PDF de programación - Capitulo 4. Tecnologías en los Sistemas de Información Geográfica

Tecnologías en los Sistemas de Información Geográfica

Capítulo 4



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4. Tecnologías en los Sistemas de Información Geográfica

Sistema Portátil de Consultas Geográficas
Capitulo 4



La incursión de la tecnología en diversos campos de la ciencia logró una

notable evolución en cuanto a los métodos de procesamiento y almacenado de

datos, permitiendo de una manera más rápida y sencilla el realizar análisis

complejos y resolver problemas. Un ejemplo de este gran cambio es el manejo de

información cartográfica digital, que de una representación de tipo espacial del

medio natural (vegetación, suelos y ríos) y humano (carreteras, uso del suelo)

aumentó su campo de acción hacia la creación de mapas de gran complejidad y el

desarrollo de modelos digitales sobre el terreno.



Debido a estos antecedentes los Sistemas de Información Geográfica (SIG)

han comenzado a cobrar gran importancia como herramienta en la toma de

decisiones; no solo en la geografía, sino también en aquellas ciencias que están

enfocadas principalmente en la planificación territorial, la resolución de problemas

ambientales y socioeconómicos [López, Posada y Moreno, 2000] y en los últimos

años hacia la mercadotecnia. Su aparición en la industria a finales del siglo XX se

debe principalmente al bajo costo de los programas y el alto nivel de

procesamiento de datos. En la actualidad empresas mexicanas como PEMEX y

CEMEX ocupan esta herramienta para guiar sus excavaciones y actividades de

campo, lo que les ha permitido ahorrar millones de pesos [Morales, 2001]. En el

comercio, estos sistemas han ayudado a planear la factibilidad de localización de

nuevas sucursales según factores como demografía, áreas de influencia,

búsquedas de rutas y recorridos mínimos, por ejemplo.

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4.1 Sistemas de información Geográfica (SIG)

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Según la National Center for Geographic Information and Analysis

(N.C.G.I.A.) podemos definir a un SIG como: "... un sistema de hardware, software

y procedimientos diseñados para facilitar la obtención, gestión, manipulación,

análisis, modelado y salida de datos espacialmente referenciados, para resolver

problemas complejos de planificación y gestión" [NCGIA, 2002]. Otra definición es

la que da la Association for Geographic Information (AGI) y el Departamento de

Geografía de la Universidad de Edimburgo los cuales lo definen como: “...un

sistema de ordenadores para obtener, almacenar, integrar, manipular, analizar y

representar datos relativos a la superficie terrestre" [AGI, 2002]. Al leer estas 2

definiciones podemos concluir que ambas lo ven como un sistema que los ayuda a

manipular, analizar y representar información.



4.1.1 Inicios



Los inicios sobre estos sistemas se remonta hasta principios de la década

de los 60’s, cuando bajo una estructura ráster y vectorial1 que combinaba la

cartografía con los datos necesarios para la gestión forestal de Canadá, Roger

Tomlinson con apoyo de IBM desarrolló el Canadian Geographic Information

System (C.G.I.S.). Poco tiempo después Ian McHarg escribe Design with Nature,

este libro plantea el concepto de S.C.A (Análisis de Capacidad /Susceptibilidad) el

cual se convertiría con el tiempo en la metodología SIG. Este es un método

1 Estos conceptos serán definidos más adelante en la Sección 4.1.3.

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manual que aplica superposiciones transparentes de matrices binarias, sin

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embargo tenia diversos problemas como la imposibilidad de ponderar variables

(por ser binario), gran determinismo y el aumento de la dificultad de uso cada vez

que se trataba de combinar una mayor cantidad de documentos.



Es en los 70’s cuando universidades norteamericanas se interesan por el

desarrollo de SIG’s ocupando el concepto S.C.A de McHarg. El resultado fue un

conjunto de sistemas matriciales o raster que se caracterizan por la sencillez, el

bajo costo, el no poder manejar atributos y ser aplicables a espacios muy

limitados. Los mas notables son SYMAP y GRID de la Universidad de Harvard y el

Map Analysis Package (MAP) de Yale. Otro sistema que salió por esas mismas

fechas fue DIME el cual fue el primer sistema en manejar una topología completa.

A finales de esta década el Laboratorio de Harvard desarrolla ODYSSEY, el cual

es un SIG vectorial con superposición de polígonos mediante geometría

coordinada.



Debido al gran estudio realizado por estos laboratorios, los años 80’s se

convirtieron en la época de mayor auge y desarrollo de los SIG’s, principalmente

vectoriales. Es aquí cuando se vuelven un producto industrial, ejemplo de ello es

ARC/INFO del Instituto de Investigaciones de Sistemas Ambientales (ESRI). En la

actualidad los SIG’s se distinguen por ser sistemas que integran cada vez más los

conceptos ráster y vectoriales, el aumento de comunicación entre sistemas e

interfaces de usuario y el uso de herramientas basadas en la metodología

orientada a objetos.

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El siguiente paso en el desarrollo de los SIG es su integración en los

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llamados sistemas de soporte de decisiones, en los sistemas de sobremesa

(divulgación de la cartografía y de la Información Geográfica), los sistemas y

servidores de información geográfica en red y distribuidos (Internet) y los llamados

SIG móviles el cual aplicamos en esta tesis (aplicación de los SIG en el ámbito de

dispositivos móviles).



4.1.2 Funcionalidad



Existen al menos cinco argumentos básicos que fundamentan la utilización

de un SIG (Domínguez, 2000), los cuales son:

• Permite gestionar un gran volumen de información a diferentes escalas y

proyecciones.

• Realiza comparaciones entre escalas y perspectivas emulando una cierta

capacidad de representación de diferentes lugares al mismo tiempo, esto es

algo que llamamos análisis vicariante.

• Admite multiplicidad de aplicaciones y desarrollos; poniendo a nuestra

disposición herramientas informáticas estandarizadas.

• Diferencia entre cambios cualitativos y cuantitativos; aportándonos una gran

capacidad de cálculo.

•

Integra espacialmente datos tabulares y geográficos junto a cálculos sobre

variables (topología).



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Debido a esto es posible afirmar que los SIG son una herramienta cada vez

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más utilizada e imprescindible para todas aquellas personas que utilizan

información geográfica. Las dos respuestas fundamentales que un SIG contesta

por medio de los mapas (según Cebrián, 1994) son:



• ¿Cuáles son las características de las localizaciones incluidas en un área

dada?

• ¿Cuál es la distribución espacial de un cierto tipo de objeto?



4.1.3 Cartografía Digital



Tradicionalmente podemos definir a los mapas como archivos que

almacenan objetos geométricos tales como polígonos, líneas y puntos. Sin

embargo hay otro tipo de mapas que mediante el uso de matrices tratan al

territorio como un todo continuo en un sistema cartesiano. En el primer caso

hablamos de un SIG vectorial (Fig. 4.1) y en el segundo de un SIG matricial o

ráster (Fig. 4.2).



Un sistema vectorial significa que representa el territorio a través de

vectores, los cuales se localizan en el espacio por medio de coordenadas que

especifican un origen y un destino. Las características del objeto representado van

asociadas al mismo en forma de atributos, ejemplo de estos son: clase, tamaño,

color, tipo de línea y grosor de la línea.

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Iglesia

Camino

Población

Figura 4.1 Representación Vectorial



Los SIG matricial o ráster también llamados mapa de bits, son aquellos



que realizan sus cálculos a través de una estructura matricial en la que cada celda

o píxel tiene un valor y una localización determinadas, logrando con ello que todo

el territorio descrito tenga un valor. Podemos asignar valores binarios cuando

queramos representar la existencia o ausencia de un objeto o podemos ocupar

valores decimales para representar variables continuas. Esta modalidad de mapas

se destina para imágenes vía satélite y fotos aéreas.



Figura 4.2 Representación Matricial

En ambos sistemas la diferencia fundamental se basa en la estructura de

los datos espaciales, las relaciones topológicas, el volumen físico de la

información y en los métodos de análisis.

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4.1.4 Procesamiento de la información

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Un SIG tiene una dependencia total de las fuentes de información de las

que se alimenta, es decir, dependemos de la escala, el ajuste y la veracidad de los

datos. Según Domínguez (2000) será imposible superar esta barrera a menos

que nosotros seamos nuestra propia fuente de información.



Los datos que maneja un SIG podemos dividirlos en 2 grupos: Tablas y

Gráficos. Las tablas están formadas por todos aquellos datos de estructura tabular

que pueden ser relacionados con el territorio o superficie a analizar. El segundo

grupo in