1. La creación de datos.
2. La representación de los
datos.
2.1 Raster
2.2 Vectorial
3. Datos no espaciales
4. La captura de los datos
5. Conversión de datos
raster-vectorial
6. Proyecciones, sistemas de
coordenadas y reproyección.
7. Análisis espacial mediante SIG
8. Modelo topológico
9. Redes
10. Superposición de mapas.
11. Cartografía automatizada.
12. Geo-estadística
13. Geo-codificación.
1. La creación de datos.
Las modernas tecnologías SIG
trabajan con información digital, para la cual existen varios métodos
utilizados en la creación de datos digitales. El método más utilizado es la
digitalización, donde a partir de un mapa impreso o con información tomada en campo
se transfiere a un medio digital por el empleo de un programa de Diseño
Asistido por Ordenador (DAO o CAD) con capacidades de georreferenciación.
La digitalización implica la búsqueda de datos
geográficos directamente en las imágenes aéreas en lugar del método tradicional
de la localización de formas geográficas sobre un tablero de digitalización.
2. La representación de los
datos.
Los 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 caída, una elevación).
Existen dos formas de almacenar los datos en un SIG: raster y vectorial.
·
2.1. Raster.
Un tipo de datos raster es, en
esencia, cualquier tipo de imagen digital representada en mallas. El modelo de SIG raster o de
retícula se centra en las propiedades del espacio más que en la precisión de la
localización. Divide el espacio en celdas regulares donde cada una de ellas
representa un único valor, y pueden ampliarse mediante el uso de las bandas del
raster para representar los colores RGB (rojo, verde, azul).
Los datos raster se almacenan en
diferentes formatos, desde un TIFF,
JPEG, etc. hasta grandes objetos binarios (BLOB).
- Ventajas
•
Estructura Simple
•
Operaciones de superposición sencillas
•
Formato óptimo para variaciones altas
•
Buen almacenamiento
Desventajas
•
Mayor Requerimiento de memoria
•
Reglas topológicas difíciles
•
salidas gráfica menos vistosas y estéticas
·
2.2. Vectorial.
En un SIG, las características
geográficas se expresan con frecuencia como vectores, manteniendo las características geométricas de
las figuras.
Los datos vectoriales se centran en la precisión de localización de los
elementos geográficos sobre el espacio y donde los fenómenos a representar son
discretos, es decir, de límites definidos. Cada una de estas geometrías está
vinculada a una fila en una base de datos que describe sus atributos.
Los datos vectoriales se pueden
utilizar para representar variaciones continuas de fenómenos. 
Para modelar digitalmente las
entidades del mundo real se utilizan tres elementos geométricos: el punto, la
línea y el polígono.
a. Puntos.
Los puntos se utilizan para las
entidades geográficas que mejor pueden ser expresadas por un único punto de referencia, no son medibles, como las ubicaciones de los
pozos, picos de elevaciones o puntos de interés.
b. Líneas o poli-líneas.
Las líneas unidimensionales o
poli-líneas son usadas para rasgos lineales como ríos, caminos, líneas topográficas o curvas de
nivel. En los elementos lineales puede medirse la distancia.
c. Polígono.
Los polígonos bidimensionales se
utilizan para representar elementos geográficos que cubren un área particular de la superficie
de la tierra. Estas entidades pueden representar lagos, límites de parques
naturales.
- Ventajas
•
Estructura de datos compacta
•
Codificación eficiente
•
Buena salida gráfica
•
Mayor Compatibilidad con BDR
•
Datos fáciles de mantener y actualizar
•
Mayor capacidad de análisis
- Desventajas
•
Estructura de datos compleja
•
Eficacia Reducida
•
Formato laborioso de mantener
•
Limitada cantidad de información
3. Datos no espaciales
Los datos no espaciales también
pueden ser almacenados junto con los datos espaciales.
En los datos vectoriales, los
datos adicionales contienen atributos de la entidad geográfica
En los datos raster el valor de
la celda puede almacenar la información de atributo, también puede ser utilizado
como un identificador.
4. La captura de los datos
La captura de datos y la
introducción de información en el sistema consumen la mayor parte del tiempo de los profesionales de los
SIG. Hay una amplia variedad de métodos utilizados para introducir datos en un
SIG almacenados en un formato digital.
Con un par de fotografías aéreas
tomadas en dos puntos desplazados, se consigue realizar la estereoscopía. La
técnica crea una ilusión de profundidad que permite al observador reconocer información
visual tridimensional.
Los datos impresos en papel o
mapas en película PET pueden ser digitalizados o escaneados para producir datos
digitales.
Con la digitalización de
cartografía en soporte analógico se producen datos vectoriales a través de
trazas de puntos, líneas, y límites de polígonos.
Los datos obtenidos de mediciones
topográficas pueden ser introducidos directamente en un SIG a través de
instrumentos de captura de datos digitales. Además, las coordenadas deposición
tomadas a través un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) también pueden ser
introducidas directamente en un SIG.
Actualmente, la mayoría de datos
digitales provienen de la interpretación de fotografías aéreas. La tele
observación por satélite. La
teledetección recopila datos raster que pueden ser procesados usando diferentes
bandas para determinar las clases y objetos de interés, tales como las
diferentes cubiertas de la tierra.
5. Conversión de datos
raster-vectorial
Los SIG pueden llevar a cabo una
reestructuración de los datos para transformarlos en diferentes
formatos.
Convertir una imagen de satélite a un mapa de elementos
vectoriales mediante la generación de líneas en torno a celdas, llamada
vectorización. Al proceso inverso de
conversión de datos vectorial a una estructura de datos basada en un matriz
raster se le denomina rasterización, un SIG debe ser capaz de convertir los
datos geográficos de una estructura de almacenamiento a otra.
6. Proyecciones, sistemas de
coordenadas y reproyección.
Antes de analizar los datos en el
SIG la cartografía debe estar toda ella en una misma proyección y sistemas de coordenadas.
La Tierra puede estar
representada cartográficamente por varios modelos matemáticos, cada uno de los
cuales pueden proporcionar un conjunto diferente de coordenadas (por ejemplo,
latitud, longitud, altitud) para cualquier punto dado de su superficie. El
modelo más simple es asumir que la Tierra es una esfera perfecta.
La proyección es un componente
fundamental a la hora de crear un mapa. Una proyección matemática es la manera
de transferir información desde un modelo de la Tierra, el cual representa una
superficie curva en tres dimensiones, a otro de dos dimensiones como es el
papel o la pantalla de un ordenador.
7. Análisis espacial mediante SIG
Este es un campo que cambia
rápidamente y los paquetes de software SIG incluyen cada vez más herramientas
de análisis, ya sea en las versiones estándar o como extensiones opcionales de
este, tales herramientas son proporcionadas por los proveedores del software
original, o por terceros.
8. Modelo topológico
Las relaciones topológicas
permiten realizar modelizaciones y análisis espaciales complejos. Podemos decir
que en el ámbito de los Sistemas de Información Geográfica se entiende como
topología a las relaciones espaciales entre los diferentes elementos gráficos
(topología de nodo/punto, topología de red/arco/línea, topología de polígono) y
su posición en el mapa (proximidad, inclusión, conectividad).
Para llevar a cabo el análisis en
los que es necesario que exista consistencia topológica de los elementos de la
base de datos suele ser necesario realizar previamente una validación y
corrección topológica de la información gráfica.
9. Redes
Un Sistema de Información
Geográfica puede simular flujos a lo largo de una red lineal. Valores como la
pendiente, el límite de velocidad, niveles de servicio, etc. pueden ser incorporados
al modelo con el fin de obtener una mayor precisión. El uso de SIG para el
modelado de redes suele ser comúnmente empleado en la planificación del transporte,
hidrológica o la gestión de infraestructura lineales.
10. Superposición de mapas.
La combinación de varios
conjuntos de datos espaciales (puntos, líneas o polígonos) puede crear otro nuevo conjunto de datos
vectoriales. Visualmente sería similar al apilamiento de varios mapas de una
misma región.
En el análisis de datos raster,
la superposición de conjunto de datos se lleva a cabo mediante un proceso
conocido como "álgebra de mapas", a través de una función que combina
los valores de cada matriz raster donde es posible reflejar el grado de
influencia de diversos factores en un fenómeno geográfico.
11. Cartografía automatizada.
Los SIG son usados en la creación
de cartografía digital como herramientas que permiten realizar un proceso
automatizado o semi-automatizado de elaboración de mapas denominado cartografía
automatizada. El producto cartográfico final puede estar tanto en formato
digital como impreso.
La principal dificultad en
cartografía automatizada es el utilizar un único conjunto de datos para producir
varios productos según diferentes tipos de escalas, una técnica conocida como
generalización.
12. Geo-estadística
La geo-estadística analiza
patrones espaciales con el fin de conseguir predicciones a partir de datos
espaciales concretos.
En la geo-estadística se emplea
el uso de la teoría de grafos y de matrices algebraicas para reducir el número
de parámetros en los datos. Los SIG disponen de herramientas que ayudan a
realizar el análisis de los datos asociados a entidad geográfica, destacando la
generación de modelos de interpolación espacial.
13. Geo-codificación.
Geo-codificación es el proceso de
asignar coordenadas geográficas (latitud-longitud) a puntos del mapa
(direcciones, puntos de interés, etc.). Uno de los usos más comunes es la
georreferenciación de direcciones postales.
La geo-codificación puede
realizarse también con datos reales más precisos (por ejemplo, cartografía
catastral). En el caso de la geo-codificación inversa el proceso sería al
revés. Hay que tener en cuenta que la
geo-codificación inversa devuelve sólo estimaciones de lo que debería existir
en base a datos ya conocidos.
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