos de Datos Producto de unidad: Determinación y generación de una Geodatabase los diferentes aspectos y atributos de los mismos. Tareas Levantamiento de los datos espaciales con apoyo de cartas, mapas y otros medios. Análisis y reconocimiento de datos útiles para una BD: relacionales u orientados a objetos. Organización y funcionamiento de los datos en una BD.. Producto de unidad: Elaboración de mapa temático simple que indica el conocimiento y la habilidad adquirida. 3
Modelos Vector - Raster Modelo Vector: o Estructura vector. o Digitalización (Fuente vector) Modelo Raster: o Estructura raster. o Fuente raster. o Datos raster. o Operaciones raster. Comparación vector-raster. Tarea principal 1: Identifica con seguridad el uso de datos vector y de datos raster. Entiende el funcionamiento y lógica de un SIG. Reconoce y utiliza las herramientas del software para el manejo de datos geográficos y las BD. Análisis SIG Consultas simples. Operaciones entre capas y superposición. Análisis de proximidad, densidad, de redes, reclasificación, de superficies. Los SIG y sus múltiples aplicaciones. 1 RESULTADOS Y CONTRIBUCIONES A LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES: LOGRO O RESULTADOS DE APRENDIZAJE A. Aplicar Conocimientos en matemáticas, ciencia e ingeniería. B. Diseñar, conducir experimentos, analizar e interpretar datos. C. Diseñar sistemas, componentes o procesos bajo restricciones realistas. D. Trabajar como un equipo multidisciplinario. E. Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería. F. Comprender la responsabilidad ética y profesional. NIVELES DE LOGRO A Alta B Media G. Comunicarse efectivamente. H. Entender el impacto de la ingeniería en el contexto medioambiental, económico y global. I. Comprometerse con el aprendizaje continuo. J. Conocer temas contemporáneos. K. Usar técnicas, habilidades y herramientas prácticas para la ingeniería. C Baja El estudiante debe Resuelve problemas geográficos usando los SIG Analizar e interpretar datos de espaciales Diseñar procesos de estudio Procesar información para defender en foros Resolver problemas de aplicación Resolver problemas con responsabilidad y honestidad Exponer temas de investigación sobre problemas geográficos y medio ambientales. 4
FORMAS Y PONDERACIÓN DE LA EVALUACIÓN TÉCNICAS E INSTRUMENTOS 1er Parcial 2do Parcial 3er Parcial Tareas 2 2 2 Investigación 2 2 2 Lecciones Pruebas 4 4 4 Laboratorios/informes 2 2 2 Evaluación conjunta 6 6 6 Producto de unidad Defensa del Resultado final del aprendizaje y documento 4 4 4 Total: 20 20 20 2 PROYECCIÓN METODOLÓGICA Y ORGANIZATIVA PARA EL DESARROLLO DELA ASIGNATURA ( se planteará la proyección de los métodos de enseñanza y de aprendizajes que se utilizarán, en especial deberá quedar reflejado la aplicación del ciclo de aprendizaje tratado en el programa de capacitación masiva a los docentes de la ESPE) Se emplearan variados métodos de enseñanza para generar un aprendizaje de constante actividad, para lo que se propone la estructura siguiente: Se diagnosticará conocimientos y habilidades adquiridas, el nivel de desarrollo de las operaciones del pensamiento, el cumplimiento de normas de comportamiento, cualidades y valores que se poseen. Con la ayuda de lluvia de ideas se indagará lo que conoce el estudiante, como lo relaciona, que puede hacer con la ayuda de otros, qué puede hacer solo, qué ha logrado y qué le falta alcanzar según el objetivo a lograr. A través de preguntas y participación de los estudiantes el docente recuerda los requisitos previos de aprendizaje (RAP) que permite al docente conocer cuál es la línea de base a partir del cual incorporará nuevos elementos de competencia, en caso de encontrar deficiencias enviará tareas para atender los problemas individuales. Plantear interrogante a los estudiantes para que den sus criterios y puedan asimilar la situación problema. Se iniciará con explicaciones orientadoras del contenido de estudio, donde el docente plantea los aspectos más significativos, los conceptos, leyes y principios y métodos esenciales; y propone la secuencia de trabajo en cada unidad de estudio como: lecturas a realizar, aplicaciones de los fenómenos químicos relacionados a la carrera, gráficas, solución de problemas, planteamiento de hipótesis y regularidades, verificación de conceptos, análisis y resolución de problemas básicos y de profundización, aplicaciones a la carrera, investigaciones bibliográficas, entre otros. Se buscará que el aprendizaje se base en el análisis y solución de problemas; usando información en forma significativa; favoreciendo la retención; la comprensión; el uso o aplicación de la información, los conceptos, las ideas, los principios y las habilidades en la resolución de problemas de la vida real. Se trabajará obteniendo información teórica, aplicaciones de diversos autores para la comprensión de fenómenos, leyes principios, teoría que permitan la solución de problemas. Se realizarán proyectos, para experimentar una situación profesional real (casa abierta); desarrollar el 5
pensamiento creativo; para utilizar los informes e instrumentos; desarrollar la capacidad de cooperación, trabajo en equipo y sentido de responsabilidad. Se buscará la resolución de casos para favorecer la realización de procesos de pensamiento complejo. Se realizan ejercicios orientados a la carrera y otros propios del campo de estudio. La evaluación cumplirá con las tres fases: cognoscitiva, valores y destrezas, valorando el desarrollo del estudiante en cada tarea y en especial en los productos integradores de cada unidad; Realización de prácticas de laboratorio El empleo de las TIC en los procesos de aprendizaje: (se expresará una proyección del empleo de las TIC en los procesos de aprendizaje) Para optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje, se utilizará un laboratorio con el siguiente software y hardware: computador, proyector multimedia. Elaboración de videos. Realización de prácticas de laboratorio 3 DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO: TOTAL HORAS CONFERENCIAS ORIENTADORAS DEL CONTENIDO CLASES PRÁCTICAS (Talleres) LABORATORIOS CLASES DEBATES CLASES EVALUACIÓN Trabajo autónomo del estudiante 64 22 12 12 6 12 64 4 TETO GUÍA DE LA ASIGNATURA TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL 5 BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA Sistemas de Información Geográfica ARONOFF, Stanley. Geographic Information Systems: A Management Perspective. Ottawa, WDL Publications. 1989. BOSQUE SENDRA, Joaquín. Sistemas de Información Geográfica. Ediciones RIALP. 1992 BURROUGH P.A. Principles of Geographical Information Systems for Land Resource Assessment. Clarendon Press. 198 CRISTANCHO PÉREZ, José Alberto. Conceptos Básicos de Análisis y Modelamiento. Centro de Investigación en Percepción Remota -CIAF-. IGAC-. Notas de Clase., IGAC. 2003. CÉSPEDES, Claudia; MUÑOZ, Álvaro; ORELLANA, Cristian; PÉREZ, Claudio. Bases de Datos Espaciales. Universidad de Concepción. Chile. 2002 MAYA, Jaime. Fundamentos De Sistemas de Información Geográfica. Centro de Investigación en Percepción Remota -CIAF-. IGAC-. Notas de Clase., IGAC. 2000. CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN PERCEPCIÓN REMOTA -CIAF-. IGAC-. Notas de Clase. Fundamentos De Sistemas de Información Geográfica, IGAC. 2004. 6
D.J. MAGUIRE, M.F. GOODCHILD & D.W. RHIND (Eds.), Geographical Information: Principles and Aplications, Essex (England), Longman Scientific & Technical, 1991. DEPARTAMENTO DE ASUNTOS ECONÓMICOS Y SOCIALES. DIVISIÓN DE ESTADÍSTICA. ONU. Manual De Sistemas de Información Geográfica Y Cartografía Digital. Naciones Unidas. Nueva York. 2002. GUTIÉRREZ PUEBLA, Javier. GOULD, Michael. SIG: Sistemas de Información Geográfica. Editorial SÍNTESIS. 1994. HARMON, Jhon y ANDERSON, Steven. The Design and Implementation of Geographic Information System. Jhon Wiley & Sons Inc. New Jersey. USA. 2003 HUHOLD, William, LEVINSOHN, Allan. Managing Geographic Information System Projects. Oxford University Press. 1995 INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. -IGAC-. Conceptos Básicos De Sistemas de Información Geográfica Y Aplicaciones En Latinoamérica. Subdirección de Cartografía, IGAC. 1995 INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. -IGAC-. Guía Metodológica para la Formulación del Plan de Ordenamiento Territorial Urbano. Aplicable a Ciudades. Bogotá, IGAC. 1996 MOLDES TEO, Javier. Tecnología de los Sistemas de Información Geográfica. Ed. RA-MA. Madrid. 1995 RIGAU, Philippe; SCHOLL Michel y VOISARD, Agnès. Spatial Databases. With application to GIS. Morgan Kaufmann Publishers. San Francisco CA. USA. 2002. ZEILER, Michael. Modeling our World. ESRI. United States of America. 1999 Antenucci John C., Brown Kay, Croswell Peter L., Kevany Michael J., Archer Hugh. 1991. Geographic Information Systems, A guide to the technology. Van Nostrand Reinhold. Berry, Joseph K. 1995. Spatial Reasoning For Effective Gis Bonham-Carter, Graeme F. 1994. Geographic Information Systems for Geoscientists: Modelling with GIS by Pergamon, Computer Methods in the Geosciences, Vol. 13, 1994, 398 p. MAGUIRE, D.J., 1991. An overview and definition of GIS. En: Geographical Information Systems. Principles and applications. Volume 1: Principles. Maguire, D.J., Goodchild, M.F. y Rhind, D., 1991. Longman Scientific & Technical, Essex, pp. 9-20. KENDALL, Kenneth E. Análisis Y Diseño De Sistemas. 3a. Edición. ED PRENTICE HALL,1991 LAUDON, Kenneth C. Administración De Los Sistemas De Información. 3a. Edición. ED. PRENTICE HALL,1996 SENN, James A. Análisis Y Diseño De Sistemas De Información.2ª. Edición. ED. MCGRAW-HILL WHITTEN, Jeffrey; BENTLEY, Lonnie y BARLOW, Victor. Análisis y Diseño De Sistemas de Información. McGRAW HILL. 199 Bases de Datos BATINI Carlo, CERI Stefano, NAVATHE Shamkant. DISEÑO CONCEPTUAL DE Bases de Datos. Ed. Addison-Wesley/Diaz de Santos. Wlilmington,Delaware, EUA. 1994. C. J. DATE. Introducción a los Sistemas de Bases de Datos. ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA. Quinta Edición. 1993. DELGADO Alberto. Microsoft SQL Server. Prentice Hall. Madrid-España. 1999. KORTH Henry, SILBERSCHATZ Abraham. Fundamentos de Base de Datos. McGRAW-HILL. Madrid 1995. RIGAU, Philippe; SCHOLL Michel y VOISARD, Agnès. Spatial Databases. With application to GIS. Morgan Kaufmann Publishers. San Francisco CA. USA. 2002. Interpretación de Imágenes CAMACHO, Milton y MELO, Hernando. IGAC-CIAF. Manual de Interpretación de Imágenes de Sensores Remotos. 2004 CHUVIECO, Emilio, Fundamentos de Teledetección Espacial. Ediciones RIALP. Madrid. 199 MONTOYA, Antonio. Percepción Remota y Procesamiento Digital de Imágenes. Principios Básicos. Bogotá D.C. IGAC-CIAF, 199 Cartografía BLACHUT, Teodor, CHRZANOWSKI, Adam y SAASTAMOINEN, Jouko. Cartografía y Levantamientos Urbanos. Dirección General de Geografía del Territorio Nacional. México, 1980. Instituto Geográfico Agustín Codazzi IGAC-. Principios de Cartografía Temática. IGAC. Bogotá D.C. 1998. Instituto Geográfico Agustín Codazzi IGAC-. Uso de Mapas y Fotografías Aéreas, IGAC. Bogotá D.C. 1990. Infraestructura de Datos Espaciales GRUPO ICDE IGAC. La Gestión De Información Como Herramienta De Modernización Institucional, En El Marco De Las Infraestructuras De Datos Espaciales. IGAC. Diciembre de 2002 AMAYA GOMEZ, Wilmar. Hacia Una Infraestructura De Datos Espaciales En Colombia. Geoconvergencia. V1 No.4. 1998 6 LECTURAS PRINCIPALES QUE SE ORIENTAN REALIZAR LIBROS REVISTAS SITIOS WEB TEMÁTICA DE LA LECTURA PÁGINAS Y OTROS DETALLES Tecnologías de la Información 1. http://latingeo.espe.edu.ec Geográfica 7