Tema-01

Sistemas de Información Geográfica (SIG) Tema-1: Introducción a los Sistemas de Información Geográfica M.Sc. Geóg. Francisco Rodríguez Soto Coordinador Maestría en SIG y TD UNA-UCR [email protected]

Maestría Profesional en Diseño Urbano Escuela de Arquitectura

1

Introducción

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica



Estructura



Definiendo GIS



Por qué GIS?



Objetivos de los SIG



Preguntas Clave



Respuesta Clave



Cómo funciona un GIS?



Utilidades de un SIG



Línea del tiempo y software libre



Fuentes de información

2

Definiendo GIS 











Un Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS) es un sistema digital de bases de datos, diseñado para colectar *, administrar, analizar y correlacionar información espacialmente referida A partir de tales datos, es posible generar modelos espaciales y temporales, orientados a evaluar los diversos procesos que ocurren en la superficie de la tierra, ya sea por agentes naturales o por la intervención del hombre Un GIS, podría verse como un inventario de activos (uso de la tierra, uso del suelo, topografía, infraestructura, etc) Algunos, ven a los GIS como híbridos entre CAD's y bases de datos, otros ven en los GIS, plataformas operativas de trabajo Hoy en día, los GIS resultan indispensables para los países ($) en los procesos clave de toma de decisiones, ya que muchas de esas decisiones son influenciadas por factores geográficos Surge la pregunta, Deben los países pagar por los GIS? Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

3

Definiendo GIS      

Un Sistema GIS integra cinco elementos clave: Recurso Humano Hardware Software Datos Métodos

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

4

Respuesta a pregunta no predefinidas

Sistema de Información

Incluye •Base de datos •Base de conocimiento •Conjunto de procedimientos y manipulación de datos •Sist. de Interacción con el usuario

SIG

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

5

OBJETIVOS DE LOS SIG 1. ALMACENAMIENTO, MANEJO Y MANIPULACION DE GRANDES VOLUMENES DE DATOS ESPACIALMENTE REFERENCIADOS. 2. PROVEER LOS MEDIOS PARA LLEVAR A CABO ANALISIS QUE IMPLICAN, DE MANERA ESPECIFICA, EL COMPONENTE DE POSICIÓN GEOGRAFICA. 3. ORGANIZACION Y ADMINISTRACION DE LOS DATOS, DE TAL FORMA QUE LA INFORMACION SEA FACILMENTE ACCESIBLE A LOS USUARIOS 4. VINCULACION DE DIVERSAS BASES DE DATOS

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

6

DIAGRAMA DE UN SIG ENTRADA DE DATOS

CONSULTAS

BASE DE DATOS MANTENIMIENTO Y TRANSFORMACION

SALIDA

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

7

DIAGRAMA DE UN SIG DATOS DE MÚLTIPLES FUENTES

MAPAS

IMÁGENES

DATOS EN MÚLTIPLES FORMATOS

PRODUCTOS DIGITALES

SPG

DATO TEXTUAL

DATOS TABULARES

BASE DE DATOS

MAPAS Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

REPORTES 8

PRODUCTOS DIGITALES

NORMAS Y ESPECIFICACIONES

BASE DE DATOS Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

9

CICLO DE UN SIG RECOPILACIÓN

DE DATOS TOMA DE ACCIONES

MUNDO REAL FUENTE DE DATOS CAPTURA DE DATOS

INFORMACIÓN PARA TOMA DE DECISIONES RECUPERACIÓN Y ANÁLISIS ADMINISTRACIÓN DE DATOS

USUARIOS

ANÁLISIS Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

10

COMPONENTES DE UN SIG PERSONAL. Capacitado en los temas de aplicación y en el manejo de las herramientas de SIG. ORGANIZACIÓN. Estructura funcional y organización del personal para la ejecución de actividades INFORMACIÓN GEOGRAFICA. Ubicada espacialmente, actualizada, completa y útil para las aplicaciones. NORMAS, PROCEDIMIENTOS Y METODOLOGIAS. Con suficiente detalle y probadas. PROGRAMAS DE COMPUTO. De acuerdo a los tres puntos anteriores. EQUIPO. Además de lo anterior, según el volumen de datos.

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

11

VENTAJAS DE UN SIG 1. CAPACIDAD DEL ALMACENAMIENTO. MULTIPLES NIVELES DE DATOS 2. LOS DATOS SE ALMACENAN Y SE PRESENTAN EN FORMA SEPARADA. LA PRESENTACIÓN ES MÚLTIPLE 3. CAPACIDAD DE MANEJO. EDICIÓN Y ACTUALIZACIÓN 4. RAPIDEZ EN LA OPERACIÓN. 5. CAPACIDAD DE ESTABLECER UNA RELACIÓN COHERENTE. UTILIZAR SIMULTANEAMENTE DATOS ESPACIALES Y SUS ATRIBUTOS. 6. CAPACIDAD DE ANÁLISIS. IMPLEMENTACIÓN DE MODELOS DE APLICACIÓN. Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

12

DESVENTAJAS DE UN SIG 1. ALTO COSTOS DE ADQUISICIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA. 2. COSTOS Y PROBLEMAS TÉCNICOS EN LA CAPTURA DE DATOS (CONVERSIÓN ANALÓGICA- DIGITAL) Y EN LA TRANSFERENCIA (INCOMPATIBILIDADES). 3. COSTOS DE MANTENIMIENTO DE DATOS. ADMINISTRACIÓN, ACTUALIZACIÓN Y EDICIÓN. 4. NECESIDAD DE FORMACIÓN DE CUADROS ESPECIALIZADOS. OPERACIÓN EN EL AMBITO DIGITAL. 5. FALSA SENSACIÓN DE EXACTITUD.

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

13

RELACIÓN DE SIG CON OTROS TIPOS DE SISTEMAS CARTOGRAFÍA

AUTOMATIZADA

PERCEPCIÓN REMOTA

SIG

BASE DE DATOS

DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

14

EQUIPO PARA SIG CONFIGURACIÓN BÁSICA Y MÁS GENERALIZADA ENTRADA:

USB UNIDAD CD, DVD TABLETA DIGITALIZADORA TECLADO GPS ESCANER

ADMINISTRACIÓN DE DATOS:

SALIDA: INTERNET

LTP

UNIDAD DE CD, DVD

PC

IMPRESORA

RED DE ESTACIONES DE TRABAJO

PLOTTER GRAFICADOR

ESCALABILIDAD ACTUALIZACION

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

15

COMPONENTE LÓGICO DE SIG DEBE CUMPLIR CON LAS SIGUIENTES FUNCIÓNES: • CAPTURA DE INFORMACIÓN. • CODIFICACIÓN Y ESTRUCTURACIÓN DE DATOS. • MANIPULACIÓN. • CONSULTA Y ANÁLISIS. • SALIDAS.

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

16

Por qué son importantes los SIG

• Integran información espacial y de otros tipos • Ofrecen un marco consistente de análisis para los datos geográficamente referenciados • Ofrecen nuevas y novedosas formas para manipular y desplegar datos • Permiten la visualización y el análisis de datos con base en las relaciones y proximidad geográficas Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

17

UTILIDADES DE UN SIG UN SIG ES CAPAZ DE RESPONDER A DISTINTAS PREGUNTAS: LOCALIZACIÓN: ¿Qué hay en ....?

CONDICIÓN: ¿Donde se produce tal circunstancia ....? HISTORÍA: ¿Qué cambios se han producido desde ....? MODELOS: ¿Qué modelo de distribución existe ....?

SIMULACIÓN: ¿Qué pasaría si ....? Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

18

Qué pueden hacer los SIG para tí

A partir de datos crudos Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

19

Qué pueden hacer los SIG para tí

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

… para información

20

Qué pueden hacer los SIG para tí

… para entender Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

21

¿Dónde encontramos …?

Manejo de Información Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

22

¿Dónde se ha producido un cambio.. ?

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

Búsqueda de patrones temporales y espaciales

23

¿Qué relación se presenta? Altitud

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

24

¿Qué relación se presenta? Pendiente

25

¿Qué afecta a que?

Altitud Precipitación

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

Modelado Científico

26

Con base en la ubicación geográfica y la proximidad, a través de un SIG se pueden establecer conexiones entre diversos fenómenos Observando los datos geográficamente se pueden sugerir nuevas explicaciones Las interrelaciones, frecuentemente, son difíciles de reconocer sin los SIG, pero son vitales para el entendimiento y manejo de actividades y recursos Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

27

Combinación de conjuntos de datos l ll ll l l

l l l l l ll l l l l

Fuentes de contaminación

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

Casos de Leucemia

28

La información de posición permite combinar conjuntos heterogéneos de datos

l ll l l l l

l l l

l l lll l l l

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

29

Reconocer una estructura espacial Fuente de agua Ubicación de personas que mueren de cólera

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

30

El espacio como un sistema e Indexado Ríos

Asentamientos

+ +

+ + +

Unidad Administrativa

La

ti tu t

Red de Referencia Longitud

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

31

Respuestas Clave Que tipo de cultivos?

Pendiente del cauce, tirante?

Estado de la carretera?

Area de tributación

LAT= 9.865 LONG=83.991

Basílica los Angeles???

Donde enseñan GIS??

Cuando se Construyó? Y como era antes de construirse?

Zona de riesgo?

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

32

Esto es un SIG 1. Un SIG es una aplicación real, que incluye el equipo, los datos, los programas y el personal, para resolver un problema. 2. Un SIG es un tipo de programa

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

33

Porque GIS?  



  

  

Los GIS son como los mapas de papel... pero mucho mejor !!! Los GIS toman ventaja de las extensas capacidades analíticas de los sistemas digitales Los sistemas digitales pueden almacenar gran cantidad de datos en un espacio físico reducido Es posible integrar diversidad de datos y diversidad de fuentes La información introducida adopta el protocolo de georeferenciación La información digital es más estable que el papel, más fácil y rápida de actualizar y puede distribuirse via Internet... viva Google !!! Elimina información ambigua Los GIS representan plataformas de integración Los GIS estimulan el pensamiento espacial

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

34

Preguntas Clave 

Otras preguntas clave son; Donde se encuentra X lugar? Cuales son los sitios

más adecuados? Donde, Cuando y Cuales fueron los cambios temporales sobre X locación? 









En planificación urbana, los GIS son utilizados para evaluar el impacto de diversos escenarios de desarrollo de una zona o región (PRUGAM) En hidrología (regional o urbana), los GIS suministran suministran información valiosa sobre los parámetros físicos de la cuenca y las actividades que en ella se desarrollan(uso de suelo, geomorfología) En geología, los GIS permiten encontrar los yacimientos más adecuados y evaluar la extensión del posible impacto ambiental En prevención de desastres, los GIS resultan vitales en la evaluación temporal y extensión de posibes escenarios de emergencia (inundaciones, terremotos deslizamientos, planes de evacuación) En materia de conservación, los GIS ayudan a mantener un inventario actualizado de las especies y recursos contemplados Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

35

Como funciona un GIS?  



Componente clave: Información Espacial La información espacial digital, representa las características fundamentales del objeto que trata de describir Asociación de dos componentes clave: –

 



Expresión gráfica (espacial)

– Expresión tabular (bases de datos) Compuestas de “Capas” o “Temas” Capturada digitalmente o migrada desde fuente análogas Componente computacional: –

Procesamiento

–

Almacenamiento

–

Producción a la medida

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

36

Funciones GIS 





Funciones elementales: –

Input: entrada de datos

–

Manipulación

–

Análisis

– Output: representación gráfica en papel y digital Tipos de datos: –

Numéricos (enteros, reales, fechas, binarios)

–

Cadenas de texto (string)

–

Objetos, archivos e imágenes

– Procesos:

Variables discretas y continuas

–

Selección y clasificación

–

Proximidad y enrutamiento

–

Sobreposición y geoprocesos

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

37

Como funciona un GIS?

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

38

Línea del Tiempo  

Años 60: entorno gubernamental de aplicación militar Años 80: sistemas propietarios (UNIX):  





Años 90: sistemas para aplicaciones civiles    



Intergraph: empresas cartográficas ESRI Arc/Info: universidades e investigación GRASS-U.S. Army Corps: universidades e Investigación ESRI: ArcView (bajo licencia) predominio del formato SHAPE *.shp MicroStation en formato DGN (bajo licencia) IDRISI (aceptación académica y bajo costo) GRASS (dominio público, soporte)

Años 2000 > software libre (open source)     

ILWIS (Linux + MS) GRASS (Linux, UNIX) MapWindow (MS) GvSIG (Linux + MS) SAGA (Linux + MS)

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

39

Fuentes de Información 







 

Cartografía Digital Nacional: Datos fundamentales – Proyecto Terra de MINAE/RECOPE – Instituto Geográfico Nacional (IGN) – PRUGAM (en proceso) Catastral: – Unidad Ejecutora del PRCR – Registro Nacional, Municipios Capas temáticas selectas: – ITCR, Atlas de Costa Rica (Dr. Ortiz) – UNA, Escuela Ciencias Geográficas – CENAT- Misiones Carta 2003-2005 – Instituciones Estado (IMN, SENARA, AyA, ICE, INEC, Correos) Digital Elevation Models (DEMs) y fotografía satelital: OGC (Open Geospatial Consortium), NASA, CIAT, USGS Mapas de geología y riesgos: Escuela Centroamericana de Geología, CNE. Climatología: NOAA Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

40

Resumiendo ... Que Embarcada !!! Que pena; a diferencia de los Videojuegos, los GIS no son para jugar !!

Maestría Profesional en Diseño Urbano Curso: Sistemas de Información Geográfica

41