Sig

CURSO DE INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS
DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA

Objetivos Generales del Curso

El objetivo del curso es entregar las herramientas necesarias para que los
asistentes puedan manejar los conceptos relacionados con aspectos de
cartografía temática y sistemas de información geográfica, estructurar y
manejar proyectos que involucren la utilización de sistemas de
información geográfica y aplicar dichos conocimientos bajo el uso de las
herramientas Arc/View.

Tópicos a Tratar

1.1. Introducción a las Ciencias de Información Geográfica
2.2. Exploración de Datos Geográficos
3.3. Conceptos sobre Sistemas de Información Geográfica
4.4. Elementos Básicos de Análisis Espacial
5.5. Elementos de cartografía temática
6.6. Desarrollo de proyectos en Sistemas de Información
Geográfica

Distribución de Horas

El curso se desarrolla en en sesiones teóricas y prácticas, mediante
exposiciones, ejercicios de aplicación, y la realización de un ensayo
temático.

Evaluación

A través de ejercicios prácticos con software.

¿Qué es un SIG?

El término SIG procede del acrónimo de Sistema de Información
Geográfica (en inglés GIS, Geographic Information System).

Técnicamente se puede definir un SIG como una tecnología de
manejo de información geográfica formada por equipos electrónicos
(hardware) programados adecuadamente (software) que permiten
manejar una serie de datos espaciales (información geográfica) y
realizar análisis complejos con éstos siguiendo los criterios impuestos
por el equipo científico (personal).

Sistema de Información Geográfica (GIS)

Es un sistema computarizado diseñado para permitir a los usuarios
colectar, manejar y analizar grandes volúmenes de datos de atributo
asociados y espacialmente referidos. El Sistema de Información
Geográfica (GIS) se utiliza para resolver investigaciones complejas,
para los problemas de manejo, y para la planeación.

Los SIG son una nueva tecnología que permite gestionar y analizar la
información espacial y que surgió como resultado de la necesidad de
disponer rápidamente de información para resolver problemas y
contestar a preguntas de modo inmediato.

Existen otras muchas definiciones de SIG, algunas de ellas acentúan
su componente de base de datos, otras sus funcionalidades y otras
enfatizan el hecho de ser una herramienta de apoyo en la toma de
decisiones, pero todas coinciden en referirse a un SIG como un
sistema integrado para trabajar con información espacial, herramienta
esencial para el análisis y toma de decisiones en muchas áreas vitales
para el desarrollo nacional, incluyendo la relacionada con la
infraestructura de un municipio, estado o incluso a nivel nacional.

Aunque al leer algunas definiciones de los Sistemas de Información
Geográfica se puede pensar que es algo muy complejo, en realidad
resulta sencillo de comprender si se percibe a un SIG como un
programa de cómputo, un software con funciones específicas. En este
sentido un SIG es igual que una hoja de calculo o un procesador de
textos, solo que para el caso de los SIG se tienen programas como
Arcinfo, Arc View, Geomedia o Geographics, por citar solo a
algunos.

Un SIG se define como un conjunto de métodos, herramientas y datos
que están diseñados para actuar coordinada y lógicamente para
capturar, almacenar, analizar, transformar y presentar toda la
información geográfica y de sus atributos con el fin de satisfacer
múltiples propósitos.

Componentes de un SIG

•Hardware

•Software

•Información

•Personal

•Métodos

Hardware

Los SIG corren en un amplio rango de tipos de
computadoras desde equipos centralizados hasta
configuraciones individuales o de red, una
organización requiere de hardware suficientemente
específico para cumplir con las necesidades de
aplicación.

Software

Los programas SIG proveen las herramientas y
funcionalidades necesarias para almacenar, analizar y
mostrar información geográfica, los componentes
principales del software SIG son:

•Sistema de manejo de base de datos.
•Una interfase grafica de usuarios (IGU) para el
fácil acceso a las herramientas.
•Herramientas para captura y manejo de
información geográfica.
•Herramientas para soporte de consultas, análisis y
visualización de datos geográficos.

Actualmente la mayoría de los proveedores de software SIG
distribuyen productos fáciles de usar y pueden reconocer información
geográfica estructurada en muchos formatos distintos.

Información

El componente más importante para un SIG es la información. Se
requiere de adecuados datos de soporte para que el SIG pueda resolver
los problemas y contestar a preguntas de la forma mas acertada
posible.

La consecución de datos correctos generalmente absorbe entre un 60
y 80% del presupuesto de implementación del SIG, y la recolección de
los datos es un proceso largo que frecuentemente demora el desarrollo
de productos que son de utilidad.

Los datos geográficos y alfanuméricos pueden obtenerse por recursos
propios u obtenerse a través de proveedores de datos. Mantener,
organizar y manejar los datos debe ser política de la organización.

Personal

Las tecnologías SIG son de valor limitado si no se cuenta con los
especialistas en manejar el sistema y desarrollar planes de
implementación del mismo. Sin el personal experto en su desarrollo, la
información se desactualiza y se maneja erróneamente, el hardware y
el software no se manipula en todo su potencial.

Métodos

Para que un SIG tenga una implementación exitosa debe basarse en un
buen diseño y reglas de actividad definidas, que son los modelos y
practicas operativas exclusivas en cada organización.

Base de datos en los SIG
Un aspecto fundamental dentro de los sistemas SIG es la forma
de almacenar la información. Si bien en el inicio de estos
sistemas era habitual que la gestión de esta información se
realizara mediante programas propios, la tendencia actual es la
de desligar el producto SIG del gestor de la base de datos
utilizado, de forma que sea posible utilizar cualquiera de los
productos que para este fin existen en el mercado.

Las bases de datos de los SIG contienen datos gráficos y alfanuméricos,
integrados para formar una completa fuente de información. La
exactitud y el nivel de resolución son elementos importantes en el
desarrollo de una base de datos de un SIG, y vienen determinados por
el uso al que vaya destinado el sistema. Así, un SIG diseñado para
aplicaciones de ingeniería requerirá, en general, un alto nivel de
exactitud y una gran resolución. Sin embargo, sistemas pensados para
planificaciones o análisis parcelarios no requieren ese alto nivel de
exactitud y detalle, sobre todo teniendo en cuenta que el precio de una
base de datos gráfica aumenta exponencialmente cuando se incrementa
el nivel de resolución. Ambos aspectos, coste y nivel de detalle, deben
ser analizados cuidadosamente con objeto de optimizar el diseño de una
base de datos para un Sistema de Información Geográfica.

La generación de la base de datos inicial incluye la captura e
integración de datos que generalmente proceden de fuentes diversas.
Estas fuentes a menudo presentan diferentes escalas y formatos que
deben ser unificados.

Una base de datos completamente integrada requiere unas entidades
de control y referencia a las que se deben ajustar otras entidades que
se incorporan en las distintas capas de la BD.

Cada una de las capas y entidades tienen una serie de características
que influirán en el desarrollo de la BD inicial, en los procesos de
mantenimiento y en las aplicaciones en las que vayan a ser utilizadas.

Tipos de Datos
Los datos en un Sistema de Información Geográfica pueden ser
clasificados en: gráficos y alfanuméricos. Cada uno de ellos
tienen características específicas y diferentes requisitos para su
eficaz almacenamiento, proceso y representación.

Los datos gráficos son descripciones digitales de las entidades
del plano. Suelen incluir las coordenadas, reglas y símbolos que
definen los elementos cartográficos en un mapa.

El SIG utiliza esos datos para generar un mapa o representación
gráfica en una pantalla de ordenador o bien sobre papel.

Para la representación de datos gráficos se utilizan tres tipos básicos
de entidades:

Nodos. Es un objeto sin dimensiones que representa una unión
topológica o un punto terminal y que especifica una localización
geométrica; en cualquier caso, se trata de la entidad básica para
representar entidades con posición pero sin dimensión (al menos a la
escala escogida). En el formato vectorial se les denomina puntos.
Líneas (o arcos). Son objetos de una dimensión definidos por un nodo
inicio y un nodo fin.
Polígonos (o áreas). Son objetos limitados y continuos de dos
dimensiones.

Los datos alfanuméricos son descripciones de las características de las
entidades gráficas.
Generalmente son almacenados en formatos convencionales para este
tipo de información, si bien se están comenzando a utilizar junto con
los SIG sistemas de gestión documental, que gestionan estos datos
como imágenes gráficas en formato raster.

La información alfanumérica y gráfica se encuentran completamente
integradas, siendo esta integración, junto con la capacidad de gestión
de ambos tipos de datos, lo que caracteriza a los Sistemas de
Información Geográfica.

Para representar el mundo real en datos espaciales debemos hacer un
proceso de abstracción.

Las entidades del mundo real pueden ser abstraidas de diferentes
formas, por ejemplo, como puntos, líneas, áreas (abstracción
geométrica o cartográfica ) o como imágenes ( por ejemplo,
fotografías ) o como etiquetas ( por ejemplo una dirección ). Así, un
objeto del mundo real como puede ser un río, para incorporarlo a
nuestro SIG lo abstraemos en una línea, por ejemplo.

Las abstracciones de los objetos del mundo real ahora deben ser
representadas. Estas representaciones pueden ser en formato vectorial,
formato raster, como entidades topológicas (nodos, polígonos ... ), por
símbolos o por textos. Por último señalar una de las características
mas significativas de las entidades de datos espaciales, las relaciones
existentes entre las mismas.

Las más importantes son :

Relaciones topológicas: Se refiere a la posición relativa de dos o más
entidades, por ejemplo, la posición relativa de dos casas. Estas
relaciones pueden estar directamente en los datos o ser deducidas a
partir de la proximidad, solapamiento, etc.

Clasificación: Consiste en clasificar los objetos del mundo real en
distintas clases o categorías, por ejemplo, la capa de transporte que
comprende autopistas, carreteras, etc.
Agregación: Los objetos del mundo real pueden ser definidos como
composición o agregación de otros objetos, por ejemplo un colegio se
puede considerar como la agregación de edificios, campos de juego,
carreteras, etc.
Asociación: Es similar a las relaciones topológicas, ya que tiene gran
importancia la posición. Un ejemplo puede ser la asociación entre un
edificio y la calle más cercana.

Imágenes gráficas. Tipos de formatos

Las imágenes gráficas pueden ser almacenadas en formato raster
(cada línea se define por todos sus puntos intermedios, siendo
almacenados todos ellos) o en formato vectorial (cada línea queda
definida por un punto inicial y un punto final (o punto y vector)
siendo éstos los únicos puntos que se almacenan).

Modelo raster
En el modelo raster el espacio es discretizado en pequeños rectángulos
o cuadrados, de forma que el tamaño que tienen estos elementos es
fundamental y determina la resolución.

Utiliza una única primitiva muy similar al punto, el pixel, contracción
de las palabras inglesas : picture element. Una malla de puntos de
forma cuadrada o rectangular que contiene valores numéricos
representa las entidades cartográficas y sus atributos a la vez. Los
modelos lógicos menos complejos son los basados en el modelo
conceptual raster, en buena medida porque la georreferenciación y la
topología son implícitas a la posición - columna y fila - del pixel en la
malla. Cada atributo temático es almacenado en una capa propia. La
separación entre datos cartográficos y datos temáticos no existe, pues
cada capa representa un único tema y cada celda contiene un único
dato numérico. La malla de pixels puede ser regular o también
irregular en el caso de los modelos quadtree y octree.

El volumen de almacenamiento necesario que se pretende minimizar.
Para esto existen dos métodos :

Run-length enconding : Se basa en que los objetos frecuentemente
se extienden sobre áreas mayores que un único pixel, así este método
en lugar de guardar los valores de cada uno de los pixeles, agrupa las
filas de una matriz raster en bloques con idéntico valor. Por ejemplo,
si los valores de una fila de pixeles que representan una imagen en
blanco y negro fueran "000011100", usando este método se guardarían
como "403120".

Quadtrees: Uno de las técnicas más utilizadas consiste en dividir un
mapa en una estructura jerárquica basada en el principio de
descomposición recursiva del espacio en cuadrantes, resultando en
una determinada estructura de árbol. Se emplea con el objeto de
reducir espacio de almacenamiento y el tiempo de procesamiento de
los datos gráficos en los formatos raster. Cuando la descomposición
es en octantes, el modelo se denomina Odree.
· La eficiencia de acceso a la información que debe maximizarse
· Los tiempos de respuesta requeridos en las operaciones
efectuadas sobre dicha información (en general, operaciones de
composición de capas ).

La precisión de la georreferenciación en el modelo raster está sesgada
conceptualmente por la porción del territorio que representa el pixel,
la cual es la unidad de medida lineal y superficial mínima del sistema.
Además a veces no se especifica como está georreferenciada la celda,
respecto a su ángulo superior izquierdo o a su ángulo inferior
izquierdo o respecto a su centro. El modelo conceptual raster tiene
serias limitaciones conceptuales en la precisión de la referenciación,
con un margen e error equivalente a la mitad de la base y de la altura
del pixel.

Modelo Vectorial
El modelo vectorial se basa en tres primitivas básicas :

· el nodo: es la unidad básica para representar entidades con
posición pero sin dimensión ( al menos a la escala escogida ).

· la línea o el arco: representa entidades de una dimensión y está
restringido a línea recta en algunas implementaciones.
· el polígono o área: se utiliza para representar las entidades
bidimensionales.

Algunos autores añaden una cuarta, el volumen. Entre ellas existen
una serie de relaciones tales como que una línea se define por dos o
más puntos (nodos), o un área está limitada por una serie de líneas, lo
cual constituye una mínima definición topológica.

Normalmente se almacenan relaciones del tipo :
· Nodo origen, nodo final de arco y relación ordenada de los
nodos internos si existieran.
· Secuencia ordenada de los arcos que definen un polígono.
· Polígonos a derecha y a izquierda de cada arco.

Recomendaciones :
· Usar el formato vectorial para la realización de gráficos y mapas
precisos.
· Usar el formato vectorial para análisis de redes ( cableados
eléctricos y telefónicos, rutas de transporte, etc. )
· Para la superposición y combinación de planos es más rápido y
barato el modelo raster
· Usar el método raster cuando se trabaja con representaciones y
simulaciones de superficies
· Utilizar el formato raster y vectorial en combinación cuando es
necesario representar líneas con precisión ( vectorial ) y superficies
rellenas (raster)
· Disponer de algoritmos de conversión de vectorial-raster y
viceversa.
· Recordar que se pueden editar simultáneamente datos raster y
vectoriales.

Información alfanumérica
Mediante la información alfanumérica se describen las
características de las entidades gráficas. En una base de datos de
un SIG podremos encontrar dos tipos de información
alfanumérica:

· Atributos alfanuméricos. Proporcionan información
descriptiva sobre las características de las entidades gráficas. Se
relacionan con dichas entidades a través de identificadores comunes
que se almacenan tanto en el registro alfanumérico como en el gráfico.
Un sistema SIG debe ser capaz de realizar consultas o análisis sobre
los atributos alfanuméricos de forma independiente y generar mapas
basados en dichos atributos.

· Datos geográficamente referenciados. Mediante este tipo de
datos se describen incidentes o fenómenos que se producen en una
localización específica. A diferencia de los atributos estos datos no
describen una entidad gráfica sino que proporcionan información
(número de edificios permitidos en una zona, número de accidentes en
un cruce, inspecciones de salud en un barrio, etc.) asociada a una
localización geográfica. Este tipo de datos se almacena y gestiona de
forma separada y no se relaciona directamente con las entidades
geográficas de la base de datos del SIG.

Para mejorar el acceso a la información se establecen normalmente
dos tipos de mecanismos:

· Indices geográficos. Los índices geográficos se utilizan en un
SIG para seleccionar, relacionar y recuperar datos en función de su
localización geográfica, de forma similar a como actúan los índices en
una base de datos tradicional; no constituyen información en sí y
únicamente sirven para mejorar los accesos.

Funcionamiento de los SIG
La construcción e implementación de un SIG en cualquier
organización es una tarea siempre progresiva, compleja, laboriosa y
continúa.

Los análisis y estudios anteriores a la implantación de un SIG son
similares a los que se deben realizar para establecer cualquier otro
sistema de información; sin embargo, en los SIG hay que considerar
las características especiales de los datos utilizados y sus
correspondientes procesos de actualización.

Es indiscutible que los datos son el principal activo de cualquier
sistema de información. Por ello el éxito y la eficacia de un SIG se
miden por el tipo, la calidad y vigencia de los datos con los que opera.

Los esfuerzos y la inversión necesaria para crear las bases de datos y
tener un SIG eficiente y funcional no son pequeños, aunque tampoco
significa una gran inversión.
Es un esfuerzo permanente por ampliar y mejorar los datos
almacenados, utilizando las herramientas más eficientes para tal
propósito.
La información geográfica contiene una referencia territorial explicita
como latitud y longitud o una referencia implícita como domicilio o
código postal. Las referencias implícitas pueden ser derivadas de
referencias explicitas mediante geocodificación.

Los SIG funcionan con dos tipos diferentes de información
geográfica: el Modelo Vector y el Modelo Raster.

El modelo raster funciona a través de una retícula que permite asociar
datos a una imagen; es decir, se pueden relacionar paquetes de
información a los pixeles de una imagen digitalizada.

En el modelo vector, la información sobre puntos, líneas y polígonos
se almacena como una colección de coordenadas x,y. La ubicación de
una característica puntual, pueden describirse con un sólo punto x,y.
Las características lineales, pueden almacenarse como un conjunto de
puntos de coordenadas x,y. Las características poligonales, pueden
almacenarse como un circuito cerrado de coordenadas.

Mientras otros Sistemas de Información contienen sólo datos
alfanuméricos (nombres, direcciones, números de cuenta, etc.), las
bases de datos de un SIG integran además la delimitación espacial de
cada uno de los objetos geográficos.
Por ejemplo, un lago que tiene su correspondiente forma geométrica
plasmada en un plano, tiene también otros datos asociados como
niveles de contaminación, flora, fauna, pesca y niveles de captación en
relación a la temporada del año.

Hoy en día el condicionante principal a la hora de afrontar cualquier
proyecto basado en SIG lo constituye la disponibilidad de datos
geográficos del territorio a estudiar, mientras que hace diez años lo era
la disponibilidad de computadoras potentes que permitieran realizar
los procesos de cálculo involucrados en el análisis de datos
territoriales.

Pero además de ser un factor limitante, la información geográfica es a
su vez el elemento diferenciador de un Sistema de Información
Geográfica frente a otro tipo de Sistemas de Información; así, la
particular naturaleza de este tipo de información contiene dos
vertientes diferentes: por un lado está la vertiente espacial y por otro la
vertiente temática de los datos.

Construcción de bases de datos geográficas
La construcción de una base de datos geográfica implica un proceso
de abstracción para pasar de la complejidad del mundo real a una
representación simplificada que pueda ser procesada por el lenguaje
de las computadoras actuales.

Este proceso de abstracción tiene diversos niveles y normalmente
comienza con la concepción de la estructura de la base de datos,
generalmente en capas; en esta fase, y dependiendo de la utilidad que
se vaya a dar a la información a compilar, se seleccionan las capas
temáticas a incluir.

En segundo lugar, existen relaciones espaciales entre los objetos
geográficos que el sistema no puede obviar; la topología, que en
realidad es el método matemático-lógico usado para definir las
relaciones espaciales entre los objetos geográficos puede llegar a ser
muy compleja, ya que son muchos los elementos que interactúan sobre
cada aspecto de la realidad.

Pero la estructuración de la información espacial procedente del
mundo real en capas conlleva cierto nivel de dificultad. En primer
lugar, la necesidad de abstracción que requieren las máquinas implica
trabajar con primitivas básicas de dibujo, de tal forma que toda la
complejidad de la realidad ha de ser reducida a puntos, líneas o
polígonos.

La topología de un SIG reduce sus funciones a cuestiones mucho más
sencillas, como por ejemplo conocer el polígono (o polígonos) a que
pertenece una determinada línea, o bien saber qué agrupación de
líneas forman una determinada carretera.

Topologías, modelos de datos y tipos de SIG
SIG-Vectoriales
Son aquellos Sistemas de Información Geográfica que para la
descripción de los objetos geográficos utilizan vectores (líneas)
definidos por pares de coordenadas relativas a algún sistema
cartográfico.

Existen diversas formas de modelar estas relaciones entre los objetos
geográficos o topología. Dependiendo de la forma en que ello se lleve
a cabo se tiene uno u otro tipo de Sistema de Información Geográfica
dentro de una estructura de dos grupos principales: SIG vectoriales y
SIG Raster. No existe un modelo de datos que sea superior a otro, sino
que cada uno tiene una utilidad específica.

Con un par de coordenadas se define un punto, con dos puntos se
genera una línea, y con una agrupación de líneas se forman polígonos.
A estos objetos de dibujo ya se les puede asociar las diversas capas de
información que se relacionan con el modelo espacial generado a
través de puntos y líneas.

SIG-Raster
Los Sistemas de Información Raster basan su funcionalidad en una
concepción implícita de las relaciones de vecindad entre los objetos
geográficos. Su forma de proceder es dividir la zona de afección de la
base de datos en una retícula o malla regular de pequeñas celdas
(pixeles) y atribuir un valor numérico a cada celda como representación
de su valor temático. Dado que la malla es regular, el tamaño del pixel es
constante y se conoce la posición en coordenadas del centro de una de
las celdas, se puede decir que todos los pixeles están georreferenciados.

Para tener una descripción precisa de los objetos geográficos
contenidos en la base de datos el tamaño del pixel debe ser reducido
en función de la escala, lo que dotará a la malla de una resolución alta;
sin embargo, a mayor número de filas y columnas en la malla, mayor
esfuerzo en el proceso de captura de la información y mayor costo
computacional al momento de procesarla.

El modelo de datos raster es útil cuando tenemos que describir objetos
geográficos con límites difusos, como por ejemplo puede ser la
dispersión de una nube de contaminantes, o los niveles de
contaminación de un acuífero subterráneo, donde los contornos no son
absolutamente nítidos; en esos casos, el modelo raster es más
apropiado que el vectorial.

Alcances de los sistemas de información geográfica
Como se ha visto, los SIG constituyen una herramienta muy poderosa
para la gestión de información y su relación con algo tan tangible como
un predio, un río o una obra de desarrollo urbano.

Sin embargo, es muy importante conocer los alcances de un sistema
como este para aprovechar sus potencialidades al máximo utilizándolo
como una referencia más en el delicado proceso de toma de decisiones
de la empresa, el gobierno y las asociaciones civiles.

De esta manera se pueden identificar algunas de las capacidades los SIG
como herramienta en los procedimientos de gestión.

Un SIG permite:

· Realizar un gran número de manipulaciones, sobresaliendo las
superposiciones de mapas, transformaciones de escala, la
representación grafica y la gestión de bases de datos.

· Consultar rápidamente las bases de datos, tanto espacial como
alfanumérica, almacenadas en el sistema.

· Realizar pruebas analíticas rápidas y repetir modelos
conceptuales en despliegue espacial.
·

Comparar eficazmente los datos espaciales a través del
tiempo (análisis temporal).

· Efectuar algunos análisis, de forma rápida que
hechos manualmente resultarían largos y molestos.

· Integrar en el futuro, otro tipo de información
complementaria que se considere relevante y que este
relacionada con la base de datos nativa u original.

Tecnologías relacionadas con los SIG
Los sistemas de Información Geográfica comparten características
con otros sistemas de información pero su habilidad de manipular y
analizar datos geográficos los distingue del resto.

La siguiente seria una forma de clasificar los sistemas de información
con los que se relaciona los SIG:
· Mapeo de escritorio
· Herramientas CAD
· Sensores remotos
· Sistemas Manejadores de Bases de Datos

Mapeo de Escritorio
Se caracteriza por utilizar la figura del mapa para organizar la
información utilizando capas e interactuar con el usuario, el fin es la
creación de los mapas y estos a su vez son la base de datos, tienen
capacidades limitadas de manejo de datos, de análisis y de
personalización.

Podría entenderse como los inicios de la tecnología de sistemas de
información geográfica.

Herramientas CAD

Se utilizan especialmente para crear diseños y planos de construcción
tanto de manufactura como de obras de infraestructura, estos sistemas
no requieren de componentes relacionales ni herramientas de análisis,
las herramientas CAD actualmente se han ampliado como soporte para
mapas, pero tienen utilidad limitada para analizar y soportar bases de
datos geográficas grandes.

Sensores Remotos
Se definen como la técnica de adquisición y procesamiento digital
posterior de los datos de la superficie terrestre desde sensores
instalados en plataformas espaciales, en virtud de la interacción
electromagnética existente entre la tierra y el sensor.
Sistemas Manejadores de Bases de Datos (SMBD).

Los SMBD se especializan en el almacenamiento y manejo de todo
tipo de información, incluyendo datos geográficos, están
perfeccionados para almacenar y retirar datos, y muchos SIG se
apoyan en ellos para este propósito; sin embargo, no tienen las
herramientas comunes de análisis y de visualización de los SIG.

Aplicaciones de los sistemas de información geográfica

En la mayoría de los sectores los SIG pueden ser utilizados como una
herramienta de ayuda a la gestión y toma de decisiones, a
continuación se describen brevemente algunas de sus aplicaciones
principales:

Cartografía Automatizada

Las entidades públicas han implementado este componente de los SIG
en la construcción y mantenimiento de planos digitales de cartografía.
Dichos planos son puestos a disposición de las empresas a las que
puedan resultar de utilidad estos productos con la condición de que
estas entidades se encargan posteriormente de proveer versiones
actualizadas de manera periódica.

Infraestructura

Algunos de los primeros sistemas SIG fueron utilizados por las
empresas encargadas del desarrollo, mantenimiento y administración
de redes de electricidad, gas, agua, teléfono, alcantarillado, etc.; en
este caso, los sistemas SIG almacenan información alfanumérica de
servicios relacionados con las distintas representaciones gráficas de
los mismos.

Estos sistemas almacenan información relativa a la
conectividad de los elementos representados gráficamente, con
el fin de realizar un análisis de redes.

La elaboración de mapas, así como la posibilidad de realizar
una consulta combinada de información, ya sea gráfica o
alfanumérica, son las funciones más comunes para estos
sistemas, también son utilizados en trabajos de ingeniería,
inventarios, planificación de redes, gestión de mantenimiento,
entre otros.

Gestión Territorial

Son aplicaciones SIG dirigidas a la gestión de entidades territoriales y
permiten un rápido acceso a la información gráfica y alfanumérica, y
suministran herramientas para el análisis espacial de la información.

Facilitan labores de mantenimiento de infraestructura, mobiliario
urbano, etc., y permiten realizar una optimización en los trabajos de
mantenimiento de empresas de servicios.

Tienen la facilidad de generar documentos con información gráfica y
alfanumérica.

Medio Ambiente

Son aplicaciones implementadas por instituciones de medio ambiente,
que facilitan la evaluación del impacto ambiental en la ejecución de
proyectos.

Integrados con sistemas de adquisición de datos permiten el análisis
en tiempo real de la concentración de contaminantes, a fin de tomar
las precauciones y medidas del caso.

Facilitan una ayuda fundamental en trabajos tales como reforestación,
explotaciones agrícolas, estudios de representatividad, caracterización
de ecosistemas, estudios de fragmentación, estudios de especies, etc.

Equipamiento Social
Implementación de aplicaciones SIG dirigidas a la gestión de servicios
de impacto social, tales como servicios sanitarios, centros escolares,
hospitales, centros deportivos, culturales, lugares de concentración en
casos de emergencias, centros de recreo, entre otros y suministran
información sobre las sedes ya existentes en una determinada zona y
ayudan en la planificación en cuanto a la localización de nuevos
centros.

Un buen diseño y una buena implementación de estos SIG aumentan
la productividad al optimizar recursos, ya que permiten asignar de
forma adecuada y precisa los centros de atención a usuarios cubriendo
de forma eficiente la totalidad de la zona de influencia.

Recursos Mineros

El diseño de estos SIG facilitan el manejo de un gran volumen de
información generada en varios años de explotación intensiva de un
banco minero, suministrando funciones para la realización de análisis
de elementos puntuales (sondeos o puntos topográficos), lineales
(perfiles, tendido de electricidad), superficies (áreas de explotación) y
volúmenes (capas geológicas).

Facilitan herramientas de modelación de las capas o formaciones
geológicas.

Ingeniería de Tránsito

Sistemas de Información Geográfica utilizados para modelar la
conducta del tráfico determinando patrones de circulación por una vía
en función de las condiciones de tráfico y longitud.

Asignando un costo a los o puntos en los que puede existir un
semáforo, se puede obtener información muy útil relacionada con
análisis de redes.

Demografía

Se evidencian en este tipo de SIG un conjunto diverso de aplicaciones
cuyo vínculo es la utilización de las variadas características
demográficas, y en concreto su distribución espacial, para la toma de
decisiones.

Algunas de estas aplicaciones pueden ser: el análisis para la
implantación de negocios o servicios públicos, zonificación electoral,
etc. El origen de los datos regularmente corresponde a los censos
poblacionales elaborados por alguna entidad gubernamental; para el
caso de México el organismo encargado de la procuración de datos
generales es el Instituto Nacional de Estadística Geografía e
Informática, este grupo de aplicaciones no obligan a una elevada
precisión, y en general, manejan escalas pequeñas.

GeoMarketing
La base de datos de los clientes potenciales de determinado producto o
servicio relacionada con la información geográfica resulta
indispensable para planificar una adecuada campaña de marketing o el
envío de correo promocional, se podrían diseñar rutas óptimas a seguir
por comerciales, anuncios espectaculares, publicidad móvil, etc.

Banca

Los bancos son buenos usuarios de los SIG debido a que requieren
ubicar a sus clientes y planificar tanto sus campañas como la apertura
de nuevas sucursales incluyendo información sobre las sucursales de
la competencia.

Planimetría

La planimetría tiene como objetivo la representación bidimensional
del terreno proporcionándole al usuario la posibilidad de proyectar su
trabajo sobre un papel o en pantalla sin haber estado antes en el sitio
físico del proyecto.

El fin de la planimetría es que el usuario tenga un fácil acceso
a la información del predio; por ejemplo, saber qué cantidad de
terrenos desocupados se encuentran en el lugar, o qué cantidad
de postes telefónicos necesita para ampliar su red, o qué
cantidad de cable necesita para llegar hasta un cliente, o
emplearlo en soluciones móviles, o utilizarlo como plataforma
de archivos GIS.

En otras palabras, permite el usuario visualizar de forma clara
y con gran exactitud la información que se encuentra dentro de
su proyecto. Existen distintos tipos de planimetría, que van de
la mas básica a la más completa.

La elección del tipo de planimetría depende del tipo de
información que el usuario vaya a necesitar para su proyecto.

Cartografía Digital 3D

Este tipo de información tridimensional de construcciones civiles, es
requerida para realizar, por ejemplo, la planeación de la cobertura de
las ondas de radio en una población ubicando los rebotes de ondas
radiales entre antenas, optimización de redes, ubicación de antenas,
interferencias de radio frecuencia, tendido de líneas de transmisión en
3D.

En el caso de la planeación de un aeropuerto este modelado
tridimensional permitiría realizar el estudio de los espacios aéreos que
intervienen en el proceso de diseño referenciado, en su caso, la
viabilidad técnica de su construcción.

El primer factor es el grado con que las funcionalidades ofrecidas por
el SIG corresponden al tipo de operaciones que se le exigen. Existe
actualmente un mercado sustancial para las aplicaciones
especializadas; en algunos casos las herramientas específicas tienen
que ser agregadas a las existentes.

Esta demanda indica que aún existe un vacío entre las necesidades del
usuario y lo que los software de SIG pueden ofrecer. Por otro lado, no
se puede colocar los software de SIG en la misma categoría de, por
ejemplo, software procesadores de palabras.

Los diferentes tipos de aplicaciones de los Sistemas de Información
Geográfica requieren utilidades altamente específicas que no pueden
ser cubiertas a través de un solo paquete de software.

Los SIG en los negocios: Herramientas de apoyo a la toma de
decisiones
Difusión de los SIG en las Organizaciones
Difundir el uso de una nueva tecnología depende del grado en el cual
ésta se ve como un desarrollo maduro. Varios factores son importantes
a la hora de determinar la madurez de la tecnología SIG. Sin ser
extenso, se describen cinco factores que son pertinentes en este
contexto.

El segundo factor corresponde a determinar hasta qué punto el
software es fácil de usar, por ejemplo, a través de una interfase entre
el usuario y el software.

¿Pueden los usuarios de los SIG usar el software sin ayuda, o se
necesita algún tipo de apoyo permanente?. En años recientes, se han
agregado todos los tipos de herramientas a los software de SIG,
permitiendo a los usuarios construir su propia interfase especializada.

El tercer factor se refiere a las inversiones necesarias en software y
hardware.
La disponibilidad de muchas herramientas de software SIG en PC’s y
el bajo precio del hardware (PC y estaciones de trabajo), indica que el
costo de hardware y software no es un gran obstáculo.

La educación y el conocimiento constituyen el cuarto factor. Como
cada vez las personas y disciplinas se involucran más con los SIG, la
falta de conocimiento de los mismos se vuelve menos un problema;
sin embrago, todavía no todos se tiene la conciencia del enorme
potencial de los SIG para los negocios.

También el número de personas que han sido o están siendo
entrenadas en SIG está creciendo.

El problema es más una cuestión de calidad que de cantidad. No se ha
podido determinar si los conocimientos de los SIG adquiridos en las
universidades, institutos y centros de capacitación y en general en
todo tipo de cursos, satisface la demanda.

El quinto factor es el problema de los datos. Este es un problema
mayor porque disminuye la velocidad del proceso de difusión del uso
de los SIG.

Las inversiones en datos son altas y los problemas relacionados a
disponibilidad, costo, estándares, exactitud y las obligaciones legales
están lejos de resolverse.

Debido a las actividades de recolección de datos por parte del sector
gubernamental y la iniciativa privada, la disponibilidad de datos no es
ya un problema tan agudo. En cambio, el costo de los datos es ahora el
factor más firme que dificulta el uso de información geográfica.

Aunque fundamentalmente en el uso de SIG, los problemas de
estándares, exactitud, y obligación legal son tomados en cuenta una
vez que el problema del costo se ha superado.

Se espera que el problema de los datos siga siendo el factor más
importante en el éxito comercial en los próximos años.

Resumiendo estos factores, parece claro que los SIG no son todavía
una tecnología madura, esto explica porqué la difusión de tecnología
de los SIG está algo fragmentada. En consecuencia, se esperan
diferencias en el grado de aplicación de los SIG entre las
organizaciones e incluso dentro de una misma organización.

Conclusiones

Como se ha visto a lo largo de este documento, resultan evidentes las
ventajas que sugiere el uso de Sistemas de Información que puedan ser
referenciados a entidades espaciales, particularmente por la gran
utilidad que significa combinar la potencialidad de la parte gráfica del
sistema con un banco de datos interactivo y de actualización
automática.

Es claro que la práctica cotidiana en el uso de los SIG en las
organizaciones generarán ventajas competitivas sin importar si el
sector de la empresa en cuestión venda servicios de Internet, se
encargue de la distribución de líneas de procuración de gas natural o
se dedique a realizar estudios de mercado para la introducción de
nuevos productos.

Sin embargo, es necesario destacar la amplia gama de aplicaciones de
índole social que pueden tener los sistemas de información geográfica
y más importante aún resulta el promover su utilización tanto en el
sector gubernamental como en la iniciativa privada.

Por ejemplo, sería muy conveniente el uso de un SIG que permitiera
identificar de manera que se pueda publicar para el común de la
población las rutas de evacuación, ubicación de albergues, centros de
atención médica, etc. en caso de emergencias.

También se podría diseñar un SIG que estableciera la prioridad en el
suministro de servicios básicos como suministro de agua potable,
alcantarillado y energía eléctrica por mencionar algunos.

Resulta importante establecer que los SIG no solo se implementan en
aquellos proyectos donde se espera un alto porcentaje de dividendos
para la organización, sino que se deben colocar en su justa medida
aquellos en los que su único fin es el elevar la calidad de vida de los
habitantes de una población.

Para concluir, es importante destacar que el uso de los SIG no debe ser
manejado como un problema de tecnología, como ha sido durante
años. En cambio, su uso debe reflejar la necesidad de una herramienta
para el manejo de datos espaciales, con la finalidad de resolver un
problema.

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