proyecto final base de datos espaciales

8/13/2019 Proyecto Final Base de Datos Espaciales

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ndiceResumen Ejecutivo.... Pg. 04Captulo I - Introduccin....Pg. 05Captulo I - Objetivos Generales... Pg. 06Captulo I - Objetivos especficos..Pg. 06

Captulo I - Justificacin..... Pg.07Captulo IDelimitacin.Pg. 08Captulo IITecnologa de Base de Datos Espaciales.Pg. 09Captulo II - Introduccin a las bases de datos espacialesPg. 09

Captulo II - Infraestructura de Datos EspacialesPg. 10

Captulo II - Descripcin de la Informacin Geogrfica.... Pg. 10

Captulo II - Definicin de Objetos Geomtricos (Spatial Schema and Simple Feature

Specification) .... Pg. 12

Captulo II - lgebra de Bases de Datos Espaciales.. Pg. 14

Captulo II - Mtodos de Acceso Espacial... Pg. 14Captulo II - Lenguajes de Consulta Espacial.... Pg. 15

Captulo II - Datos Espaciales..... Pg. 16

Captulo II - Definicin de operaciones y funciones sobre los datos Geomtricos

(Simple Feature Specification for SQL).... Pg. 17

Captulo II - Implementacin Grfica.... Pg. 17

Captulo II - Almacn de datos espacial...... Pg. 18

Captulo II - Base de datos espaciales Modelado Conceptual.. Pg. 19

Captulo II - Minera de Datos Espacial.... Pg. 21

Captulo III - Caso de Estudio Aplicado.... Pg. 21Captulo III - Google Earth... Pg. 23

Captulo IV - Lneas de Investigacin y Aplicacin... Pg. 24

Captulo IV - Historia del desarrollo de los SIG... Pg. 24

Captulo IV - Sistema de Informacin Geogrfica.... Pg. 27

Captulo IV - Composicin de un SIG.... Pg. 28

Captulo IV - Las principales funciones de un SIG.. Pg. 28

Captulo IV - Modelos de datos de un SIG..... Pg. 29

Captulo IV - Modelo de datos de GEODATABASE.Pg. 32

Captulo IV - Beneficios de una GEODATABASE.. Pg. 32Captulo IV - Tipos de fuentes de datos... Pg. 34

Captulo IV - Aplicaciones BDE... Pg. 35

Captulo IV - SIG Puros.... Pg. 35

Captulo IV - Funcionamiento de un SIG.... Pg. 36

Captulo IV - Tcnicas utilizadas en los Sistemas de Informacin Geogrfica... Pg. 37

Captulo IV - La representacin de los datos.Pg. 37


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Captulo IV - Ventajas y desventajas de los modelos raster y vectorial.... Pg. 40

Captulo IV - La Captura de los Datos.... Pg. 41

Captulo IV - Conversin de Datos Raster-Vectorial...... Pg. 43

Captulo IV - Anlisis Espacial Mediante SIG.... Pg. 43

Captulo IV - Modelo topolgico...Pg. 44Captulo IV - Redes..Pg. 44

Captulo IV - Software SIG.... Pg. 45

Captulo IV - SIG de escritorio.... Pg. 45

Captulo IV - Bibliotecas y extensiones espaciales... Pg. 46

Captulo IV - SIG mviles.... Pg. 47

Captulo IV - Comparativa de software SIG...... Pg. 47

Captulo IV - El Futuro de los SIG..... Pg. 49

Captulo IV - Cartografa en entornos web.... Pg. 50

Captulo IV - La tercera dimensin..... Pg. 50

Captulo IV - Semntica y SIG..... Pg. 51

Captulo IV - Bases de datos con extensiones para bases de datos espaciales.Pg. 51

Captulo V - Conclusiones y Resultados... Pg. 55

Bibliografa...... Pg. 56


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Resumen ejecutivo

Una Base de Datos Espacial permite describir los objetos espaciales que la forman gracias a tres

caractersticas bsicas: atributos, localizacin y topologa. Los atributos no son ms que las

caractersticas del objeto para saber qu es lo que son. La localizacin, representada por la

geometra del objeto y su ubicacin espacial de acuerdo a un sistema de referencia, nos

permite saber donde esta y cuanto espacio ocupa el objeto. La topologa por medio de las

relaciones conceptuales y espaciales entre los objetos, permite mejorar la interpretacin

semntica del contexto y establecer ciertas jerarquas de elementos a travs de sus relaciones.

Se estudia adems, diversas operaciones sobre los datos espaciales basados en un modelo de

objetos, como son las operaciones de la teora de conjunto, topolgicas, de orientacin y

mtricas. Se establece un paralelo de cmo pueden ser resueltas estas operaciones utilizando

un motor de base de datos con extensin espacial y un software de sistema de informacin

geogrfico clsico. Para ello se utilizan como herramientas el RDBMS Postgresql con su

extensin espacial PostGIS y el software de Sistemas de Informacin Geogrfica ArcView.

Por ltimo se presentan aspectos de accesibilidad y representacin de los datos a travs de un

estudio aplicado, mediante un software de localizacin geogrfica, as como tambin las

diversas lneas de aplicacin en el desarrollo de dicha tecnologa que esta desempeando una

gran labor en las actividades humanas.


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Introduccin

El inicio del desarrollo de los SIG comienza en los aos 60, pero relacionados con diversos

campos de investigacin. A principios de los 80, su uso se hizo ms frecuente gracias aldesarrollo de una tecnologa informtica adecuada, que foment la aparicin de productos SIGen el mercado.

Hoy en da, se estn produciendo fuertes inversiones en el desarrollo de bases de datos deinformacin geogrfica y en sistemas SIG. El uso de los Sistemas de Informacin Geogrfica(SIG) ha aumentado enormemente en las ltimas dcadas pasando del total desconocimiento ala prctica cotidiana.

En la siguiente monografa expondremos el estudio realizado sobre la tecnologa de base de

datos espaciales, su funcionamiento, desarrollo y aplicacin en el rea de las TICs enfocndonosprincipalmente en los Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG), en las diversas lneas deinvestigacin y aplicacin de esta tecnologa tan novedosa, compleja e importante para lasociedad moderna.


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Objetivos Generales

Elaborar una revisin bibliogrfica con respecto a las bases de datos espaciales.

Acercar al lector al estudio de este tema como campo de inters en las bases de datos.

Adquirir nuevas experiencias en la redaccin de trabajos cientficos.

Promover el trabajo en equipo.

Introducir al receptor, en lo que es una base de datos espacial, su uso y utilidad, y los

beneficios que proporcionan en los sistemas de localizacin geogrfica.

Objetivos Especficos

Crear inters en el estudio de las bases de datos espaciales a nivel regional

Servir de gua de introduccin a diversas tecnologas que involucran las bases de datosespaciales.

Servir de motivacin para que compaeros se involucren en el desarrollo ymejoramiento de tecnologas ya existentes, en especial aquellas que son de cdigoabierto.

Mediante la explicacin de un software de localizacin geogrfica., introducir a loscompaeros en el uso de una base de datos espacial para creacin de proyectospersonales.


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Justificacin

Debido al avance de la tecnologa, es necesario que el programador actual conozca diversos

tipos de paradigmas que correspondan a diferentes actividades que el mismo logra a lo largo de

su trabajo, para esto es necesario aprender las bases y en este caso nuestros asuntos a tratar

en el presente documento son las bases creacin y manipulacin de bases de datos espaciales.

Es necesario que el desarrollador de software y el analista de base de datos sepa como lograr la

compleja tarea de levantar una base de datos de tipo geogrfica., que principios debe seguir,

que herramientas puede utilizar y en que campos puede ser til el aprender a hacer esta tareas.

Todo esto es necesario ya que actualmente vemos sistemas de informacin geogrficos

automatizados en todos lados: a nivel de aplicacin de escritorio, a nivel web, a nivel industrial,

a nivel mvil, en campos como la inteligencia artificial. Incluso es necesario involucrar al

estudiante a participar de proyectos tipo comunidad como el desarrollo de diversas

herramientas GIS, el mejoramiento de extensiones para SGBD, aplicaciones personales entre

otros.

Nuestro trabajo trata de llevar ese inters a los nuevos desarrolladores, para seguir

profundizando en el estudio de diferentes paradigmas de bases de datos y diferentes sistemas

de gestin de bases de datos.


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Delimitacin

Para que este trabajo investigativo se lleva a cabo es necesario la consulta de diversos tipos de

fuentes, en primer lugar fuentes generales como libros y enciclopedias, en segundo lugar

fuentes mas especificas como los ensayos que existen desarrollados sobre el tema y otras

publicaciones, por ultimo documentacin relacionada al tema de la cual abunda en el internet,

pero siendo crticos de cual informacin es de relevancia y cual no.

Tambin es necesario adems de la investigacin bibliogrfica, el crear un caso de uso sencillo

en donde poder utilizar aquello que se ha aprendido para lograr algo que pueda ser de

provecho para usuarios y otros desarrolladores que necesiten ayuda sobre este mismo tema,

para esto hay sitios web de desarrolladores y adems contamos con el sitio code.google.com.


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Captulo II Tecnologa de Base de Datos Espaciales

Introduccin a las Bases de Datos Espaciales

Base de datos espaciales o spatial database es un sistema que administra las bases de datosencargadas de manejar datos que existen en un espacio o datos espaciales.

En las bases de datos espaciales es importante establecer un cuadro de referencia (un SRE o

Sistema de Referencia Espacial) para definir la localizacin y relacin entre objetos, ya que los

datos usados tienen un valor importante dentro de la base de datos espacial. Si bien los

sistemas de referencia espacial pueden ser de dos tipos:

Georreferenciados: se establecen sobre la superficie terrestre, se utilizan de forma

comn, ya que son muy manejables, perceptibles y son utilizados como referencia.

No Georreferenciados: son sistemas de valor fsico cuya utilidad se da en ciertas

ocasiones.

La creacin de una base de datos geogrfica conlleva un nivel de abstraccin que permita el

poder manejar los datos del entorno real a datos que puedan ser manipulables por un lenguaje

de computador. Este proceso de abstraccin tiene varios niveles o pasos:

Inicia en la creacin de la estructura de la base datos generalmente en capas; en esta

fase, y dependiendo de lo til que sea la informacin a compilar se selecciona las capastemticas que se desean incluir, esto conlleva una dificultad ya que se desea

descomponer la informacin de un plano real a elementos ms sencillos como puntos,

lneas y polgonos.

En segundo lugar, como toda base de datos, existen relaciones que el sistema de gestin

de base de datos no puede obviar; la topologa siendo el mtodo matemtico lgico

para realizar estas relaciones, llega a ser muy compleja debido a la cantidad de factores

que interactan o se relacionan en un plano real.


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Una Base de Datos Espacial permite describir los objetos espaciales que la forman a travs de

tres caractersticas bsicas:

Atributos: representan caractersticas de los objetos que nos permiten saber qu es lo

que son. Localizacin: representada por la geometra del objeto y su ubicacin espacial de

acuerdo a un sistema de referencia, permite saber dnde est el objeto y qu espacio

ocupa.

Topologa: definida por medio de las relaciones conceptuales y espaciales entre los

objetos, permite mejorar la interpretacin semntica del contexto y establecer ciertas

jerarquas de elementos a travs de sus relaciones.

Por otro lado, desde el punto de vista tecnolgico, una Infraestructura de Datos Espaciales debe

incluir datos y atributos geogrficos, metadatos, mtodos de bsqueda, de visualizacin y

mecanismos para proporcionar acceso a los datos espaciales. Se estudian aspectos relacionados

con las tecnologas y estndares de datos espaciales, el modelamiento conceptual y lgico, el

almacenamiento de objetos espaciales y los metadatos que los describen, as como tambin, las

operaciones del lgebra relacional y funciones geomtricas que pueden operar sobre uno o un

conjunto de objetos relacionados conceptual o espacialmente. Todos estos aspectos

considerados fundamentales cuando se quiere compartir informacin espacial.

Se estudia adems, diversas operaciones sobre los datos espaciales basados en un modelo de

objetos, como son las operaciones de la teora de conjunto, topolgicas, de orientacin y

mtricas.

Infraestructura de Datos Espaciales

Una IDE es una iniciativa necesaria para almacenar, gestionar, permitir el acceso,

entregar y fomentar la utilizacin de datos espaciales.

Una IDE est completamente dirigida a facilitar y coordinar el hecho de compartir e

intercambiar los datos espaciales;

La primera generacin de desarrollos IDEs nace a mediados de los 80s.

Descripcin de la Informacin GeogrficaUn tema de mucha importancia al momento de incorporar las capacidades de una base de

datos espacial a una infraestructura de datos espaciales (IDE), es que sta est desarrollada

siguiendo los estndares para la descripcin, definicin espacial, operacin y acceso a

informacin geogrfica.


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En particular, las iniciativas existentes para la creacin de estndares de datos espaciales,

llevadas a cabo por la Internacional Standard Organization (ISO) y el OpenGIS Consortium (OGC)

proveen estndares para la informacin geogrfica.

Un modelo de datos geogrfico es una abstraccin del mundo real que emplea un conjunto deobjetos para soportar el despliegue de mapas, consultas, edicin y anlisis. Los datos

geogrficos, presentan la informacin en representaciones subjetivas a travs de mapas y

smbolos, que a su vez a nivel geogrfico simbolizan formas geomtricas, redes, superficies,

ubicaciones e imgenes, a los cuales se les asignan sus respectivos atributos que los definen y

describen.

Un dato espacial es una variable asociada a una localizacin del espacio. Normalmente seutilizan datos vectoriales, los cuales pueden ser expresados mediante tres tipos de objetosespaciales.

Puntos

Se encuentran determinados por las coordenadas terrestres medidas por latitud y longitud. Porejemplo, ciudades, accidentes geogrficos puntuales, hitos.

Lneas

Objetos abiertos que cubren una distancia dada y comunican varios puntos o nodos, aunquedebido a la forma esfrica de la tierra tambin se le consideran como arcos. Lneas telefnicas,carreteras y vas de trenes son ejemplos de lneas geogrficas.

Polgonos

Figuras planas conectadas por distintas lneas u objetos cerrados que cubren un readeterminada, como por ejemplo pases, regiones o lagos.De esta forma la informacin sobre puntos, lneas y polgonos se almacena como una coleccin

de coordenadas (x, y). La ubicacin de una caracterstica puntual, pueden describirse con un

slo punto (x, y). Las caractersticas lineales, pueden almacenarse como un conjunto de puntos

de coordenadas (x, y). Las caractersticas poligonales, pueden almacenarse como un circuito

cerrado de coordenadas. La otra forma de expresar datos espaciales es mediante rasterizacin,

la cual, a travs de una malla que permite asociar datos a una imagen; es decir, se pueden

relacionar paquetes de informacin a los pxeles de una imagen digitalizada.


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Definicin de Objetos Geomtricos (Spatial Schema and Simple FeatureSpecification)Adems del estndar para la descripcin de la informacin geogrfica, si se desea acceder a

informacin geogrfica desde un repositorio de datos espaciales, se requiere que este

repositorio adopte tambin estndares de definicin de objetos geomtricos y de operadores yfunciones para el tratamiento de los datos.

Los motores de bases de datos espaciales como el Oracle Spatial y PostGIS adoptan el estndar

del OpenGIS que define datos geomtricos de tipo point, linestring, polygon, multipoint,

multilinestring, multipolygon y geometry collection (ISO/TC 211 19107 2001) (ISO/TC 211

19125-2 2001) (OGC 2006) (Postgis 2006) (Oracle 2005) fundndose en un modelo espacial

basado en objetos. En el caso de PostGIS un atributo geomtrico de un elemento espacial slo

puede almacenar uno de estos tipos, a diferencia de OracleSpatial que puede almacenar ms

de uno (por ejemplo, polygon y multipolygon en una misma columna.

Esto presenta un problema en la implementacin de funciones geomtricas que pudieran

retornar elementos de ms de un tipo. Adems, OpenGIS define dos formas de representar los

objetos espaciales, adoptadas por PostGIS:

(WKT) Well-know text como los ejemplos anteriores

(WKB) Well-know binary. Las dos formas guardan informacin del tipo de objeto y sus

coordenadas.

Adems la especificacin OpenGIS requiere que los objetos incluyan el identificador del sistema

de referencia espacial (SRID), el cual es requerido cada vez que se inserta una instancia en un

objeto espacial. El modelo conceptual de los objetos espaciales est formado por tres tablas

(figura1): una que define el objeto en si, y otras dos tablas de metadatos para definir el sistema

de referencia espacial, llamada SPATIAL_REF_SYS y la columna o atributo geomtrico, llamada

geometry_column (OGC 2006)(ISO/TC 21119125-2 2001).

La implementacin en lenguaje SQL de las tablas de metadatos de objetos espaciales, son

definidas en los estndares de especificacin de objetos (OGC 2006),(ISO/TC 211 19125-22001).

Las bases de datos espaciales adoptan estos estndares pues utilizan como lenguaje bsico el

SQL, sin embargo cada uno de los motores puede implementar diferentes variaciones lo que va

en desmedro de la interoperatividad.


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lgebra de Bases de Datos EspacialesEl lgebra utilizada se denomina lgebra ROSE(RObust Spatial Extension) el cual est basada en

los tipos de datos espaciales reales (STD - spatial data types), pero en este caso, los objetos no

estn definidos en el espacio Euclidiano continuo sino que en trminos de la malla que

discretiza el espacio, esto debido a que los clculos computacionales son discretos. Losoperadores espaciales se definen de la siguiente forma.

Operadores de seleccin

Query puntual (PQ): Dado un punto p, encontrar todos los objetos espaciales O

que lo contienen. PQ(p)={O|p pertenece a O.G }

Ry de Rango o regin (WQ): Dado un polgono P de consulta, encuentre todos

los objetos O que intersecan P. Cuando P es rectangular, se llama windows query

WQ(P)={O|O.G P.G }

Agregacin espacial: Es una variante de bsqueda por vecino ms cercano. Dado

un objeto O, encuentre los objetos o que tiene una mnima distancia de o.

NNQ(o')={o|para todo o: dist(o'.G,o.G) dist(o'.G,o.G)}

Join espacial: Es uno de los ms importantes operadores. Cuando dos tablas R y

S son unidas basado en un predicado espacial , la unin de las tablas es llamada

espacial. Una variante de este operador en SIG es la superposicin de mapas

(map overlay). Este operador combina dos conjuntos de objetos espaciales paraformar un nuevo conjunto. Las fronteras de este conjunto son determinadas por

los atributos no espaciales asignados por la operacin de superposicin. Por

ejemplo, si la operacin asigna un mismo valor de un atributo no espacial a dos

objetos vecinos, ellos se juntan o mezclan.

Mtodos de Acceso Espacial

Al no poderse accesar a los datos a travs de un modelo de Arbol-B por problemas yamencionados, se necesita tener mtodos de acceso alternativo, tales como: las PAM (Point

Access Method), Arbol-R, las SAM(Spatial Access Method), los cuales se utilizan de acuerdo altipo de dato en el que est la base de datos espacial ya sea raster o vectorial.


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Aunque se han creado los benchmarks que comparan diferentes mtodos, los resultados noson concluyentes, pero se recomienda utilizar cualquiera de ellos. Un ndice Arbol-R aproximacada geometra en un nico rectngulo que la acota minimizando los espacios llamado MBR(Minimal Bounding Rectangle) y organiza una coleccin de objetos espaciales en una jerarquadonde las hojas contienen punteros a los datos y los nodos intermedios contienen el rectngulo

mnimo que contiene a sus sub-hojas. Todas las hojas aparecen al mismo nivel. Cada entrada auna hoja es una tupla (R,O), donde R es el MBR y O es el objeto. Cada nodo intermedio es untupla (R,P), donde R es el MBR que contiene los rectngulos hijos apuntados por P.

Lenguajes de Consulta Espacial

Las bases de datos espaciales no tienen un conjunto de operadores que sirvan como elementos

bsicos para la evaluacin de consultas ya que estas manejan un volumen extremadamente

grande de objetos complejos no ordenados en una dimensin. Es por esto que existen

algoritmos complejos para evaluar predicados espaciales. Las consultas son realizadas

generalmente en SSQL (Spatial SQL), el cual introduce, mediante extensiones, los distintosconceptos del lgebra ROSE dentro del lenguaje SQL estndar, es decir, utiliza las clusulas

SELECT-FROM-WHERE para las tres operaciones en el lgebra relacional (proyeccin algebraica,

producto cartesiano y seleccin). Las tres categoras fundamentales de consultas en un sistema

de informacin espacial son:

Consultas exclusivamente de propiedades espaciales. Ejemplo: "Traer todos los pueblosque son cruzados por un ro".

Consultas sobre propiedades no espaciales. Ejemplo: "Cuantas personas viven enValdivia".

Consultas que combinan propiedades espaciales con no espaciales. Ej: "Traer todos losvecinos de un cuadra localizada en Los Angeles"

En el lenguaje SSQL, el ejemplo del segundo punto se escribira de la siguiente forma.SELECT poblacin FROM ciudades WHERE nombre= "Valdivia"

El otro tipo de consultas, para los datos obtenidos mediante rasterizacin, es llamado PSQL(Pictoral SQL) donde cada objeto espacial se extiende mediante un atributo loc(localizacin) elcual es referenciado en la clusula SELECT para una salida grfica y una clusula especfica paratratar relaciones espaciales. Tambin se destaca en los lenguajes de modelado de lainformacin espacial a GML que es una estructura para almacenar y compartir datos

geogrficos. Es una codificacin del modelo geomtrico de rasgo simple del OGC (OpenGeospatial Consortium simple feature) usando XML. Un rasgo geogrfico(geographic feature)es definido por el OGC como "una abstraccin del fenmeno del mundo real, si ste estasociado con una posicin relativa a la Tierra". Por tanto, es posible hacer una representacindel mundo real con un conjunto de rasgos. La especificacin de un rasgo viene dada por suspropiedades, las que pueden pensarse definidas como un triple (nombre, tipo, valor). Si esterasgo es geogrfico entonces la propiedad tendr un valor geomtrico. Por tanto, un rasgo


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simple del OGC es aquel cuya propiedad geomtrica est restringida a una geometra simple enla que sus coordenadas estn definidas en dos dimensiones y en el caso de existir una curva,sta es sujeta a una interpolacin lineal.

Datos Espaciales

Los datos espaciales son aquellos que conciernen a fenmenos que ocurren por encima, sobre ydebajo de la superficie terrestre. Para su manejo en computadora, estos datos e informacionesse representan dentro de mapas, produciendo una estructura mucho ms compleja que unmapa en papel. Un mapa es un objeto complejo porque contiene a otros objetos. Por ejemplo,contiene distintos tpicos o temas, como son: parcelas de terreno, ros, vas de comunicacin,etc. Los temas tienen a su vez un componente geogrfico y un componente descriptivo.

Las bases de datos espaciales se utilizan normalmente para guardar una variedad deinformacin dependiendo del dominio de la aplicacin elegida. Los datos geogrficos necesitana menudo ser peridicamente actualizados en cuanto a la informacin con la que cuenta

(valores), como de los cambios en el dominio de la aplicacin. Una base de datos, proponemecanismos para almacenar la informacin de una manera tan cercana como sea posible a larepresentacin de datos del mundo real.

Hoy en da, la cantidad de datos que han sido ingresados en las bases de datos espaciales, noestn lejos de exceder nuestra habilidad para reducir y analizar los datos sin el uso de tcnicasde anlisis automatizadas. Muchas bases de datos espaciales, comerciales transaccionales ycientficas crecen a una proporcin fenomenal.

La tecnologa SIG integra operaciones comunes de base de datos tales como preguntas yanlisis estadsticos con la visualizacin nica y los beneficios geogrficos de anlisis ofrecidos

por mapas. Estas distinguen un SIG de los otros sistemas de informacin, en su amplio uso enempresas pblicas y privadas para explicar sucesos, al predecir resultados, y estrategiasplanificadas.

Este captulo incluye definiciones y componentes de las bases de datos espaciales,representaciones de la informacin geogrfica, datos espaciales, consultas, ndices,herramientas de software SIG y sistemas manejadores de bases de datos.


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Definicin de operaciones y funciones sobre los datos Geomtricos (Simple

Feature Specification for SQL)

As como es importante la descripcin y la definicin de la informacin espacial, es de igual

importancia la definicin de operaciones y funciones que permitan su real implementacin y

uso. El estndar para la implementacin de la especificacin de objetos geomtricos en SQL(OGC 2006) define tres categoras de funciones sobre objetos de tipo geomtrico:

(1) funciones bsicas que permiten la descripcin de un objeto geomtrico.

(2) funciones de consulta de relacin espacial ente dos geometras.

(3) funciones que implementan operadores espaciales.

El primer grupo de funciones permite conocer la descripcin de un objeto geomtrico a travs

del tipo de geometra (POINT, LINESTRING, POLYGON, MULTYPOINT, GEOMETRYCOLLECTION),

dimensin (2D 3D), sistema de referencia utilizado (SRID), geometra en los formatos WKT o

WKB, entre otras caractersticas. El segundo grupo de funciones est orientado a conocer eltipo de relacin espacial que existe entre dos objetos geomtricos. Estas funciones se

implementan a travs de un nombre de funcin que recibe como parmetros los campos de

geometra de ambos objetos y retorna verdadero o falso dependiendo si se da o no el tipo de

relacin consultada entre stos. Dentro de estas funciones es posible conocer por ejemplo si

dos objetos son iguales, estn disjuntos, se intersectan, si uno contiene a otro, si son

adyacentes o se cruzan.

Por ltimo, el tercer grupo de funciones implementa operaciones sobre una o dos geometras

las cuales se definen por un nombre de funcin que recibe como parmetros de entrada, elnombre de uno o dos campos geomtricos y otros parmetros numricos si se requieren, y

entrega como salida una nueva geometra. Dentro de estas funciones es posible conocer la

geometra resultante de la interseccin, unin y diferencia entre dos geometras, adems de un

buffer de una cierta dimensin alrededor de una geometra, entre otras operaciones.

Implementacin Grfica

Quiz el mayor desaliento a trabajar puramente con bases de datos espaciales es que los

administradores no incluyen interfases para la visualizacin y tratamiento de los datos de forma

grfica, al igual que los sistemas de informacin geogrficos. Sin embargo, existen numerosasalternativas de software libre (OpenSource) que incorporan capacidades de conexin con bases

de datos espaciales y en especial con PostGIS. Dentro de estas opciones se encuentran sistemas

de informacin geogrfica de escritorio, as como tambin software que proporcionan servicios

de OpenGIS (Manso 2006) y paquetes de libreras (PostGIS 2006).


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Dentro de los sistemas de informacin geogrficos de escritorio, con conexin a PostGIS, se

encuentra GvSIG, Udig y Quantum-GIS, entre otros. Dentro de los software servidores se

encuentra MapServer, GeoServer y Deegree entre otros. As como tambin existen paquetes de

libreras como CEOS (de Java Topology Suite) utilizada por PostGIS para la implementacin de

funciones topolgicas y GDAL PostGIS que permite el manejo de datos raster.

Almacn de datos espacial

Almacn de datos espacial es una coleccin de datos orientados al tema, integrados, no

voltiles, variantes en el tiempo y que aaden la geografa de los datos, para la toma de

decisiones. Sin embargo la componente geogrfica no es un dato agregado, sino que es una

dimensin o variable en la tecnologa de la informacin, de tal manera que permita modelar

todo el negocio como un ente holstico, y que a travs de herramientas de procesamiento

analtico en lnea (OLAP), no solamente se posea un alto desempeo en consultas

multidimensionales sino que adicionalmente se puedan visualizar espacialmente los resultados.

El almacn de datos espacial forma el corazn de un extensivo Sistema de Informacin

Geogrfica para la toma de decisiones, ste al igual que los SIG, permiten que un gran nmero

de usuarios accedan a informacin integrada, a diferencia de un simple almacn de datos que

est orientado al tema, el Data warehouse espacial adicionalmente es Geo-Relacional, es decir

que en estructuras relacionales combina e integra los datos espaciales con los datos

descriptivos.

Actualmente es geo-objetos, esto es que los elementos geogrficos se manifiestan comoobjetos con todas sus propiedades y comportamientos, y que adicionalmente estn

almacenados en una nica base de datos Objeto-Relacional. Los Data Warehouse Espaciales son

aplicaciones basadas en un alto desempeo de las bases de datos, que utilizan arquitecturas

Cliente-Servidor para integrar diversos datos en tiempo real. Mientras los almacenes de datos

trabajan con muchos tipos y dimensiones de datos, muchos de los cuales no referencian

ubicacin espacial, a pesar de poseerla intrnsecamente, y sabiendo que un 80% de los datos

poseen representacin y ubicacin en el espacio, en los Data warehouse espaciales, la variable

geogrfica desempea un papel importante en la base de informacin para la construccin del

anlisis, y de igual manera que para un Data warehouse, la variable tiempo es imprescindible en

los anlisis, para los Data warehouse espaciales la variable geogrfica debe ser almacenada

directamente en ella.


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Base de datos espaciales Modelado Conceptual

Realizaciones: Los diagramas de entidad relacional (ER) son comnmente utilizados en el diseo

del modelo conceptual de una base de datos.

Se han propuesto muchas extensiones para extender el diagrama de entidad relacional para

hacer el modelado conceptual de aplicaciones espaciales ms fcil y ms intuitivo. Uno de esoses la extensin del uso de pictogramas. Un pictograma es un icono grfico que puede

representar una entidad espacial o una relacin espacial entre las entidades espaciales. La idea

es proporcionar construcciones para capturar la semntica de las aplicaciones espaciales y al

mismo tiempo para mantener la simple representacin grfica. La figura 2 proporciona

diferentes tipos de pictogramas para las entidades espaciales y relaciones. En el siguiente texto

se definen pictogramas para representar entidades espaciales y relaciones, y su gramtica en

forma grfica.

- Pictograma: Un pictograma es una representacin del objeto insertado en el interior de

una caja. Estas representaciones icnicas se utilizan para ampliar los diagramas ER y seinsertan en lugares apropiados dentro de las cajas entidad. Una entidad de pictograma

puede ser de una forma bsica o una forma definida por el usuario.

- Forma:La forma es el elemento grfico bsico de un pictograma que representa a los tipos

geomtricos en el modelo de datos espaciales. Puede ser una forma bsica, un multishape,

una forma derivada, o una forma alternativa. Ms los objetos tienen formas simples

(bsica) (Figura 1 B).

-

Forma bsica: En un modelo de vector de los elementos bsicos son puntos, lneas ypolgonos. En un ejemplo, la silvicultura, el usuario puede querer a una institucin como un

punto (0-D), un ro o una red de carreteras como lneas (1-D) y reas forestales como

polgonos (2-D). (figura 1A)

- Multi-Forma:Para hacer frente a objetos que no pueden ser representados por las formas

bsicas, podemos utilizar un conjunto de formas agregadas. Cardinalidad se utiliza para

cuantificar mltiples formas. Por ejemplo, una red de ro que se representa como una

escala de pictograma lnea tendr cardinalidad 0 (Figura 1 B y E)

- Forma Derivado: Si la forma de un objeto se deriva de las formas de otros objetos, su

pictograma est en cursiva. Por ejemplo, podemos derivar un lmite del bosque (polgono)

de sus "tipo de bosque" lmites (polgono), o un contorno pas de las fronteras estatales

constituyentes (Figura 1 C y G).


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- Forma alternativa:formas alternativas se pueden utilizar para el mismo objeto en funcin

de determinadas condiciones, por ejemplo, unidades de tamao inferior a X estn

representadas como puntos, mientras que las unidades mayores de X estn representados

como polgonos. Las formas alternativas se representan como una concatenacin de

posibles pictogramas. Del mismo modo, se necesitan mltiples formas para representarobjetos a diferentes escalas, por ejemplo, a mayores escalas un lago pueden ser

representados como puntos, y a escalas ms bajas como polgonos (Figura 1 D y H)

- Cualquier forma posible: Una combinacin de formas est representada por un smbolo

comodn * dentro de una caja, lo que implica que cualquier geometra es posible (Figura 1

E).

- User-Defined Shape: Apart from the basic shapes of point, line and polygon, user-defined

shapes are possible. User-defined shapes are represented by an exclamation symbol (!)

inside a box (Figure 1 A)

- Pictogramas de relacin:Relacin pictogramas se utilizan para modelar la relacin entre las

entidades. Por ejemplo, parte de la relacin se utiliza para modelar entre una ruta y una

red, o puede ser utilizado para modelar la particin de un bosque en masas forestales

(Figura 1 C).


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Minera de Datos Espacial

Minera de datos espacial o Data mining espacial es utilizado para la investigacin de

informacin y conocimiento por lo general importante. Sus mtodos pueden ser usados para

entender los datos espaciales, descubrir relaciones entre datos espaciales y no espaciales,

reorganizar los datos en bases de datos espaciales y de forma sencilla determinar suscaractersticas generales. Mtodos de minera de datos espacial:

Basados en generalizacin: requieren la implementacin de jerarquas de conceptosdentro de las bases de datos espaciales, pueden ser temticas o espaciales. Un ejemplode jerarqua temtica; seria los cuervos y las lechuzas son aves. Un ejemplo de Jerarquaespacial puede ser generalizando varios puntos en un mapa como una regin y un grupode regiones como un pas.

Reconocimiento de patrones: Usado para el reconocimiento de fotografas, imgenestextos u otros, de forma automtica y por categora.

Agrupamientos: Se utiliza para agrupar o asociar datos que sean parcialmente similares.

Exploracin de asociaciones espaciales: Permite el descubrimiento de reglas para asociarobjetos espaciales.

Aproximacin y agregacin: A partir de las caractersticas que contenga el grupo dedatos permite obtener el conocimiento.

Captulo III - Caso de Estudio Aplicado

La georreferenciacin o geolocalizacin hace referencia al posicionamiento con el que se define

la localizacin de un objeto espacial (representado mediante punto, vector, rea, volumen) en

un sistema de coordenadasy datumdeterminado. Este proceso es utilizado frecuentemente enlos Sistemas de Informacin Geogrfica.

La georreferenciacin, en primer lugar, posee una definicin tecnocientfica aplicada a la

existencia de las cosas en un espacio fsico, mediante el establecimiento de relaciones entre las

imgenes de raster o vector sobre una proyeccin geogrfica o sistema de coordenadas. Por

ello, la georreferenciacin se convierte en central para los modelados de datos realizados por

los Sistemas de Informacin Geogrfica(SIG).

Un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG o GIS, en su acrnimoingls -GeographicInformation System-) es una integracin organizada de hardware,softwareydatos geogrficos

diseada para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en todas sus formas la

informacin geogrficamente referenciada con el fin de resolver problemas complejos de

planificacin y gestin. Tambin puede definirse como un modelo de una parte de la realidad

referido a un sistema de coordenadas terrestre y construido para satisfacer unas necesidades

concretas de informacin. En el sentido ms estricto, es cualquier sistema de informacin capaz


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de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir y mostrar la informacin geogrficamente

referenciada.

En un sentido ms genrico, los SIG son herramientas que permiten a los usuarios crear

consultas interactivas, analizar la informacin espacial, editar datos, mapas y presentar losresultados de todas estas operaciones.

El SIG funciona como una base de datoscon informacin geogrfica (datos alfanumricos) que

se encuentra asociada por un identificador comn a los objetos grficos de un mapa digital. De

esta forma, sealando un objeto se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando por un

registro de la base de datos se puede saber su localizacin en la cartografa.

Por otro lado, Google Earth es un programa informtico similar a un Sistema de Informacin

Geogrfica (SIG), creado por la empresa Keyhole Inc., que permite visualizar imgenes en 3D del

planeta, combinando imgenes de satlite, mapas y el motor de bsqueda de Google que

permite ver imgenes a escala de un lugar especfico del planeta.

A partir de esta secuencia didctica, los alumnos podrn aproximarse al trabajo colaborativo,

realizando investigaciones y registrando los resultados con diferentes aplicaciones web. Se

crear un wiki que les servir para documentar las siguientes actividades y as dar cuenta del

proceso de aprendizaje.

Se establecer el concepto de geolocalizacin y se instalar el software Google Earth para las

actividades futuras.

Pueden optar por armar un blog en vez de un wiki. Notar que el wiki permite la estructura de

un website, mientras que el blog registra las entradas en forma cronolgica, lo cual puede

dificultar la lectura y localizacin del registro. Es importante que todos los grupos trabajen con

la misma herramienta (o blogs o wikis) para que no se generen inconvenientes a partir de esta

diferencia. En caso de optarse por el registro en blog, uno de los miembros del grupo tomar el

rol de administrador e invitar a los dems participantes a publicar en el espacio de trabajo.


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Google Earth

El programa "Google Earth" que la empresa Google lanz a fines de junio de 2005 presenta un

revolucionario salto en el entendimiento de las interfases tradicionales, conocidas en la relacin

del usuario con Internet. Planteamos que la herramienta desarrollada y presentada al mundo

tiene la capacidad de cambiar radicalmente la forma en que nos relacionamos con la Internet,desde un espacio de interfase basada en la Web semntica tradicional, caracterizada por

diferentes modos de vinculacin entre contenidos e informacin en general, hacia una Web

GeoSemntica basada en la visualidad y cercana fsico-virtual del interoperador. En primer

lugar constituye una herramienta descomunal puesto que el espacio real del planeta es

tridimensionalizado (dimensin geoespacial) por medio de dispositivos pticos satelitales, y

adems es aumentado en su potencia informativa por mltiples cubiertas (overlays) de

informacin adicional cualitativa y cuantitativa sobre las propiedades fsicas general y por tanto

cualidades humanas del lugar, especialmente en mbitos urbanos. La Web geosemntica tiende

a reconfigurar la manera en que nos ubicamos en espacios virtuales, creando la posibilidad deestablecer una correlacin visual en tiempo real del espacio fsico en que existe determinado

dato, pgina, nodo o usuario.

Google Earthes un programa informtico similar a un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG),creado por la empresa Keyhole Inc., que permite visualizar imgenes en 3D del planeta,combinando imgenes de satlite, mapas y el motor de bsqueda de Google que permite verimgenes a escala de un lugar especfico del planeta.


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Keyhole era en un principio un programa de pago hasta que el 27 de octubre de 2004 fuecomprado por Google. El 21 de mayo de 2005 Keyhole pas a llamarse Google Earth. En juniode 2005 teniendo como principal novedad, aparte del cambio de nombre y de dueo, que elprograma dispona de una versin gratuita (a diferencia de Keyhole que era de pago en todassus versiones, aunque era posible contar con una versin de prueba por tiempo limitado). En

este programa tambin se incorpora Maps que sirve para encontrar las calles, avenidas ynegocios y ampliarlas de una manera muy tangible.

Captulo IV - Lneas de Investigacin y Aplicacin

Historia del desarrollo de los SIGHace unos 15.000 aos en las paredes de las cuevas de Lascaux (Francia) los hombres de Cro-Magnon pintaban en las paredes los animales que cazaban, asociando estos dibujos con trazaslineales que, se cree, cuadraban con las rutas de migracin de esas especies. Si bien este

ejemplo es simplista en comparacin con las tecnologas modernas, estos antecedentestempranos imitan a dos elementos de los Sistemas de Informacin Geogrfica modernos: unaimagen asociada con un atributo de informacin.

Mapa original del Dr. John Snow. Los puntos son casos de clera durante la epidemia en Londres de 1854. Las crucesrepresentan los pozos de agua de los que beban los enfermos.

En 1854 el pionero de la epidemiologa, el Dr. John Snow, proporcionara otro clsico ejemplode este concepto cuando cartografi, en un ya famoso mapa, la incidencia de los casos declera en el distrito de Soho en Londres. Este protoSIG, quiz el ejemplo ms temprano delmtodo geogrfico, permiti a Snow localizar con precisin un pozo de agua contaminadocomo la fuente causante del brote.


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Si bien la cartografa topogrfica y temtica ya exista previamente, el mapa de John Snow fueel nico hasta el momento, que, utilizando mtodos cartogrficos, no solo representaba larealidad, sino que por primera vez analizaba conjuntos de fenmenos geogrficosdependientes.El comienzo del siglo XX vio el desarrollo de la "foto litografa" donde los mapas eran separados

en capas. El avance del hardware impulsado por la investigacin en armamento nuclear daralugar, a comienzos de los aos 60, al desarrollo de aplicaciones cartogrficas paracomputadores de propsito general.

El ao 1962 vio la primera utilizacin real de los SIG en el mundo, concretamente en Ottawa(Ontario, Canad) y a cargo del Departamento Federal de Silvicultura y Desarrollo Rural.Desarrollado por Roger Tomlinson, el llamado Sistema de Informacin Geogrfica de Canad(Canadian Geographic Information System, CGIS) fue utilizado para almacenar, analizar ymanipular datos recogidos para el Inventario de Tierras Canad (Canada Land Inventory, CLI) -una iniciativa orientada a la gestin de los vastos recursos naturales del pas con informacincartogrfica relativa a tipos y usos del suelo, agricultura, espacios de recreo, vida silvestre, avesacuticas y silvicultura, todo ello escala de 1:50.000. Se aadi, as mismo, un factor declasificacin para permitir el anlisis de la informacin.

El Sistema de Informacin Geogrfica de Canadfue el primer SIG en el mundo similar a tal ycomo los conocemos hoy en da, y un considerable avance con respecto a las aplicacionescartogrficas existentes hasta entonces, puesto que permita superponer capas de informacin,realizar mediciones y llevar a cabo digitalizaciones y escaneos de datos. Asimismo, soportabaun sistema nacional de coordenadas que abarcaba todo el continente, una codificacin delneas en "arcos" que posean una verdadera topolgica integrada y que almacenaba losatributos de cada elemento y la informacin sobre su localizacin en archivos separados. Como

consecuencia de esto, Tomlinson est considerado como "el padre de los SIG", en particular porel empleo de informacin geogrfica convergente estructurada en capas, lo que facilita suanlisis espacial. El CGIS estuvo operativo hasta la dcada de los 90 llegando a ser la base dedatos sobre recursos del territorio ms grande de Canad. Fue desarrollado como un sistemabasado en una computadora central y su fortaleza radicaba en que permita realizar anlisiscomplejos de conjuntos de datos que abarcaban todo el continente. El software, decano de losSistemas de Informacin Geogrfica, nunca estuvo disponible de forma comercial.

En 1964, Howard T. Fisher form en la Universidad de Harvard el Laboratorio de ComputacinGrfica y Anlisis Espacialen la Harvard Graduate School of Design(LCGSA 1965-1991), donde

se desarrollaron una serie de importantes conceptos tericos en el manejo de datos espaciales,y en la dcada de 1970 haba difundido cdigo de software y sistemas germinales, tales comoSYMAP, GRID y ODYSSEY - los cuales sirvieron como fuentes de inspiracin conceptual para suposterior desarrollos comerciales - a universidades, centros de investigacin y empresas detodo el mundo.


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En la dcada de los 80, M&S Computing (ms tarde Intergraph), Environmental SystemsResearch Institute (ESRI) y CARIS (Computer Aided Resource Information System) emergerancomo proveedores comerciales de software SIG. Incorporaron con xito muchas de lascaractersticas de CGIS, combinando el enfoque de primera generacin de Sistemas deInformacin Geogrfica relativo a la separacin de la informacin espacial y los atributos de los

elementos geogrficos representados con un enfoque de segunda generacin que organiza yestructura estos atributos en bases de datos.

En la dcada de los aos 70 y principios de los 80 se inici en paralelo el desarrollo de dossistemas de dominio pblico. El proyecto Map Overlay and Statistical System (MOSS) se inicien 1977 en Fort Collins (Colorado, EE. UU.) bajo los auspicios de la Western Energy and LandUse Team (WELUT) y el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos (US Fish andWildlife Service). En 1982 el Cuerpo de Ingenieros del Laboratorio de Investigacin de Ingenierade la Construccin del Ejrcito de los Estados Unidos (USA-CERL) desarrolla GRASS comoherramienta para la supervisin y gestin medioambiental de los territorios bajo administracindel Departamento de Defensa.

Esta etapa de desarrollo est caracterizada, en general, por la disminucin de la importancia delas iniciativas individuales y un aumento de los intereses a nivel corporativo, especialmente porparte de las instancias gubernamentales y de la administracin.

Los 80 y 90 fueron aos de fuerte aumento de las empresas que comercializaban estossistemas, debido el crecimiento de los SIG en estaciones de trabajo UNIX y ordenadorespersonales. Es el periodo en el que se ha venido a conocer en los SIG como la fase comercial. Elinters de las distintas grandes industrias relacionadas directa o indirectamente con los SIGcrece en sobremanera debido a la gran avalancha de productos en el mercado informtico

internacional que hicieron generalizarse a esta tecnologa.

En la dcada de los noventa se inicia una etapa comercial para profesionales, donde losSistemas de Informacin Geogrfica empezaron a difundirse al nivel del usuario domsticodebido a la generalizacin de los ordenadores personales o microordenadores.

A finales del siglo XX principio del XXI el rpido crecimiento en los diferentes sistemas se haconsolidado, restringindose a un nmero relativamente reducido de plataformas. Los usuariosestn comenzando a exportar el concepto de visualizacin de datos SIG a Internet, lo querequiere una estandarizacin de formato de los datos y de normas de transferencia. Ms

recientemente, ha habido una expansin en el nmero de desarrollos de software SIG decdigo libre, los cuales, a diferencia del software comercial, suelen abarcar una gama msamplia de sistemas operativos, permitiendo ser modificados para llevar a cabo tareasespecficas.


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Composicin de un SIG

Un SIG est compuesto por:

Software

Proveen las funciones y las herramientas necesarias para almacenar, analizar y

desplegar la informacin geogrfica.

Los principales componentes de los son:

Herramientas para la entrada y manipulacin de la informacin geogrfica.

DBMS

Herramientas para bsquedas geogrficas, anlisis y visualizacin.

GUI

Datos

Es la parte ms importante.

La informacin geogrfica es el elemento diferenciador de un SIG.

La informacin geogrfica tiene tres atributos:

Espacial: delimitacin espacial de cada uno de los objetos geogrficos.

Temtico:datos asociados a una localizacin.

Temporal:describir los cambios ocurridos en el transcurso del tiempo.

Recursos Humanos

Personal que opera, desarrolla y administra el sistema

Establece los planes para aplicarlo en del mundo real.

Resuelve los problemas de E/S de datos

Disea el modelo de BD etc.

Las principales funciones que se llevan a cabo en un SIG son:

Captura de la informacin: normalmente mediante de digitalizacin, procesamiento de

satlite, fotografas, videos y Aero fotogramtricos.

Anlisis: se realiza tanto con los datos grficos como no grficos.

Contigidad de objetos sobre un rea determinada

Coincidencia en la superposicin de objetos sobre un mapa


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La informacin ms importante es la informacin geogrfica en trminos cientficos y

econmicos.

La realidad geogrfica es muy compleja por tres motivos: La diversidad de las partes que la forman

Hay un gran nmero de relaciones

Mundo en continuo cambio

La unidad elemental de informacin geogrfica tiene las siguientes caractersticas:

Espacial

Temtica

Temporal

Los datos geogrficos tienen propiedades especiales que justifican el desarrollo de sistemas de

informacin para su tratamiento.

Existen varias formas de modelar la realidad geogrfica que se diferencian en los principios de

modelado que usan, los medios y elementos para representar los objetos reales y en los

objetivos que persiguen.

Para construir un modelo hay que identificar los objetos de estudio y clasificarlos en funcin desu naturaleza. En geografa se distinguen dos grandes grupos de objetos:

Discretos: pueden ser naturales o artificiales pero tienen una manifestacin fsica con

lmites reconocibles y diferenciables de otros individuos.

Continuos: prcticamente todos aquellos son de origen natural y su delimitacin es

fruto de definiciones. Sus valores son medidas de una caracterstica de una localizacin

espacial determinada.

Modelos de datos de un SIG

El modelo de datos elegido es clave a la hora de implementar un SIG ya que de l dependernlos tipos de anlisis que se harn, el modo de visualizacin de los datos, etc.

El modelo de datos es el conjunto de reglas a utilizar para formar representaciones del

territorio en un entorno digital y discreto.

Los datos espaciales han de codificarse como entidades discretas para poder ser almacenados

en ordenadores, siendo los puntos, lneas y superficies los elementos bsicos de

representacin.


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Muchas formas de modelar la realidad

1- Ejemplo Rios o Cursos de agua:

Un conjunto de lneas que forman una red. Cada segmento de lnea tiene una direccin de flujo,

volumen, y otros atributos asociados. Se puede entonces analizar el flujo hidrolgico o trfico

de buques.

2- Ejemplo de los ros (cont.):

Borde entre dos reas. Un rio puede delimitar departamentos, u otras divisiones polticas, o

puede ser barrera de regiones naturales.


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Como reas que representen bancos y canales de navegacin.


Lneas que forman accidentes geogrficos en un modelo de terreno. Se puede calcular el perfil

de un ro as como su rango de descenso a partir de un modelo de terreno. De esta forma

tambin es posible calcular cuanta agua aporta a un lago, y su potencial caudal.


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Modelo de datos de GEODATABASE

Datos ms inteligentes: comportamiento y relaciones

Brinda un modelo fsico de datos ms representativo (directamente) del modelo lgico

Permite implementar comportamiento asociado a los datos sin escribir cdigo, a travs de

dominios, reglas de validacin y otras funciones.Comportamiento ms especializado o especfico debe ser a travs de cdigo.

Beneficios de una GEODATABASE

Repositorio uniforme de datos geogrficos

El ingreso de datos y la edicin es ms precisa

Los usuarios pueden trabajar con objetos en forma ms intuitiva

Los elementos geogrficos poseen un contexto ms rico

Pueden hacerse mejores mapas (intelligent drawing behavior)

Elementos responden automticamente a cambios en elementos vecinos. Ms formas geomtricas para definir entidades geogrficas

Almacenamiento de grandes cantidades de elementos geogrficos en forma continua.

Varios usuarios pueden editar el mismo conjunto de datos geogrficos en forma

simultnea.

Orientada a objetos: polimorfismo, encapsulamiento, herencia

La informacin que finalmente se maneja en SIG, es la de objetos concretos de la superficie

terrestre que estn perfectamente ubicados bajo un sistema convencional de coordenadas.

Estos objetos tienen una dimensin fsica y una posicin medible en el espacio relativo a la

superficie terrestre.

Un modelo de datos geogrficos es una representacin del mundo real que puede ser usado en

un SIG para producir mapas, realizar consultas y diferentes anlisis.

Este conjunto de objetos espaciales permite a una aplicacin SIG, desplegar mapas, realizar

consultas, edicin y anlisis.


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Existen otros dos tipos de relaciones:

La relacin posicional que informa de dnde est el elemento respecto de un sistema de

coordenadas establecido.

la relacin topolgica que informa de la relacin que tiene el elemento con otros

elementos de su entorno geogrfico prximo.Los objetos se agrupan con otros que tienen caractersticas comunes formando as un mapa

temtico que puede considerarse con una unidad bsica de almacenamiento

Los SIG raster se basan en considerar que existen relaciones de vecindad entre los objetosgeogrficos. El funcionamiento consiste en dividir la zona de estudio en una malla regular de

pequeas celdas (pixeles) y atribuir un valor numrico a cada celda como representacin de su

valor temtico. Cuanto ms pequea sea la malla, la descripcin ser ms precisa pero la

captura de la informacin y su procesamiento sern ms costosos. El uso de este tipo de SIG es

adecuado para objetos geogrficos con lmites difusos.

Los SIG vectoriales usan vectores definidos por pares de coordenadas relativas a algn sistema

cartogrfico para representar los objetos geogrficos. Esta forma de representacin es

adecuada cuando los objetos geogrficos con los que se trabaja, tienen lmites bienestablecidos, como pueden ser fincas, carreteras, etc.


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Tipos de fuentes de datos

Datos primarios:

Acordes con los objetivos de los proyectos.

costosos de obtener.

Ms control sobre los mismos (unidades de medida, los procesos de medicin)

Datos secundarios:

Producidos por otros agentes (normalmente con otras finalidades).


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Aplicaciones BDE

Las bases de datos espaciales comnmente se asocian a sistemas SIS (Sistemas de Informacin

Estratgicos) o SIG (Sistemas de Informacin Geogrfica). La informacin geogrfica contiene

una referencia territorial explicita como latitud y longitud o una referencia implcita como

domicilio o cdigo postal. Las referencias implcitas pueden ser derivadas de referenciasexplicitas mediante geocodificacin. La informacin geogrfica denota la diferencia de un

Sistema de Informacin Geogrfica frente a otro tipo de Sistemas de Informacin; as, la

informacin contiene dos vertientes diferentes: por un lado est la vertiente espacial y por otro

la vertiente temtica de los datos. Las bases de datos de un SIG integran adems la delimitacin

espacial de cada uno de los objetos geogrficos.

SIG PurosUn Sistema de Informacin Geogrfica (SIG o GIS, en ingls Geographic Information System)

formada por una organizacin de hardware, software y datos geogrficos diseada paracapturar, almacenar, manipular, analizar y distribuir en todas sus formas la informacingeogrficamente referenciada para resolver grandes problemas de planificacin y gestingeogrfica. Un SIG tambin es un ejemplo de una parte de la realidad, de un sistema decoordenadas terrestre para satisfacer ciertas necesidades de informacin. En otras palabras, escualquier sistema de informacin capaz de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir ymostrar la informacin geogrficamente. De forma genrica, los SIG son herramientas quepermiten a los usuarios crear consultas interactivas, analizar la informacin espacial, editardatos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones.

La tecnologa de los Sistemas de Informacin Geogrfica puede ser utilizada para

investigaciones cientficas, la gestin de los recursos, gestin de activos, la arqueologa, laevaluacin del impacto ambiental, la planificacin urbana, la cartografa, la sociologa, lageografa histrica, el marketing, la logstica por nombrar unos pocos. Por ejemplo, un SIGpodra permitir a los grupos de emergencia calcular fcilmente los tiempos de respuesta encaso de un desastre natural, el SIG puede ser usado para encontrar los humedales quenecesitan proteccin contra la contaminacin, o pueden ser utilizados por una empresa paraubicar un nuevo negocio y aprovechar las ventajas de una zona de mercado con escasacompetencia.


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Funcionamiento de un SIG

Un Sistema de Informacin Geogrfica puede mostrar la informacin en capas temticaspara realizar anlisis multicriterio complejos

El SIG funciona como una base de datos con informacin geogrfica (datos alfanumricos) quese encuentra asociada por un identificador comn a los objetos grficos de un mapa digital. Deesta forma, sealando un objeto se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando por unregistro de la base de datos se puede saber su localizacin en la cartografa.

La razn fundamental para utilizar un SIG es la gestin de informacin espacial. El sistemapermite separar la informacin en diferentes capas temticas y las almacenaindependientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rpida y sencilla, facilitando alprofesional la posibilidad de relacionar la informacin existente a travs de la topologa de losobjetos, con el fin de generar otra nueva que no podramos obtener de otra forma.Las principales cuestiones que puede resolver un Sistema de Informacin Geogrfica,

ordenadas de menor a mayor complejidad, son:

1. Localizacin: preguntar por las caractersticas de un lugar concreto.

2. Condicin: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema.

3. Tendencia: comparacin entre situaciones temporales o espaciales distintas dealguna caracterstica.

4. Rutas: clculo de rutas ptimas entre dos o ms puntos.

5. Pautas: deteccin de pautas espaciales.

6. Modelos: generacin de modelos a partir de fenmenos o actuaciones simuladas.

Por ser tan verstiles, el campo de aplicacin de los Sistemas de Informacin Geogrfica es muy

amplio, pudiendo utilizarse en la mayora de las actividades con un componente espacial. La

profunda revolucin que han provocado las nuevas tecnologas ha incidido de manera decisiva

en su evolucin.


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Tcnicas utilizadas en los Sistemas de Informacin Geogrfica

La creacin de datos

La teledeteccin es una de las principales fuentes de datos para los SIG. En la imagen artstica una representacin

de la constelacin de satlites RapidEye.

Las modernas tecnologas SIG trabajan con informacin digital, para la cual existen variosmtodos utilizados en la creacin de datos digitales. El mtodo ms utilizado es la digitalizacin,donde a partir de un mapa impreso o con informacin tomada en campo se transfiere a unmedio digital por el empleo de un programa de Diseo Asistido por Ordenador (DAO o CAD) concapacidades de georreferenciacin.

Dada la amplia disponibilidad de imgenes orto-rectificadas (tanto de satlite y como areas),la digitalizacin por esta va se est convirtiendo en la principal fuente de extraccin de datosgeogrficos. Esta forma de digitalizacin implica la bsqueda de datos geogrficos directamenteen las imgenes areas en lugar del mtodo tradicional de la localizacin de formas geogrficas

sobre un tablero de digitalizacin.

La representacin de los datosLos datos SIG representan los objetos del mundo real (carreteras, el uso del suelo, altitudes).Los objetos del mundo real se pueden dividir en dos abstracciones: objetos discretos (una casa)y continuos (cantidad de lluvia cada, una elevacin). Existen dos formas de almacenar los datosen un SIG: raster y vectorial.

Los SIG que se centran en el manejo de datos en formato vectorial son ms populares en el

mercado. No obstante, los SIG raster son muy utilizados en estudios que requieran la

generacin de capas continuas, necesarias en fenmenos no discretos; tambin en estudiosmedioambientales donde no se requiere una excesiva precisin espacial (contaminacin

atmosfrica, distribucin de temperaturas, localizacin de especies marinas, anlisis geolgicos,

etc.).


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Raster:Un tipo de datos raster es, en esencia, cualquier tipo de imagen digital representada enmallas. El modelo de SIG raster o de retcula se centra en las propiedades del espacio ms queen la precisin de la localizacin. Divide el espacio en celdas regulares donde cada una de ellasrepresenta un nico valor.

Interpretacin cartogrfica vectorial (izquierda) y raster (derecha) de elementos geogrficos.

Cualquiera que est familiarizado con la fotografa digital reconoce el pxel como la unidad

menor de informacin de una imagen. Una combinacin de estos pxeles crear una imagen, adistincin del uso comn de grficos vectoriales escalables que son la base del modelovectorial. Si bien una imagen digital se refiere a la salida como una representacin de larealidad, en una fotografa o el arte transferidos a la computadora, el tipo de datos rasterreflejar una abstraccin de la realidad. Las fotografas areas son una forma de datos rasterutilizada comnmente con un slo propsito: mostrar una imagen detallada de un mapa basesobre la que se realizarn labores de digitalizacin. Otros conjuntos de datos raster podrncontener informacin referente a las elevaciones del terreno (un Modelo Digital del Terreno), ode la reflexin de la luz de una particular longitud de onda (por ejemplo las obtenidas por elsatlite LandSat), entre otros.

Los datos raster se compone de filas y columnas de celdas, cada celda almacena un valor nico.Los datos raster pueden ser imgenes (imgenes raster), con un valor de color en cada celda (opxel). Otros valores registrados para cada celda puede ser un valor discreto, como el uso delsuelo, valores continuos, como temperaturas, o un valor nulo si no se dispone de datos. Si bienuna trama de celdas almacena un valor nico, estas pueden ampliarse mediante el uso de lasbandas del raster para representar los colores RGB (rojo, verde, azul), o una tabla extendida deatributos con una fila para cada valor nico de clulas. La resolucin del conjunto de datosraster es el ancho de la celda en unidades sobre el terreno.

Los datos raster se almacenan en diferentes formatos, desde un archivo estndar basado en la

estructura de TIFF, JPEG, etc. a grandes objetos binarios (BLOB), los datos almacenadosdirectamente en Sistema de gestin de base de datos. El almacenamiento en bases de datos,cuando se indexan, por lo general permiten una rpida recuperacin de los datos raster, pero acosta de requerir el almacenamiento de millones registros con un importante tamao dememoria. En un modelo raster cuanto mayores sean las dimensiones de las celdas menor es laprecisin o detalle (resolucin) de la representacin del espacio geogrfico.


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Vectorial

En un SIG, las caractersticas geogrficas se expresan con frecuencia como vectores,manteniendo las caractersticas geomtricas de las figuras.

Representacin de curvas de nivel sobre una superficie tridimensional generada por unamalla TIN.

En los datos vectoriales, el inters de las representaciones se centra en la precisin delocalizacin de los elementos geogrficos sobre el espacio y donde los fenmenos a representarson discretos, es decir, de lmites definidos. Cada una de estas geometras est vinculada a unafila en una base de datos que describe sus atributos. Por ejemplo, una base de datos quedescribe los lagos puede contener datos sobre la batimetra de estos, la calidad del agua o elnivel de contaminacin. Esta informacin puede ser utilizada para crear un mapa que describaun atributo particular contenido en la base de datos. Los lagos pueden tener un rango de

colores en funcin del nivel de contaminacin. Adems, las diferentes geometras de loselementos tambin pueden ser comparadas. As, por ejemplo, el SIG puede ser usado paraidentificar aquellos pozos (geometra de puntos) que estn en torno a 2 kilmetros de un lago(geometra de polgonos) y que tienen un alto nivel de contaminacin.

Dimensin espacial de los datos en un SIG.

Los elementos vectoriales pueden crearse respetando una integridad territorial a travs de laaplicacin de unas normas topolgicas tales como que "los polgonos no deben superponerse".Los datos vectoriales se pueden utilizar para representar variaciones continuas de fenmenos.Las lneas de contorno y las redes irregulares de tringulos (TIN) se utilizan para representar laaltitud u otros valores en continua evolucin. Los TIN son registros de valores en un punto


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localizado, que estn conectados por lneas para formar una malla irregular de tringulos. Lacara de los tringulos representan, por ejemplo, la superficie del terreno.

Ventajas y desventajas de los modelos raster y vectorial

Existen ventajas y desventajas a la hora de utilizar un modelo de datos raster o vector pararepresentar la realidad.

Ventajas

Vectorial Raster

La estructura de los datos es compacta. Almacenalos datos slo de los elementos digitalizados por loque requiere menos memoria para sualmacenamiento y tratamiento.

La estructura de los datos es muysimple.

Codificacin eficiente de la topologa y lasoperaciones espaciales.

Las operaciones de superposicinson muy sencillas.

Buena salida grfica. Los elementos sonrepresentados como grficos vectoriales que nopierden definicin si se ampla la escala devisualizacin.

Formato ptimo para variacionesaltas de datos.

Tienen una mayor compatibilidad con entornos debases de datos relacionales.

Buen almacenamiento de imgenesdigitales

Las operaciones de re-escalado, reproyeccin sonms fciles de ejecutar.

Los datos son ms fciles de mantener y actualizar.

En algunos aspectos permite una mayor capacidadde anlisis, sobre todo en redes.

Desventajas

Vectorial Raster

La estructura de los datos es mscompleja.

Mayor requerimiento de memoria dealmacenamiento. Todas las celdas contienen datos.

Las operaciones de superposicinson ms difciles de implementar y

representar.

Las reglas topolgicas son ms difciles de generar.

Eficacia reducida cuando lavariacin de datos es alta.

Las salidas grficas son menos vistosas y estticas.Dependiendo de la resolucin del archivo raster, loselementos pueden tener sus lmites originales ms omenos definidos.

Es un formato ms laborioso demantener actualizado.


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La Captura de los Datos

Con un par de fotografas areas tomadas endos puntos desplazados, como las de laimagen, se consigue realizar la estereoscopa.

Mediante este paralaje se crea una ilusin deprofundidad que permite al observadorreconocer informacin visual tridimensionalcomo las elevaciones y pendientes del reafotografiada.

La captura de datos y la introduccin de informacin en el sistema consume la mayor parte deltiempo de los profesionales de los SIG. Hay una amplia variedad de mtodos utilizados para

introducir datos en un SIG almacenados en un formato digital.Los datos impresos en papel o mapas en pelcula PET pueden ser digitalizados o escaneadospara producir datos digitales.

Con la digitalizacin de cartografa en soporte analgico se producen datos vectoriales a travsde trazas de puntos, lneas, y lmites de polgonos. Este trabajo puede ser desarrollado por unapersona de forma manual o a travs de programas de vectorizacin que automatizan la laborsobre un mapa escaneado. No obstante, en este ltimo caso siempre ser necesario su revisiny edicin manual, dependiendo del nivel de calidad que se desea obtener.

Los datos obtenidos de mediciones topogrficas pueden ser introducidos directamente en un

SIG a travs de instrumentos de captura de datos digitales mediante una tcnica llamadageometra analtica . Adems, las coordenadas de posicin tomadas a travs un Sistema dePosicionamiento Global (GPS) tambin pueden ser introducidas directamente en un SIG.

Los sensores remotos tambin juegan un papel importante en la recoleccin de datos. Sonsensores, como cmaras, escneres o LIDAR acoplados a plataformas mviles como aviones osatlites.Actualmente, la mayora de datos digitales provienen de la interpretacin de fotografas areas.Para ello se utilizan estaciones de trabajo que digitalizan directamente elementos geogrficos atravs de pares estereoscpicos de fotografas digitales. Estos sistemas permiten capturar datos

en dos y tres dimensiones, con elevaciones medidas directamente de un par estereoscpico deacuerdo a los principios de la fotogrametra.


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Errores topolgicos y de digitalizacin en Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG).

La teleobservacin por satlite proporciona otra fuente importante de datos espaciales. En estecaso los satlites utilizan diferentes sensores para medir la reflectancia de las partes delespectro electromagntico, o las ondas de radio que se envan a partir de un sensor activocomo el radar. La teledeteccin recopila datos raster que pueden ser procesados usandodiferentes bandas para determinar las clases y objetos de inters, tales como las diferentescubiertas de la tierra.

Cuando se capturan los datos, el usuario debe considerar si estos deben ser tomados con una

exactitud relativa o con una absoluta precisin. Esta decisin es importante ya que no soloinfluye en la interpretacin de la informacin, sino tambin en el costo de su captura.


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Adems de la captura y la entrada en datos espaciales, los datos de atributos tambin sonintroducidos en un SIG. Durante los procesos de digitalizacin de la cartografa es frecuente quese den fallos topolgicos involuntarios (dangles, undershoots , overshoots, switchbacks, knots,loops, etc.) en los datos vectoriales y que debern ser corregidos. Tras introducir los datos enun SIG, estos normalmente requerirn de una edicin o procesado posterior para eliminar los

errores citados. Se deber de hacer una "correccin topolgica" antes de que puedan serutilizados en algunos anlisis avanzados y, as por ejemplo, en una red de carreteras las lneasdebern estar conectadas con nodos en las intersecciones.

En el caso de mapas escaneados, quizs sea necesario eliminar la trama resultante generada

por el proceso de digitalizacin del mapa original. As, por ejemplo, una mancha de suciedad

podra unir dos lneas que no deberan estar conectadas.

Conversin de Datos Raster-Vectorial

Los SIG pueden llevar a cabo una reestructuracin de los datos para transformarlos endiferentes formatos. Por ejemplo, es posible convertir una imagen de satlite a un mapa deelementos vectoriales mediante la generacin de lneas en torno a celdas con una mismaclasificacin determinando la relacin espacial de estas, tales como proximidad o inclusin.

La vectorizacin no asistida de imgenes raster mediante algoritmos avanzados es una tcnicaque se viene desarrollado desde finales de los aos 60 del siglo XX. Para ello se recurre a lamejora del contraste, imgenes en falso color as como el diseo de filtros mediante laimplementacin de transformadas de Fourier en dos dimensiones.

Al proceso inverso de conversin de datos vectorial a una estructura de datos basada en un

matriz raster se le denomina rasterizacin.Dado que los datos digitales se recogen y se almacenan en ambas formas, vectorial y raster, unSIG debe ser capaz de convertir los datos geogrficos de una estructura de almacenamiento aotra.

Anlisis Espacial Mediante SIG

Dada la amplia gama de tcnicas de anlisis espacial que se han desarrollado durante el ltimomedio siglo, cualquier resumen o revisin slo puede cubrir el tema a una profundidadlimitada. Este es un campo que cambia rpidamente y los paquetes de software SIG incluyencada vez ms herramientas de anlisis, ya sea en las versiones estndar o como extensiones

opcionales de este. En muchos casos tales herramientas son proporcionadas por losproveedores del software original, mientras que en otros casos las implementaciones de estasnuevas funcionalidades se han desarrollado y son proporcionados por terceros. Adems,muchos productos ofrecen kits de desarrollo de software (SDK), lenguajes de programacin,lenguajes de scripting, etc. para el desarrollo de herramientas propias de anlisis u otrasfunciones.


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Modelo topolgicoUn SIG puede reconocer y analizar las relaciones espaciales que existen en la informacingeogrfica almacenada. Estas relaciones topolgicas permiten realizar modelizaciones y anlisisespaciales complejos. As, por ejemplo, el SIG puede discernir la parcela o parcelas catastralesque son atravesadas por una lnea de alta tensin, o bien saber qu agrupacin de lneas

forman una determinada carretera.

En suma podemos decir que en el mbito de los Sistemas de Informacin Geogrfica seentiende como topologa a las relaciones espaciales entre los diferentes elementos grficos(topologa de nodo/punto, topologa de red/arco/lnea, topologa de polgono) y su posicin enel mapa (proximidad, inclusin, conectividad y vecindad). Estas relaciones, que para el serhumano pueden ser obvias a simple vista, el software las debe establecer mediante un lenguajey unas reglas de geometra matemtica.

Para llevar a cabo anlisis en los que es necesario que exista consistencia topolgica de los

elementos de la base de datos suele ser necesario realizar previamente una validacin ycorreccin topolgica de la informacin grfica. Para ello existen herramientas en los SIG que

facilitan la rectificacin de errores comunes de manera automtica o semiautomtica.

Redes

Clculo de una ruta ptima para vehculos entre unpunto de origen (en verde) y un punto de destino(en rojo) a partir de datos del proyectoOpenStreetMap.

Un SIG destinado al clculo de rutas ptimas paraservicios de emergencias es capaz de determinar elcamino ms corto entre dos puntos teniendo encuenta tanto direcciones y sentidos de circulacincomo direcciones prohibidas, etc. evitando reasimpracticables. Un SIG para la gerencia de una redde abastecimiento de aguas sera capaz dedeterminar, por ejemplo, a cuantos abonadosafectara el corte del servicio en un determinado

punto de la red.

Un Sistema de Informacin Geogrfica puede simular flujos a lo largo de una red lineal. Valores

como la pendiente, el lmite de velocidad, niveles de servicio, etc. pueden ser incorporados al

modelo con el fin de obtener una mayor precisin. El uso de SIG para el modelado de redes

suele ser comnmente empleado en la planificacin del transporte, hidrolgica o la gestin de

infraestructura lineales.


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Software SIG

La informacin geogrfica puede ser consultada, transferida, transformada, superpuesta,procesada y mostradas utilizando numerosas aplicaciones de software. Dentro de la industriaempresas comerciales como ESRI, Intergraph, MapInfo, Bentley Systems, Autodesk o

Smallworld ofrecen un completo conjunto de aplicaciones. Los gobiernos suelen optar pormodificaciones ad-hocde programas SIG, productos de cdigo abierto o software especializadoque responda a una necesidad bien definida.

El manejo de este tipo de sistemas son llevados a cabo generalmente por profesionales dediversos campos del conocimiento con experiencia en Sistemas de Informacin Geogrfica(cartografa, geografa, topografa, etc.), ya que el uso de estas herramientas requiere unaaprendizaje previo que necesita de conocer las bases metodolgicas sobre las que sefundamentan. Aunque existen herramientas gratuitas para ver informacin geogrfica, elacceso del pblico en general a los geodatos est dominado por los recursos en lnea, como

Google Earth y otros basados en tecnologa web mapping.

Originalmente hasta finales de los 90, cuando los datos del SIG se localizaban principalmente engrandes ordenadores y se utilizan para mantener registros internos, el software era unproducto independiente. Sin embargo con el cada vez mayor acceso a Internet/Intranet y a lademanda de datos geogrficos distribuidos, el software SIG ha cambiado gradualmente superspectiva hacia la distribucin de datos a travs de redes. Los SIG que en la actualidad secomercializan son combinaciones de varias aplicaciones interoperables y APIs.

Hoy por hoy dentro del software SIG se distingue a menudo seis grandes tipos de programasinformticos:

SIG de escritorioSon aquellos que se utilizan para crear, editar, administrar, analizar y visualizar los datosgeogrficos. A veces se clasifican en tres subcategoras segn su funcionalidad:

Visor SIG. Suelen ser software sencillos que permiten desplegar informacingeogrfica a travs de una ventana que funciona como visor y donde se puedenagregar varias capas de informacin.

Editor SIG. Es aquel software SIG orientado principalmente al tratamiento previode la informacin geogrfica para su posterior anlisis. Antes de introducir datos

a un SIG es necesario prepararlos para su uso en este tipo de sistemas. Serequiere transformar datos en bruto o heredados de otros sistemas en unformato utilizable por el software SIG. Por ejemplo, puede que una fotografaarea necesite ser ortorrectificada mediante fotogrametra de modo tal quetodos sus pxeles sean corregidos digitalmente para que la imagen representeuna proyeccin ortogonal sin efectos de perspectiva y en una misma escala. Estetipo de transformaciones se pueden distinguir de las que puede llevar a cabo un


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SIG por el hecho de que, en este ltimo caso, la labor suele ser ms compleja ycon un mayor consumo de tiempo. Por lo tanto es comn que para estos casosse suela utilizar un tipo de software especializado en estas tareas.

SIG de anlisis. Disponen de funcionalidades de anlisis espacial y modelizacincartogrfica de procesos.

Sistemas de gestin de bases de datos espaciales o geogrficas(SGBD espacial).Se emplean para almacenar la informacin geogrfica, pero a menudo tambin proporcionan lafuncionalidad de anlisis y manipulacin de los datos. Una base de datos geogrfica o espaciales una base de datos con extensiones que dan soporte de objetos geogrficos permitiendo elalmacenamiento, indexacin, consulta y manipulacin de informacin geogrfica y datosespaciales. Si bien algunas de estas bases de datos geogrficas estn implementadas parapermitir tambin el uso de funciones de geoprocesamiento, el principal beneficio de estas secentra en la capacidades que ofrecen en el almacenamiento de datos especialmentegeorrefenciados. Algunas de estas capacidades incluyen un fcil acceso a este tipo deinformacin mediante el uso de estndares de acceso a bases de datos como los controladoresODBC, la capacidad de unir o vincular fcilmente tablas de datos o la posibilidad de generar unaindexacin y agrupacin de datos espaciales, por ejemplo.

Servidores cartogrficosSe utilizan para distribuir mapas a travs de Internet (vase tambin los estndares de normasOpen Geospatial Consortium WFS y WMS).

Servidores SIGProporcionan bsicamente la misma funcionalidad que los SIG de escritorio pero permitenacceder a estas utilidades de geoprocesamiento a travs de una red informtica.

Clientes web SIGPermiten la visualizacin de datos y acceder a funcionalidades de anlisis y consulta deservidores SIG a travs de Internet o intranet. Generalmente se distingue entre cliente ligero ypesado. Los clientes ligeros (por ejemplo, un navegador web para visualizar mapas de Google)slo proporcionan una funcionalidad de visualizacin y consulta, mientras que los clientespesados (por ejemplo, Google Earth o un SIG de escritorio) a menudo proporcionanherramientas adicionales para la edicin de datos, anlisis y visualizacin.

Bibliotecas y extensiones espaciales

Proporcionan caractersticas adicionales que no forman parte fundamental del programa yaque pueden no ser requeridas por un usuario medio de este tipo de software. Estas nuevasfuncionalidades pueden ser herramientas para el anlisis espacial (por ejemplo, SEXTANTE),herramientas para la lectura de formatos de datos especficos (por ejemplo, GDAL y OGR),herramientas para la correcta visualizacin cartogrfica de los datos geogrficos (por ejemplo,PROJ4), herramientas para funciones geomtricas fundamentales (JTS), o para laimplementacin de las especificaciones del Open Geospatial Consortium (por ejemplo,GeoTools).


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SIG mviles

Se usan para la recogida de datos en campo a travs de dispositivos mviles (PDA,

Smartphone, Tablet PC, etc.). Con la adopcin generalizada por parte de estos de dispositivos

de localizacin GPS integrados, el software SIG permite utilizarlos para la captura y manejo de

datos en campo. En el pasado la recogida de datos en campo destinados a Sistemas deInformacin Geogrfica se realizaba mediante la sealizacin de la informacin geogrfica en

un mapa de papel y, a continuacin, se volcaba esa informacin a formato digital una vez de

vuelta frente al ordenador. Hoy en da a travs de la utilizacin de dispositivos mviles los datos

geogrficos pueden ser capturados directamente mediante levantamientos de informacin en

trabajo de campo.

Comparativa de software SIG

Listado incompleto de los principales programas SIG existentes en el sector y los sistemas

operativos en los que pueden funcionar sin emulacin, as como su tipo de licencia.

SoftwareSIG

Windows

MacOS X

GNU/Linux

BSD Unix Entorno Web Licencia desoftware

ABACODbMAP

S S S S S Java Software nolibre

ArcGIS S No S No S S Software nolibre

AutodeskMap

S No No No No S Software nolibre

BentleyMap


Capaware

S(C++)

No No No No No Libre: GNUGPL

Caris S No No No No S Software nolibre

CartaLinx S No No No No No Software nolibre

El Suri Java Java Java Java Java No Libre: GNU

GE

Smallworld

S ? S ? S S Software no

libre

GenericMappingTools

S S S S S S Libre: GNU

Geomedia

S No No No S S Software nolibre


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GeoPista Java Java Java Java Java S Libre: GNU

GeoServer

S S S S S Java Libre: GNU

GeoStratum

S(Flex

/Java)

S(Flex

/Java)

S(Flex/J

ava)

S(Flex

/Java)

S(Flex

/Java)

S (Flex/Java) Software nolibre

GestorProject -PDAProject

S No No No No Java Software nolibre

GRASS S S S S S MediantepyWPS

Libre: GNU

gvSIG Java Java Java Java Java No Libre: GNU

IDRISI S No No No No No Software no

libreILWIS S No No No No No Libre: GNU

JUMP Java Java Java Java Java No Libre: GNU

Kosmo Java Java Java Java Java En desarrollo Libre: GNU

LatinoGis S No No No No S Software nolibre

LocalGIS Java Java Java Java Java S Libre: GNU

Manifold S No No No No S Software nolibre

MapGuid

e OpenSource

S S S S S LAMP/WAMP Libre: LGNU

MapInfo S No S No S S Software nolibre

MapServer

S S S S S LAMP/WAMP Libre: BSD

Maptitude


MapWindow GIS

S(Acti

veX)

No No No No No Libre: MPL

ortoSky S(C++)

No No No No No Software nolibre

Quantum GIS

S S S S

proyecto final base de datos espaciales

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