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Introducción a los SIG

La necesidad de almacenar, manipular, analizar y actualizar espacial y temporalmente la información geográfica generó la necesidad de crear Sistemas de Información Geográfica capaces de cumplir con los diferentes requerimientos, de manera que el usuario pueda pasar de una cartografía análoga (en papel) a una cartografía automatizada que responda a diversas inquietudes espacio–temporales.

Historia y evolución de los SIG

La distribución espacial es inherente tanto a los fenómenos propios de la superficie terrestre como a los fenómenos naturales o artificiales que sobre ella ocurren. Todas las sociedades que han gozado de un grado de civilización han organizado de alguna manera la información espacial.

Orígenes

Es difícil tratar de establecer el origen de los SIG, sin embargo se pueden establecer algunas referencias importantes asociadas a las primeras formas de representación gráfica en la historia de la civilización, por ejemplo, las pinturas rupestres, encontradas en cavernas principalmente del sur de Europa, que son consideradas como las primeras aproximaciones a un sistema de información del territorio (figura 1).

Otra referencia importante son los fenicios, grandes navegantes, exploradores y estrategas militares que recopilaron gran cantidad de información gráfica en la que se describían sus viajes. Producto de ello surgió una cartografía primitiva que ha sido base para el estudio de esta civilización.
Introducción a los SIG

 

Conceptos básicos

Antes de adelantarnos a dar una definición de Sistema de Información Geográfica (SIG), es necesario que tengamos claros algunos conceptos que se ven involucrados en todo el desarrollo de la temática de los SIG.

 

Dato

Es una colección de hechos considerados de forma aislada (Whitten, Benthley y Barlow, 1996). Ejemplo: en la división político–administrativa de Colombia se cuenta con 32 departamentos y 1.099 municipios.

 

Geografía

Es la ciencia que se ocupa de analizar las relaciones del hombre con su medio natural, identifica y caracteriza secciones del espacio (territorios, regiones, ciudades, paisajes y localidades). Esto le permitirá ofrecer métodos y técnicas de análisis específicos para dar respuesta a los problemas del ordenamiento territorial.

 

Información

Es el conjunto de datos arreglados y ordenados en forma útil.

 

Información geográfica o geoinformación

Es información con un componente geométrico (espacial) que describe la localización de los objetos en el espacio y las relaciones espaciales entre ellos, un componente temático que recoge sus características descriptivas (atributos) y un componente temporal (tiempo) (Gutiérrez y Gould, 1994).

 

Sistema

Es una reunión o conjunto de elementos relacionados que interactúan entre sí para lograr un fin determinado.

 

Sistema de Información (SI)

Es una disposición de personas, actividades, datos, redes y tecnologías integradas entre sí con el propósito de apoyar y mejorar las operaciones cotidianas de una empresa, así como satisfacer las necesidades de información para la resolución de problemas y la toma de decisiones por parte de los directivos (Whitten, Benthley y Barlow, 1996).

 

Conceptos básicos

 

Algunas definiciones de SIG

En la actualidad existen muchas definiciones de SIG, que dependen del país, escuela y enfoques, y no se puede decir que alguna resulte más adecuada que otra, sino simplemente que éstas responden a diferentes orientaciones según la perspectiva, circunstancia, aplicación o el punto de vista de sus autores. A continuación veremos algunas definiciones. En la tabla 1, se describen algunas de las más importantes.

 

Autor Definiciones de un SIG
Aronoff (1989) Algo manual o computarizado basado en un conjunto de procedimientos usados para almacenar y manipular datos referenciados geográficamente.

Dueker (1979)

Un caso especial de sistemas de información en el que la base de datos consiste en las observaciones de atributos, actividades o eventos distribuidos espacialmente representados mediante puntos, líneas o polígonos.
Burrough (1986) Un poderoso conjunto de herramientas para recolectar, almacenar, recuperar, transformar y desplegar datos espaciales del mundo real.
Devine y Field (1986) Una forma de sistema de administración de la información que permite desplegar mapas de la información general.
NCGIA (1990)

Sistema compuesto por hardware, software y procedimientos para capturar, manejar, manipular, analizar, modelizar y representar datos georreferenciados, con el objetivo de resolver problemas de gestión y planificación.

Cebrián y Mark (1992) Base de datos computarizada que contiene información espacial.
Bosque (2000) Conjunto de mapas de la misma porción del territorio, donde un lugar concreto […] tiene la misma localización (mismas coordenadas) en todos los mapas incluidos en el sistema de información. De este modo, resulta posible realizar análisis de sus características espaciales y temáticas para obtener un mejor conocimiento de esa zona.

Fuente: Maguire, Goodchild y Rhind, 1991.

 

¿Que es un SIG?

Los SIG son ante todo herramientas de ayuda en la resolución de problemas. De forma general, están compuestos por un conjunto de metodologías, procedimientos y programas informáticos especialmente diseñados para manejar información geográfica y datos temáticos asociados. El concepto de herramienta hace referencia a que el SIG no es el fin, sino el medio, ya que es una herramienta utilizada para preparar y presentar hechos que ocurren sobre la superficie terrestre, así que no debemos especializarnos en saber manejar un programa informático, sino en saber cómo aplicar su potencialidad para nuestro beneficio.

 

Ciclo de vida y componentes de los SIG

 

Datos geográficos y métodos de almacenamiento

En la unidad anterior estudiamos los conceptos básicos y las generalidades de los SIG, en esta unidad se abordará el análisis de los datos geográficos, sus componentes, representación y funcionalidades, que son la base de cualquier SIG.

 

Datos geográficos

Los datos son proposiciones referentes a experiencias efectuadas. Éstas se almacenan para ser utilizadas como evidencias de un fenómeno u objeto una vez interpretado; los datos que la ciencia utiliza son los que se refieren a hechos comprobados. Los datos geográficos son entidades espacio–temporales que cuantifican la distribución, el estado y los vínculos de los distintos fenómenos u objetos naturales y sociales. Un dato se caracteriza por tener:

  • Posición absoluta: sobre un sistema de coordenadas (x, y, z).
  • Posición relativa: frente a otros elementos del paisaje (topología, incluido, adyacente, cruzado, entre otros).
  • Figura geométrica que lo representa (punto, línea, polígono).
  • Atributos que lo describen (características del elemento o fenómeno).

Desde la perspectiva tecnológica, los SIG deben ser capaces de manipular y analizar entidades, atributos, geometría y topología de forma integrada.

 

Datos geográficos

 

Modelos y estructuras de datos

En función del modelo de datos implementado en cada sistema, podemos distinguir tres modelos de Sistemas de Información Geográfica: vectoriales, raster y datos orientados a objetos.

 

Modelos de datos

La base de datos espacial de un SIG no es más que un modelo del mundo real, una representación digital con base en objetos discretos. Una base de datos espacial es una colección de datos referenciados en el espacio que actúa como un modelo de la realidad (NCGIA, 1990).Las reglas según las cuales se modeliza el mundo real por medio de objetos discretos constituyen el modelo de datos.

 

Modelo de datos vector

Son aquellos Sistemas de Información Geográfica que utilizan vectores definidos por pares de coordenadas relativas a algún sistema cartográfico para la descripción de los objetos geográficos.

Modelos y estructuras de datos

 

Software libre

Hace pocos años hablar de software libre era algo propio de sectores concretos o usuarios con conocimientos informáticos relativamente avanzados, donde las interfaces de usuario eran pocas o nada conocidas o desarrolladas. Para la sociedad en general, hablar de software libre era sinónimo de “gratis” y GNU/Linux era un sistema operativo del que muy pocas personas hablaban.
Hoy en día la situación actual es otra, muchas aplicaciones desarrolladas bajo software libre se han puesto a la par o incluso han superado sus contrincantes desarrolladas bajo software propietario o comercial.
Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) también se encuentran inmersos en esta evolución del software libre, en pocos años han pasado de ser desconocidos y alejados del mercado, a ser una opción con presencia en el mercado en diversas soluciones totalmente válidas y funcionales.
Aunque los SIG más usados y desarrollados sean software propietario, hay cada vez más componentes para SIG, que se distribuyen bajo licencias libres y que empiezan a crear un “entorno o espacio” de software libre para SIG.

Los programas y aplicaciones empleados para este trabajo fueron:

  • MapServer versión 5.6.1, aplicación desarrollada para la creación de aplicaciones SIG en Internet/Intranet con el fin de visualizar, consultar y analizar información geográfica a través de la red, se ejecuta bajo plataformas Linux/Apache y Windows.
  • MapScript 5.6.1 proporciona una interfaz de programación de aplicaciones para poder acceder a las funcionalidades de MapServer mediante lenguajes de programación como PHP, Java, Perl, Python, Ruby o C#.
  • Pmapper 4.1.1, es la aplicación web basada en MapServer para la publicación de datos geoespaciales.
  • Quantum GIS 1.7, utilizado como el visualizador de datos SIG.
  • PostgreSQL 8.4, para el manejo y almacenamiento de los datos.
  • Postgis 1.5.2, es el módulo que añade soporte de objetos geográficos a la base de datos objeto-relacional PostgreSQL, convirtiéndola en una base de datos espacial para su utilización en Sistema de Información Geográfica.
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