UNIVERSIDADE DE SANTIAGO. ESCOLA POLITÉCNICA...

UNIVERSIDADE DE SANTIAGO. ESCOLA POLITÉCNICA SUPERIOR DE LUGO.

Área de Enxeñería Cartográfica, Xeodésica e Fotogrametría.

Profesor: José Antonio Pardiñas García. TEMA 6. Sistemas de Información Xeográfica - 1

Sistemas de Información Xeográfica – SIX


Área de Enxeñería Cartográfica, Xeodésica e Fotogrametría

Profesor: José Antonio Pardiñas García.

TEMA 6 . Sistemas de Información Xeográfica - 2

SUMARIO

1. Sistemas de Información Xeográfica – SIX. Definición e conceptos fundamentais para

entender un SIX.

2. Funcións básicas dun SIX.

3. Propiedades dos mapas dun SIX.

4. Sistemas de Coordenadas e Proxeccións.

5. Diversos formatos de mapas dixitais.

6. Principais aplicacións SIX:

Para xestión forestal:

a. Aproveitamentos de recursos forestais

b. Xestión de concas

c. Avaliación de incendios

d. Modelos de erosión

e. Xestión integral do Medio Natural

7. As persoas como sensores. O Técnico Forestal como axente actualizador dun SIX.

8. Enderezos web e xeoportais de exemplos SIX.




1. Sistemas de Información Xeográfica – SIX. Definición e conceptos fundamentais para

entender un SIX.

a. Historia

A contribución do pasado.

Moitos dos algoritmos que actualmente permiten levar a paisaxe á linguaxe dos

ordenadores proveñen dunha matemática que se remonta ata 1680

aproximadamente. Destas escolas matemáticas xurdiu a topoloxía: ciencia

matemática que permite estudar matemáticamente as figuras e as súas

relacións entre si. Do mesmo modo xurdiron os 4 principios da natureza dos

datos xeográficos: "todo elemento xeográfico ten posición absoluta, posición

relativa, figura xeométrica e atributos".

Os conceptos e as fórmulas da Topoloxía matemática permitiron deseñar

algoritmos de cálculo informático para facer un tratamento espacial sobre as

imaxes do territorio.

b. Concepto de SIX

Existen diferentes definicións de para un sistema de información xeográfica.

Unha definición sintetizada sería: "Ferramenta informática para a

manipulación e análise de datos georreferenciados orientada á toma de

decisións".

Pero máis detalladamente, podemos dicir que un sistema de información

xeográfica é “un sistema de hardware, software e procedementos deseñado

para realizar a captura, almacenamento, manipulación, análise, modelaxe e

representación de datos ou obxectos referenciados espacialmente para a

resolución de problemas complexos de planificación e xestión”.

Ou tamén: “conxunto de instrumentos e métodos especialmente dispostos

para capturar, almacenar, analizar e presentar información territorial

xeorreferenciada do mundo real”.





En xeral un SIX debe ter a capacidade de dar resposta ás seguintes preguntas:

¿Dónde está o obxeto A?

¿Dónde está A con relación a B?

¿Cantas ocurrencias do tipo A hai a unha distancia D de B?

¿Cal é o valor que toma a función Z na posición X?

¿Cal é a dimensión de B (Frecuencia, perímetro, área, volumen)?

¿Cal é o resultado da intersección de diferentes tipos de información?

¿Cal é o camiño mais curto (menor resistencia ou menor custo) sobre o terreo dende un

punto (X1, Y1) ao longo dun corredor P ata un punto (X2, Y2)?

¿Qué hai no punto (X, Y)?

¿Qué obxetos están próximos a aqueles obxetos que teñen unha combinación de

características?

¿Cal é o resultado de clasificar os seguintes conxuntos de información espacial?

Utilizando o modelo definido do mundo real, simule o efecto do proceso P nun tempo T

dado un escenario S.

c. Os primeiros SIX

Cara á década de 1870 organizouse un sistema de información xeográfica por

parte dunha empresa de trens en Irlanda que empregou a superposición de

acetatos.

Cara aos anos 50 do século XX apareceron os primeiros softwares de cartografía

automatizada e as primeiras bases de datos para manexar atributos no

ordenador. Logo, a finais dos 60 do mesmo século pasado xurdiron sistemas que

permitían integrar as bases de datos coas figuras e esta facilidade foi posta en

práctica dende entón.

O primeiro SIX que logrou certa eficiencia foi o SIX-Canadá, en 1962, que foi

orientado ao manexo de bosques (administración dos seus recursos naturais) e

estaba estruturado sobre todo en polígonos.




No século XIX co seu avance tecnolóxico basado no coñecemento científico da

terra, producironse grandes volúmenes de información xeomorfolóxica que se

debía cartografiar. A orientación espacial da información conservouse coa

superposición de mapas temáticos especializados sobre un mapa topográfico

base.

Evolución dos reinos de España entre os anos 910 e 1492 D.C. Un Exemplo de cómo xa desde

fai anos que se ven empregando a cartografía para amosar calquer tipo de cambio no

territorio.





Durante os anos 60 e 70 do século XX empezouse a aplicar a tecnoloxía do ordenador dixital

ao desenvolvemento de tecnoloxía automatizada. Excluíndo cambios estructurales no

manexo da información, a maioría de programas estiveron dirixidos cara á automatización

do traballo cartográfico; algúns poucos exploraron novos métodos para o manexo de

información espacial, e seguíronse basicamente dúas tendencias:

Produción automática de debuxos cun alto nivel de calidade pictórica

Produción de información baseada na análise espacial pero co costo dunha baixa calidade

gráfica.

A produción automática de debuxo baseouse na tecnoloxía de deseño asistido por

computador (CAD). O CAD utilizouse na cartografía para aumentar a productividad na

xeración e actualización de mapas. O modelo de base de datos de CAD manexa a

información espacial como debuxos electrónicos compostos por entidades gráficas

organizadas en planos de visualización ou capas. Cada capa contén a información dos puntos

na pantalla (ou pixeles) que debe acender para a representación por pantalla. Estes

conxuntos de puntos organizados por planos de visualización gárdanse nun formato

vectorial.

As bases de datos inclúen funcións gráficas primitivas que se empregan para construír novos

conxuntos de puntos ou liñas en novas capas e definir un símbolo imaxinado polo usuario.

Por exemplo unha capa que conteña unha liña vertical pódese sumar lógicamente a unha

capa que conteña un área circular para xerar o símbolo dun pau de golf ou unha nota

musical, definido nunha nova capa que se pode chamar "ferro 4" ou "negrilla".

Posteriormente, á simboloxía se lle adicionó unha variable "intelixente" ao incorporar o

texto.

O desenvolvemento da tecnoloxía CAD aplicouse para a manipulación de mapas e debuxos e

para a optimización do manexo gerencial de información cartográfica. De alí desenvolveuse

a tecnoloxía AM/FM (Automated Mapping / Facilities Management)




O desenvolvemento paralelo das disciplinas que inclúen captúraa, a análise e a presentación

de datos nun contexto de áreas afines como catastro, cartografía, topografía, ingeniería

civil, xeografía, planeación urbana e rural, servizos públicos, entre outros, implicou

duplicidad de esforzos. Hoxe en día logrouse reunir o traballo no área de sistemas de

información xeográfica multipropósito, na medida en que se superan os problemas técnicos

e conceptuais inherentes ao proceso.

Nos anos oitenta viuse a expansión do uso dos SIX., facilitado pola comercialización

simultánea dun gran número de ferramentas de debuxo e deseño asistido por ordenador

(con siglas en ingles CAD e CADD), así como a generalización do uso de microordenadores e

estacións de traballo na industria e a aparición e consolidación das Bases de Datos

relacionales, xunto ás primeiras modelizaciones das relacións espaciais ou topología. Neste

sentido a aparición de produtos como ARC-INFO no ámbito do SIX ou IGDS no ámbito do CAD

foi determinante para lanzar un novo mercado cunha rapidísima expansión. A aparición da

Orientación a Obxectos (OO) nos SIX (como o Tigris de Intergraph), inicialmente aplicado no

ámbito militar (Defense Map Agency - DMA) (OO) permite novas concepcións dos SIX onde se

integra todo o referido a cada entidade (p.e. unha parcela) (simbología, geometría,

topología, atribución) . Pronto os SIX. comézanse a utilizar en calquera disciplina que

necesite a combinación de planos cartográficos e bases de datos como: ingeniería Civil:

deseño de estradas, presas e embalses. Estudos medioambientales. Estudos socioeconómicos

e demográficos. Planificación de liñas de comunicación. Ordenación do territorio. Estudos

geológicos e geofísicos. Prospección e explotación de minas, entre outros. Os anos noventa

caracterízanse pola madurez no uso destas tecnoloxías nos ámbitos tradicionais

mencionados e pola súa expansión a novos campos (SIX nos negocios), propiciada pola

generalización no uso dos ordenadores de gran potencia e con todo moi asequibles, a

enorme expansión das comunicacións e en especial de internet e o World Wide Web, a

aparición dos sistemas distribuídos (DCOM, CORBA) e a forte tendencia á unificación de

formatos de intercambio de datos xeográficos propician a aparición dunha oferta

proveedora (Open Gis) que fornece datos a un enorme mercado de usuario final. O

incremento da popularidade das tendencias de programación distribuída e a expansión e

beneficios da máquina virtual de Java, permiten a creación de novas formas de

programación de sistemas distribuídos, deste xeito aparecen os axentes móbiles que tratan





de solucionar o tráfico excesivo que hoxe en día atópase en internet. Os axentes móbiles

utilizan a invocación de métodos remotos e a serialización de obxectos de Java para lograr

transportar a computación e os datos. Nace aquí un novo paradigma para o acceso a

consultas e recopilación de datos nos sistemas de información xeográfica, cuxos maiores

beneficios espéranse obter nos seguintes anos.

O Mapa do Futuro é unha Imaxe Intelixente. A partir de 1998 empezáronse a colocar en

distintas órbitas unha serie de familias de satélites que traerán aos computadores persoais,

antes do ano 2003, fotografías digitales da superficie da terra con resolucións que oscilarán

entre 10 metros e 50 centímetros. Empresas como SPOT, OrbImage, EarthWatch, Space

Imaging e SPIN-2 iniciaron a creación dun dos mecanismos que será responsable da

habilitación espacial da tecnoloxía informática. Curiosamente este "Boom" dos satélites de

comunicacións, está empuxando a capacidade de ancho de banda para enviar e recibir

datos, ata o punto de que neste momento, a capacidade só concibida para fibra óptica de

T1 e T3, estase alcanzando de xeito inalámbrica. Doutra banda a frecuencia de visita destes

satélites permitirán ver calquera parte do mundo case cada hora.

As imaxes pancromáticas, multiespectrales, hiperespectrales, radar, infrarrojas, térmicas,

crearán un mundo virtual digital ao noso alcance. Este novo mundo cambiará radicalmente a

percepción que temos sobre o noso planeta.

Co transcurso do tempo logrouse desenvolver un traballo multidisciplinario e é por esta

razón que foi posible pensar en utilizar a ferramenta coñecida como "Sistemas de

Información Xeográfica, SIX (GIS)"




e. A Topoloxía

A Topoloxía pasou a ser, dese xeito, un método para definir relacións espaciais

entre puntos, liñas e polígonos.

Permite:

Describir as relacións espaciais entre elementos xeométricos.

Iguales Cuberto por

Contén

Separados

Interseca

Encontra

Cubre a

Manter a coherencia dun conxunto.

Optimizar o almacenamento gráfico ao disminuir o volumen. Por

exemplo, non hai que gardar arcos duplicados porque o mesmo

elemento pode ter asociada diferente información.

Facilitar algoritmos e análise espacial.

Estructura Arco-Nodo:

Nodo: Define o comenzo e o fin dun arco. Pode conectar a dous ou mais arcos.

Arco: É o segmento de linea (recta ou curva) que une dous nodos. Está definido por dous nodos que o delimitan (principio e fin do arco) e por unha serie de puntos intermedios que definen a súa forma (vértices). Os nodos e os vértices están representados na base de datos do SIX como pares de coordenadas xeorreferenciadas.




As relacións espaciais son leídas por un ordenador por medio da TOPOLOXÍA que as define de forma explícita por medio de xeneración de listas. Por exemplo, un polígono está definido pola lista de arcos que delimitan o seu borde.

Con este procedemento os datos son almacenados de forma moi eficiente.

Grandes conxuntos de datos poden ser almacenados e procesados moi axiña.

Facilítanse funcións analíticas como o cálculo de de de fluxo a través de liñas interconectadas

(topoloxía de rede), cálculo de rutas, ou combinar polígonos veciños que teñen similares

características ou identificar estructuras adxacentes e sobrepoñer elementos xeográficos.

Esta estructura de arco-nodo da solución a tres conceptos topolóxicos:

Conectividade: Os arcos so se conectan entre si a través dun nodo. Os

arcos que se conectan son identificados explorando a lista de nodos a ta

dar con nodos en común.

Área: Os arcos que se conectan encerrando unha área definen un

polígono. Os polígonos son representados por medio dunha lista de

arcos.





Proximidade: Os arcos teñen unha dirección e, por elo, lados esquerdo e

dereito. As coordenadas dos arcos so se almacenan unha vez, reducindo

asi a cantidade de datos. Asegúrase de que os bordes de dous polígonos

veciños non se entrecrucen.




f. Evolución de técnicas

Dende os anos 60 e ata mediados dos 70 manexouse un modelo orientado a

rexistros: cada figura tíña un rexistro correspondente pero non se podía

establecer unha relación entre as figuras.

A comezos dos anos 70 desenvolvéronse algoritmos que permitían xerar as

posicións relativas mediante topoloxía en capas ou layers. Esta técnica

chámaselle modelo orientado a capas (ou tamén orientado a BD) impúxose

durante os 80 e aínda perdura en moitos estudos pois é a técnica mais práctica

e comercialmente distribuída.

En 1985 os ingleses crearon o modelo orientado a obxectos onde se considera a

paisaxe tal como o é realmente: todo se conforma de partes, e as partes

intégranse e forman obxectos.

g. Diferencias entre SIX e CAD

SIX = Sistemas de Información Xeográfica. CAD = Computer Aided Design = Deseño Asistido por Ordenador (DAO).

Os sistemas CAD baseanse na computación gráfica, que se concentra na

representación e o manexo de información visual (líneas e puntos).

Os SIX requiren dun bo nivel de computación gráfica, pero un paquete exclusivo

para manexo gráfico non é suficiente para executar as tarefas que require un SIX e

non necesariamente un paquete gráfico constitúe unha boa base para desenvolver

un SIX.

O manexo da información espacial require unha estructura diferente da base de

datos, maior volumen de almacenamento e tecnología de soporte lógico (software)

que supere as capacidades funcionais gráficas ofrecidas polas solucións CAD.

Os SIX e os CAD teñen moito en común, dado que ambos manexan os contextos de





referencia espacial e topoloxía. As diferencias consisten no volumen e a diversidade

de información, e a natureza especializada dos métodos de análise presenteses nun

SIS. Estas diferencias poden ser tan grandes, que un sistema eficiente para CAD

pode non ser o apropiado para un SIX e viceversa.

h. Vantaxes dos SIX sobre os CAD.

i. Manexo de mair volumen e diversidad de datos.

ii. Integración de datos xeorreferenciados.

iii. Búsca espacial.

iv. Superposición de mapas.

v. Os SIX brindan o salto do mapa imprimido en papel ao manexo de mapas

dixitais e o salto á sobreposición dixital.

vi. A diferenza da cartografía dixital, que non vai máis alá da situación dos

obxectos, os SIX non só permítennos manipular os elementos dun mapa

senón relacionar cada obxecto cunha información máis ampla e

establecer relacións espaciais e de carácter.

vii. Os SIX permiten análise matemática e saídas gráficas para visualizar

resultados parciais e finais dun traballo.

viii. Como os SIX manexan a base de datos por un lado e a presentación por

outro, pódense xerar moitos mapas dende os mesmos datos.

A natureza interdisciplinar que orienta os traballos en SIX faise máis

doada pois existe unha conexión entre a información temática

elaborada a priori por distintos especialistas e o manexo dunha área de

estudo.

i. Definición de Información Xeográfica (IX).

Os SIX traballan con información xeográfica (IX), o verdadeiro valor dos SIX

estriba na súa capacidade de mostrar a realidade xeográfica.

A IX é a referida a entes, elementos ou fenómenos que acontecen sobre a

superficie terrestre ou nas súas proximidades, en relación cos cales é relevante




o coñecemento da súa posición referida a un sistema vinculado, ca Terra.

"Os entes, elementos xeográficos ou Unidades de Observación son fenómenos de

interese para o mundo real que non poden ser subdivididos en fenómenos do

mesmo tipo pero poden formar clases"

j. Compoñentes dos elementos ou entidades:

Espazo: Todo elemento ou fenómeno de interese localízase nalgún

lugar.

Tempo: sucedeu nalgún momento.

Atributo: e ten asociada algunha medida deste

Compoñente espacial

o Xeometría (localización): posición, forma, tamaño, orientación.

o Topoloxía (relacións espaciais): deducible da xeometría.

Compoñente temática

o Atributo ou variable temática: son propiedades que poden

asignarse a cada localización do espazo, e que carecen de

extensión específica, estúdanse de modo xenérico e está

contida en códigos, nome e atributos.

Compoñente temporal

o Tempo

Existen varias formas de facer unha análise dos datos en función dos

seus compoñentes que se mostran a continuación:

o Análise espacial

Considera asiladamente o aspecto espacial

Estudia as súas características xeométricas puras

o Análise estatística

Considera illadamente o aspecto temático e utiliza as técnicas

existentes.





o Modelado cartográfico

Considera simultáneamente e interactuar os dous aspectos.

k. Características da IX

A IG ten unhas características moi particulares:

i. Voluminosa: Tanto pola súa procedencia e contido moi dispar, o número

potencial de datos nos traballos de campo pode ser infinito.

ii. Fractal: Os elementos naturais teñen forma sumamente irregular, son

obxectos fractales. A dimensión Fractal mide o grao de irregularidades.

A representación depende da escala do mapa; un mesmo obxecto varía

as súas dimensións topolóxicas se se representa en mapas distintos;

dependendo da escala a presentación da realidade é diferente.

iii. Borrosa: É difícil delimitar os elementos xeográficos, por exemplo os

límites dun bosque xunto a un cultivo, o límite onde remata un río e

comeza o mar ou entre unha cidade e un termo municipal. As liñas de

costa nun mapa a escala 1:200.000 non coinciden totalemente coa

realidade mostrada nunha ortofoto, como pode verse na imaxe.




iv. Dinámica: A información cambia co tempo e iso implica a corrección dos

erros que se produzan.

1. Cambios no tempo (mapas de uso no chan)

2. Cambios no espazo (crecemento urbano, obras hidráulicas,

crecemento demográfico (6% ao ano)).

3. Cambios temáticos (rotación de cultivos)

v. Multiforme: A representación dos obxectos xeográficos varía coa escala

do mapa; unha cidade pode ser un punto ou un polígono en función da

escala elixida. A elección dependerá do fin que se persiga e do tipo das

consultas ás que o sistema deberá responder.

Por outra parte, non cabe asimilar "información xeográfica" á mera

localización de sucesos. A situación de fenómenos é frecuente na

indagación científica e nos modestos mesteres cotiáns; o peculiar





naquela é o labor estructurante da posición, eixe articulador de todas

as análises e interpretacións. Precisamente, un dos trazos distintivos da

información xeográfica é a súa riqueza e complexidade; en efecto,

nunha unidade elemental de información xeográfica cristalizan os

seguintes tipos de información:

1. Locacional, para describir a posición dun obxecto sobre a

superficie terrestre mediante un sistema de coordenadas (x, e,

z)

2. Temática, para expresar os atributos ou propiedades dun

obxecto ou localización

3. Temporal, para describir os cambios acontecidos co transcurso

do tempo (este tipo de información pode omitirse en función

dos obxectivos das aplicacións)

O obxectivo e desafío dos SIX consiste en representar a

información xeográfica con tecnoloxía dixital, de forma

consistente e eficiente.

l. Tratamento e análise da IX nun SIX

O tratamento e análise da IX nun SIX implica abstracción e discretización:

Abstracción: estruturación da información xeográfica en capas

temáticas.

Discretización: elección de determinados elementos

xeográficos, obviando outros que pode que non teñan a

importancia desexada.

Débense de ter en conta que os datos xeográficos deben

descompoñerse en tres compoñentes: Temática, Espacial e

Temporal, que responden respectivamente ás preguntas de que?

onde? e cando?

O SIX xira arredor do interese por coñecer certo aspecto do

mundo real e de intentar explicalo mediante un modelo. Estuda




o concepto de medida dos compoñentes como parte

fundamental do desenvolvemento do modelo e o concepto de

control como xerador do modelo do SIX.

Cada unha das medidas dos compoñentes xoga un determinado

papel nun SIX (Sinton estableceu en 1979 que unha debía ser

"fixa", outra serviría de "control" e unha terceira mediríase

constituíndo a compoñente principal do estudo).

O control dos compoñentes dá como resultado os marcos de medida que nos modelos SIX

tradicionais son:

Atributos como control -> Modelo Vector

Espazo como control -> Modelo Raster

Tamén existen na actualidade un modelo que integra conxuntamente os dous modelos

anteriores chamado Geoobxetos e que queda fóra do obxectivo deste documento. No

seguinte apartado entramos a explicar en profundidade os modelos anteriores.

Modelos de datos de información xeográfica

Non existe acordo unánime sobre a clasificación dos modelos de datos dos SIX. Persiste

certa ambigüidade entre os conceptos modelo de datos e estrutura de datos, sobre todo

cando un mesmo adxectivo pode acompañar ambos os dous como en: modelo de datos

topolóxico e estrutura de datos topolóxica. Aínda que as fronteiras non son precisas, o

concepto "modelo" é máis abstracto que o de "estrutura". O mundo real ha de ser descrito

en termos do modelo de datos, mentres que as estruturas de datos son esquemas operativos

para xestionar información que fisicamente se almacena en diversos formatos de rexistro.

Por exemplo, a altitude do terreo pódese representar cun modelo de datos raster ou

vectorial, á súa vez cada modelo dispón de varias estruturas para aloxar a información que

se garda en rexistros de variado formato.





Algunhos autores somente diferencian dous grandes grupos de modos de representación da

información xeográfica que dan nome aos modelos: vectorial y raster.

Modelo Vantaxes Inconvintes

Raster Estructura de datos sinxela.

Compatibilidade de imaxes satélite

e escáner.

Boa capacidade para o análise,

simulacións e modelizado.

Tecnoloxía barata.

Arquivos moi pesados que son maiores

a medida que aumenta a resolución.

Necesidade de potentes estructuras de

compresión de datos.

Menor precisión locacional.

Vectorial Boa representación cartográfica.

Estructura de datos compacta.

Facilidade de actualización da

base xeográfica.

Estructuras de datos complexas.

Imposibilidade para realizar certos

análises.

Tecnoloxía cara.




2. Funcións básicas dun SIX. Proceso para acadalas.

a. Resumindo: que é un SIX?

É un sistema para a xestión, análise e visualización de coñecemennto xeográfico

que se estructura en diferentes conxuntos de información:

Mapas interactivos.

Proporcionan unha visión interactiva da Información Xeográfica que permite dar resposta a cuestións concretas, e presentar un resultado de ditas respostas. Os mapas proporcionan ao usuario as ferramentas necesarias para interactuar coa información xeográfica.

Datos Xeográficos.

Na base de datos inclúese información vectorial e raster, modelos digitais do terreno, redes lineais, información procedente de estudios topográficos, topoloxías e atributos.

Modelos de Xeoprocesamiento.

Son fluxos de procesos que permiten automatizar tarefas que se repiten con frecuencia, podendo enlazar unhos modelos con outros.

Modelos de datos.

A Información Xeográfica na Xeodatabase é mais que un conxunto de taboas almacenadas nun Sistema Xestor de Bases de Datos. Incorpora, do mesmo xeito que outros sistemas de información, reglas de comportamento e integridade da información. Tanto o esquema, coma o comportamento e as reglas de integridade da Información Xeográfica xogan un papel fundamental nun Sistema de Información Xeográfica.

Metadatos.

Son os datos que describen a información xeográfica, facilitando información como: propietario, formato, sistema de coordenadas, extensión, etc... da información xeográfica.





Un catálogo de metadatos permite al usuario organizar, realizar búsquedas y acceder a información geográfica compartida. Cualquier catálogo de metadatos debe tener herramientas disponibles para generar, editar y sincronizarse de forma automática con la información que describen los metadatos




b. Compoñentes dun SIX.

Equipos (hardware)

É onde opera o SIX a nivel de usuario ou donde se traballa para producir un SIX. Neste

momento, programas de SIX pódense executar nun amplo rango de equipos, dende servidores

ata ordenadores persoais usados en rede ou traballando en modo "desconectado". O mais

actual no mundo dos SIX son os IDE ( Infraestructuras de Datos Espaciais ) que se poden poñer

en explotación en Internet con Visores axeitados dos que existen variedade no mercado

informático.

Subsistema de Entrada: Realiza a captura e transformación de datos analóxicos tales

como mapas imprimidos, rexistros alfanuméricos en papel e observacións de campo. Do

mesmo modo, converte a información dixital, proveniente de sensores remotos ou

outros sistemas de información, a unha plataforma compatible con linguaxe

computacional do SIX. Entre os dispositivos de entrada figuran: Taboleiros

dixitalizadores, escáneres ou barredores, lectores magnéticos e láser, teclados,

terminais e portos, e Internet.





Subsistema de manexo: É o subsistema que permite o almacenamento, ordenación e

recuperación de datos. Esta organización é posible grazas a programas coñecidos como

Sistemas manejadores de bases de datos (SMBD) que permiten manexar datos espaciais

dixitais. Mediante as bases de datos e os SMBD obtense unha administración de datos

que permiten a súa consulta, tratamento de datos derivados e a súa retroalimentación.

Entre os dispositivos de almacenamento figuran: Discos duros, fitas magnéticas e

unidades de compresión.

Subsistema de análise: Existen moitas análises en SIX, dende a sinxeleza da comparación

de obxectos segundo os seus atributos ata complexas análises de rutas eficientes en

tempo e distancia. Son típicas análises nos paquetes de SIX a análise espacial, análise de

proximidade, análise de redes e análise en terceira dimensión, entre outros. O éxito

destas operacións recae na calidade e preparación da información a ser analizada.

Requírese dunha correcta conceptualización das tarefas de análise previa á súa

execución.

Subsistema de saída: É o subsistema que comprende a presentación dos datos e

despregamento de resultados derivados do subsistema de análise. A saída de datos

corresponde tanto a un despregamento gráfico (mapas, gráficas) como alfanuméricos

(táboas, noticias). Á súa vez a saída pode xerarse tanto en formatos análogos como

dixitais que poidan ser exportados mediante diversos medios a outro SIX ou outro

software similar. Entre os dispositivos de saída en SIX, figuran: terminais e portos de

saída, impresoras, plotters, fitas magnéticas, discos de almacenamento, medios ópticos.




Programas (software)

Os programas de SIX proporcionan as funcións e as ferramentas necesarias para almacenar,

analizar e despregar a información xeográfica. Os principais compoñentes dos programas son:

1. Ferramentas para a entrada e manipulación da información xeográfica.

2. Un sistema xestor de base de datos (DBMS)

3. Ferramentas que permitan buscas xeográficas, análises e visualización.

4. Interface gráfica para o usuario (GUI) para acceder fácilmente ás ferramentas.

Datos

Probablemente a parte máis importante dun sistema de información xeográfico son os seus

datos. Os datos xeográficos e tabulares poden ser adquiridos por quen implementa o sistema

de información, así como por terceiros que xa os teñen dispoñibles. O sistema de información

xeográfico integra os datos espaciais con outros recursos de datos e pode ata utilizar os

xestores de base de datos máis comúns para manexar a información xeográfica.

Un SIX opera con datos geoespaciales. Un dato geoespacial é aquel que fai

referencia a un espazo xeográfico cuxa situación se coñece (baixo sistema de

coordenadas). Os SIX almacenan a localización do dato, a súa relación espacial con

outros datos (topoloxía) e unha descrición a través dos seus atributos propios. Un

SIX sen datos non é SIX, senón simplemente un software baleiro.

Recursos humáns

A tecnoloxía dos SIX está limitada se non se conta co persoal que opera, desenvolve e

administra o sistema; e que establece plans para aplicalo en problemas do mundo real.

Un SIX require un equipo humano, cuxa preparación non debe limitarse ao

coñecemento dos SIX mesmos, senón que debe cubrir razoablemente as diferentes

áreas implicadas nas análises e campos de aplicación. O recurso humano

compréndeno tanto as persoas capaces de conceptualizar e manexar as utilidades

da tecnoloxía SIX coma tamén aquelas que actúan soamente en calidade de cliente.





Á súa vez os usuarios poden ser internos ou externos a un SIX específico.

Procedementos

Un SIX operará acorde cun plan ben deseñado e cunhas regras claras do negocio, que son os

modelos e as prácticas operativas características de cada organización.

A implantación dun SIX pode desenvolverse exitosamente baixo o amparo dunha

vontade institucional forte, decidida e convencida a fondo das implicacións de

adoptar esta tecnoloxía.

Compoñentes SIX

Equipos (Hardware) Programas (Software)

BASES DE DATOS (BD) Recursos humáns)

Permitir a entrada e saída

da Información Xeográfica

en diversos medios e

formas

Resolver os problemas de entrada de

datos.

Establecer conceptos nas bases de

datos e deseñar os modelamentos

necesarios para o análise da

información resultante según criterios

Proporcionar unha base

funcional que sexa

adaptable e expandible de

acordo coas necesidades

Conter a información

alfanumérica e cartográfica que

garantice o funcionamento

analítico e responda as consulta

do SIX

c. Funcións dun SIX.

De forma xeral, as utilidades dos SIX máis estendidas, son as seguintes:

Presentacións e cartografía temática: o SIX representa datos sobre un

mapa para mostrar localizacións de diferentes actividades ou




características, ou para representar os seus atributos. Son os mapas

temáticos.

Consulta de datos: todas as empresas recollen e manteñen extensas

bases de datos, a maioría con referencias espaciais. Requiren de táboas

e listados. O SIX mostra todo ésto por medio dun mapa. É a técnica

"show me ".

Consulta espacial: O mapa como ferramenta de consulta permite o

acceso á base de datos sinalando unha zona concreta e presentando os

resultados nunha táboa ou resumen. É a técnica "tell me "

Integración e actualización de bases de datos: unha das formas de levar

a organización das bases de datos é pola localización. O SIX é un sistema

versátil e flexible para introducir, manter, actualizar e consultar bases

de datos. A clave é o "geocoding", que é a capacidade para asociar

acontecemento, actividade ou observación a unha característica

espacial.

Cálculo e optimización de rutas: moitas veces quérese encontrar o

camiño máis curto ao longo dunha rede de transportes. Este percorrido

debe ser "legal"; que os xiros ou transbordos sexan correctos. Búscase a

ruta máis curta, máis rápida e máis apropiada entre un conxunto de

alternativas. Algoritmos de cálculo e optimización de rutas do mundo

real permiten que o SIX dispoña desta propiedade.

Análise de distancias, proximidade e proximidade: o SIX permite

calcular distancias sobre un mapa en liña recta ou ao longo dunha rede.

Ademais, pode determinar as características de mapas adxacentes ou

próximos.





3. Propiedades dos mapas dun SIX.

Natureza dos datos espaciais

"Os datos xeográficos son entidades espazo-temporais que cuantifican a distribución, o estado e os

vínculos dos distintos fenómenos ou obxectos naturais ou sociais". (IGAC, 1998).

Os datos espaciais (puntuais, lineais, poligonais, ou volumétricos) responden ao onde, que e cando

dun fenómeno espacial, e refírense a entidades ou fenómenos que cumpren os seguintes principios

básicos:

Teñen posición absoluta; sobre un sistema de coordenadas (x, e, z )

Teñen unha posición relativa; fronte a outros elementos da paisaxe (topoloxía: incluído,

adxacente, cruzado, etc.).

Teñen unha figura xeométrica que as representan (punto, liña, polígono).

Teñen atributos que o describen (características do elemento ou fenómeno).

Introdución á representación.

A construción dos modelos de estruturas de datos implica saber como representar os elementos por

obxectos xeométricos, representar os obxectos por primitivas topolóxicas e definir o tipo de

control, é dicir, como se miden os atributos sobre os obxectos.

A construción dun sistema de información xeográfica implica un proceso de abstracción para pasar

da complexidade do mundo real a unha representación simplificada alcanzable para a linguaxe dos

ordenadores actuais. O proceso anterior divídese en varias fases que como é habitual na construción

de sistemas informáticos, adoita empezar por facer un deseño inicial da base de datos que vai dar

soporte á aplicación. No devandito deseño faise un bosquexo do mundo real en capas para un mellor

entendemento do sistema e sobre todo para ver o alcance do sistema.

Pero este tipo de abstracción que leva a cabo unha persoa non é igualmente válida para unha

máquina, necesitando que este mundo real estruturado en capas pase a ser algo que con principios

básicos de debuxo sexa capaz de entender unha máquina, polo tanto necesitamos que o mundo real

se acabe transformando en puntos, liñas e polígonos.




Todos os modelos de representación se deben estruturar en capas que definen a compoñente

temática do SIX, as devanditas capas quedan de manifesto no exemplo seguinte:

Supoñamos que queremos gardar información de tipo xeográfico dunha parte do mapa de España, a

devandita información redúcese a saber as estradas que pasan por distintas cidades e saber que

tramos de estrada pertencen a unha provincia ou a outra (información relevante para o seu

mantemento).





En primeiro lugar parece obvia a capa que conteña as estradas que necesitamos, para iso creamos

unha capa da seguinte forma:




Seguidamente poderiamos obter a capa das cidades que hai entre estas estradas, polo que

poñeriamos outra capa máis:

Por último só fáltanos obter as distintas provincias e máis especificamente os seus límites para

poder decidir se unha estrada pertence a algunha delas:





Estas capas que definimos anteriormente deben dar lugar a unha topoloxía que acabará sendo

almacenada na base de datos e que será o que manexe o SIX.

Por último existen relacións espaciais entre os obxectos xeográficos que o sistema non pode obviar

(o coñecido como topoloxía). Aínda que as devanditas relacións poidan ser extremadamente

complexas pola cantidade de obxectos que interactuar, os SIX reducen as súas funcións a casos máis

sinxelos, posto que só se limitan a responder a cuestións como coñecer se unha estrada está dentro

dunha comunidade autónoma (unha liña que pertenza a un polígono).

En principio, os modelos de representación son unha consecuencia dos Marcos de Medida, que

obrigan á creación das estruturas internas que caracterizan os Modelos de Representación. Un

modelo de representación decide os obxectos a representar en detrimento doutros que non son de

interese.

Na representación cartográfica da IX, certos obxectos represéntanse de forma gráfica, mediante

polígonos, liñas ou símbolos. Na representación dixital da IX, os símbolos son números almacenados

en estruturas de almacenamento que son a clave das diferenzas existentes entre os distintos




Modelos de Representación:

Modelo Vector

Modelo Raster

Modelo Orientado a Objetos

Non hai ningún que sexa mellor que outro, son

simplemente diferentes, e cada un serve para un

propósito específico. En calquera caso hai que

dicir que os modelos de datos máis estendidos son

o de Vector e o Raster.





Modelo Vectorial:

- Ten os atributos como control e o espazo

libre.

- Os atributos mídense de forma discreta

asignando un número limitado de valores.

- A representación do mundo real faise por

segmentos xeométricos (puntos, liñas,

polígonos).

- Realízase a individualización de

elementos mediante as súas propiedades e

a súa localización.

Modelo Raster:

- Toma o espazo como control e o atributo libre.

- O espazo mídese de forma discreta e os atributos de forma continua.

- Utilízanse unidades artificiais, celas de igual tamaño e forma.

- Realízase a individualización dos elementos mediante as súas propiedades e a súa

localización.




A continuación describiranse máis detalladamente os modelos de representación mencionados.

Modelo Vector:

O modelo de datos Vector baséase en puntos, liñas e polígonos para representar o mundo real (como

xa vimos no exemplo anterior). Para definir os obxectos úsanse pares de coordenadas que definen

un Vector (de aquí o seu nome) e que están referidas a algún tipo de sistema cartográfico.

Cada par de coordenadas e a súa altura (en 3 dimensións) definen un punto, con dous puntos

xeramos unha liña e un conxunto de liñas forman os polígonos. De entre todas as formas que hai de

formar a topoloxía dun mapa a máis robusta que hai é a topoloxía arco-nodo, cuxa lóxica de

funcionamento se mostra en esquemas.

A idea desta topoloxía é moi sinxela e baséase en que a estruturación de toda a información

xeográfica en pares de coordenadas, que son a entidade básica de información para este modelo de

datos. Con pares de coordenadas (puntos) forma vértices e nodos, e con agrupacións destes puntos

forma liñas, coas que á súa vez pode formar polígonos.

Para poder implementala nun ordenador, requírese a interconexión de varias bases de datos a

través de identificadores comúns. Estas bases de datos, que podemos imaxinalas como táboas con

datos ordenados de forma tabular, conteñen columnas comúns a partir das cales se poden relacionar

datos non comúns entre unha e outra táboa.

Tamén se poden formar polígonos e a forma de facelo

móstrao a figura seguinte:

Como se pode observar existe unha táboa de polígonos que

garda información dos identificadores dos arcos que o

forman, ademais hai táboas para almacenar as coordenadas

de cada arco, así como outras que definen a posición no

plano dos distintos polígonos.

Existen outras topoloxías de desenvolvemento de modelos





Vectoriais como: Espagueti, Cadea-nodo, Grafos planares, Grafos non planares, Topoloxía parcial,

Grafo non plano con superficies ou Topoloxía completa. Explicar en detalle cada unha delas

levaríanos un bo capítulo dun libro, e deixamos o lector que busque en bibliografía especializada.

Por último, debemos resaltar que este é o modelo de datos axeitado aos casos en que as fronteiras

dos obxectos xeográficos estean ben definidas, por iso é adecuado á hora de traballar con estradas,

cultivos, terreos, provincias, etc. E non é adecuado para traballar con masas de nubes,

contaminación etc.

Elementos e estrutura do modelo de datos vectorial

A aproximación vectorial fundaméntase nun enfoque que conceptualizar a realidade xeográfica que

modela como un conxunto de obxectos discretos. Os obxectos xeográficos represéntanse por puntos,

liñas, polígonos, en consonancia cos trazos que, á escala do estudo, se desexe reter. Os puntos (sen

dimensión; 0 D) rexístranse mediante pares de coordenadas, un conxunto de puntos ordenados

(vector) define unha liña (unha dimensión; 1 D), e se esta é pechada forma un polígono (dúas

dimensións; 2D). De estos tipos de elementos (feature classes) rexístrase a súa posición e forma,

atributos, comportamento e metadatos.

Atributos dos elementos (features) do modelo vectorial

Xeometría (puntos, polílineas, polígonos)

Atributos (Taboas, tuplas)

Relacións Comportamento Metadatos

-Xeometría -Localización espacial -Relacións (topoloxía, redes xeométricas)

-Texto -Enteiro -Enteiro largo -Real (simple, doble) -Data -Identificador -Binario

-Cardinalidade das relacións

-Dominio -Subtipo -Reglas de validación -Outras restriccións

-Sobre os datos espaciais -Sobre os atributos temáticos

Xeometría dos elementos

O modelo vectorial é especialmente apropiado para representar a forma dos obxectos reais, que se

describe a través da xeometría dos elementos. As dimensións desta xeometría condicionan algunhas

propiedades e tipos de análise que pode desenvolverse. Nalgúns modelos de datos a xeometría

almacénase nun campo da táboa da clase de elementos denominado shape.

Características dos elementos ou unidades de información do modelo vectorial




Elemento Dimensión Rexistro Obxetos representados

Punto 0-D Coordenadas x, y. Tamén

poden ter unha

coordenada z e unha

medida m, e identificador

ID

Calquera obxeto real do que

queira reter a súa localización a

unha escala determinada (árbol,

cidade...)

Multipuntos 0-D Colección desordenada de

puntos con un conxunto

común de atributos

Conxunto de pozos, vales, etc.

que forman unha unidade

Polilínea 1-D Vector composto por

cadeas (path) conectadas

ou disxuntas.

Calquera obxeto real do que se

queira reter o seu rasgo lineal

(lonxitude e forma): estradas,

ríos...

Polígono 2-D Conxunto de anels

parcialmente ordenados

según as súas relacións de

inclusión.

Obxetos reais dos que se desexe

representar a súa superficie

(superficie e forma): unidade

administrativa, bosques...

Algunos sistemas utilizan outros elementos xeométricos derivados, de grande utilidade para

a xestión de datos. En ArcInfo cada elemento ten asociado un rectángulo mínimo envolvente,

que almacena os valores mínimo e máximo das coordenadas x e y así como o rango de

valores z e m. Os lados do rectángulo mínimo envolvente son paralelos ao sistema de

coordenadas.

Modelo Raster

A base destes modelos é unha estrutura matricial que corresponde ao marco de medida no que

utiliza o espazo como control: existe unha discretización do espazo en cuadrículas e nelas mídese

libremente un atributo.

Os sistemas de información Raster baséanse nas

relacións implícitas de veciñanza entre os obxectos

xeográficos, para iso usa mallas ou retículas cun

tamaño de cela fixo (chamados pixeis). O espazo





obxecto de estudo divídese pola malla e a cada cela asígnaselle un valor numérico que representa o

seu valor temático. Dado que todas as celas ou pixeis son do mesmo tamaño e sabemos o punto de

orixe de coordenadas da malla podemos dicir que todos os puntos están georreferenciados, e polo

tanto podemos definir de forma precisa a súa posición no plano.

Nun modelo Raster, a orixe para a numeración de celas é a esquina superior esquerda da imaxe. Coa

rasterización asígnanse códigos ás celas segundo tres tipos de mostraxe:

Modal: o máis representativo na cela.

Punto medio: o que represente o punto central da cela.

Punto lóxico: se unha entidade en cuestión aparece ou non.

A información temática queda reflectida sobre cada unha das celas, estruturándose

individualmente para cada un dos atributos e almacenándose en capas independentes.

Un inconveniente deste modelo é a elevada cantidade de obxectos espaciais que se

xeran. Este modelo de datos é especialmente axeitado cando tratamos de definir

obxectos que teñen os límites difusos, por iso é adecuado para sistemas meteorolóxicos

ou de contaminación.

Entre as principais fontes de información compatible ao formato Raster están as

ortofotos dixitais, as imaxes de satélite, os mapas de bits ou as imaxes escanedas.

O método raster fúndase nas propiedades do espazo xeográfico, das que toman mostras

en determinados puntos, coas que se anoa unha malla de unidades xeométricas cuxos

vértices son as localizacións mostral.

O espazo transfórmase, pois, nun mosaico de teselas regulares. Entre estas, o cadrado é a figura

máis corrente (por exemplo en datos procedentes de sensores remotos), seguida dos triángulos e

hexágonos. Cada unha destas unidades ou teselas é unha cela (dunha matriz) ou un pixel

(contracción de picture element, elemento gráfico).




Cada un dos pixel contén os seguintes tipos de información

Resolución: é a lonxitude dun lado da porción de territorio real representado por un

pixel.

Localización: a localización de cada cela exprésase por un par de números que indican a

súa posición nunha fila e unha columna.

Orientación: é o ángulo formado pola dirección das columnas dunha retícula raster e o

norte. O habitual é orientar os mapas ao norte, polo que o ángulo é igual a 0°.

Valor: o valor asociado a un pixel corresponde a unha medida dun atributo do espazo

xeográfico representado polo devandito pixel. Os valores poden ser enteiros ou reais, e

visualízanse mediante unha cor (ou escala de grises).

Zona e clase: unha zona ou rexión é unha área formada por celas contiguas que teñen o

mesmo valor. Unha clase compóñena todas as rexións do mesmo valor. As clases (ou

categorías) recóllense na lenda.

A disposición de datos espaciais en forma de retícula regular formada por pixeis

denomínase raster, e unha das formas máis simples para dispoñer información. Na

estrutura raster "normal" omítense as coordenadas dos pixeis, xa que esta implícita na

propia ordenación de filas e columnas. O habitual é adoptar un "array" rectangular de

pixeis cadrados, no que abonda coñecer a orixe das filas e columnas para determinar a

localización dun pixel.





Para definir obxectos tridimensionais precísase un eixe adicional, o z, para fixar a localización

vertical. As unidades de información son volumétricas, xeralmente hexaedros, cada uns dos cales é

un voxel.

Coñecido o tamaño dunha matriz, e a orixe da numeración das súas filas e columnas, esta pode

escribirse como unha lista unidimensional; cada liña contén a orde da fila, o da columna e o valor,

diferenciados por un separador (exemplo: fila, columna, valor).

Se a estrutura raster é intuitiva e doada de manexar, en cambio, non é eficiente para optimizar o

almacenamento e recuperación de datos (os arquivos aumentan o seu tamaño exponencialmente

cando se incrementa a resolución da área de estudo) nin para visualizar as entidades, especialmente

os puntos e as liñas. De aquí que se habilitasen varios métodos para comprimir os datos ou para

mellorar a súa representación gráfica.

Modelo Orientado a Objetos

Trátase dun modelo de datos menos usado que os dous anteriores, e se ben non existe unha

definición clara entre os usuarios, se hai unanimidade nas características que debe proporcionar o

devandito modelo.

O primeiro de todo é dicir que aínda que os modelos Vector e Raster se baseen na estrutura típica

de capas, isto non é así nos modelos orientados a obxectos. Iso é debido a que o propio modelo




orientado a obxectos se basea nos obxectos xeográficos e as súas relacións cos outros. Por iso (como

en calquera filosofía orientada a obxectos) os obxectos xeográficos agrúpanse en clases podendo

darse a herdanza e ademais están sometidos a unha serie de procesos.

Esta idea de proceso introduce unha nova idea nos SIX que é a dinamicidad fronte ao que acontece

nos outros modelos, cuxa idea é máis estática. Por iso este modelo de datos adáptase ben a SIX nos

que a natureza dos datos é cambiante no tempo.

Sen ningunha dúbida este tipo de modelo de datos é o máis adecuado para representar un

contexto xeográfico, xa que permite facer predicións de futuro á hora de como vai evolucionar

o sistema. Pero, na actualidade, este tipo de modelo choca coa implementación real do modelo

nos Sistemas Xestores de Bases de Datos, os cales dan un soporte moi pobre aínda aos SIX, sendo

superados por sistemas baseados nos modelos de datos Vector e Raster. En calquera caso os

modelos de datos orientados a obxectos están a evolucionar e serán mellorados no futuro.





Estruturas informáticas de almacenamento de datos.

Nesta parte ímonos centrar no almacenamento de dátos dos modelos Vector e Raster, posto que son

os máis estendidos no mundo dos SIX.

A estruturación e almacenamento da información xeográfica dun SIX vai ligada ao tipo de modelo de

datos espacial, Raster ou Vector, que permite organizar a mesma variable de forma distinta.

Existen dúas formas de almacenamento e carga de datos:

a) En ficheiros. Características:

Volume de datos medio (nivel departamental).

Superficie dividida en follas.

Consulta multiusuaria vía servidor de ficheiros.

b) En bases de datos. Características:

Volume de datos moi elevado.

Almacenamento integrado de información.

Administración centralizada.

Facilidade de actualización e distribución.

Optimización do rendemento.




Almacenamento en ficheiros.

A súa xestión lévase a cabo directamente polos usuarios a través do Sistema Operativo. Ten unha

especificación pública, permitindo integrar nunha mesma entidade xeometría e atributos,

información sobre o sistema de proxección, e índices espaciais.

Como principais características este tipo de almacenamento presenta información compartida,

posto illado para a edición, a consulta e a análise, e sistema de arquivos como sistema de

almacenamento máis común.

Segundo a estruturación de datos elixida, o almacenamento en ficheiros pode ser de dous tipos:

Almacenamento en ficheiros Vector: Os datos de cada entidade dispóñense en

estruturas separadas, e para unilos emprégase un mecanismo moi semellante á unión

relacional; en cada rexistro do ficheiro gráfico engádese unha etiqueta de enlace.

Existen varios tipos de ficheiros tras unha modelización de Vector:

o Ficheiros que almacenan só xeometría.

o Ficheiros que almacenan xeometría e topoloxía.

o Obxectos binarios: é o ideal, onde temos estruturas comúns para datos espaciais

e temáticos.

Almacenamento en ficheiros Raster: Neste caso a información é almacenada de forma

distribuída en varios ficheiros:

o Ficheiro "núcleo" con valores de cela.

o Ficheiros relacionados con información complementaria.Son ficheiros que

conteñen información sobre a referencia espacial, estatísticas, pirámides, etc. E

onde a estrutura depende de cada formato escollido.

Almacenamento en bases de datos.

Do mesmo modo, dependendo da estruturación de datos elixida, o almacenamento en bases

de datos pode ser de dous tipos:





Almacenamento Vector en bases de datos.

A súa xestión realízase a través dun SGBD. As bases de datos poden ser:

o BD propietarias: de deseño exclusivo de cada SIX. Por exemplo, xeodatabase de

ESRI para ArcGis.

o BD abertas: Necesidade de compartir os datos con outras aplicacións. Utilízanse

as B.D. convencionais. Por exemplo, de código aberto, como MySQL ou

PostgreSQL ou propietarios como SQL Server ou Access de Microsoft ou Oracle.

Xeralmente a parte gráfica adoita manterse en estruturas propietarias: ben

dentro de ficheiros propios, ou mediante o uso de bloques de almacenamento

de bases de datos estándar. O ideal é que se almacenasen en estruturas comúns

en bases de datos estándares e abertas, como obxectos binarios (GDB).

Pódense clasificar en:

1. Sistema híbrido: posúe unha ou varias BD externas só para datos alfanuméricos,

normalmente BD relacionais. A compoñente espacial almacénase noutra de base

topolóxica (un ficheiro de acceso secuencial). Pola contra, é difícil manter a

integridade dos datos, e non poden facer un uso completo das posibilidades de

control de acceso, seguridade, etc. A solución para estes tipos de sistemas consiste

no emprego de ficheiros monotemáticos, onde cada ficheiro se asocia cunha soa

táboa, e cada táboa cun só ficheiro.

2. Sistema unitario, ou ámbito único: ten unha BD externa para o almacenamento

das táboas gráficas e alfanuméricas. Está baseado na idea de Van Roessel (1987) de

organizar datos posicionais nunha estrutura de táboas cumprindo as formas normais

Cood. Os datos almacénanse en táboas formadas por filas (rexistros) e columnas

(campos). Cada táboa debe ser un rexistro único, unha das columnas constitúe un

atributo espacial. En consecuencia é doado de implementar, e flexible.




Almacenamento Raster en bases de datos.

Habitualmente non presentan a estruturación elaborada e complexa das bases de datos

do modo Vector. Posúen unha maior simplicidade da organización: os aspectos espaciais

e temáticos rexístranse de modo simultáneo.

Normalmente as BD teñen ferramentas graficas de carga, pero se existen moitas imaxes

que cargar, pódese automatizar a tarefa escribindo un Script do S.O ou usar varios tipos

de API (COM, Java, C) para desenvolver ferramentas de carga personalizadas.

Temos dous tipos de almacenamento Raster na BD:

o Almacenamento de capas Raster independentes

o Agrupación de capas.

O almacenamento de capas Raster independentes consiste en que cada unha das

capas temáticas se almacena nun ficheiro separado, co mesmo número de filas,

columnas e o mesmo tamaño de pixel. Almacénanse os valores de cada cela, e a

información necesaria para a visualización. Posteriormente manipúlanse para

formar un conxunto que se engade á B.D.

Dentro da agrupación de capas Raster independentes, existen dous tipos de organización:

1. Mosaicos: capa Raster xerada a partir da unión de dous ou máis capas georreferenciadas

independentes. Teñen un só rexistro na táboa de capas da B.D., e permiten unha análise

máis óptima. Pode ser á súa vez de dous tipos:

a. Continua: se as imaxes se superpoñen no espazo.

b. Discontinua: se as imaxes non se superpoñen (información sen cortes).

2. Catálogos: estrutura de almacenamento que permite visualizar distintas capas

georreferenciadas coma se fose unha soa capa, sen necesidade de unilas fisicamente.

Caracterízanse por unha xestión mais cómoda de posibles actualizacións, visualización e





xestión selectiva (Raster independentes). Non obstante o acceso é máis lento cando o n.º de

Raster é moi elevado (táboas con moitos rexistros).

Pode ser á súa vez de dous tipos:

a. Referenciado: táboa que contén os nomes dos Raster e as súas extensións

xeográficas. Almacénanse en capas independentes.

b. Embebido: táboa que non garda nas súas capas a extensión xeográfica dos Raster,

senón unha referencia a cada imaxe. Almacénase nunha soa capa.

Situación actual

Nos 5 últimos anos a tecnoloxía evolucionou a marchas forzadas. A potencia de procesado dos

ordenadores persoais e as velocidades de conexión a internet xunto coa aparición dos smarphones

con banda larga de acceso inalámbrico promoveron a aparición de ferramentas SIX para ser usadas

en Internet e a aparición de xestores SIX mixtos con capacidades para manexar vector e ráster

combinados sin disminuir os rendementos.

Pódese comprobar esta facilidade na consulta de datos combinados de vectores con ortofotos e

información asociada, por exemplo nos parcelarios vector de catastro combinados coas ortofotos

PNOA do IGN. (PNOA = Plan Nacional de Ortofotografía Aérea, IGN = Instituto Cartográfico

Nacional).




Comprobar esto nos seguintes enderezos de internet:

www.delugo.es no enlace LugoMap.

http://www.catastro.meh.es/ no enlace Sede Electrónica del Catastro.

http://idena.navarra.es/navegar/

www.argis.com

http://www.delugo.es/

http://www.catastro.meh.es/


http://www.argis.com/





4. Sistemas de Coordenadas e Proxeccións.

REPRESENTACIÓN DA INFORMACIÓN ESPACIAL, AS PROXECCIÓNS XEOGRÁFICAS

A cada obxecto contido nunha categoría asígnaselle un único número identificador. Cada obxecto

está caracterizado por unha localización única (atributos gráficos con relación a unhas coordenadas

xeográficas) e por un conxunto de descricións (atributos non gráficos) O modelo de datos permite

relacionar e ligar atributos gráficos e non gráficos. As relacións establécense tanto desde o punto de

vista posicional como topológico.

Os datos posicionales din onde está o elemento e os datos topológicos informan sobre a ubicación do

elemento con relación aos outros elementos. Os atributos non gráficos din que é, e como é o

obxecto. O número identificador que é único para cada obxecto da categoría é almacenado tanto no

arquivo ou mapa de obxectos como na táboa de atributos, o cal garante unha correspondencia

estrita entre os atributos gráficos e non gráficos.

Sistema de coordenadas.

Un sistema de coordenadas xeográficas é un sistema de referencia usado para localizar e medir

elementos xeográficos. Para representar o mundo real, utilízase un sistema de coordenadas no cal a

localización dun elemento esta dado polas magnitudes de latitud e lonxitude en unidades de grados,

minutos e segundos.

A lonxitude varia de 0 a 180 grados no hemisferio Este e de 0 a -180 grados no hemisferio Oeste de




acordo coas liñas imaxinarias denominadas meridianos.

A latitude varia de 0 a 90 grados no hemisferio norte e de 0 a -90 grados no hemisferio sur de

acordo coas liñas imaxinarias denominadas paralelos ou liñas ecuatoriales. A orixe deste sistema de

coordenadas queda determinado no punto onde se atopan a liña ecuatorial e o meridiano de

Greenwich.

As coordenadas cartesianas son generalmente usadas para representar unha superficie plana. Os

puntos represéntanse en términos das distancias que separan a devandito punto dos eixes de

coordenadas.

Nun SIX a través do índice é posible ver as categorías, por estas categorías accédese aos obxectos e

polos obxectos tense acceso aos atributos gráficos e non gráficos que se almacenan na base de datos

xeográfica. Os arquivos ou mapas que conforman unha categoría pódense cargar por cada usuario

para atender as súas necesidades. De igual xeito pode facer operacións con obxectos que pertenzan

á mesma categoría ou a categorías diferentes. Estas operacións poden ser de tipo espacial (unión,

intersección) ou racionais (Continuidade, vecindad, proximidade)

Proxeccións.

A superficie de referencia máis comúnmente usada para a descrición de localizaciones xeográficas é

unha superficie esférica. Isto é válido aínda sabendo que a figura da terra pódese modelar máis





como un elipsoide que como unha esfera. Sábese con todo que para a xeración dunha base de datos

que permita a representación de elementos correctamente georeferenciados, e en unidades de

medida comúns como metros ou quilómetros, debe ser construída unha representación plana.

Toda proxección leva consigo a distorsión dunha ou varias das propiedades espaciais xa

mencionadas. O método usado para a proxección será o que en definitiva permítanos decidir cales

propiedades espaciais sexan conservadas e cales distorsionadas. Proxeccións específicas eliminan ou

minimizan a distorsión de propiedades espaciais particulares. As superficies de proxección máis

comúns son os planos, os cilindros e os conos, segundo o caso esíxese a proxección azimutal,

cilíndrica e cónica respectivamente. Móstrase a continuación a división da terra en meridianos e

paralelos segundo a proxección cilíndrica de Mercator.




As propiedades especiais de forma, área, distancia e dirección son conservadas ou distorsionadas

dependendo non só da superficie de proxección, senón tamén doutros parámetros. Posto que cada

tipo de proxección requiere dunha forma diferente de transformación matemática para a conversión

geométrica, cada método debe producir distintas coordenadas para un punto dado. Por exemplo:

Transformación de mercator, transformación estereográfica.





5. Diversos formatos de mapas dixitais.

A presentación mais frecuente dos resultados de consultas sobre os modernos SIX estructúrase en

tres grupos de mapas:

Vector




Satélite (Ráster)





Híbrido




6. Principais aplicacións SIX:

Campos de aplicación

As aplicacións que presentan os SIX son numerosas, pero poderíanse clasificar en tres

grandes bloques, os dous primeiros baseados en campos e o terceiro en obxectos:

1. Aplicacións cartográficas: irrigación, análise do rendemento das colleitas, avaliación

do terreo, planificación e xestión de instalacións, estudos da paisaxe ou análise da

estrutura do trafico.

2. Aplicacións para o modelado dixital do terreo: estudo de recursos das ciencias da

terra, análise do chan, estudos da contaminación do aire e da auga ou control de

inundacións entre outros.

3. Aplicacións de obxectos xeográficos: sistemas de navegación de vehículos, análise do

mercado xeográfico, distribución e consumo de servizos públicos ou análise económica

de produtos e servizos para o consumidor.

Os sectores no que se poden implantar os sistemas SIX son moitos. A continuación

mostraremos un conxunto de sectores:

Sector bancario: localización de rede de sucursais en función das características da

poboación. Estudo de modelos de mercado potenciais. Estudo de riscos na xestión de

seguros. Seguimento de investimentos e dos resultados do mercado bancario na súa

dimensión territorial.

Sector de estudos de mercado: segmentacións de mercado, distribución territorial da

poboación e das súas características socioeconómicas.

Sector sanitario: seguimento de estudos epidemiolóxicos. Planificación da rede de

asistencia sanitaria en relación coa poboación que habita unha zona. Análise da

distribución xeográfica dos perfís sanitarios da poboación.

Sector loxístico: xestión de frota. Planificación e optimización de rutas. Determinación

de centros de distribución. Posicionamento de puntos de venda e análise de itinerarios

de recollida e subministracións. Control dos envíos.

Sector das telecomunicacións: planificación das redes de telefonía móbil, de televisión

por cable, análise de cobertura do medio...





Sector da comunicación: información sectorial para a súa transmisión gráfica cara aos

sectores desexados da opinión pública. Análise dos efectos das campañas de publicidade

e promoción. Teletraballo, educación a distancia, tempo libre, información sobre

ocio...

Sector de franquías: localización de novos puntos de venda, captación de clientes

potenciais...

Sector do automóbil: dos 14,5 millóns de turismos que se matricularon en Europa no ano

2000, preto do 47 por 100 ofrecían a opción de contar cun navegador. En moi poucos

anos será unha necesidade.

Sector ambiental: para realizar inventarios de chans ou controlar o tipo do uso deste.




Complemento áreas de aplicación:

Áreas de aplicación Aplicacións

Xestión de recursos

naturais e do medio

ambiente

Seguimento da contaminación, do tempo e clima; avaliación de

impactos ambientais; inventario de recursos; biodiversidade e

conservación; estudios sobre a paisaxe; planificación hídrica (ríos,

acuíferos, zonas de inundación); espacios protexidos; espacios

naturais (control de incendios, de plagas)

Agricultura Seguimento de colleitas, control de plagas e enfermidades;

estudios de solos; planificación de regos e usos da agua

Comercio e servicios

Análise de localización de establecementos; estudios de

oferta/demanda; publicidade; avaliación do potencial de mercado,

áreas de influencia; accesibilidade

Transporte

Planeamiento de infraestructuras (estradas, ferrocarril, eléctricas,

telefónicas, abasteeimento de auga), control de vehículos),

determinación de rutas óptimas; control dos fluxos das redes

(auga, electricidade)

Servicios públicos

Estudios epidemiolóxicos; análise de accidentalidade; control e

seguimento de rutas de ambulancias e vehículos públicos,

planificación espacial dos centros de salud, docentes,

administrativos, etc.

Xestión local

Protección civil (bombeiros, policía, actividades molestas e

perigosas, plans de evacuación, etc.), seguimento e control de

licencias de obras; catastro; mantemento de infraestructuras

(rúas, semáforos, etc.); planificación e o seu control (usos do solo,

zonificaciones, etc.), planeamento e seguimento da política

urbanística ou ambiental





Para xestión forestal:

Indico, a medio de exemplo, algunhas páxinas web de interés para ver os diferentes usos dun SIX

nalgunhas actividades forestais coma as que se citan.

a. Aproveitamentos de recursos forestais

http://www.foregis.com/2011/08/del-monte-al-rodal-manual-sig-de.html

b. Xestión de concas

grupo.us.es/ciberico/archivos_word/132b.doc

c. Avaliación de incendios

http://www-cpsv.upc.es/tesines/presentaciosig_kcontreras.pdf

d. Modelos de erosión

http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_ci/Agronomia%20Tropical/at5404/pdf/rodriguez_m.pdf

e. Xestión integral do Medio Natural

http://www.ucm.es/info/iuca/RESUMEN%20RODRIGUEZ.pdf

http://www.foregis.com/2011/08/del-monte-al-rodal-manual-sig-de.html

http://www-cpsv.upc.es/tesines/presentaciosig_kcontreras.pdf

http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_ci/Agronomia%20Tropical/at5404/pdf/rodriguez_m.pdf

http://www.ucm.es/info/iuca/RESUMEN%20RODRIGUEZ.pdf




8. As persoas como sensores. O Técnico Forestal como axente actualizador dun SIX.

A combinación dos sistemas de comunicación de telefonía móbil con sistemas de captura de datos

xeorreferenciados (GPS) asociados con información xeográfica (SIX) ou a posibilidade de acceso

dende calquera punto a servidores de mapas que permiten crear mapas personalizados (ver

www.arcgis.com e outros) ofrecen ferramentas de altísimo interés para que cada persoa poda ser un

axente de información xeolocalizada para incidencias, incendios, accidentes ou localización de

recursos e/ou detalles de interés cultural, turístico e comercial.

Ver o apartado Xeobuscas no xeoportal www.delugo.es.

Ou visitar www.geocaching-hispano.com/

9. Recursos web e xeoportais de exemplos SIX.

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Informaci%C3%B3n_Geogr%C3%A1fica#Modelo_topol.C3.B3

gico. Tema completo sobre Sistemas de Información Xeográfica.

http://idena.navarra.es/navegar/. Xeoportal da Comunidae autónoma de Navarra.

www.delugo.es. Xeoportal da Deputación de Lugo.

www.digitalglobe.com. Páxina especializada en imaxes de satélite que ten á venda gran cantidade

de material para traballos de fotointerpretación.

www.esri.com- . É a páxina web oficial dunha das empresas proveedoras de software gis mais

importantes na actualidade. Os seus produtos mais destacados son Arcview e Arcinfo.

www.esri-es.com. Páxina oficial de ESRI en España.

www.gis.com. É unha páxina moi interesante para penetrarse no mundo dos Sistema de

Información Xeográfica. Está en Inglés.

http://www.arcgis.com/


http://www.geocaching-hispano.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Informaci%C3%B3n_Geogr%C3%A1fica#Modelo_topol.C3.B3gico

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Informaci%C3%B3n_Geogr%C3%A1fica#Modelo_topol.C3.B3gico



http://www.digitalglobe.com/

http://www.esri.com-/

http://www.esri-es.com/

http://www.gis.com/





www.unigis.es. Da Universidade de Gerona. Ten multitude de enlaces e tutoriales para traballar

con GIS.

www.xunta.es/visor. Páxina da Consellería de Medio Rural na que se poden consultar

ortofotografías de toda Galicia cunha resolución de 25 cm.

http://sitga.xunta.es/. Páxina Web do Sistema de información terrritorial de Galicia. Nela tense

acceso á consulta dun amplo catálogo de cartografía de Galicia, entre a que están dispoñibles as

follas do mapa a escala 1:5.000 en formato pdf.

http://www.siam.medioambiente.xunta.es/siam/ListSixAll.do. Páxina da Consellería de Medio

Ambiente da Xunta de Galicia.

http://www.magrama.gob.es/es/ Páxina web do Ministerio Agricultura, Alimentación e Medio

Ambiente.

www.cesga.es. Páxina web do Centro de Supercomputación de Galicia sociedade cofinaciada pola

UE e participada pola Xunta e o CSIC, que desenvolve aplicacións SIX.

http://www.nosolosig.com/. Páxina web por excelencia en técnologías da Información Xeográfica.

Quere ser punto de encontro dos profesionais e usuarios da Xeografía, Cartografía, Geodesia,

Topografía, Teledetección, Sistemas de Información Xeográfica (SIX / GIS), Sistemas de Navegación

(GPS, GNSS), Informática Gráfica...

http://www.saig.es/. Páxina centrada nos Sistemas Abertos de Información Xeográfica. Nela

pódese descarga a aplicación Kosmo, un Software de SIX baseado en código aberto, así como gran

cantidade de documentación relacionada coa mesma.

http://www.unigis.es/

http://www.xunta.es/visor

http://sitga.xunta.es/

http://www.siam.medioambiente.xunta.es/siam/ListSixAll.do

http://www.magrama.gob.es/es/

http://www.cesga.es/

http://www.nosolosig.com/

http://www.saig.es/




https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/. Páxina da NASA onde se poden descargar as imaxes do Landsat a

nivel Mundial.

http://www.grass.itc.it/. Páxina Oficial do programa ?Grass?, un Software de SIX en código aberto.

https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/

http://www.grass.itc.it/

UNIVERSIDADE DE SANTIAGO. ESCOLA POLITÉCNICA...

Documents

Transcript of UNIVERSIDADE DE SANTIAGO. ESCOLA POLITÉCNICA...