Presentación de PowerPoint

Fundamentos de Cartografía y
su aplicación a Sistemas de
Información Geográfica
Derrotero
Nociones básicas de cartografía aplicada a SIGs:
• Escala / representación del planeta
• Proyecciones cartográficas
• Georreferenciación
• Representación de la información cartográfica
Introducción a los sistemas de Información Geográfica:
• Introducción
• Manejo de la información
• Tipo y características de los datos
• Dificultades
Cartografía
• soporte gráfico donde se representa e integra información
• aplicación a diferentes disciplinas
• permite el análisis de variables
Metodología
• obtención de datos
• manejo y procesamiento de datos
• lectura e interpretación de mapas (información contenida)
Mapa
•
representación geométrica plana o sistema de proyección
•
representación simplificada y convencional
•
representación de toda o parte de una superficie del planeta
•
una relación de similitud
Cartografía y Tecnología
Teledetección / Sensores Remotos
Foto aérea
Satélite Ikonos
Satélite Quickbird
Satélite Landsat
Satélite Cbers
Satélite Radarsat
Software de Procesamiento
CAD = Computer Assisted Drawing
SIG software = Sistema de
Información Geográfica
La Escala de Representación
• expresión numérica y gráfica
• relación de la realidad en función de la representación
Escala =
Plano
Realidad
1
= 1: 10.000
1:10.000
(1 cm en el mapa equivale a 100 m en la realidad)
mayor resolución (detalle)
1:1.000
1:10.000
GRANDE
1: 20.000
menor resolución
1:50.000
MEDIA
1: 250.000
1:1.000.000
CHICA
Según la escala utilizada los diferentes elementos
de la realidad se observan con diferente forma y
tamaño.
A mayor escala, mayor el detalle que se observa de
la realidad.
(ej. 1: 5.000)
A menor escala, menor el detalle que se observa de
la realidad. Se observan los rasgos más
importantes.
(ej. 1: 500.000)
Laguna Garzón, LANDSAT TM
Representación de la Forma del Planeta
Geoide:
superficie definida por los mares en reposo
prolongada por debajo de los continentes
Elipsoide:
forma matemática más semejante al geoide
Datum:
vértice en el que se hace coincidir geoide y
elipsoide. En este coinciden las coordenadas
astronómicas y geodésicas.
Datums de uso común
WGS – sistema geodésico mundial
NAD datum de américa del norte
ED datum europeo
Yacaré (Artigas - Uruguay)
Coordenadas Geográficas
Latitud:
los paralelos se enumeran cada 10 grados
sexagesimales. Se mide desde el plano del
ecuador hacia los polos . (+ N - S)
Longitud:
ángulo entre el meridiano que pasa por el
punto a calcular y el meridiano de Greemwich.
Se mide en ángulos sexagesimales hacia el
W o hacia el E.
Un determinado lugar del planeta se define por un punto con
coordenadas únicas expresadas en latitud y longitud
NOAA, 2009
Proyecciones Cartográficas
Pasaje de la esfera terrestre a un sistema plano
Correspondencia biunívoca entre los puntos de la superficie del planeta y los
puntos de un plano (plano de proyección)
Sistemas de Proyección
El traslado de una forma esférica a un plano produce distorsiones en las
propiedades geométricas
Proyección Mercator (1969):
Es una proyección cilíndrica que carece de
distorsiones en la zona del Ecuador, pero
aumentan
hacia
los
polos
considerablemente, dando la impresión que
los continentes del Norte son mayores que
los del Sur.
Sistema de proyección en Uruguay
Mercator Transversal
(Gauss-Krüger)
Elipsoide:
Hayford 1909 (Internacional 1924)
Datum horizontal:
punto Yacaré (Artigas)
UTM – WGS84
Georreferenciación
Las Proyecciones (Sistemas de Representación Cartográfica) posibilitan
trasladar coordenadas geodésicas (desde la superficie del elipsoide) en
coordenadas cartesianas (en una superficie plana).
UTM – Zonas: La superficie del planeta se divide en 60 husos o zonas. Cada Zona UTM
Localización
geográfica
de un la
punto
cualquiera:
se divide
en 20 bandas
(desde
C hasta
la X) (C - M en Hemisferio Sur y N – X en
+ Coord.
Geográficas (Lon / Lat)
Hemisferio
Norte)
+ Coord. Universal Transvers Mercator (UTM), (X, Y)
Coordenadas
UTM:
Cada zona UTM limita con 2 meridianos
separados 6°. Esto da una relación entre las
Coord. geodésicas tradicionales (Lon / Lat.
medidas en grados) y las UTM rectangulares
medidas en metros. Esto posibilita formular las
conversiones entre estos 2 tipos de coordenadas.
La línea central de una zona UTM coincide con un
meridiano del sistema geodésico tradicional
(Meridiano Central), el que define el origen de la
zona UTM.
Zonas UTM comprenden siempre una región de
distancia horizontal al Este (Easting) inferior a
1.000.000 de metros. La máxima extensión de
las zonas UTM es en el ecuador = aprox. 668
m)
Cada zona UTM comprende siempre una región
cuya distancia vertical (Northing) es inferior a
10.000.000 metros.
Convención: el Origen de una zona UTM es el
punto donde se cruzan el meridiano central de
la zona con el Ecuador y queda definido por:
500 km Este, 0 km Norte cuando se trata del
hemisferio Norte.
500 km Este y 10.000 km Norte cuando se trata
del hemisferio Sur.
Una Coord. UTM corresponde a un área cuadrada cuyo lado depende del
grado de resolución de la coordenada.
Cualquier punto que se encuentre dentro de este cuadrado (a una resolución
particular) tiene el mismo valor de Coord. UTM.
El valor de una Coord. UTM se localiza en la esquina inferior izquierda del
cuadrado (LowerLeft) y no en el centro. La zona UTM se lee de izquierda hacia
derecha (para el Easting) y de arriba abajo (para el Northinhg). El valor Easting
= distancia hacia el Este desde LL. El valor Northing = distancia hacia el Norte
del Ecuador (en el hemisferio norte).
Principales características de la información cartográfica:
+ Definición de la información.
+ Sistema de Coord. empleado.
+ Simbología de representación.
+ Variabilidad de la información en el tiempo.
Los Sistemas de Información Geográfica
Su origen
Cartografía náutica (antig.) – fotos aéreas verticales (1940 – 1960) – sistemas
CAD -- a partir de los ’70 desarrollo de las computadoras + tecnología satelital.
vuelos trimetrogon 1943:
una foto vertical y 2
oblicuas que brindaba
cubrir grandes
extensiones de la costa
Definición
Un sistema basado en hardware y
software diseñado para incorporar,
almacenar, manipular, y producir datos
georreferenciados.
introducción a los SIG
componentes de un SIG
salidas:
entradas:
SIG
software
+
procedimientos
+ datos alfanuméricos presentes en ese espacio
+ imágenes de sensores remotos
+ cartografía
+ otros
La base de datos almacenados en un SIG
puede representarse en múltiples capas.
Cada dato está registrado de manera que
se superpone cada punto presente que
corresponde a cada una de las capas.
1. Entrada de la información
2. Sensoramiento remoto, digitalización, GPS’s, escaneado,
creación de tablas….. ….
3. Integración de la información.
4. Análisis de la información.
5. Salida de la información.
6. En algunos casos evaluación de la información (en gabinete o
sobre el terreno) para retroalimentar el modelo.
Procesamiento de la Información
obtención
de datos:
GPS
mapas
rasters
etc
evaluación, test,
comprobación de
resultados
elaboración
de
consultas
análisis de la
información:
+ clasificar
+ solapamiento
+ proximidad
+ redes
+ etc.
salida de
resultados:
+ planillas
+ informes
+ SIG en web
+ investigaciones
científicas
+ otros
visualización de la
información:
+ mapas
+ gráficos
+ modelos 3D
+ otros soportes
introducción a los SIG
entorno de actuación de los SIG
Captura del espacio
referencial
MUNDO REAL
Captura de los hechos y
fenómenos que ocurren
sobre ese espacio
TOMA DE
DECISIONES
datos primarios
niveles
políticos
DATOS
ALFANUMÉRICOS
CARTOGRAFÍA
CARTOGRAFÍA
ANALÍTICA
PROPUESTA
DE
ESCENARIOS
DIAGNÓSTICOS
DE
SITUACIÓN
niveles técnicos
datos procesados
documentación
análisis
Representación de la realidad a través de un SIG
Descomposición de
realidad por medio
capas temáticas
Las capas se pueden analizar independientemente o en conjunto. Esto
permite visualizar y comprender relaciones complejas, dando respuestas y/o
generando
información
novedosa
respecto
a
determinados
problemas/situaciones
la
de
Datos pasibles de ser integrados a un SIG
Datos geográficos
Constituyen la información (datos) de los elementos existentes en la
superficie del planeta.
+ datos espaciales (ubicación y forma de los elementos)
+ datos tabulares (información expresada en tablas y matrices)
+ imágenes (imágenes digitales satelitales, fotos aéreas, cartografía digital
o escaneada, otras fuentes)
Formas de representar la Información
RASTER
PIXEL
(elemento de
imagen)
raster
VECTORIAL
vectores
mundo real
modelo raster
•
resolución: dimensión de la unidad
pequeña del espacio geográfico.
•
relaciones
entre
unidades
espaciales:
contiguidad / proximidad /orientación relativa.
•
orientación: ángulo formado por el Norte y la
dirección de las columnas.
•
zona: conjunto de celdas contiguas con un
mismo valor.
•
localización: nro. de fila y columna de una
unidad.
desventajas:
ventajas:
•
entrada
sencilla
más
de
datos
rápida
y
• adecuado
para
expresar
fenómenos continuos
•
los resultados dependen de la
resolución del pixel
• demanda espacio en HD
•
no expresa fenómenos discretos
adecuadamente
modelo vectorial
Representación de entidades por medio de puntos,
líneas y polígonos.
• puntos: objetos sin dimensiones pero con una
localización en el espacio.
• líneas: objetos con dimensión en longitud (sin
ancho) que se definen por una sucesión de
puntos.
•
polígonos: objetos de 2 dimensiones (long. +
ancho). Se definen por líneas que se cierran en
un punto. (posibilitan determinan perímetros y
áreas).
ventajas:
desventajas:
•
•
mucha información por entidad
• capacidad de asociar topologías
de entidades
•
ocupa poco espacio de HD
demanda tiempo para entrar datos
• operación y análisis complejo
•
no
es
adecuado
fenómenos continuos
para
representar
Ejemplo de modelo Vectorial
Ejemplos modelo raster - vectores
vectorial
raster
Conversiones raster – vectores – raster
Los software SIG actuales pueden convertir
Formas (vectores) en imágenes (raster) y
viceversa
Tablas de atributos
•
•
Las tablas están conformadas por filas y columnas. Cada fila constituye un
registro, el cual describe las características de determinado objeto del tema
(punto, línea o polígono).
Cada columna o campo contiene información de un mismo tipo para todos
los objetos.
Posibilidades de un SIG
• Integración de datos: geográficos + tabulares + otros digitales.
• Actualizar las diferentes capas temáticas, crear nuevas y modificar sus datos.
• Producción cartográfica / actualización continua.
• Análisis de relaciones espaciales.
• Salida gráfica de datos.
• Permite generar y probar hipótesis
Aplicaciones
•
•
•
•
•
•
•
•
Uso catastral: actualización continua, inventarios, acoplamiento de info socioeconómica,
infraestructuras, etc.
ordenamiento: ambiental / territorial
usos y actividades del espacio: áreas protegidas, actividades productivas, redes viales,
otros
EIA
análisis de riesgo
servicios públicos: redes de suministro de agua, gas, energía, telefonía, residuos
planificación en general
formulación de estrategias y evaluaciones
Requisitos de los SIG que limitan su uso
1. Necesidad de invertir tiempo en capacitación (conocimiento y
experiencias en la utilización de software)
2. Tiempo necesario para entrar los datos al sistema (aprox. 90% del
tiempo de realización de un proyecto SIG se invierte en generar,
mantener y procesar su base de datos)
3. Dificultades para adquirir información georeferenciada digital.
4. Dificultades por incompatibilidades de software y a veces necesidad
de migrar a otros sistemas de coordenadas.
Lo Imprescindible del SIG
Datos vectoriales y raster disponibles
para Uruguay
Software SIG
Software