GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN ESPACIAL PARA LA RESTAURACIÓN DE ECOSISTEMAS SESIÓN 1 Servicios ecosistémicos Planificación territorial ecodependiente Los ecosistemas tienen la capacidad de generar servicios que redundan en el bienestar humano valor instrumental. Para que se siga generando dicho flujo de servicios hay que diseñar y gestionar planes territoriales con en ese objetivo. The concept of ecosystem goods and services is increasingly used to describe how biodiversity and ecosystems are linked to human wellbeing and that it should be placed at the core of sustainable urban development (Cilliers, et al. 2013). Del buen funcionamiento de los ecosistemas y su biodiversidad depende el futuro social, cultural y económico de la población. En los últimos 50-60 años los ecosistemas y la biodiversidad de España han sufrido un proceso acelerado y sin precedentes de alteraciones (el 45% de los SE evaluados se han degradado o se están usando insosteniblemente, siendo los de regulación los más negativamente afectados) por la insostenibilidad del modelo económico predominante y el estilo de vida asociado al mismo → drásticos cambios de uso del suelo que constituyen actualmente el principal impulsor directo que subyace al deterioro de los ecosistemas y la pérdida de biodiversidad. 1 La infraestructura verde (IV) es una red estratégicamente planificada de espacios naturales y seminaturales y otros elementos ambientales, diseñados y gestionados para proporcionar un amplio abanico de servicios ecosistémicos tanto en las áreas rurales como urbanas (COM, 2013). Los componentes potenciales de la infraestructura verde son: Áreas centrales de alto valor de biodiversidad que actúan como ejes para IV, como áreas protegidas como Red Natura 2000. Las áreas centrales fuera de las áreas protegidas que contienen grandes ecosistemas que funcionan de manera saludable. Hábitats restaurados que ayudan a reconectar o mejorar las áreas naturales existentes, como un cañaveral restaurado o un prado de flores silvestres. Elementos naturales que actúan como corredores de vida silvestre o escalones, como pequeños cursos de agua, estanques, setos, franjas de bosques. Características artificiales que mejoran los servicios de los ecosistemas o ayudan al movimiento de la vida silvestre, como eco-conductos o puentes ecológicos, escaleras para peces o techos verdes. Zonas de amortiguamiento que se gestionan de forma sostenible y ayudan a mejorar la calidad ecológica general y la permeabilidad del paisaje a la biodiversidad. Zonas multifuncionales donde los usos de la tierra compatibles pueden unir fuerzas para crear combinaciones de gestión de la tierra que apoyen múltiples usos de la tierra en la misma área espacial. Objetivos y medios Proteger y mantener la biodiversidad europea, garantizando la coherencia ecológica de la red Natura 2000 y regenerando / reforzando los ecosistemas funcionales en el espacio rural Aumentar la conectividad espacial entre las áreas núcleos para contrarrestar la fragmentación y fortalecer su coherencia ecológica (conectividad funcional; setos, lindes, pequeños cursos de agua, ecoductos, refugios de paso y manchas de hábitats); Fortalecer la permeabilidad del paisaje para favorecer la dispersión, migración y adaptación de las especies (p.e. introduciendo modos de explotación de los suelos o programas agro-silvo-ambientales respetuosos con el entorno de los espacios protegidos); Identificar zonas multifuncionales donde puedan compartirse o combinarse diversos modos de explotación del suelo con el fin de proporcionar múltiples beneficios derivados de ecosistemas funcionales (asociar bajo un mismo modo operativo prácticas rurales, recreativas, servicios ecosistémicos y conservación de la naturaleza). Importancia de la planificación espacial: Localizar los mejores emplazamientos para proyectos de restauración / mejora de hábitats. Alejar las nuevas infraestructuras de las áreas naturales sensibles y dirigirlas hacia zonas menos vulnerables. ¿Cómo? Integrando la conservación / mejora / restauración de las funciones y procesos naturales en las distintas modalidades de ordenación del territorio (también fuera de los espacios protegidos); Identificando espacios degradados y sin uso en los que puedan recuperarse servicios ecosistémicos. Identificando pasos / corredores cuyo mantenimiento o fortalecimiento mejore la conectividad entre áreas clave para la conservación de la biodiversidad y del resto de servicios ecosistémicos. Alejando las obras de infraestructura de las zonas naturales especialmente sensibles. Localizando posibles zonas multifuncionales y poniendo en marcha mecanismos para su consolidación (custodia del territorio) Fomentando una cultura que valore los servicios ecosistémicos y su aportación al bienestar y la calidad de vida. 2 El objetivo de las prácticas es estudiar una posible INFRAESTRUCTURA VERDE EN EL CORREDOR DEL HENARES basada en cartografía de servicios ecosistémicos y como apoyo a una planificación colaborativa. ¿Qué es un Sistema de Información Geográfica? Es un sistema de hardware, software y procedimientos elaborados para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis, modelado, representación y salida de datos espacialmente referenciados para resolver problemas complejos de planificación y gestión (NCGIA, 1990). - El hardware o equipamiento informático es su primer componente. Hace referencia a los equipos (computadores, dispositivos móviles, periféricos de entrada y salida…) que son soporte físico de la tecnología informática en la que se basan. Ya no forma parte de los SIG porque hoy en día todo el mundo puede tener un ordenador. - El software o componente lógico se trata de programas que van desde software específicamente diseñados para manejar información geográfica (tradicionalmente llamados software GIS: ArcGIS, IDRISI, ArcView, MapInfo, Geomedia, gvSIG, QGIS, etc) hasta un navegador web que nos permite manejar información geográfica de forma remota a través de un servidor (visor cartográfico). Es un programa informático que se relaciona con.... - La información geográfica, o base de datos espacial o geográficos, es el componente más obvio. Puede crearse y emplearse únicamente para la resolución de un determinado problema, o por el contrario mantenerse en continua actualización siendo la base para el funcionamiento. Tiene que poder ser manejada, es decir, ser analizada y relacionada topológicamente entre los elementos que lo conforman. Otros dos componentes son el personal cualificado tanto en capturar los datos geográficos, manejar los softwares para transformar esa información en datos como los analistas que los emplean. El último componente está formado por el conjunto de procedimientos que existen en la organización en la que se ubica el SIG, dentro de los que están la automatización de tareas que se realizan de forma repetida. Esta se realiza a través de scripts (instrucciones generalmente desarrolladas en un lenguaje propio 3 del software) que indican al programa la realización de un conjunto de tareas más o menos complejas de forma automática a partir de únicamente la especificación de un conjunto de datos de entrada. Hay un procedimiento que está ganando importancia, la visualización (Google maps). Algunos incluyen la red (Internet) como componente. Las funciones de un SIG son: La función de entrada de datos: Procedimientos para la incorporación a nuestro SIG de datos geográficos en formato digital. Incluyen desde la conversión de información analógica (mapas en papel) a formato digital (procesos de edición en pantalla), a la captura de información mediante dispositivos móviles (GPS integrados en tablets o móviles), pasando por la transferencia de la información disponible en las Infraestructuras de datos Espaciales. Los procedimientos de representación gráfica y salida cartográfica de la información. Permiten visualizar la información geográfica disponible, así como generar productos resultado del tratamiento de esta: mapas, gráficos, tablas... Algunos autores incluyen procedimientos de exportar información geográfica a otros formatos o la publicación de mapas en internet a partir de la información existente en un SIG. Las herramientas de gestión de la información geográfica, que son similares a las de una base de datos tradicional: almacenamiento, modificación y actualización de la información geográfica integrada en el SIG. Las capacidades analíticas, su elemento más característico. Incluyen consultas espaciales y temáticas, algoritmos espaciales, algebra de mapas… múltiples herramientas que nos permitirán, a partir de la información disponible, generar otra información que nos permita resolver así determinados problemas espaciales concretos. Datos geográficos y sus componentes Para representar la información geográfica es necesario realizar una simplificación o modelo de la realidad. La realidad del territorio es muy compleja, en un mismo espacio geográfico encontramos a la vez multitud de objetos espaciales (carreteras, ciudades, usos y coberturas del suelo, hidrografía…) superpuestos. Una forma de simplificar la realidad para capturar y analizar mejor la información geográfica consiste en descomponerla en “capas temáticas”, cada una de las cuales contenga un tipo de objeto espacial diferente (capa de carreteras, capa de ríos, capa de usos y coberturas del suelo). De esta forma, pese a coincidir sobre un mismo emplazamiento, la información sobre los distintos objetos espaciales se representa y almacena de forma independiente en diferentes ficheros o archivos, cada uno de los cuales constituye una capa. Las tres componentes de los datos geográficos son: La componente espacial: localización geográfica de esa capa dentro de un sistema de referencia establecido, así como a sus propiedades espaciales. Esta componente es la que hace que la información geográfica… ¿dónde? La componente temática… ¿qué? Invariablemente unida a la anterior. En la localización establecida tiene lugar algún proceso con una naturaleza y características particulares. Es la propiedad y atributos de los objetos espaciales. La componente temporal. El tiempo tiene gran importancia en la interpretación de los fenómenos espaciales: puede cambiar la localización o variar su valor temático. Por ello, los valores de la componente temática y espacial se corresponden siempre con un momento temporal determinado...¿Cuándo? Aplicaciones de los SIG Problemas que puede resolver Restauración. Se emplean con profusión en la planificación de los usos del suelo, gestión de servicios, modelado de ecosistemas, valoración y planificación del paisaje, planificación del transporte y de las infraestructuras, marketing, análisis de impactos visuales, gestión de infraestructuras, asignación de impuestos, catastro, análisis de inmuebles... El medio ambiente es el grupo con más aplicaciones y el que probablemente antes se ha desarrollado, ya que el uso de los SIG comenzó con las aplicaciones para la resolución de problemas ambientales durante los años 60‐70. Los cambios en los usos del suelo (crecimiento de la ciudad, deforestación, erosión…), el análisis de riesgos naturales, la determinación de impactos ambientales, la simulación de dinámicas territoriales, los análisis del paisaje… son algunas de las múltiples aplicaciones existentes. Localización directa: El problema más sencillo que puede resolver: informarnos de qué hay en un determinado lugar Inventario georreferenciado y fácilmente actualizable (y publicable mediante servicios de datos geoespaciales en web), visualización / consulta ad hoc de variables temáticas en el área de interés y aplicación y seguimiento de normativa 4 Localización condicionada: Uno de los problemas geográficos más clásicos es determinar qué lugares del territorio cumplen un conjunto determinado de criterios conocimiento integrado del medio, sistemas de alerta y apoyo a la gestión… ¿dónde sucede que ...? Pautas: identifica patrones en la distribución espacial de un determinado fenómeno, y se pueden plantear hipótesis de trabajo para futuras líneas de investigación o estrategias de prevención, control, gestión. Rutas: Identificación de la ruta más óptima para el trazado de unas carreteras o el camino más corto para llegar a un determinado punto. Tendencias: análisis de los cambios espaciotemporales de un determinado fenómeno proceso o patrón. A partir de estos se pueden crear modelos de simulación. Es la base del diagnóstico previo a la planificación territorial. Modelos: El problema más complejo al que se puede enfrentar un SIG es al diseño de un modelo de determinados procesos naturales o de origen humano. Así se pueden analizar la respuesta de las distintas variables del medio, visualizar escenarios construidos bajo determinados supuestos para la discusión, valoración y toma de decisiones; como gestión anticipada del riesgo; previsión de impactos potenciales; elaboración de planes de contingencia y planificación de servicios de emergencia. ¿Y sí…? Se benefician de la capacidad de los SIG de: - Almacenamiento y gestión Inventarios digitales georreferenciados y actualizados Consultas y recuperación flexible de información Integración Imágenes de satélite, fotografías aéreas Ficheros GPS, otros ficheros gráficos, sonoros Información estadística y alfanumérica Creación de nueva información Cálculo de corredores, de pendientes ... Posibilidad de integración de modelos hidrológicos, ecológicos ... Comunicación – difusión Mapas: fuentes de información y apoyo a decisión Difusión a través de internet, multimedia, RV Las Tecnologías de Información Geográfica engloban los SIG y aquellos métodos que se emplean en la obtención de datos espaciales como teledetección, sistemas de posicionamiento global, fotogravimetría, cartografía… Modelos de datos para almacenar la información espacial (modelización espacial) Para que las capas de la información geográfica sean procesadas en un ordenador, requiere de una adaptación a un formato digital. El modelo vectorial. Este modelo codifica las coordenadas de los vértices de las entidades espaciales que se representan por puntos líneas, polígonos, superficies y volúmenes objetos geométricos. Estos elementos pueden ser del tamaño que queramos ya que no está asociado a una “escala”. Esta codificación se realiza partiendo de los ejes de coordenadas del SRC, 5 de tal forma que cada vértice quedaría representado por un par de coordenadas (x,y; representan un espacio continuo). Las entidades lineales y poligonales quedarán representados por tantos pares de coordenadas como vértices tenga la línea o polígono que las representa. Representación espacial con entidades discretas que guardan los datos sobre las características de ese espacio ambiental. Mediante una base de datos asociada (tabla de atributos) a las entidades se puede contener un conjunto amplio de valores temáticos ATRIBUTOS. Cada entidad espacial es en la base de datos una fila (registro) y cada atributo se corresponderá con una columna. Las capas en el modelo vectorial pueden almacenarse en diferentes tipos de archivo, el más utilizado es el formato Shapefile (SHP) El modelo raster divide el espacio en celdas, teselas o pixeles regulares. Cada uno de estos se puede localizar por su número de fila y columna, y almacena un único valor numérico que representa el valor del fenómeno en cuestión en esa porción de territorio. Cuando una capa ráster se emplea para representar un fenómeno o recubrimiento ráster continuo. No obstante, también se puede emplear para representar entidades espaciales discretas (punto, línea o polígono). El modelo ráster permite trabajar en su tabla de atributos con la variable z, pudiendo representar cualquier variable ambiental de forma individual. Por ej: DTM. Uno de los inconvenientes es la cantidad de objetos espaciales (cada uno de los píxeles) que se generan, siendo fundamental el tamaño de píxel RESOLUCIÓN ESPACIAL. Cuanto más pequeño sea el tamaño de píxel, la resolución será mayor, y mayor nivel de detalle espacial (representaciones a menor escala). Sin embargo, implicará un mayor número de píxeles y un mayor volumen de almacenamiento y de tiempo de proceso de los análisis de la capa. 6 SESIÓN 2 Proceso de entrada de datos en un SIG Teledetección, planes nacionales… Buscar más información. Sistemas de referencia y proyecciones La representación del espacio conocido sobre un plano (papel o pantalla) supone un problema dado que la Tierra no es plana, es un geoide (forma de la Tierra calculándola como una superficie del campo de gravedad con potencial constante). Por ello se realizan aproximaciones a la figura real de la Tierra como un elipsoide (esfera regular) y empleo de artificios matemáticos que nos permitan representar la Tierra en un plano. No presenta una forma regular si no que presenta deformaciones en determinados lugares. Las capas de información geográfica tienen un claro carácter espacial, están definidas por la localización en el espacio y sus propiedades espaciales. La información geográfica se puede localizar en el espacio mediante coordenadas en un sistema cartográfico de referencia (SRC; CRS; ) que permita expresar su posición en el espacio, que tiene dos componentes principales: 1. 2. Sistema geodésico de referencia (datum geodésico): marco de referencia utilizado para describir la posición de puntos en la superficie de la Tierra = conjunto de parámetros y modelos matemáticos que definen la forma y el tamaño de la Tierra, así como la ubicación de un origen de coordenadas y las orientaciones de los ejes coordenados. Existen dos tipos: a. Sistema de Referencia Geodésico Local: aplicado a una zona, región, país. Por ejemplo, el elipsoide de referencia en España es ETRS89, que es un elipsoide local que representa bien el geoide terrestre en toda Europa. Se ajusta regularmente para mantener su posición. b. Sistema de Referencia Geodésico Global: válido para cualquier punto del planeta WGS84, que sirve para representar la información de todo el mundo y en España es muy similar al anterior (ambos tienen el meridiano de Greenwich de referencia) Proyección cartográfica. Sistema de representación gráfico que establece una relación entre los puntos de la tierra (3D) y el plano (2D). Los elipsoides, para ser representados correctamente, tienen que ser proyectados empleando los diferentes tipos de proyecciones que existen. Destaca la proyección UTM (escalas superiores a 1/500.000) y la cónica conforme a Lambert (escalas inferiores). Al estar proyectados en el plano, tendremos unas coordenadas cartesianas con unidad de longitud. Si se trabaja con datos sin proyectar, tendrán coordenadas geográficas medidas en ángulos sobre el elipsoide de referencia. QGIS: Lo primero que debemos hacer siempre que vayamos a manejar datos georreferenciados, bien sea una imagen o un archivo vectorial, es ver sus metadatos y/o propiedades de los ficheros, para comprobar en qué sistema de referencia se han generado (Propiedades del proyecto > SRC). Además, es conveniente conocer el sistema en que se va a entregar el fichero o cómo lo quiero. Problemas más habituales: 7 - Mi SHP no tiene definido SGR o PRJ pero lo conozco: CRS was undefined: defaulting to CRS Caja de herramientas de Procesos > “definir proyección en archivo shape” Mi SHP tiene definido SGR pero no PRJ y necesito proyectarlo Caja de herramientas de Procesos > “reproyectar capa” Mi SHP tiene un SGR pero quiero trabajar con otro, reproyectando o no (cambio ED50 a ETRS89) Complementos|Todos > NTv2 Datum Transformations > instalar complemento >> Opciones | procesos > … Direct and indirect Vector Transformation. Todo esto es en el caso de capas vectoriales, pero en el caso de capas ráster se procsa con unas herramientas diferentes: Ráster > Proyecciones > “Asignar proyección…” ó “Combar (reproyectar)…” ¿Esto es en caso de que los datos ya estén georreferenciados?¿Solo cambia a los dos últimos supuestos? Cartografía y análisis en modelo vectoria Los mapas van más allá de ser una de una tarea meramente reactiva / remediativa puntual. Proponen un enfoque proactivo, regenerativo del paisaje, es decir, mapas para comprender y construir colaborativamente Modelos Territoriales Sostenibles (servicios ecosistémicos e infraestructuras verdes, etc.). Los mapas dan respuesta a nuestro problema para representar el espacio y el mundo real. Son modelos (representación simplificada de la realidad). Según la Asociación Cartográfica Internacional un mapa es “la representación convencional gráfica de fenómenos concretos o abstractos, localizados en la Tierra o en cualquier parte del Universo”. De forma general, los mapas se pueden clasificar desde dos puntos de vista: según la escala de trabajo o según el propósito – general o topográfico y particular o temático– para el que ha sido creado. Según la escala de trabajo: Mapas de pequeña escala: representan amplias zonas de la superficie terrestre, por lo que es imprescindible tener en cuenta la esfericidad de la Tierra. En estos mapas el nivel de detalle es pequeño. Se suelen denominar mapas de pequeña escala aquéllos cuya escala es menor de 1:100.000. Algunos ejemplos de este tipo de mapas son los que representan países, continentes, hemisferios, etc. Mapas de gran escala: representan pequeñas zonas de la Tierra. En estos mapas el detalle de los elementos cartografiados es mayor. Se suelen llamar mapas de gran escala aquéllos de escala mayor de 1:10.000. Se denominan planos a partir de 1:2.000, al no considerar la esfericidad de la Tierra. Según el propósito para el que ha sido creado: Mapas topográficos: representa gráficamente los principales elementos que conforman la superficie terrestre, como vías de comunicación, entidades de población, hidrografía, relieve, con una precisión adecuada a la escala. Son mapas base: imagen sintética del territorio cuyo objeto es la referenciación geográfica del contenido temático del mapa → nos proporciona información espacial sobre la que referenciar el contenido temático. Mapas temáticos: aquel cuyo objetivo es localizar características o fenómenos particulares. El contenido puede abarcar diversos aspectos: desde información histórica, política o económica, hasta fenómenos naturales como el clima, la vegetación o la geología. El mapa base utilizado en la elaboración de los mapas temáticos es el topográfico o de propósito general simplificado. Variable visual Forma. Característica gráfica relativa a la disposición. Puede ser regular (rectángulos, círculos...) o irregular (pictogramas). Es una variable asociativa. Representación Tamaño. Refleja dimensiones geométricas diferentes (longitud, altura, área, volumen). Como regla general, a mayor importancia más grande será un elemento. Es una variable selectiva, ordenada y cuantitativa. Orientación. Marco de referencia necesario; normalmente el borde de la hoja. Es una variable asociativa y selectiva. Color-tono. Cuando empleamos en cartografía el término “color”, en realidad nos estamos refiriendo a “tinta” o “tono”. Es la variable visual asociativa y selectiva más compleja. Tener en cuenta convencionalismo. Valor (Pureza, saturación). Se refiere a la relativa claridad u oscuridad. Como regla general, a mayor importancia del elemento, mayor valor 8 escala ordinal???? Métodos de clasificación de variables cuantitativas Método de cortes naturales (jenks). El programa minimiza la variabilidad interna de las clases y maximiza las diferencias entre clases. Adecuado cuando los datos aparecen agrupados en torno a ciertos valores; existen cortes claros en el histograma y los datos no se distribuyen aleatoriamente. No es adecuado para comparar mapas (en cada uno la división en clases será distinta) y los saltos entre valores no son muy claros; en ese caso la elección del número adecuado de clases puede ser difícil. Cuantiles. Cada clase tiene el mismo número de casos y es adecuado para: Comparar áreas de extensión / número de valores semejante Datos linealmente distribuidos. Enfatizar la posición de un elemento dentro de un conjunto (distritos en el 20% superior) Desventajas: - - Valores muy semejantes pueden caer en intervalos distintos o viceversa (minimizar la distorsión con un mayor número de clases) Si las áreas varían mucho en extensión. 9 Intervalos de igual anchura. La diferencia entre los valores mayor y menor de cada clase es siempre la misma. Adecuado para presentar información a un público no especializado y representar datos continuos: %, Tª... No adecuado si los valores aparecen muy agrupados y distribuidos uniformemente, quedando clases muy vacías y otras muy llenas. Desviación típica. Cada clase es definida por su distancia respecto al valor medio de la distribución. Adecuado para ver los valores que se encuentran por encima o por debajo de la media y la distancia que los separa de la misma y para visualizar distribuciones semejantes a la normal. No adecuado dado que el mapa no muestra los valores, sino esa distancia de la media, por lo que puede ser más difícil de interpretar. Los valores excesivamente altos o bajos (outliers) pueden sesgar la media de tal manera que la mayoría de los demás elementos caigan en la misma clase. QGIS: propiedades de a capa > simbología SESIÓN 3. ANÁLISIS ESPACIAL Incluye todas las transformaciones, manipulaciones y métodos que pueden ser aplicados a los datos geográficos para darles valor, para revelar patrones y anomalías que no resultan obvias a primera vista y para apoyar decisiones. Tiene dos dimensiones: espacial y temática. Se realiza mediante un conjunto amplio de técnicas desde el diseño de un buen mapa hasta la aplicación de complejas ecuaciones matemáticas. Los datos son los hechos (números, palabras, imágenes...) sin procesar, idealmente recopilados siguiendo unos estándares previamente acordados → dispondremos de datos uniformes (normalizados) que podrán procesarse de forma más eficiente. Los datos se procesan para poder mostrarlos en un formato comprensible = información (visualizaciones de datos, informes, etc). La interpretación de esa información → conocimiento: qué está pasando …→ diseño de acciones estratégicas, toma de decisiones … Disponer de datos, en sí, no aporta conocimiento; debe existir una estrategia que permita - detectar las necesidades informativas [empresa/proyecto], analizar adecuadamente los datos y poder comunicar la información que nos otorgan interpretar los conocimientos que se derivan de ellos de forma que se conviertan en acciones Panel de control: Herramienta de gestión de la información que monitoriza, analiza y muestra visualmente los indicadores clave de desempeño (KPI), métricas y datos fundamentales para hacer un seguimiento del estado de una empresa, una campaña, un proceso específico, etc. Los objetivos del análisis espacial son: Descripción detallada y exacta de elementos en el espacio geográfico. 10 Exploración sistemática de sus patrones de distribución en el espacio (exploración horizontal y vertical) → mejor comprensión de esos fenómenos geográficos. Mejora de la capacidad de predicción y control de los mismos. Relación entre Análisis Espacial y SIG Los SIG generan un análisis espacial lo que conlleva: Mejora de la calidad de las entradas y de las salidas del sistema. Visualización flexible de datos brutos y derivados. Funciones de edición, transformación, agregación de datos brutos y derivados. Acceso a relaciones espaciales entre entidades. Consultas de la base de datos no suponen una modificación de la base de datos, y se puede hacer de diferentes formas: por criterios espaciales: posición geográfica o relaciones topológicas por atributos (temática): Sobre una tabla o tablas relacionadas Consultas sucesivas / mixtas QGIS… pedir apuntes y mirar en la práctica SESIÓN 4 Superposición topológica Los modelos cartográficos tratan de hacer un mapa mental de qué herramientas y con qué parámetros se debe realizar la acción para obtener los resultados deseados. Relaciones topológicas 11 Existen superposiciones visuales (no afectan a la capa) y superposiciones topológicas (integran varias capas y su contenido temático, por lo que si operan con ellas): Se quieren conservar ambas geometrías. Se tiene una geometría base que quiere compararse con otra. Cardinalidad Cardinalidad, nos indica cómo pueden ser las relaciones entre los diferentes objetos: Relación 1:1 (portal a la parada bus más próxima). 12 Relación 1:n (parada bus a la/s línea/ a la/s que pertenece). Relación m: 1 (portales a manzana o parcela. Relación m:n (usuarios y paradas de autobús). Cambio de objeto cartográfico Cambiar la dimensión con la que se está trabajando: Diagrama de Voronoi: te muestra os puntos más cercanos a uno dado -> áreas de influencia. Extraer extensión de capa -> recortar una parte del mapa Concavate hull -> recortar de forma más fina Polo de inaccesibilidad -> punto más distante de todo los lados de la superficie 13 TEMA 4. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DIGITAL DE INFORMACIÓN ESPACIAL - RÁSTER En los sistemas de información geográfica se maneja y se representa información. Para ello es necesario la extracción y selección de la información que nos interese de la realidad ambiental, la cual depende de la percepción y observación del investigador. De esta manera, el ciclo de la información es: 1. Para representar la información, hay que medirla. 2. Definición del modelo de datos para representar la información (sistema vectorial o modelo ráster). 3. Estructura y archivos de datos. 4. Base de datos estructurada geográficamente (gráfica y alfanumérica). 5. Recuperación de datos y análisis. 6. Presentación y comunicación para la toma correcta de decisiones. Estructura de datos ráster Un Modelo Digital de Terreno (MDT) es una representación digital de una variable cuantitativa continua (o lo que es lo mismo, un fenómeno o recubrimiento). Generalmente los MDT son representaciones raster, en los que cada píxel almacena valores del fenómeno o recubrimiento en cuestión. Por tanto se pueden construir MDT de cualquier fenómeno o recubrimiento (precipitación, temperatura, etc, ruido, etc. No obstante, un tipo especial de MDT es el que se emplea para representar el relieve. En él, cada píxel contiene valores de elevación, de tal modo que su representación tridimensional es una representación del relieve de ese territorio. A estos MDT se los denomina Modelos Digitales de Elevaciones, que serían una capa raster en la que cada píxel almacena información de la altitud (elevaciones) en ese pixel. Los MDE constituyen información muy valiosa, puesto que el relieve condiciona múltiples procesos ambientales como son la erosión, la escorrentía del agua de lluvia, los deslizamientos de material, la visibilidad de los elementos del territorio etc. El análisis del MDE por tanto nos aportará información muy útil acerca de cuestiones como son los riesgos de inundación, erosión, impacto visual, etc. Concretamente, a partir de un MDE es posible obtener información de pendiente, orientaciones, cuencas hidrológicas, visibilidad, etc. El MDE, con información del relieve en cada píxel, es una capa de información muy valiosa, porque es posible obtener otras capas de información derivadas del mismo, como, por ejemplo, la capa de las pendientes, de las orientaciones, del sombreado, la delimitación de cuencas de drenaje, o incluso realizar análisis de visibilidad. La pendiente se define como la inclinación del terreno respecto a un plano horizontal. De forma teórica, su cálculo se realiza a partir del desnivel del terreno entre dos puntos A y B así como de la distancia que los separa en la horizontal. La pendiente se puede estimar como el porcentaje que supone el desnivel entre dos puntos con respecto a la distancia que los separa (en la 14 horizontal), o como el ángulo de inclinación que forma la horizontal con la línea recta que los uniría. La orientación hace referencia al punto cardinal hacia el que se inclina el plano de máxima pendiente. La orientación se suele representar en grados, partiendo del 0, que se correspondería con la orientación Norte, hasta 360º (también para el Norte). El Sur se correspondería con una orientación de 180 º, Este con 90º y Oeste con 270º. Los modelos TIN (Red de Triángulos Irregulares) basados en teselados de Delaunay no pueden ser utilizados para un análisis topológico en un SIG (únicamente aptos para la visualización). Define la superficie topográfica reducida a pequeños planos adyacentes entre sí. En definitiva, es una red de triángulos obtenida de una red de puntos con cota. El modelo basado en teselados de Voronoy consiste en asignar a cada punto no muestral el valor del punto muestral más cercano. Consiste en dividir el espacio en polígonos que delimitan el área más cercana a cada punto, trazando la mediatriz que une esos puntos (generación de polígonos influencia) 15 TEMA 5. CAD Un CAD está pensado directamente para diseñar en lugar de para representar, por lo que es mucho más fácil trabajar para realizar diseños y representar objetos. Mientras que los GIS sirven mejor para analizar y representar información que ya se tiene. Se utiliza un CAD porque es más versátil a la hora de realizar planos de ingeniería o de proyecto ya que se hacen mediante un sistema de dibujo asistido por ordenador. Normalmente, la representación que sale por defecto es cénit. Aunque se puede cambiar la representación de manera que se trabaja fácilmente en un espacio 3D. Cuando se representan planos, se utilizan planos acotadas por lo que se trabaja con proyecciones bidimensionales, es decir, sobre el suelo de todos los elementos con los que queramos trabajar. En principio la representación es ortogonal, aunque también se puede modificar, al observar las coordenadas no se modifica el eje z ya que se entiende bidimensional o pegado al suelo. Las tres abstracciones que permiten representar las cosas del mundo real son: El punto. La línea. El polígono. Estas tres se pueden representar en el CAD con distinta simbología, tanto para elementos lineales como no lineales. Asimismo, se pueden definir distintos tipos de representación o simbología de los elementos. Las coordenadas están dadas en unidades, por lo que se pueden interpretar como m, cm, mm… A la hora de poner la escala se debe tener en cuenta la relación que se haya empleado para las unidades. Para introducir coordenadas se puede trabajar de diversas formas como: Coordenadas cartesianas. o Absolutas, hacen referencia siempre al origen de coordenadas: x,y en 2D. La almohadilla se introduce si el sistema no está configurado para que tome referencias al origen o Relativas, tienen relación con un punto anterior, es decir, no desde el origen de coordenadas. Coordenadas polares, en relación con distancia y ángulos (dirección). o Absolutas, con respecto al origen de coordenadas. o Relativa, en relación con un punto anterior. Coordenadas Absolutas Cartesianas Relativas Polares 2D 3D #x,y @x,y #50,100 @50,100 Absolutas #distancia<ángulo #50<45 Relativas @distancia<ángulo @50<45 #x,y,z @x,y,z Se denominan coordenadas cilíndricas (dist<ang, y después altura (dist)) #50,100,20 @50,100,20 Se denominan coordenadas esféricas (dist (radio) y 2 ángulos (lat y long)) Una polilínea es una línea que es continua y presenta más de dos vértices, se puede cerrar formando un polígono o mantenerlo abierto. Se puede seleccionar el objeto y observar sus propiedades en el comando lista, tanto perímetro como área. Las polis se pueden modificar con el comando editar polilínea: se pueden abrir/cerrar polígonos, juntar líneas cercanas, modificar el grosor de sus líneas, editar vértices, curvarla (curva b de Bézier que sería redonda, pasa por los vértices), curva spline (suavizado de la línea (cúbico o cuadrático, el cuadrático se ajusta más a los bordes, pero no se pasa), se puede volver, se puede generar un tipo de línea (de manera que represente como que es continua visualmente). Una vez que se selecciona un objeto, dando a la barra espaciadora se pueden utilizar directamente varios comandos. 16 El comando empalme permite redondear las polilíneas de manera que redondea los bordes eliminando las aristas bruscas, es decir, suaviza solo los empalmes, no varía el resto de la polilínea. Para este comando es necesario establecer el radio que se desea emplear para dichos arcos que van a constituir los empalmes. El comando matriz permite duplicar o copiar objetos existentes en forma matricial ya sea rectangular, polar o mediante un camino. Se definen bloques para poder generar dibujos o simbología concreta, de esta manera se pueden insertar los bloques de forma rápida sin tener que volver a crear los objetos. Si se copian los objetos se almacenan cada uno en la base de datos, mientras que se si define como bloque cada vez que se inserte en la base de datos simplemente quedará una identificación del bloque y su punto de coordenadas. Por lo que si se utilizan bloques para la generación de símbolos se generarán archivos más pequeños y fáciles de manejar. Esto permite también, mediante el comando de punto medir establecer bloques a lo largo de una polilínea, por ejemplo, establecer árboles a las lindes de un camino, luego se puede establecer la distancia entre los mismos. Es importante acordarse de generar capa para cada uno de los tipos de elementos que se van a trabajar. 0.18 es el espesor más fino que se suele utilizar, las curvas maestras de nivel podrían ser 0.35, mientras que otras líneas más gruesas pueden ser 0.7. Para formatos de papel se utiliza serie A. Para documentación técnica se emplea el A-4 (210 x 297 mm). Las dimensiones de un A3 es el doble del tamaño pequeño (420 x 297 mm). El A4 siempre va en vertical Todos los planos deben tener unos márgenes mínimos, a la izquierda 20 mm y el resto 10 mm. Todos los planos del proyecto deben llevar carátulas que deben llevar un contenido específico, se rige según la normativa. Tienen un tamaño máximo de 180 de ancho y la altura mínima para introducir todos los datos en ella, de manera que se maximice el espacio útil de representación, las carátulas deben ser iguales para todos los planos. En un A3 la carátula va a la derecha en apaisado. El espacio zoom xp es relativo al modelo y el papel. Por ejemplo, 1xp sería escala 1:1.000 porque la presentación está en mm y el modelo está en metros. 2 para 1:50.000; 4 para 1:25.000; 10 para 1:100; etc. Al final se quita la ortofoto porque los planos no pueden ser interpretables y no tienen que dar lugar a dudas. Ningún plano debe llevar fotografías. 17
