Alejandro de Anda Villaseñor: A01226948 Tecnológico de Monterrey Geomática, grupo 1

Alejandro de Anda Villaseñor: A01226948
Tecnológico de Monterrey
Geomática, grupo 1
Introducción a sistemas de información geográfica
Introducción
El término información de sistemas geográficos (GIS) fue publicado por primera vez en los
libros a mediados de 1960. Aunque el término es relativamente nuevo, muchos conceptos
tenían existiendo mucho tiempo atrás. El mapa de superposición fue usado por el cartógrafo
francés Luis-Alexander Berthier hace más de 200 años. El preparó y sobrepuso una serie de
mapas para analizar el movimiento de tropas durante la revolución americana. Otro ejemplo es
el Dr. John Snow, el demostró otro temprano ejemplo ilustrando el valor del concepto de
sobre posición. El sobre puso un mapa de Londres ilustrando donde habían sucedido las
muertes por cólera con otro que contenía la localización de pozos en la ciudad para demostrar
la relación entre esos dos datos. Esos tempranos ejemplos demuestran fundamentos que
todavía comprende el moderno GIS, esto es hacer decisiones basados en el análisis simultáneo
de datos de diferentes tipos, todos localizados espacialmente en una referencia geográfica.
En general, un sistema de información geográfica puede definirse como datos hardware y
software con una organizada estructura de almacenamiento.
GIS es :
1. Recolectar, guardar y recuperar información basada en una localización espacial.
2. Explorar relaciones entre datos que atraen ese ambiente.
3. Analizar los datos relacionados espaciales como ayuda para tomar decisiones sobre ese
ambiente.
4. Desplegar el ambiente seleccionados ambos gráficos y numéricos antes o después del
análisis.
Diferencia entre UTM y GIS
UTM: el sistema de coordenada geográfico es un plano estatal o UTM sistema de
coordenada, latitud y longitud u sistema de coordenada.
En el GIS la precisión del análisis espacial y por lo tanto la validación de decisiones
alcanzadas como resultado de esos análisis son directamente proporcional de la calidad del
espacio relacionado con los datos usados.
Un GIS combina el software convencional de manejo de una base de datos con un
software para manipular datos espaciales. Esta combinación permite simultáneamente
almacenar, recuperar, sobreponer y el despliegue de diferentes datos relacionados
espacialmente.
Los GIS han sido aplicados virtualmente en cualquier campo de actividad imaginable, de
ingeniería a agricultura, y de ciencia medica de epidemiología al manejo de la vida salvaje.
Previsión de inundaciones a gran escala regional, como a nivel estatal, es un ejemplo
particular que ilustra alguna de los beneficios que pueden ser obtenidos usando GIS. Datos
críticos relacionados con la localización introducida en el GIS para predecir la inundación
en todo el estado también incluiría la topografía del estado; del suelo; cubierta vegetal,
número, tamaños y localización de corrientes de drenaje.
La implementación exitosa del GIS depende de la gente con antecedentes y habilidades de
diferentes disciplinas, pero ninguna más importante que la contribución de aquellos que
participaron en el levantamiento ( geomático). Virtualmente cada aspecto que el
levantamiento, y por lo tanto todos los aspectos de este libro, es tener un desarrollo
manejo y uso de GIS. Sin embargo son de vital importancia los sistemas de
posicionamiento global, límite de levantamientos catastrales.
Sistemas de información territorial
Los términos Sistemas de información Gráfica (GIS) y los Sistemas de Información
Territorial (LIS) son comúnmente confundidos. Los dos tienen muchas similitudes, pero
las características que os distinguen a estos dos es que en los LIS su enfoque primario recae
en los registros de datos territoriales. La información recabada en los LIS para una
localidad dada incluye una base de datos espaciales de la información de la parcela de tierra
derivada de la descripción de la propiedad en el U.S. Public Land Siystem; otro tipo de
descripciones legales como medidas, límites y bloques, mucho de eso aplica a las parcelas
en el área; y otros datos catastrales.
Los Sistemas de Información Territoriales y los Sistemas de Información Geográficas
pueden compartir fuentes de datos como red, información de la parcela del propietario y
levantamientos municipales, sin embargo un GIS incorporará datos de una gama más
amplia, y podría incluir layers como topografía, tipos de duelos, cubierta del terreno,
hidrografía, profundidad de los mantos friáticos y muchos más. Por su enfoque más
limitado, existe una tendencia a considerar un LIS como derivado del GIS.
Los LIS son usados para obtener respuestas a preguntas como el dueño o intereses en el
área del terreno, la naturaleza particular de estos intereses. También pueden proveer
información acerca de cuáles recursos y mejoras existen en una cierta área y dar sus valores.
Fuente de datos del GIS y clasificación
Como fue notado antes, las capacidades y beneficios de cualquier GIS están relacionadas
directamente con el contenido y la integridad de esta base de datos. Los datos que son
integrados en el GIS vienen de muchas fuentes y pueden ser de distintas calidades. Para
certificar a un GIS específico, una cantidad substancial de nueva información generalmente
tendrá que ser reunida específicamente para esta fuente de datos. Sin embargo algunos de
esos datos serán obtenidos de fuentes existentes tales como mapas, planos ingenieriles,
fotos aéreas, imágenes satelitales y otros documentos y archivos que fueron desarrollados
para otros propósitos. Construir la fuente de datos es uno de los aspetos mas caros y
retadores al desarrollar un GIS. De hecho, se ha estimado que esta actividad puede
representar cerca del 60-80 por ciento de la implementación total del GIS.
Dos clasificaciones de datos básicos son usados en un GIS: la primera es la espacial y la
segunda no espacial. Estas son descritas en las secciones siguientes.
Datos espaciales
Algunas veces la intercambialvilidad llamada datos gráficos, en general consiste en
características naturales y culturales que pueden ser mostradas con líneas o símbolos en el
mapa, o ser vistas como imágenes fotográficas. En un GIS estos datos deben de estar
representados y espacialmente localizados, en forma digital, usando una combinación de
elementos llamados “ objetos espaciales simples”. Los formatos usados para esta
representación son vectores o raster. Las relaciones espaciales relativas de los objetos
espaciales simples son dadas por la topología.
Los temas de objetos espaciales simples, formatos de datos y topología son descritos a
continuación.
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Objetos espaciales simples
Los objetos simples más utilizados en la locación de datos espaciales son:
1. Puntos: define una locación geométrica única. Son utilizados para localizar contenido
como csas, edificios, posos, minas etc.
2. Líneas y cuerdas: Son obtenidas al unir puntos. Una línea conecta dos puntos y una
cuerda es la secuencia de dos o más líneas. Son utilizadas para localizar caminos.
3. Áreas interiores: Consiste en el espacio continuo entre tres o más líneas unidas que
forman un perímetro cerrado. Por ejemplo las áreas interiores son usadas para
representar y localizar los límites de las jurisdicciones gubernamentales, parcelas de
terratenientes o edificios muy largos.
4. Pixeles: Usualmente son cuadros diminutos que representan el elemento más pequeño
en el cual una imagen digital se puede dividir. El arreglo continuo de los pixeles
divididos en filas y columnas son usados para introducir datos de fotos aéreas e
imágenes satelitales.
5. Cuadrícula: Son elementos únicos, usualmente cuadrados, con una variable geográfica
continua. Similar a los pixeles, sus tamaños pueden variar, en cuanto más chica sea la
cuadrícula mayor será la resolución. La cuadrícula puede ser usada para representar
pendientes, tipos de suelos, cubierta de suelo, niveles de manto friático, densidad de la
población etc.
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Formatos de vectores y Raster
Los objetos espaciales simples descritos anteriormente, dan lugar a dos diferentes formatos
de almacenamiento y manipulación de datos espaciales en un GIS- vectores y raster.
Cuando los datos son representados en un formato de vector una combinación de puntos,
líneas, cuerdas e áreas interiores es usada. El formato de raster utiliza pixeles y cuadrícula.
En el formato de vector, los puntos son usados para especificar ubicaciones como un
estudio de control de monumentos, postes de electricidad o pozos de registro; las línesas y
las cuerdas representan funciones lineales tales como un camino, líneas de transmisión o
límites.
Los datos representados como vectores pueden ser archivados creando un conjunto de
tablas que enliste estos puntos, líneas y áreas. Los datos adentro de estas tablas son unidos
usando identificadores y relacionados espacialmente través de las coordenadas de estos
puntos. Todos los puntos e el área son identificados por una referencia numérica.
Similarmente cada línea es descrita por su punto final.
Otro tipo de datos también puede ser representado en el formato de vector. Por ejemplo,
la ilustración de las áreas de diferente tipo de terreno ( bosques, pantano etc..) son
representados con símbolos topográficos tradicionales. Aquí las líneas y las cuerdas
localizan los límites de regiones teniendo un tipo de suelo común.
El formato de raster , el tamaño individual de las celdas define la resolución, o la precisión,
con la cual los datos son representados. Entre más pequeña sea el área que cubre cada
celda, mayor será la resolución para cualquier imagen dada.
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Topología
La topología es la rama de las matemáticas que describe como los objetos espaciales son
relacionados uno de otro. Es necesario que se defina primero los nodos, cadenas y
polígonos. Estos son algunos objetos espaciales simples que son comúnmente utilizados
para especificar las relaciones topológicas de la información introducida en la base de datos
del GIS. Los nodos definen el inicio y el comienzo de unas cadenas, o identificar las
uniones de las intersecciones de las cadenas.
En el GIS las relaciones topológicas más importantes son:
1. Conectividad: Especificando cuales cadenas están conectadas con cuales nodos.
2. Dirección: Definiendo un “nodo de ida” de un “nodo de vuelta” de una cadena.
3. Proximidad: Indicando cuales polígonos son próximos por la izquierda y cuales lo son
por la derecha de la cadena.
4. Anidamiento: Identificar cuales objetos espaciales simples están adentro de un
polígono.
Datos no espaciales
Los datos no espaciales, también son llamados atributos o datos descriptivos, describe regiones
geográficas o define características de origen espacial adentro de las regiones geográficas.
Los datos no espaciales usualmente son alfanuméricos y proporcionan información como
el color, textura, cantidad, calidad, y valor de la información. Otros ejemplos también
incluyen la dirección del dueños, la clasificación de la cubierta vegetal, tipo de pasto etc...
En general, los datos generales estarán relacionados con atributos no espaciales y por lo
tanto algunos de vinculación deberán ser establecidos entre estos dos diferentes tipos de
información. Usualmente esto es alcanzado como común identificador que es almacenado
como los datos gráficos y no gráficos.
Formato de conversión de datos
La conversión de vectores a raster es conocida como codificación y puede ser logrado de
diferentes maneras, como el predominante, a cada celda le es asignada con un valor
predominante de la característica del área que cubre. Otro método es el código de
procedencia, en el cual cada categoría de los datos del vector es acomodada de acuerdo a su
importancia con respecto a las demás categorías. La tercera técnica es llamada punto central
de codificación. Aquí la celda es simplemente asignada al valor de la categoría en la ubicación
del vector correspondiente a su punto central.
La precisión de estos conversores de vectores a raster depende del tamaño de la cuadrícula.
Obviamente, usar un raster de celdas más grandes resultará en una representación
relativamente no precisa de los datos originales del vector. Por otro lado, una resolución
dina de celdas puede representar los datos de un vector a una distancia muy cercana, pero
requerirá de una mayor cantidad de memoria.
-Conversión de Raster a Vector
El procedimiento involucra extraer líneas de los datos del raster. Los cuales representan
características tales como caminos y corrientes. Mientras el acercamiento es básicamente
identificar los pixeles por los cuales pasan los líneas de los vectores.
No importa cual conversión es llevada a cabo, los errores son introducidos durante el
proceso y alguna información de los datos originales son perdidos.
Crear una base de datos GIS
Una seria de factores importantes debe de ser considerados como prioridad para
desarrollar una base de datos GIS. Esto incluye los tipos de datos que se necesitan obtener,
formatos óptimos para estos datos, el sistema de referencia coordinada usada
especialmente en datos relacionados, la precisión necesaria para cada tipo de datos.
-Generar Datos digitales para encuestas de campo
Información relacionada espacialmente necesitada para apoyar un GIS, es comúnmente
generada como conductora de nuevas encuestas de campo específicamente para ese prepósito.
Los equipos de estaciones totales conectados con los recolectores de datos y GPS son
particularmente convenientes porque pueden rápida y eficazmente proveer coordenadas de
puntos directamente con una referencia coordinada de sistema que es situada para el GIS, y
porque necesariamente los códigos de identificación pueden ser ingresados al mismo tiempo
que los datos son recolectados.