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Universidad Del Zulia
    Facultad de Arquitectura y Diseño
        Instituto de Investigaciones
   Diplomado Básico en Tecnologías de
          Información Geográfica




Módulo 2: Análisis de Datos Espaciales




        José A Indriago A, MSc Arq

  jindriago@luz.edu.ve , indriago@gmail.com
CONTENIDO

Módulo 2: Análisis de Datos Espaciales

•Sistemas de Referencias
 Sistemas

•Sistemas de Información Geográfica (SIG)

•Desarrollo d aplicaciones GIS
 D      ll de li     i

•Implementación de un SIG

•Modelos cartográficos en SIG

•Modelos y Estructuras de Datos espaciales

•Estadística espacial: Métodos de Análisis espacial / Modelamiento /
Simulación / Geoestadística

•Métodos de interpolación
SISTEMAS DE INFORMACIÓN 1

Es un sistema hombre-máquina que
E       i t     h b     á i
procesa datos a fin de:

1. Registrar los detalles originados por
      g                      g       p
las transacciones que ocurren y las
entidades      que       forman     una
organización y

2. Proporcionar información que
facilite la ejecución de actividades,
operaciones y funciones en una
organización.




     1 Montilva, Jesús. (1992). Desarrollo de Sistemas de Información. Consejo de Publicaciones, Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela
SISTEMAS DE INFORMACIÓN

Desde el punto de vista de los sistemas,
una organización es un “un conjunto de
cosas      y    personas     que    están
interrelacionadas de diferentes maneras
generalmente complejas que forman un
todo inidentificable, caracterizado por la
existencia de objetivos comunes”
(Fulmer, 1979).

Toda organización para lograr sus
objetivos, ejecuta un conjunto de
actividades o tareas en forma
interrelacionada y coordinada. Estas
tareas      deben     ser   organizadas,
planificadas, controladas y dirigidas con
la finalidad de lograr l metas
l fi lid d d l         las  t
James Senn clasifica las funciones gerenciales de la siguiente manera:

1. Planificación: consiste en establecer metas y desarrollar estrategias,
   políticas, procedimientos o programas que garanticen la ejecución de las
   actividades.
2. Organización: permite agrupar actividades, establecer estructuras
   organizacionales y procedimiento que garanticen la ejecución de las
   actividades.
   actividades
3. Administración de personal: esta función permite seleccionar y entrenar el
   personal requerido por la organización.
4. Control: mide el rendimiento en relación a las metas y objetivos planteados
   y desarrolla los procedimientos convenientes para realizar el ajuste o
   correctivo.
5. Comunicación: transfiere información sobre metas, objetivos y rendimiento
   al personal de la organización y a su ambiente
                                         ambiente.
6. Dirección: esta función abarca los aspectos de relaciones interpersonales
   en la organización, por lo que el liderazgo, guía y motivación del personal
   son aspectos fundamentales.
7. Coordinación: esta f
7 C di        ió     t función está estrechamente li d a l d l control y
                            ió    tá    t h        t ligada la del        t l
   consiste en coordinar las actividades de la organización mediante una
   programación adecuada de costos, tiempos y recursos.
Estas funciones gerenciales se basan en la detección y localización de
                   g
problemas y conflictos de la organización, además de la generación y selección
de alternativas, que permitan corregir tales problemas y evitar que la
organización desvié el rumbo, que le permita alcanzar los objetivos. Este
proceso se denomina toma de decisiones, cuyo fin es seleccionar entre
                                   decisiones
diferentes alternativas un curso de acción que permita alcanzar un objetivo,
resolver un problema o solucionar un conflicto.

La toma de decisiones vas más allá de la simple selección de alternativas e
incluye un conjunto de pasos (Davis, 1974):

1.Reconocimiento
1 Reconocimiento del problema o de la necesidad de decidir
                                                   decidir.

2.Formulación y análisis de alternativas.

3.Selección d alternativas.
3S l    ió de lt     ti

4.Comunicación e implantación de la decisión (acción).

5.Seguimiento de la acción y retroalimentación de resultados originados por la
decisión tomada.
Datos e información

La información constituye el recurso esencial
en el proceso de toma de decisiones y en la
solución de problemas en una organización.
De esta manera podemos pensar que el
sistema de información es un subsistema de
la organización encargado de producir la
información necesaria para la operación y
toma de decisiones de cada unidad de la
organización.

Para que el sistema de información pueda
producir información, han de producirse en la
organización hechos o eventos cuyas
características puedan ser representadas
simbólicamente       mediante       lo       que
denominamos datos. Los datos son por lo
tanto,
t t capturados y procesados por el sistema
          t d                d         l i t
con el objeto de producir información.
La información (G.V. Davis,
                    (G V Davis
1974) se define como “ datos
que han sido procesados en una
forma que es significativa para
quien l
   i   los utiliza y que son d
              ili               de
valor real y perceptible en
decisiones actuales y futuras”.
Por    lo    tanto,   los   datos
constituyen la materia prima para
producir información y se definen
como “grupos de símbolos no
aleatorios
  l t i        que    representan
                               t
cantidades, acciones, cosas,
etc”.
Funciones de un sistema de Información

1.Procesamiento de Transacciones: consiste en capturar o recolectar,
  clasificar, ordenar, calcular, resumir y almacenar los datos originados por
  las transacciones que tienen lugar durante la realización de actividades
  en la organización.

2.Definición de
2 D fi i ió d archivos: consiste en almacenar l d t capturados por
                    hi         i t    l         los datos     t d
  el procesamiento de transacciones de acuerdo a (1) una estructura u
  organización de almacenamiento adecuada (base de datos o archivos);
  ( )
  (2) un método que facilite su almacenamiento, actualización y acceso y
                  q                           ,
  (3) un dispositivo apropiado de almacenamiento (disco, cintas, diskette,
  etc).

3.Mantenimiento
3 Mantenimiento de archivos: los archivos o bases de datos del sistema
  deben mantenerse actualizados. Las operaciones básicas de
  mantenimiento son la inserción, la modificación y la eliminación de datos
  en los medios de almacenamiento.
Funciones de un sistema de Información

4.Generación de reportes: se encarga de producir la información
  requerida y transmitirla a los puntos o centros de información que la
  soliciten. Algunos de los reportes pueden ser: Reportes de Errores,
  Reportes de Actividad. Reportes Regulares, reportes de Excepción,
  Reportes no Planeados, Reportes Especiales.

5.Procesamiento de Consultas: responder a interrogantes predefinidas,
  de respuesta corta denominadas consultas interactivas. Son las que
  facilitan el acceso a los datos , y el procesamiento de información que
  transforma los datos almacenados en información.

6.Mantenimiento de la Integridad de los Datos: los datos mantenidos por
  el sistema d i f
   l i t     de información d b
                         ió deben ser confiables y veraces por l que
                                           fi bl                 lo
  una de sus funciones debe garantizar la integridad de tales datos y
  protegerlos contra accesos indebidos o no autorizados y contra de
  modificaciones mal intencionadas.
Clasificación de los Sistemas de Información

1.Sistemas de Comunicación: transmiten información entre los diferentes
  subsistemas de una organización. Estos subsistemas pueden ser
  personas o equipos electrónicos. El objetivo de esta red es impartir
  conocimientos pensamientos, ideas, percepciones, propiedades, órdenes
  y datos organizados entre los subsistemas que lo componen.

2.Sistemas de Información Informal: red no estructurada de comunicación
  informal entre personas dentro o en el ambiente de la organización. No
  tiene objetivo definido, aunque puede ser utilizado como un medio muy
  eficiente, pero poco confiable, d t
    fi i t                      fi bl de transmisión y di l
                                                  i ió    divulgación d
                                                                  ió de
  información útil a la organización.

3.Sistema de Información Organizacional: formado por flujos de
                                  g                            p        j
  información que transmiten mensajes entre diferentes niveles jerárquicos
  de la organización. Los mensajes trasmitidos están relacionados con los
  objetivos, metas, normas, estándares, procedimientos, órdenes o
  directivas para ejecutar tareas de la organización así como resultados
                                          organización,             resultados,
  rendimientos, productividad, etc., originados al ejecutar las tareas.
Clasificación de los Sistemas de Información

1.Sistemas de Apoyo para la Toma de Decisiones: se caracteriza por
  procesar datos para realizar automáticamente parte o todo el proceso de
  toma de decisiones e indicar la acción que se debe tomar para mantener a
  la organización dentro de condiciones normales de funcionamiento.

2.Sistemas de Información Gerencial: proporcionan la información a los
  gerentes para ejecutar procesos de toma de decisiones y solución de
  problemas en una organización.

3.Sistemas d i f
3 Si t      de información operativos: recogen, mantienen y procesan l
                        ió       ti                ti                  los
  datos ocasionados por la realización de operaciones básicas en la
  organización. El objetivo es el de preparar y mantener los registros de
  datos originados por la operaciones elementales o rutinarias de la
           g         p        p
  organización.

4.Sistemas de Procesamientos de Datos: su objetivo exclusivo es transformar
  datos en información útil y fácil de entender y utilizar Con un fin especifico
                                                    utilizar.         especifico,
  y utilizada en la realización de las tareas o actividades de los usuarios.
SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRÁFICA

El término SIG procede del acrónimo
de     Sistema      de      Información
Geográfica      (en       inglés   GIS,
Geographic Information System).
Un SIG puede ser definido como un
sistema d
 i t       de h d
               hardware, software y
                                ft
procedimientos      diseñados      para
soportar la captura, administración,
manipulación, análisis, modelado y
     p       ,          ,
graficación de datos u objetos
referenciados espacialmente, para
resolver problemas complejos de
planeación y administración Una
                 administración.
definición más sencilla es: Un sistema
de computador capaz de mantener y
usar datos con localizaciones exactas
en una superficie terrestre. 2
 2 Carmona, Álvaro; Monsalve, Jhon Jairo (s.f.). Sistemas de Información Geográficos: [disponible en línea] http://www.monografias.com/trabajos/gis/gis.shtml [consulta 
 2005, abril 26]
QUE ES UN SIG?
QUE ES UN SIG?

                 L
                 Los     Si t
                         Sistemas     d
                                      de     I f      ió
                                             Información
                 Geográfica,    son     sistemas     que
                 combinan una serie de procedimientos
                 sobre     una     base      de     datos
                 alfanuméricos     (no     gráficos)    o
                 descriptivas de objetos de mundo real,
                 que son posibles de representar de
                 manera gráfica y que además son
                 susceptibles de algún tipo de medición
                 respecto a su dimensión, tamaño o
                 ubicación relativa la superficie de la
                 tierra. Además del uso de base de
                 dato no gráficas, los SIG poseen una
                 base de datos gráfica con información
                 georeferenciada,
                 georeferenciada       o     información
                 espacializada, que está relacionada de
                 alguna manera a la base de datos
                 alfanumérica. En este caso la
                 información es considerada geográfica
                 si es mesurable y tiene ubicación.
QUE ES UN SIG?
En general un SIG debe tener la capacidad de dar respuesta a las
    g                             p                 p
siguientes preguntas:

•¿Dónde está el objeto A?
•¿Dónde está A con relación a B?
•¿Cuantas ocurrencias del tipo A hay en una distancia D de B?
•¿Cuál es el valor que toma la función Z en la posición X?
•¿Cuál es la dimensión de B (Frecuencia, perímetro, área, volumen)?
•¿Cuál es el resultado de la intersección de diferentes tipos de
información?
•¿Cuál es el camino más corto (menor resistencia o menor costo) sobre el
terreno desde un punto (X1 Y1) a lo largo de un corredor P hasta un punto
                        (X1,
(X2, Y2)?
•¿Qué hay en el punto (X, Y)?
•¿Qué objetos están próximos a aquellos objetos que tienen una
combinación d características?
     bi   ió de       t í ti    ?
•¿Cuál es el resultado de clasificar los siguientes conjuntos de información
espacial?
•Utilizando el modelo definido del mundo real, simule el efecto del proceso
 Utilizando
P en un tiempo T dado un escenario S.
VENTAJAS DE UN SIG


                          Facilidad de Revisión,
 Representación Gráfica     Mantenimiento y          Integración de Datos de
                                                     I t      ió d D t d
                              Actualización              diversas Fuentes,
                                                     Resoluciones y escalas




                                                              Naturaleza
                                                           Interdisciplinaria
  Datos centralizados
   Formato Estándar
                              SIG


 Análisis Matemático y
Estadístico con Salidas                             Apoyo en la Toma de
        Gráficas           Posibilita el Análisis       Decisiones.
                                Espacial
COMPONENTES DE UN SIG

Equipos (Hardware)
Es donde opera el SIG. Hoy por hoy, programas de SIG se pueden ejecutar en
un amplio rango de equipos, desde servidores hasta computadores personales
usados en red o trabajando en modo "desconectado“.
Programas (Software)
Los programas de SIG proveen las funciones y las herramientas necesarias para
almacenar, analizar y desplegar la información geográfica. Los principales
componentes de los programas son:
∙HHerramientas para l entrada y manipulación d l i f
          i t       la t d                                            áfi
                                   i l ió de la información geográfica.
                                                           ió
∙ Un sistema de manejador de base de datos (DBMS).
∙ Herramientas que permitan búsquedas geográficas, análisis y visualización.
∙ Interface gráfica para el usuario (GUI) para acceder fácilmente a las
              g      p                (    ) p
herramientas.
COMPONENTES DE UN SIG

Datos
Probablemente la parte más importante de un sistema de información
geográfico son sus datos. Los datos geográficos y tabulares pueden ser
adquiridos por quien implementa el sistema de información, así como por
  d i id           i   i l     t    l i t      d i f       ió    í
terceros que ya los tienen disponibles. El sistema de información geográfico
integra los datos espaciales con otros recursos de datos y puede incluso
utilizar los manejadores de base de datos más comunes para manejar la
                 j                                            p       j
información geográfica.

Recurso humano
La tecnología de los SIG está limitada si no se cuenta con el personal que
opera, desarrolla y administra el sistema; Y que establece planes para
aplicarlo en problemas del mundo real.

Procedimientos
Un SIG operará acorde con un plan bien diseñado y con unas reglas claras
del negocio, que son los modelos y las prácticas operativas características de
cada organización
     organización.
CUALES SON LAS FUNCIONES DE LOS COMPONENTES DE UN SIG.?
CUALES SON LAS FUNCIONES DEUN SIG.?
COMO FUNCIONA UN SIG


Un        SIG        almacena
información sobre el mundo
como una colección de
niveles temáticos que pueden
relacionarse por geografía.
Este concepto simple pero
extremadamente potente y
versátil ha probado ser
invaluable     para    resolver
muchos problemas, desde
rastrear      vehículos      de
repartición, hasta registrar
detalles de aplicaciones de
planificación, hasta modelar
la circulación atmosférica
global.
COMO FUNCIONA UN SIG
                            La información geográfica contiene ya
                            sea     una     referencia    geográfica
                Clientes    explícita tal como latitud y longitud o
                            una coordenada de un sistema
                                        d      d   d          i t
                            nacional, o una referencia implícita tal
                Edificios   como domicilio, código postal, nombre
                            de área censal, identificador del stand
                                             ,
                Calles      de un bosque, o nombre de calle. Las
                            referencias implícitas pueden ser
                            derivadas de referencias explícitas
                            utilizando un proceso automatizado
                            llamado      "geocodificación."    Estas
                Realidad    referencias     geográficas     permites
                            localizar características (tales como
                            negocios o stand de bosque) y
                            eventos (como un terremoto) en la
                            superficie de la tierra para análisis.
INGRESO DE DATOS

Antes de que los datos geográficos
puedan utilizarse en un SIG, deben ser
convertidos a un formato digital
adecuado. El proceso d convertir
 d       d                 de       ti
datos de mapas analógicos en papel a
archivos de computación se denomina
digitalización. Tecnologías modernas
  g                     g
de SIG tienen la capacidad de
automatizar         este       proceso
completamente         para     grandes
proyectos;       proyectos      menos
importantes pueden requerir alguna
digitalización manual.

Hoy en día, muchos tipos de datos
geográficos existen en formatos
compatibles con SIG. Estos datos
pueden obtenerse de proveedores y
ser cargados en un SIG.
INGRESO DE DATOS


Mapas Impresos
                                  Datos Digitales




Coordenadas               Datos
                          GIS
  480585.5,   3769234.6
  483194.1,
  483194 1    3768432.3
              3768432 3
  485285.8,   3768391.2
  484327.4,   3768565.9                  GPS
  483874.7,   3769823.0
MANIPULACION

Es probable que los tipos de datos
requeridos para un proyecto particular de
SIG necesitarán ser transformados o
manipulados de alguna forma para
hacerlos compatibles al sistema. Por
ejemplo, la información geográfica está
disponible en diferentes escalas (archivos
                                 (
de ejes de calles pueden estar
disponibles a una escala de 1:100.000;
códigos postales a 1:10.000, y límites de
áreas censales a 1:50 000)
                  1:50.000).

Hay muchos otros ejemplos de
manipulación de datos que se efectúan
rutinariamente en SIG. Estos incluyen
cambios de proyección, agregación de
datos y generalización (limpiar de datos
innecesarios).
innecesarios)
ALMACENAMIENTO

Se pueden representar elementos geográficos en formato vector o ráster
                                                                ráster.

Vector

El modelo de datos tipo vector representa elementos geográficos en
forma muy similar a como lo hacen los mapas: usando puntos, líneas, y
áreas. Un sistema de coordenadas x,y (cartesiano) referencia ubicaciones
del mundo real
           real.
ALMACENAMIENTO
Ráster

En vez de representar los elementos
geográficos por sus coordenadas x,y,
el modelo d d t
  l     d l de datos ráster asigna
                        á t      i
valores a las celdas que cubren
ubicaciones de coordenadas. El
formato ráster calza bien con el
análisis espacial y también es
apropiado para el almacenaje de datos
coleccionados en formato de malla
(grid).
(grid) La cantidad de detalle que
usted puede mostrar para una imagen
en particular depende del tamaño de
las celdas en la malla. Esto hace el
formato ráster inapropiado para
aplicaciones en donde las fronteras
discretas deben conocerse, tales
como en la administración de
parcelas.
ALMACENAMIENTO




                 •Bases de Datos
                 •Textos
                 •Videos
                 •Animaciones
                 •Sonidos
MANEJO/ADMINISTRACION


Para proyectos menores de SIG,
puede ser suficiente almacenar
información geográfica como
archivos de computación. Se
    hi    d         t ió    S
llega a un punto, sin embargo,
cuando los volúmenes de datos
son grandes y el número de
       g
usuarios de los datos se
convierte en más que unos
pocos, en que es mejor usar un
sistema de manejo de bases de
datos (SMBD) para ayudar a
almacenar, organizar y manejar
datos. Un SMBD no es más que
un software para manejar una
base de datos -una colección
integrada de datos.
MANEJO/ADMINISTRACION


La información en un GIS es almacenada en cuatro grandes conjuntos de
bases de datos:

· Bases de datos de imágenes: Estas imágenes representan fotográficamente
el terreno.

·BBases d d t complementarios d i á
        de datos     l     t i de imágenes: E t b
                                                Esta base d d t contiene
                                                          de datos ti
símbolos gráficos y caracteres alfanuméricos georeferenciados al mismo
sistema de coordenadas de la imagen real a la que complementan.

· Bases de datos cartográficos: Almacena la información de los mapas que
representan diferentes clases de información de una área específica.
Corresponden a las coberturas o categorías.

· Bases de datos de información descriptiva: Esta base facilita el
almacenamiento de datos descriptivos en las formas mas comunes de tal
forma que puedan ser utilizados por otros sistemas
MANEJO/ADMINISTRACION




          Información Gráfica




          Información Tabular
MANEJO/ADMINISTRACION



Permite la modificación y actualización de
la información. Las funciones de edición
son particulares de cada programa SIG.
Las funciones deben incluir:

•Mecanismos para la edición de entidades
 Mecanismos
 gráficas (cambio de color, posición,
 escala, dibujo de nuevas entidades
 gráficas, etc.).

•Mecanismos para la edición de datos
 descriptivos (modificación de atributos,
 cambios en la estructura de archivos,
 actualización de datos, generación de
 nuevos datos, etc.).
CONSULTAS


            Una vez que se tiene un SIG en
            funcionamiento,      conteniendo    la
            información geográfica, puede comenzar
            a realizarse preguntas tales como:

            • ¿Dónde se encuentran todos los sitios
            adecuados para construcción de nuevas
            casas?
            • ¿Cuál es tipo de suelo dominante para
            un bosque de determinado tipo?
            • Si se construye una nueva autopista en
                                             i
            un determinado lugar, ¿cómo afectará al
            tránsito?

            Ambas consultas simples y sofisticadas,
            utilizando más de un nivel de datos,
            pueden proveer información necesaria a
            analistas y administradores por i
                 li t    d i i t d          igual.
                                                l
CONSULTAS
•Identificación de elementos geográficos

Un tipo común de consulta de GIS es
determinar qué existe en una ubicación
p                     p             ,
particular. En este tipo de consulta, el usuario
comprende dónde están los elementos
geográficos de interés pero quiere saber qué
características están asociadas con ellos. Esto
se puede lograr con el GIS debido a los
elementos espaciales se ligan a las
características descriptivas.

•Identificación de elementos        geográficos
basados en condiciones

Otro tipo de consulta GIS consiste en
determinar las ubicaciones que satisfacen
ciertas condiciones. En este caso, el usuario
necesita saber cuáles características son
importantes y quiere saber dónde estos
features están que tienen esas características.
CONSULTAS



 Identificando elementos específicos




 Identificando elementos 
 basados en condiciones

         Condados de Florida
         C d d d Fl id con una
         población mayor a 300,000
CONSULTAS

Las formas de extraer o recuperar información de los SIG son muy variadas y
pueden llegar a ser muy complejas. Las formas básicas para extraer la
información son:

•Extracción mediante especificación geométrica.
Consiste en extraer información del SIG mediante la especificación de un
dominio espacial definido por un punto, una línea o una área deseada. Por
ejemplo: seleccionar por medio del apuntador gráfico un río en un mapa una
                                                                  mapa,
tubería en un plano.

•Extracción mediante condición geométrica
Extraer por medio de un dominio espacial y una condición geográfica
entidades gráficas. Por ejemplo: las poblaciones que se encuentren en un
radio de 5 Km alrededor de una fuente de agua.

•Extracción mediante especificación descriptiva.
Extracción de las entidades espaciales que satisfagan una condición
descriptiva determinada. Por ejemplo todos los predios que tengan el mismo
dueño.
d ñ
CONSULTAS


•Extracción mediante condición descriptiva o lógica.
Extracción de entidades espaciales que cumplan la condición descriptiva y
una expresión lógica cualquiera relacionada con uno algunos de sus atributos
espaciales asociados. Por ejemplo, todos los predios que pertenezcan al
mismo dueño, con áreas superiores a 500 hectáreas y perímetro superior a
10.000 metros.
ANÁLISIS
Permite realizar las operaciones analíticas
necesarias para producir nueva información
con base en la existente, con el fin de dar
solución a un problema específico.

Las operaciones de análisis y modelado se
pueden clasificar en:

•Generalización cartográfica: Capacidad de
 generalizar características de un mapa o
 presentación cartográfica, con el fin de hacer
 el modelo final menos complejo
                       complejo.

•Análisis espaciales: Incluye las funciones
 que realicen cálculos sobre las entidades
 gráficas. Va desde operaciones sencillas
 como longitud de una línea, perímetros,
 áreas y volúmenes, hasta análisis de redes
 de conducción intersección de polígonos y
    conducción,
 análisis de modelos digitales del terreno.
ANÁLISIS

                   C l parcelas estan a 50 metros
                   Cuales        l  t        t
                   de la carretera?

      Proximidad

                    Tipo de pozo    Perforado
                    Propietario     Smith
                    Tipo de Suelo   Arenoso
Sobreposición




       Redes
ANÁLISIS
ANÁLISIS
           Se puede ejecutar análisis para obtener las
           respuestas a una pregunta en particular o
               p                 p g           p
           encontrar soluciones a un problema particular.
           El análisis geográfico usualmente involucra más
           de un conjunto de datos geográficos y requiere
           que el análisis proceda a través de una serie de
           pasos para llegar a los resultados. Hay tres
           tipos de análisis geográficos:

           Análisis de proximidad

           •¿Cuántas casas yacen dentro de 100 metros
           de esta tubería principal?
           • ¿Cuál es el número total de clientes dentro de
           100 kilómetros de esta tienda?
           •¿Qué proporción de la cosecha de alfalfa cae
           dentro de 500 metros de este pozo?

           Para contestar estas preguntas, la tecnología
           GIS usa un proceso llamado buffering para
           determinar la proximidad entre los elementos
           geográficos.
ANÁLISIS
           Análisis de superposición:

           Un proceso de superposición combina los
           elementos de dos capas para crear una
           nueva capa que contiene los atributos de
           ambos. La capa resultante puede ser
           analizada    para     determinar    cuáles
           elementos se traslapan o para encontrar
           cuanto de un elemento está en una o más
           áreas. Una superposición puede ser hecha
           para combinar capas de suelos y
           vegetación para calcular el área de cierto
           tipo de vegetación en un tipo específico de
                           ó                  íf
           suelo.
ANÁLISIS

A áli i d redes
Análisis de d

Este tipo de análisis examina cómo los
                   p
elementos lineales pueden ser conectados y
qué tan fácilmente pueden fluir a través de
ellos recursos.
ANÁLISIS



 Los diferentes tipos de análisis que un SIG debe realizar son:

 •Contigüidad: Encontrar áreas en una región determinada.
  C ti üid d E      t á                  ió d t    i d

 •Coincidencia: Análisis de superposición de puntos, líneas, polígonos y áreas.

 •Conectividad. Análisis sobre entidades gráficas que representen redes de
  conducción, tales como:

     •Enrutamiento: Como se mueve el elemento conducido a lo largo de la
     red.

     •Radio de acción: Alcance del movimiento del elemento dentro de la red.

     •Apareamiento de direcciones: Acople de información de direcciones a las
     entidades gráficas.
ANÁLISIS




Análisis Espacial
ANÁLISIS

                  Análisis
           Tridimensional
                     (3D)
ANÁLISIS

           A áli i G     t dí ti
           Análisis Geoestadístico
ANÁLISIS




     Análisis de Recorridos
VISUALIZACIÓN

P
Para muchos ti
          h tipos d operaciones geográficas, el resultado fi l se visualiza
                     de      i           áfi     l   lt d final    i    li
mejor como un mapa o gráfico.
Los mapas son muy eficientes para almacenar y comunicar información
g g                   q           g                    p p            ,
geográfica. Mientras que los cartógrafos han creado mapas por milenios, los
SIG proveen herramientas nuevas y emocionantes para extender el arte y la
ciencia de la cartografía.




                                           Los     mapas      pueden   ser
                                           integrados con reportes, vistas
                                           tri-dimensionales,     imágenes
                                           fotográficas, y otros medios
                                           digitales.
RESULTADOS




  Mapas Impresos                          Internet




                           Datos
                            GIS
      Imagen                                 Documento
             Florida.jpg           Florida.mxd
RESULTADOS




El compartir
resultados de la labor
geográfica es una de
las justificaciones
primarias para l
  i    i         la
investigación de
recursos en un GIS.




Un método poderoso para compartir los resultados
creados a través de un GIS es producirlos en formato
distribuible. Entre más opciones de resultados
ofrezca un GIS, mayor potencial tiene para alcanzar
la audiencia correcta con la información correcta.
RESULTADOS




         Internet
         SIG Movil
         PDA-Smartphone
RESULTADOS


Virtual Globe
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES


Un SIG organiza y guarda información
acerca del mundo como una colección de
capas temáticas que pueden ser ligadas
       t áti             d         li d
por la geografía. Cada capa contiene
elementos con atributos similares, como
calles y ciudades, que son localizadas en
                 , q
la misma extensión geográfica.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES

                        SIG VECTORIALES         La   analogía    de
                        cebolla

                        Piensen en el mundo como una cebolla
                        grande. Cuando pela la cebolla, se ve que
                        está compuesta de muchas capas. Las
                        entidades d l mundo real pueden ser vista
                          tid d del       d     l     d       i t
                        de la misma manera; la tierra puede ser
                        “pelada” de sus muchas capas, cada una
                        representando un tema diferente.
                          p

                        Por ejemplo, ustedes pueden poner todas
                        las calles en una capa y todas áreas de uso
                        en otra capa Como se puede imaginar la
                                 capa.                  imaginar,
                        complejidad de la tierra le permite a usted
                        crear tantas capas como quiera. La
                        pregunta llega a ser entonces cómo mejor
                        organizar estas entidades del mundo real en
                        formas geométricas (puntos, líneas, áreas) y
                        almacenarlas digitalmente.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Abstracción de entidades del
mundo real

Es imposible capturar toda la
realidad    dentro     de   una
computadora.     En    vez,  los
usuarios de GIS deben de alguna
manera abstraer l
          b t     los f ó
                      fenómenos
del mundo real, o las entidades,
en representaciones geométricas
de esas entidades.


Hay tres formas geométricas básicas usadas para los elementos
geográficos: puntos líneas y áreas Estas formas pueden ser llamadas
             puntos, líneas,   áreas.
objetos geométricos, elementos geométricos, o tipos de elementos.

Existen diferentes métodos de hacer estas entidades digitales, incluyendo el
escaneo y la digitalización.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
D t eI f      ió
Datos Información

Dato:          Es la base desde donde se fundamenta la información, formalmente un dato es una
               categoría asignada a una variable de una unidad de análisis. Por ello todo dato tiene
               al menos tres componentes:
               Unidad de análisis  Elemento del cual se predica una propiedad y característica
               Variable  Característica, propiedad o atributo que se predica de la unidad de
               análisis
               Categoría Cada una de las posibles variaciones de una variable

Dato           Dato intrínsecamente referenciado en el espacio real
Geográfico:
Data:
D t            Grupo d d t
               G     de datos, f
                               forma plural l ti d l palabra D t
                                      l l latina de la l b Dato

Información:   Dato o grupo de datos que expresan un significado específico. La información tiene
               tres atributos básicos: Estabilidad (estática o dinámica), Linealidad (lineal, no lineal),
               Continuidad (continua, discreta)

Información    Es una información sustentada en datos espacialmente referenciados y cuyo
Geográfica:    significado está asociado a una dimensionalidad geográfica.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES


Que es un objeto geográfico
 En el contexto geo-informático un objeto geográfico tiene las siguientes
                 geo informático
 características:

Características de los Objetos Geográficos
Es un elemento objeto del mundo real que tiene posibilidad de ser representado
en el ámbito geográfico.
  •   Identificador.
      Id tifi d
  •   Posición
  •   Propiedades espaciales
  •   Propiedades
      P i d d no espaciales i l
  •   Relaciones con el entorno
  •   Meta Datos
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
C    t í ti     d l Obj t G         áfi
Características de los Objetos Geográficos
Identificador: Es un valor único que Identifica cada objeto dentro de un
conjunto de objetos del mismo tipo y que enlaza al objeto con su tabla de
atributos.
  t ib t
Posición: Indica la ubicación del objeto en el espacio geográfico, lleva
implícita información respecto a su dimensionalidad (adimensional,
unidimensional,
unidimensional bidimensional y tridimensional) y su respectiva forma
                                                               forma.
Propiedades no espaciales. variables cualitativas que representan atributos
físicos no asociados a la posición geográfica pero que son parte del sistema
de información.
Ejemplo: Características de un sembradío de hortalizas

Relaciones con el entorno: son los parámetros que hacen posible establecer
las l i
l relaciones espaciales entre l objetos geográficos y su entorno. P d
                       i l    t los bj t           áfi          t      Pueden
codificarse de forma explícita en la base de datos asociada al objeto o estar
implícita en la codificación de su localización espacial. Pueden dar lugar a la
creación de tipos compuestos (redes, mapas de polígonos, etc.).
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
C    t í ti     d l Obj t G         áfi
Características de los Objetos Geográficos


Relaciones Topológicas: relaciones de
proximidad
     i id d                    inmediata
                               i   di t
independientemente de la naturaleza de
los objetos vecinos.
Ejemplo: relación entre línea de borde
  je p o e ac ó e t e       ea    bo de
de playa y los objetos     geográficos
que representa el mar y la playa.

Relaciones Físicas: son aquellas que
provienen de la naturaleza del elemento
que se esta representando.
Ejemplo : cauces tributarios que se
 j p                            q
conectan al cauce         principal).
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
C    t í ti     d l Obj t G         áfi
Características de los Objetos Geográficos

 Meta Datos: son los grupos de datos que ofrecen información auxiliar
 acerca de los objetos geográficos. Generalmente esta información auxiliar
 es la siguiente:

    • Método de obtención de los datos
    • Fecha de obtención de datos
    • Definición de objetos, su topología y sus atributos
    • Calidad de los datos Precisión con que se ha medido
    • Sistema de proyección en que son presentados los datos
      geográficos
    • Orígenes de la data
    • Observaciones
    • Et
      Etc.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
SIG Vectoriales
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES

 La escala del mapa determina el tamaño y forma de los elementos



                                                         Ciudad
                           Mayor Escala
                           Área mas pequeña
                           Á
                           Más detalle
             1:500                                     1:24000



                                                           Ciudad
                           Menor Escala
                           Área más Grande
                           Menor detalle
            1:24000                                    1:250000
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Componentes generales de la Información
Geográfica.




    GEOMETRIA


                                                      REGLAS




                                          ATRIBUTOS
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
SIG Vectoriales

SIG Vectoriales: son sistemas que utilizan vectores definidos por pares de
coordenadas relativas a un sistema cartográfico, para describir los
elementos u objetos geográficos. Existe varios métodos para la
                          geográficos
conformación de la topología vectorial, pero la más utilizada por los SIG es
la topología arco-nodo, que se explica a continuación:

“La topología arco-nodo basa la estructuración de toda la información
geográfica en pares de coordenadas, que son la entidad básica de
información para este modelo de datos. Con pares de coordenadas (puntos)
forma vértices y nodos y con agrupaciones de éstos puntos forma líneas
                 nodos,                                           líneas,
con las que a su vez puede formar polígonos. Básicamente esta es la idea,
muy sencilla en el fondo.

Para poder implementarla en un ordenador, se requiere la interconexión
de varias bases de datos a través de identificadores comunes. Estas
bases de datos, que podemos imaginarlas como tablas con datos
ordenados de forma tabular, contienen columnas comunes a partir de las
cuales se pueden relacionar datos no comunes entre una y otra tabla.” 3
 3 Ortiz, Gabriel (s.f.). Sistemas de Información Geográficos: [disponible en línea] http://recursos.gabrielortiz.com
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
SIG Vectoriales
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
SIG Raster

El formato raster se obtiene cuando se "digitaliza" un mapa o una
fotografía o cuando se obtienen imágenes digitales capturadas por
satélites. En ambos casos se obtiene un archivo digital de esa
información.

La captura de la información en este formato se hace mediante los
siguientes medios: scanners, imágenes de satélite, fotografía aérea,
cámaras de video entre otros.

Se basan en imágenes de mapa de bits (bitmap o imágenes raster), que
están formadas por una rejilla (matriz) bidimensional de celdas cuadradas,
y cada celda se denomina píxel (Picture Element, Elemento de Imagen).
Cada elemento de la grilla o píxel, tiene asignado un valor de ubicación
(coordenada), código de identificación, valor de color, que permite que el
píxel sea una unidad e información georreferenciada, más no de medida,
ya que una celda puede representar en un mapa unidades pequeñas, 10
centímetros o unidades grandes como10 ó 30 metros.
    tí t        id d         d         10         t
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
SIG Raster
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES

SIG Orientados a Objetos: este tipo de sistema plantea un “cambio en la
                                                                 cambio
concepción de la estructura de las bases de datos geográficas”. Los SIG
vectoriales y raster soportan su información sobre la estructura de capas, los
SIG orientados a objetos buscan organizar la información geográfica a partir
del objeto geográfico y sus relaciones con otros elementos.

Los últimos avances del modelado de datos orientados a objeto (OO) en SIG
y CAD han abierto la oportunidad de la construcción de modelos de datos en
  CAD,
muchas áreas, incluyendo el diseño urbano. Evolucionando desde los CAD,
el modelado de datos orientados a objetos, se ha materializado en un nuevo
concepto denominado diseño basado en modelo (model-based design), el
último desarrollo metodológico en diseño basado en CAD.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Modelos de diseño de un SIG



La tecnología de los SIG en la muchos casos, se ha desarrollado sin una
L t      l í d l              l      h              h d        ll d i
profundización teórica que sirva de base para su diseño e implementación;
para sacar el mayor provecho de esta técnica, es necesario ahondar en
ciertos aspectos teóricos y prácticos que los especialistas no deben perder
          p                 p         q         p                    p
de vista, partiendo de que no se puede confundir el SIG con digitalizar y
teclear datos en el computador.

Al iniciar el estudio para diseñar un SIG debe pensarse que se van a
                                      SIG,
manejar objetos que existen en la realidad, tienen características que los
diferencien y guardan ciertas relaciones espaciales que se deben
conservar; por lo tanto, no se puede olvidar en ningún caso que se va a
desarrollar en el computador un modelo de objetos y relaciones que se
encuentran en el mundo real.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Modelos de diseño de un SIG

Para garantizar que el esquema anterior se pueda obtener, se construye
una serie de modelos que permitan manipular los objetos tal cual como
aparecen en la realidad, con esto, se convertirán imágenes de fenómenos
              l     lid d                      iá i á          d f ó
reales en señales que se manejan en el computador como datos que harán
posible analizar los objetos que ellas representan y extraerles información.

Normalmente se llevan a cabo tres etapas para pasar de la realidad del
terreno al nivel de abstracción que se representa en el computador y se
maneja en los SIG y que definen la estructura de los datos, de la cual
dependerán l
d     d á los procesos y consultas que se efectuarán en l etapa d
                                  lt           f t á        la t     de
producción:
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES

 Modelo conceptual

 Es la conceptualización de la realidad por medio de la definición de objetos
 de la superficie de la tierra (entidades) con sus relaciones espaciales y
 características (atributos) que se representan en un esquema describiendo
 esos fenómenos del mundo real. Para obtener el modelo conceptual, el
 primer paso es el análisis de la información y los datos que se usan y
 producen en la empresa que desarrolla el SIG; el siguiente paso es la
 determinación de las entidades y los atributos con las relaciones que
 aquellas guardan de acuerdo con el flujo de información en los diferentes
          guardan,
 procesos que se llevan a cabo en la empresa.

 Existen diversos métodos para desarrollar tanto el modelo conceptual como
 los demás modelos, por cuanto este es la base para obtenerlos; entre ellos
 tenemos :

 •Entidad Asociación (EA)
  Entidad
 •Modelo Entidad Relación (MER)
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Modelo conceptual
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES

En los SIG, sobre todo si tienen
algo de complejidad, se debe
pensar siempre en el MER que
garantiza la organización de
todas las entidades con sus
relaciones en un solo esquema
de representación de las cosas
como son en la realidad. Con
este modelo se obtiene un
medio efectivo para mostrar los
requerimientos de información
                    información,
organización y documentación
necesarios para desarrollar el
SIG y la clases de datos que se
estarán manipulando.
     á      i l d
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES

 Modelo lógico

 Se ppuede definir como el diseño detallado de las bases de datos q         que
 contendrán la información alfa – numérica y los niveles de información
 gráfica que se capturarán, con los atributos que describen cada entidad,
 identificadores, conectores, tipo de dato (numérico o carácter) y su longitud;
 además,
 además se define la geometría (punto línea o área) de cada una de ellas
                                   (punto,                              ellas.

 Como se trata de manipular en el sistema los elementos del paisaje, se
 tienen que codificar para poder almacenarlos en el computador y luego
 manipularlos en forma digital y además, darles un símbolo para su
 representación gráfica en la pantalla o en el papel.

 Es en esta etapa que se elaboran las estructuras en que se almacenarán
 todos los datos, tomando como base el modelo conceptual desarrollado
 anteriormente. Se trata de hacer una descripción detallada de las entidades,
 los procesos y análisis que se llevarán a cabo, los productos que se espera
 obtener y l preparación d l menús d consulta para l usuarios.
   bt      la         ió de los      ú de         lt     los      i
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Modelo lógico
 En esta parte de diseño del SIG se definen los diferentes tipos de análisis que
 se estarán llevando a cabo más adelante y las consultas que se vayan a
 realizar comúnmente, esto por cuanto de la estructura de las bases de datos
 (gráficas y alfa – numéricas) dependen los resultados obtenidos al final; es por
 lo anterior, que en esta etapa, se hace un diseño detallado de lo que
 l      t i               t    t        h         di ñ d t ll d d l
 contendrá el SIG y de la presentación que tendrán los productos normalmente,
 definiendo los tipos de mapas con sus leyendas, contenido temático y demás,
 reportes o tablas que se espera satisfagan los principales requerimientos de
 los usuarios y clientes; con estos se agilizarán los procesos que envuelvan
 directamente a los usuarios, ya que la mayoría de sus consultas podrán ser
 respondidas inmediatamente mientras las no convencionales tomarán un poco
 más de tiempo.

 No todas las posibles consultas estarán resueltas desde este momento, por
 cuanto muchos clientes tienen requerimientos específicos o particulares que
 no permiten que todas las preguntas sean "montadas de antemano",
                                                   montadas       antemano
 sobretodo en casos como el de catastro, en que debido a la gran variedad de
 información y de usuarios y clientes, los requerimientos diarios son muy
 diversos. No se trata de desarrollar un SIG cerrado que amarre a la gente a
 determinadas consultas, d l que se t t es d ganar en eficiencia para
 d t    i d           lt   de lo           trata  de           fi i   i
 satisfacer mejor y más rápido a los clientes.
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES




Una vez definido el modelo
conceptual y el lógico, se conoce
cuales mapas se han de digitalizar
y que información alfanumérica
debe involucrarse.

Tanto el modelo conceptual como
el lógico, son independientes de
los programas y equipos que se
vayan a utilizar y de su correcta
concepción d
        ió depende el é it d l
                  d    l éxito del
SIG.
Diseño y Desarrollo
de un SIG


                                   Mundo Real




                                   SISTEMA DE            Captura de Datos
        Toma de Decisiones
                                  INFORMACIÓN
                                   GEOGRÁFICA




                Información                        Desarrollo de base
                                                       de datos

                              Procesamiento y Análisis
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Topología
Es la definición de unidades de representación espacial y de las relaciones
entre ellas.


Unidades de representación espacial:

                Puntos
                P t             Líneas
                                Lí                     Áreas
                                                       Á

                               -Distancia           -Distancia
              -Distancia
                               -Angulo              -Angulo
              -Angulo
                               -Intersección        -Vecindad
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES


  Relación: Toque:




                      Adaptado de Clementi et al. (1993)
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES


  Relación: Contenido por:




                             Adaptado de Clementi et al. (1993)
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES


  Relación: Cruzar – Intersección - Separar:




                             Adaptado de Clementi et al. (1993)
ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES
Ej   l d E t t        ió T    ló i
Ejemplo de Estructuración Topológica




                                ABSTRACCION
APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE
INFORMACIÓN GEOGRÁFICA?

La utilidad principal de un Sistema de
Información Geográfica radica en su
capacidad para construir modelos o
representaciones del mundo real a partir
de las bases de datos digitales y para
                            g          p
utilizar esos modelos en la simulación de
los efectos que un proceso de la
naturaleza o una acción antrópica
produce sobre un determinado escenario
en una época específica. La construcción
de modelos constituye un instrumento
muy eficaz para analizar las tendencias y
determinar los factores que las influyen
así como para evaluar las posibles
consecuencias de las decisiones de
planificación sobre los recursos existentes
en el área de interés.
Módulo 2 Parte 1
APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE
INFORMACIÓN GEOGRÁFICA?

En el ámbito municipal pueden desarrollarse aplicaciones que ayuden a
resolver un amplio rango de necesidades, como p ejemplo:
              p       g                       por j p

•Producción y actualización de la cartografía básica.
•Administración de servicios públicos (acueducto, alcantarillado, energía,
teléfono s etc )
          s, etc.).
•Inventario y avalúo de predios.
•Atención de emergencias (incendios, terremotos, accidentes de tránsito,
etc.)
•Estratificación socioeconómica.
•Regulación del uso de la tierra.
•Control ambiental (saneamiento básico ambiental y mejoramiento de las
condiciones ambientales educación ambiental)
              ambientales,           ambiental).
•Evaluación de áreas de riesgos (prevención y atención de desastres).
•Localización óptima de la infraestructura de equipamiento social
(educación, salud, deporte y recreación).
•Diseño y mantenimiento d l red vial.
 Di ñ            t i i t de la d i l
•Formulación y evaluación de planes de desarrollo social y económico.

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Módulo 2 Parte 1

  • 1. Universidad Del Zulia Facultad de Arquitectura y Diseño Instituto de Investigaciones Diplomado Básico en Tecnologías de Información Geográfica Módulo 2: Análisis de Datos Espaciales José A Indriago A, MSc Arq jindriago@luz.edu.ve , indriago@gmail.com
  • 2. CONTENIDO Módulo 2: Análisis de Datos Espaciales •Sistemas de Referencias Sistemas •Sistemas de Información Geográfica (SIG) •Desarrollo d aplicaciones GIS D ll de li i •Implementación de un SIG •Modelos cartográficos en SIG •Modelos y Estructuras de Datos espaciales •Estadística espacial: Métodos de Análisis espacial / Modelamiento / Simulación / Geoestadística •Métodos de interpolación
  • 3. SISTEMAS DE INFORMACIÓN 1 Es un sistema hombre-máquina que E i t h b á i procesa datos a fin de: 1. Registrar los detalles originados por g g p las transacciones que ocurren y las entidades que forman una organización y 2. Proporcionar información que facilite la ejecución de actividades, operaciones y funciones en una organización. 1 Montilva, Jesús. (1992). Desarrollo de Sistemas de Información. Consejo de Publicaciones, Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela
  • 4. SISTEMAS DE INFORMACIÓN Desde el punto de vista de los sistemas, una organización es un “un conjunto de cosas y personas que están interrelacionadas de diferentes maneras generalmente complejas que forman un todo inidentificable, caracterizado por la existencia de objetivos comunes” (Fulmer, 1979). Toda organización para lograr sus objetivos, ejecuta un conjunto de actividades o tareas en forma interrelacionada y coordinada. Estas tareas deben ser organizadas, planificadas, controladas y dirigidas con la finalidad de lograr l metas l fi lid d d l las t
  • 5. James Senn clasifica las funciones gerenciales de la siguiente manera: 1. Planificación: consiste en establecer metas y desarrollar estrategias, políticas, procedimientos o programas que garanticen la ejecución de las actividades. 2. Organización: permite agrupar actividades, establecer estructuras organizacionales y procedimiento que garanticen la ejecución de las actividades. actividades 3. Administración de personal: esta función permite seleccionar y entrenar el personal requerido por la organización. 4. Control: mide el rendimiento en relación a las metas y objetivos planteados y desarrolla los procedimientos convenientes para realizar el ajuste o correctivo. 5. Comunicación: transfiere información sobre metas, objetivos y rendimiento al personal de la organización y a su ambiente ambiente. 6. Dirección: esta función abarca los aspectos de relaciones interpersonales en la organización, por lo que el liderazgo, guía y motivación del personal son aspectos fundamentales. 7. Coordinación: esta f 7 C di ió t función está estrechamente li d a l d l control y ió tá t h t ligada la del t l consiste en coordinar las actividades de la organización mediante una programación adecuada de costos, tiempos y recursos.
  • 6. Estas funciones gerenciales se basan en la detección y localización de g problemas y conflictos de la organización, además de la generación y selección de alternativas, que permitan corregir tales problemas y evitar que la organización desvié el rumbo, que le permita alcanzar los objetivos. Este proceso se denomina toma de decisiones, cuyo fin es seleccionar entre decisiones diferentes alternativas un curso de acción que permita alcanzar un objetivo, resolver un problema o solucionar un conflicto. La toma de decisiones vas más allá de la simple selección de alternativas e incluye un conjunto de pasos (Davis, 1974): 1.Reconocimiento 1 Reconocimiento del problema o de la necesidad de decidir decidir. 2.Formulación y análisis de alternativas. 3.Selección d alternativas. 3S l ió de lt ti 4.Comunicación e implantación de la decisión (acción). 5.Seguimiento de la acción y retroalimentación de resultados originados por la decisión tomada.
  • 7. Datos e información La información constituye el recurso esencial en el proceso de toma de decisiones y en la solución de problemas en una organización. De esta manera podemos pensar que el sistema de información es un subsistema de la organización encargado de producir la información necesaria para la operación y toma de decisiones de cada unidad de la organización. Para que el sistema de información pueda producir información, han de producirse en la organización hechos o eventos cuyas características puedan ser representadas simbólicamente mediante lo que denominamos datos. Los datos son por lo tanto, t t capturados y procesados por el sistema t d d l i t con el objeto de producir información.
  • 8. La información (G.V. Davis, (G V Davis 1974) se define como “ datos que han sido procesados en una forma que es significativa para quien l i los utiliza y que son d ili de valor real y perceptible en decisiones actuales y futuras”. Por lo tanto, los datos constituyen la materia prima para producir información y se definen como “grupos de símbolos no aleatorios l t i que representan t cantidades, acciones, cosas, etc”.
  • 9. Funciones de un sistema de Información 1.Procesamiento de Transacciones: consiste en capturar o recolectar, clasificar, ordenar, calcular, resumir y almacenar los datos originados por las transacciones que tienen lugar durante la realización de actividades en la organización. 2.Definición de 2 D fi i ió d archivos: consiste en almacenar l d t capturados por hi i t l los datos t d el procesamiento de transacciones de acuerdo a (1) una estructura u organización de almacenamiento adecuada (base de datos o archivos); ( ) (2) un método que facilite su almacenamiento, actualización y acceso y q , (3) un dispositivo apropiado de almacenamiento (disco, cintas, diskette, etc). 3.Mantenimiento 3 Mantenimiento de archivos: los archivos o bases de datos del sistema deben mantenerse actualizados. Las operaciones básicas de mantenimiento son la inserción, la modificación y la eliminación de datos en los medios de almacenamiento.
  • 10. Funciones de un sistema de Información 4.Generación de reportes: se encarga de producir la información requerida y transmitirla a los puntos o centros de información que la soliciten. Algunos de los reportes pueden ser: Reportes de Errores, Reportes de Actividad. Reportes Regulares, reportes de Excepción, Reportes no Planeados, Reportes Especiales. 5.Procesamiento de Consultas: responder a interrogantes predefinidas, de respuesta corta denominadas consultas interactivas. Son las que facilitan el acceso a los datos , y el procesamiento de información que transforma los datos almacenados en información. 6.Mantenimiento de la Integridad de los Datos: los datos mantenidos por el sistema d i f l i t de información d b ió deben ser confiables y veraces por l que fi bl lo una de sus funciones debe garantizar la integridad de tales datos y protegerlos contra accesos indebidos o no autorizados y contra de modificaciones mal intencionadas.
  • 11. Clasificación de los Sistemas de Información 1.Sistemas de Comunicación: transmiten información entre los diferentes subsistemas de una organización. Estos subsistemas pueden ser personas o equipos electrónicos. El objetivo de esta red es impartir conocimientos pensamientos, ideas, percepciones, propiedades, órdenes y datos organizados entre los subsistemas que lo componen. 2.Sistemas de Información Informal: red no estructurada de comunicación informal entre personas dentro o en el ambiente de la organización. No tiene objetivo definido, aunque puede ser utilizado como un medio muy eficiente, pero poco confiable, d t fi i t fi bl de transmisión y di l i ió divulgación d ió de información útil a la organización. 3.Sistema de Información Organizacional: formado por flujos de g p j información que transmiten mensajes entre diferentes niveles jerárquicos de la organización. Los mensajes trasmitidos están relacionados con los objetivos, metas, normas, estándares, procedimientos, órdenes o directivas para ejecutar tareas de la organización así como resultados organización, resultados, rendimientos, productividad, etc., originados al ejecutar las tareas.
  • 12. Clasificación de los Sistemas de Información 1.Sistemas de Apoyo para la Toma de Decisiones: se caracteriza por procesar datos para realizar automáticamente parte o todo el proceso de toma de decisiones e indicar la acción que se debe tomar para mantener a la organización dentro de condiciones normales de funcionamiento. 2.Sistemas de Información Gerencial: proporcionan la información a los gerentes para ejecutar procesos de toma de decisiones y solución de problemas en una organización. 3.Sistemas d i f 3 Si t de información operativos: recogen, mantienen y procesan l ió ti ti los datos ocasionados por la realización de operaciones básicas en la organización. El objetivo es el de preparar y mantener los registros de datos originados por la operaciones elementales o rutinarias de la g p p organización. 4.Sistemas de Procesamientos de Datos: su objetivo exclusivo es transformar datos en información útil y fácil de entender y utilizar Con un fin especifico utilizar. especifico, y utilizada en la realización de las tareas o actividades de los usuarios.
  • 13. SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRÁFICA El término SIG procede del acrónimo de Sistema de Información Geográfica (en inglés GIS, Geographic Information System). Un SIG puede ser definido como un sistema d i t de h d hardware, software y ft procedimientos diseñados para soportar la captura, administración, manipulación, análisis, modelado y p , , graficación de datos u objetos referenciados espacialmente, para resolver problemas complejos de planeación y administración Una administración. definición más sencilla es: Un sistema de computador capaz de mantener y usar datos con localizaciones exactas en una superficie terrestre. 2 2 Carmona, Álvaro; Monsalve, Jhon Jairo (s.f.). Sistemas de Información Geográficos: [disponible en línea] http://www.monografias.com/trabajos/gis/gis.shtml [consulta  2005, abril 26]
  • 14. QUE ES UN SIG?
  • 15. QUE ES UN SIG? L Los Si t Sistemas d de I f ió Información Geográfica, son sistemas que combinan una serie de procedimientos sobre una base de datos alfanuméricos (no gráficos) o descriptivas de objetos de mundo real, que son posibles de representar de manera gráfica y que además son susceptibles de algún tipo de medición respecto a su dimensión, tamaño o ubicación relativa la superficie de la tierra. Además del uso de base de dato no gráficas, los SIG poseen una base de datos gráfica con información georeferenciada, georeferenciada o información espacializada, que está relacionada de alguna manera a la base de datos alfanumérica. En este caso la información es considerada geográfica si es mesurable y tiene ubicación.
  • 16. QUE ES UN SIG? En general un SIG debe tener la capacidad de dar respuesta a las g p p siguientes preguntas: •¿Dónde está el objeto A? •¿Dónde está A con relación a B? •¿Cuantas ocurrencias del tipo A hay en una distancia D de B? •¿Cuál es el valor que toma la función Z en la posición X? •¿Cuál es la dimensión de B (Frecuencia, perímetro, área, volumen)? •¿Cuál es el resultado de la intersección de diferentes tipos de información? •¿Cuál es el camino más corto (menor resistencia o menor costo) sobre el terreno desde un punto (X1 Y1) a lo largo de un corredor P hasta un punto (X1, (X2, Y2)? •¿Qué hay en el punto (X, Y)? •¿Qué objetos están próximos a aquellos objetos que tienen una combinación d características? bi ió de t í ti ? •¿Cuál es el resultado de clasificar los siguientes conjuntos de información espacial? •Utilizando el modelo definido del mundo real, simule el efecto del proceso Utilizando P en un tiempo T dado un escenario S.
  • 17. VENTAJAS DE UN SIG Facilidad de Revisión, Representación Gráfica Mantenimiento y Integración de Datos de I t ió d D t d Actualización diversas Fuentes, Resoluciones y escalas Naturaleza Interdisciplinaria Datos centralizados Formato Estándar SIG Análisis Matemático y Estadístico con Salidas Apoyo en la Toma de Gráficas Posibilita el Análisis Decisiones. Espacial
  • 18. COMPONENTES DE UN SIG Equipos (Hardware) Es donde opera el SIG. Hoy por hoy, programas de SIG se pueden ejecutar en un amplio rango de equipos, desde servidores hasta computadores personales usados en red o trabajando en modo "desconectado“. Programas (Software) Los programas de SIG proveen las funciones y las herramientas necesarias para almacenar, analizar y desplegar la información geográfica. Los principales componentes de los programas son: ∙HHerramientas para l entrada y manipulación d l i f i t la t d áfi i l ió de la información geográfica. ió ∙ Un sistema de manejador de base de datos (DBMS). ∙ Herramientas que permitan búsquedas geográficas, análisis y visualización. ∙ Interface gráfica para el usuario (GUI) para acceder fácilmente a las g p ( ) p herramientas.
  • 19. COMPONENTES DE UN SIG Datos Probablemente la parte más importante de un sistema de información geográfico son sus datos. Los datos geográficos y tabulares pueden ser adquiridos por quien implementa el sistema de información, así como por d i id i i l t l i t d i f ió í terceros que ya los tienen disponibles. El sistema de información geográfico integra los datos espaciales con otros recursos de datos y puede incluso utilizar los manejadores de base de datos más comunes para manejar la j p j información geográfica. Recurso humano La tecnología de los SIG está limitada si no se cuenta con el personal que opera, desarrolla y administra el sistema; Y que establece planes para aplicarlo en problemas del mundo real. Procedimientos Un SIG operará acorde con un plan bien diseñado y con unas reglas claras del negocio, que son los modelos y las prácticas operativas características de cada organización organización.
  • 20. CUALES SON LAS FUNCIONES DE LOS COMPONENTES DE UN SIG.?
  • 21. CUALES SON LAS FUNCIONES DEUN SIG.?
  • 22. COMO FUNCIONA UN SIG Un SIG almacena información sobre el mundo como una colección de niveles temáticos que pueden relacionarse por geografía. Este concepto simple pero extremadamente potente y versátil ha probado ser invaluable para resolver muchos problemas, desde rastrear vehículos de repartición, hasta registrar detalles de aplicaciones de planificación, hasta modelar la circulación atmosférica global.
  • 23. COMO FUNCIONA UN SIG La información geográfica contiene ya sea una referencia geográfica Clientes explícita tal como latitud y longitud o una coordenada de un sistema d d d i t nacional, o una referencia implícita tal Edificios como domicilio, código postal, nombre de área censal, identificador del stand , Calles de un bosque, o nombre de calle. Las referencias implícitas pueden ser derivadas de referencias explícitas utilizando un proceso automatizado llamado "geocodificación." Estas Realidad referencias geográficas permites localizar características (tales como negocios o stand de bosque) y eventos (como un terremoto) en la superficie de la tierra para análisis.
  • 24. INGRESO DE DATOS Antes de que los datos geográficos puedan utilizarse en un SIG, deben ser convertidos a un formato digital adecuado. El proceso d convertir d d de ti datos de mapas analógicos en papel a archivos de computación se denomina digitalización. Tecnologías modernas g g de SIG tienen la capacidad de automatizar este proceso completamente para grandes proyectos; proyectos menos importantes pueden requerir alguna digitalización manual. Hoy en día, muchos tipos de datos geográficos existen en formatos compatibles con SIG. Estos datos pueden obtenerse de proveedores y ser cargados en un SIG.
  • 25. INGRESO DE DATOS Mapas Impresos Datos Digitales Coordenadas Datos GIS 480585.5, 3769234.6 483194.1, 483194 1 3768432.3 3768432 3 485285.8, 3768391.2 484327.4, 3768565.9 GPS 483874.7, 3769823.0
  • 26. MANIPULACION Es probable que los tipos de datos requeridos para un proyecto particular de SIG necesitarán ser transformados o manipulados de alguna forma para hacerlos compatibles al sistema. Por ejemplo, la información geográfica está disponible en diferentes escalas (archivos ( de ejes de calles pueden estar disponibles a una escala de 1:100.000; códigos postales a 1:10.000, y límites de áreas censales a 1:50 000) 1:50.000). Hay muchos otros ejemplos de manipulación de datos que se efectúan rutinariamente en SIG. Estos incluyen cambios de proyección, agregación de datos y generalización (limpiar de datos innecesarios). innecesarios)
  • 27. ALMACENAMIENTO Se pueden representar elementos geográficos en formato vector o ráster ráster. Vector El modelo de datos tipo vector representa elementos geográficos en forma muy similar a como lo hacen los mapas: usando puntos, líneas, y áreas. Un sistema de coordenadas x,y (cartesiano) referencia ubicaciones del mundo real real.
  • 28. ALMACENAMIENTO Ráster En vez de representar los elementos geográficos por sus coordenadas x,y, el modelo d d t l d l de datos ráster asigna á t i valores a las celdas que cubren ubicaciones de coordenadas. El formato ráster calza bien con el análisis espacial y también es apropiado para el almacenaje de datos coleccionados en formato de malla (grid). (grid) La cantidad de detalle que usted puede mostrar para una imagen en particular depende del tamaño de las celdas en la malla. Esto hace el formato ráster inapropiado para aplicaciones en donde las fronteras discretas deben conocerse, tales como en la administración de parcelas.
  • 29. ALMACENAMIENTO •Bases de Datos •Textos •Videos •Animaciones •Sonidos
  • 30. MANEJO/ADMINISTRACION Para proyectos menores de SIG, puede ser suficiente almacenar información geográfica como archivos de computación. Se hi d t ió S llega a un punto, sin embargo, cuando los volúmenes de datos son grandes y el número de g usuarios de los datos se convierte en más que unos pocos, en que es mejor usar un sistema de manejo de bases de datos (SMBD) para ayudar a almacenar, organizar y manejar datos. Un SMBD no es más que un software para manejar una base de datos -una colección integrada de datos.
  • 31. MANEJO/ADMINISTRACION La información en un GIS es almacenada en cuatro grandes conjuntos de bases de datos: · Bases de datos de imágenes: Estas imágenes representan fotográficamente el terreno. ·BBases d d t complementarios d i á de datos l t i de imágenes: E t b Esta base d d t contiene de datos ti símbolos gráficos y caracteres alfanuméricos georeferenciados al mismo sistema de coordenadas de la imagen real a la que complementan. · Bases de datos cartográficos: Almacena la información de los mapas que representan diferentes clases de información de una área específica. Corresponden a las coberturas o categorías. · Bases de datos de información descriptiva: Esta base facilita el almacenamiento de datos descriptivos en las formas mas comunes de tal forma que puedan ser utilizados por otros sistemas
  • 32. MANEJO/ADMINISTRACION Información Gráfica Información Tabular
  • 33. MANEJO/ADMINISTRACION Permite la modificación y actualización de la información. Las funciones de edición son particulares de cada programa SIG. Las funciones deben incluir: •Mecanismos para la edición de entidades Mecanismos gráficas (cambio de color, posición, escala, dibujo de nuevas entidades gráficas, etc.). •Mecanismos para la edición de datos descriptivos (modificación de atributos, cambios en la estructura de archivos, actualización de datos, generación de nuevos datos, etc.).
  • 34. CONSULTAS Una vez que se tiene un SIG en funcionamiento, conteniendo la información geográfica, puede comenzar a realizarse preguntas tales como: • ¿Dónde se encuentran todos los sitios adecuados para construcción de nuevas casas? • ¿Cuál es tipo de suelo dominante para un bosque de determinado tipo? • Si se construye una nueva autopista en i un determinado lugar, ¿cómo afectará al tránsito? Ambas consultas simples y sofisticadas, utilizando más de un nivel de datos, pueden proveer información necesaria a analistas y administradores por i li t d i i t d igual. l
  • 35. CONSULTAS •Identificación de elementos geográficos Un tipo común de consulta de GIS es determinar qué existe en una ubicación p p , particular. En este tipo de consulta, el usuario comprende dónde están los elementos geográficos de interés pero quiere saber qué características están asociadas con ellos. Esto se puede lograr con el GIS debido a los elementos espaciales se ligan a las características descriptivas. •Identificación de elementos geográficos basados en condiciones Otro tipo de consulta GIS consiste en determinar las ubicaciones que satisfacen ciertas condiciones. En este caso, el usuario necesita saber cuáles características son importantes y quiere saber dónde estos features están que tienen esas características.
  • 36. CONSULTAS  Identificando elementos específicos  Identificando elementos  basados en condiciones Condados de Florida C d d d Fl id con una población mayor a 300,000
  • 37. CONSULTAS Las formas de extraer o recuperar información de los SIG son muy variadas y pueden llegar a ser muy complejas. Las formas básicas para extraer la información son: •Extracción mediante especificación geométrica. Consiste en extraer información del SIG mediante la especificación de un dominio espacial definido por un punto, una línea o una área deseada. Por ejemplo: seleccionar por medio del apuntador gráfico un río en un mapa una mapa, tubería en un plano. •Extracción mediante condición geométrica Extraer por medio de un dominio espacial y una condición geográfica entidades gráficas. Por ejemplo: las poblaciones que se encuentren en un radio de 5 Km alrededor de una fuente de agua. •Extracción mediante especificación descriptiva. Extracción de las entidades espaciales que satisfagan una condición descriptiva determinada. Por ejemplo todos los predios que tengan el mismo dueño. d ñ
  • 38. CONSULTAS •Extracción mediante condición descriptiva o lógica. Extracción de entidades espaciales que cumplan la condición descriptiva y una expresión lógica cualquiera relacionada con uno algunos de sus atributos espaciales asociados. Por ejemplo, todos los predios que pertenezcan al mismo dueño, con áreas superiores a 500 hectáreas y perímetro superior a 10.000 metros.
  • 39. ANÁLISIS Permite realizar las operaciones analíticas necesarias para producir nueva información con base en la existente, con el fin de dar solución a un problema específico. Las operaciones de análisis y modelado se pueden clasificar en: •Generalización cartográfica: Capacidad de generalizar características de un mapa o presentación cartográfica, con el fin de hacer el modelo final menos complejo complejo. •Análisis espaciales: Incluye las funciones que realicen cálculos sobre las entidades gráficas. Va desde operaciones sencillas como longitud de una línea, perímetros, áreas y volúmenes, hasta análisis de redes de conducción intersección de polígonos y conducción, análisis de modelos digitales del terreno.
  • 40. ANÁLISIS C l parcelas estan a 50 metros Cuales l t t de la carretera? Proximidad Tipo de pozo Perforado Propietario Smith Tipo de Suelo Arenoso Sobreposición Redes
  • 42. ANÁLISIS Se puede ejecutar análisis para obtener las respuestas a una pregunta en particular o p p g p encontrar soluciones a un problema particular. El análisis geográfico usualmente involucra más de un conjunto de datos geográficos y requiere que el análisis proceda a través de una serie de pasos para llegar a los resultados. Hay tres tipos de análisis geográficos: Análisis de proximidad •¿Cuántas casas yacen dentro de 100 metros de esta tubería principal? • ¿Cuál es el número total de clientes dentro de 100 kilómetros de esta tienda? •¿Qué proporción de la cosecha de alfalfa cae dentro de 500 metros de este pozo? Para contestar estas preguntas, la tecnología GIS usa un proceso llamado buffering para determinar la proximidad entre los elementos geográficos.
  • 43. ANÁLISIS Análisis de superposición: Un proceso de superposición combina los elementos de dos capas para crear una nueva capa que contiene los atributos de ambos. La capa resultante puede ser analizada para determinar cuáles elementos se traslapan o para encontrar cuanto de un elemento está en una o más áreas. Una superposición puede ser hecha para combinar capas de suelos y vegetación para calcular el área de cierto tipo de vegetación en un tipo específico de ó íf suelo.
  • 44. ANÁLISIS A áli i d redes Análisis de d Este tipo de análisis examina cómo los p elementos lineales pueden ser conectados y qué tan fácilmente pueden fluir a través de ellos recursos.
  • 45. ANÁLISIS Los diferentes tipos de análisis que un SIG debe realizar son: •Contigüidad: Encontrar áreas en una región determinada. C ti üid d E t á ió d t i d •Coincidencia: Análisis de superposición de puntos, líneas, polígonos y áreas. •Conectividad. Análisis sobre entidades gráficas que representen redes de conducción, tales como: •Enrutamiento: Como se mueve el elemento conducido a lo largo de la red. •Radio de acción: Alcance del movimiento del elemento dentro de la red. •Apareamiento de direcciones: Acople de información de direcciones a las entidades gráficas.
  • 47. ANÁLISIS Análisis Tridimensional (3D)
  • 48. ANÁLISIS A áli i G t dí ti Análisis Geoestadístico
  • 49. ANÁLISIS Análisis de Recorridos
  • 50. VISUALIZACIÓN P Para muchos ti h tipos d operaciones geográficas, el resultado fi l se visualiza de i áfi l lt d final i li mejor como un mapa o gráfico. Los mapas son muy eficientes para almacenar y comunicar información g g q g p p , geográfica. Mientras que los cartógrafos han creado mapas por milenios, los SIG proveen herramientas nuevas y emocionantes para extender el arte y la ciencia de la cartografía. Los mapas pueden ser integrados con reportes, vistas tri-dimensionales, imágenes fotográficas, y otros medios digitales.
  • 51. RESULTADOS Mapas Impresos Internet Datos GIS Imagen Documento Florida.jpg Florida.mxd
  • 52. RESULTADOS El compartir resultados de la labor geográfica es una de las justificaciones primarias para l i i la investigación de recursos en un GIS. Un método poderoso para compartir los resultados creados a través de un GIS es producirlos en formato distribuible. Entre más opciones de resultados ofrezca un GIS, mayor potencial tiene para alcanzar la audiencia correcta con la información correcta.
  • 53. RESULTADOS Internet SIG Movil PDA-Smartphone
  • 55. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Un SIG organiza y guarda información acerca del mundo como una colección de capas temáticas que pueden ser ligadas t áti d li d por la geografía. Cada capa contiene elementos con atributos similares, como calles y ciudades, que son localizadas en , q la misma extensión geográfica.
  • 56. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES SIG VECTORIALES La analogía de cebolla Piensen en el mundo como una cebolla grande. Cuando pela la cebolla, se ve que está compuesta de muchas capas. Las entidades d l mundo real pueden ser vista tid d del d l d i t de la misma manera; la tierra puede ser “pelada” de sus muchas capas, cada una representando un tema diferente. p Por ejemplo, ustedes pueden poner todas las calles en una capa y todas áreas de uso en otra capa Como se puede imaginar la capa. imaginar, complejidad de la tierra le permite a usted crear tantas capas como quiera. La pregunta llega a ser entonces cómo mejor organizar estas entidades del mundo real en formas geométricas (puntos, líneas, áreas) y almacenarlas digitalmente.
  • 57. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Abstracción de entidades del mundo real Es imposible capturar toda la realidad dentro de una computadora. En vez, los usuarios de GIS deben de alguna manera abstraer l b t los f ó fenómenos del mundo real, o las entidades, en representaciones geométricas de esas entidades. Hay tres formas geométricas básicas usadas para los elementos geográficos: puntos líneas y áreas Estas formas pueden ser llamadas puntos, líneas, áreas. objetos geométricos, elementos geométricos, o tipos de elementos. Existen diferentes métodos de hacer estas entidades digitales, incluyendo el escaneo y la digitalización.
  • 58. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES D t eI f ió Datos Información Dato: Es la base desde donde se fundamenta la información, formalmente un dato es una categoría asignada a una variable de una unidad de análisis. Por ello todo dato tiene al menos tres componentes: Unidad de análisis  Elemento del cual se predica una propiedad y característica Variable  Característica, propiedad o atributo que se predica de la unidad de análisis Categoría Cada una de las posibles variaciones de una variable Dato Dato intrínsecamente referenciado en el espacio real Geográfico: Data: D t Grupo d d t G de datos, f forma plural l ti d l palabra D t l l latina de la l b Dato Información: Dato o grupo de datos que expresan un significado específico. La información tiene tres atributos básicos: Estabilidad (estática o dinámica), Linealidad (lineal, no lineal), Continuidad (continua, discreta) Información Es una información sustentada en datos espacialmente referenciados y cuyo Geográfica: significado está asociado a una dimensionalidad geográfica.
  • 59. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Que es un objeto geográfico En el contexto geo-informático un objeto geográfico tiene las siguientes geo informático características: Características de los Objetos Geográficos Es un elemento objeto del mundo real que tiene posibilidad de ser representado en el ámbito geográfico. • Identificador. Id tifi d • Posición • Propiedades espaciales • Propiedades P i d d no espaciales i l • Relaciones con el entorno • Meta Datos
  • 60. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES C t í ti d l Obj t G áfi Características de los Objetos Geográficos Identificador: Es un valor único que Identifica cada objeto dentro de un conjunto de objetos del mismo tipo y que enlaza al objeto con su tabla de atributos. t ib t Posición: Indica la ubicación del objeto en el espacio geográfico, lleva implícita información respecto a su dimensionalidad (adimensional, unidimensional, unidimensional bidimensional y tridimensional) y su respectiva forma forma. Propiedades no espaciales. variables cualitativas que representan atributos físicos no asociados a la posición geográfica pero que son parte del sistema de información. Ejemplo: Características de un sembradío de hortalizas Relaciones con el entorno: son los parámetros que hacen posible establecer las l i l relaciones espaciales entre l objetos geográficos y su entorno. P d i l t los bj t áfi t Pueden codificarse de forma explícita en la base de datos asociada al objeto o estar implícita en la codificación de su localización espacial. Pueden dar lugar a la creación de tipos compuestos (redes, mapas de polígonos, etc.).
  • 61. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES C t í ti d l Obj t G áfi Características de los Objetos Geográficos Relaciones Topológicas: relaciones de proximidad i id d inmediata i di t independientemente de la naturaleza de los objetos vecinos. Ejemplo: relación entre línea de borde je p o e ac ó e t e ea bo de de playa y los objetos geográficos que representa el mar y la playa. Relaciones Físicas: son aquellas que provienen de la naturaleza del elemento que se esta representando. Ejemplo : cauces tributarios que se j p q conectan al cauce principal).
  • 62. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES C t í ti d l Obj t G áfi Características de los Objetos Geográficos Meta Datos: son los grupos de datos que ofrecen información auxiliar acerca de los objetos geográficos. Generalmente esta información auxiliar es la siguiente: • Método de obtención de los datos • Fecha de obtención de datos • Definición de objetos, su topología y sus atributos • Calidad de los datos Precisión con que se ha medido • Sistema de proyección en que son presentados los datos geográficos • Orígenes de la data • Observaciones • Et Etc.
  • 63. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES SIG Vectoriales
  • 64. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES  La escala del mapa determina el tamaño y forma de los elementos Ciudad Mayor Escala Área mas pequeña Á Más detalle 1:500 1:24000 Ciudad Menor Escala Área más Grande Menor detalle 1:24000 1:250000
  • 65. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Componentes generales de la Información Geográfica. GEOMETRIA REGLAS ATRIBUTOS
  • 66. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES SIG Vectoriales SIG Vectoriales: son sistemas que utilizan vectores definidos por pares de coordenadas relativas a un sistema cartográfico, para describir los elementos u objetos geográficos. Existe varios métodos para la geográficos conformación de la topología vectorial, pero la más utilizada por los SIG es la topología arco-nodo, que se explica a continuación: “La topología arco-nodo basa la estructuración de toda la información geográfica en pares de coordenadas, que son la entidad básica de información para este modelo de datos. Con pares de coordenadas (puntos) forma vértices y nodos y con agrupaciones de éstos puntos forma líneas nodos, líneas, con las que a su vez puede formar polígonos. Básicamente esta es la idea, muy sencilla en el fondo. Para poder implementarla en un ordenador, se requiere la interconexión de varias bases de datos a través de identificadores comunes. Estas bases de datos, que podemos imaginarlas como tablas con datos ordenados de forma tabular, contienen columnas comunes a partir de las cuales se pueden relacionar datos no comunes entre una y otra tabla.” 3 3 Ortiz, Gabriel (s.f.). Sistemas de Información Geográficos: [disponible en línea] http://recursos.gabrielortiz.com
  • 67. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES SIG Vectoriales
  • 68. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES SIG Raster El formato raster se obtiene cuando se "digitaliza" un mapa o una fotografía o cuando se obtienen imágenes digitales capturadas por satélites. En ambos casos se obtiene un archivo digital de esa información. La captura de la información en este formato se hace mediante los siguientes medios: scanners, imágenes de satélite, fotografía aérea, cámaras de video entre otros. Se basan en imágenes de mapa de bits (bitmap o imágenes raster), que están formadas por una rejilla (matriz) bidimensional de celdas cuadradas, y cada celda se denomina píxel (Picture Element, Elemento de Imagen). Cada elemento de la grilla o píxel, tiene asignado un valor de ubicación (coordenada), código de identificación, valor de color, que permite que el píxel sea una unidad e información georreferenciada, más no de medida, ya que una celda puede representar en un mapa unidades pequeñas, 10 centímetros o unidades grandes como10 ó 30 metros. tí t id d d 10 t
  • 69. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES SIG Raster
  • 70. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES SIG Orientados a Objetos: este tipo de sistema plantea un “cambio en la cambio concepción de la estructura de las bases de datos geográficas”. Los SIG vectoriales y raster soportan su información sobre la estructura de capas, los SIG orientados a objetos buscan organizar la información geográfica a partir del objeto geográfico y sus relaciones con otros elementos. Los últimos avances del modelado de datos orientados a objeto (OO) en SIG y CAD han abierto la oportunidad de la construcción de modelos de datos en CAD, muchas áreas, incluyendo el diseño urbano. Evolucionando desde los CAD, el modelado de datos orientados a objetos, se ha materializado en un nuevo concepto denominado diseño basado en modelo (model-based design), el último desarrollo metodológico en diseño basado en CAD.
  • 71. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Modelos de diseño de un SIG La tecnología de los SIG en la muchos casos, se ha desarrollado sin una L t l í d l l h h d ll d i profundización teórica que sirva de base para su diseño e implementación; para sacar el mayor provecho de esta técnica, es necesario ahondar en ciertos aspectos teóricos y prácticos que los especialistas no deben perder p p q p p de vista, partiendo de que no se puede confundir el SIG con digitalizar y teclear datos en el computador. Al iniciar el estudio para diseñar un SIG debe pensarse que se van a SIG, manejar objetos que existen en la realidad, tienen características que los diferencien y guardan ciertas relaciones espaciales que se deben conservar; por lo tanto, no se puede olvidar en ningún caso que se va a desarrollar en el computador un modelo de objetos y relaciones que se encuentran en el mundo real.
  • 72. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Modelos de diseño de un SIG Para garantizar que el esquema anterior se pueda obtener, se construye una serie de modelos que permitan manipular los objetos tal cual como aparecen en la realidad, con esto, se convertirán imágenes de fenómenos l lid d iá i á d f ó reales en señales que se manejan en el computador como datos que harán posible analizar los objetos que ellas representan y extraerles información. Normalmente se llevan a cabo tres etapas para pasar de la realidad del terreno al nivel de abstracción que se representa en el computador y se maneja en los SIG y que definen la estructura de los datos, de la cual dependerán l d d á los procesos y consultas que se efectuarán en l etapa d lt f t á la t de producción:
  • 73. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Modelo conceptual Es la conceptualización de la realidad por medio de la definición de objetos de la superficie de la tierra (entidades) con sus relaciones espaciales y características (atributos) que se representan en un esquema describiendo esos fenómenos del mundo real. Para obtener el modelo conceptual, el primer paso es el análisis de la información y los datos que se usan y producen en la empresa que desarrolla el SIG; el siguiente paso es la determinación de las entidades y los atributos con las relaciones que aquellas guardan de acuerdo con el flujo de información en los diferentes guardan, procesos que se llevan a cabo en la empresa. Existen diversos métodos para desarrollar tanto el modelo conceptual como los demás modelos, por cuanto este es la base para obtenerlos; entre ellos tenemos : •Entidad Asociación (EA) Entidad •Modelo Entidad Relación (MER)
  • 74. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Modelo conceptual
  • 75. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES En los SIG, sobre todo si tienen algo de complejidad, se debe pensar siempre en el MER que garantiza la organización de todas las entidades con sus relaciones en un solo esquema de representación de las cosas como son en la realidad. Con este modelo se obtiene un medio efectivo para mostrar los requerimientos de información información, organización y documentación necesarios para desarrollar el SIG y la clases de datos que se estarán manipulando. á i l d
  • 76. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Modelo lógico Se ppuede definir como el diseño detallado de las bases de datos q que contendrán la información alfa – numérica y los niveles de información gráfica que se capturarán, con los atributos que describen cada entidad, identificadores, conectores, tipo de dato (numérico o carácter) y su longitud; además, además se define la geometría (punto línea o área) de cada una de ellas (punto, ellas. Como se trata de manipular en el sistema los elementos del paisaje, se tienen que codificar para poder almacenarlos en el computador y luego manipularlos en forma digital y además, darles un símbolo para su representación gráfica en la pantalla o en el papel. Es en esta etapa que se elaboran las estructuras en que se almacenarán todos los datos, tomando como base el modelo conceptual desarrollado anteriormente. Se trata de hacer una descripción detallada de las entidades, los procesos y análisis que se llevarán a cabo, los productos que se espera obtener y l preparación d l menús d consulta para l usuarios. bt la ió de los ú de lt los i
  • 77. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Modelo lógico En esta parte de diseño del SIG se definen los diferentes tipos de análisis que se estarán llevando a cabo más adelante y las consultas que se vayan a realizar comúnmente, esto por cuanto de la estructura de las bases de datos (gráficas y alfa – numéricas) dependen los resultados obtenidos al final; es por lo anterior, que en esta etapa, se hace un diseño detallado de lo que l t i t t h di ñ d t ll d d l contendrá el SIG y de la presentación que tendrán los productos normalmente, definiendo los tipos de mapas con sus leyendas, contenido temático y demás, reportes o tablas que se espera satisfagan los principales requerimientos de los usuarios y clientes; con estos se agilizarán los procesos que envuelvan directamente a los usuarios, ya que la mayoría de sus consultas podrán ser respondidas inmediatamente mientras las no convencionales tomarán un poco más de tiempo. No todas las posibles consultas estarán resueltas desde este momento, por cuanto muchos clientes tienen requerimientos específicos o particulares que no permiten que todas las preguntas sean "montadas de antemano", montadas antemano sobretodo en casos como el de catastro, en que debido a la gran variedad de información y de usuarios y clientes, los requerimientos diarios son muy diversos. No se trata de desarrollar un SIG cerrado que amarre a la gente a determinadas consultas, d l que se t t es d ganar en eficiencia para d t i d lt de lo trata de fi i i satisfacer mejor y más rápido a los clientes.
  • 78. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Una vez definido el modelo conceptual y el lógico, se conoce cuales mapas se han de digitalizar y que información alfanumérica debe involucrarse. Tanto el modelo conceptual como el lógico, son independientes de los programas y equipos que se vayan a utilizar y de su correcta concepción d ió depende el é it d l d l éxito del SIG.
  • 79. Diseño y Desarrollo de un SIG Mundo Real SISTEMA DE Captura de Datos Toma de Decisiones INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Información Desarrollo de base de datos Procesamiento y Análisis
  • 80. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Topología Es la definición de unidades de representación espacial y de las relaciones entre ellas. Unidades de representación espacial: Puntos P t Líneas Lí Áreas Á -Distancia -Distancia -Distancia -Angulo -Angulo -Angulo -Intersección -Vecindad
  • 81. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Relación: Toque: Adaptado de Clementi et al. (1993)
  • 82. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Relación: Contenido por: Adaptado de Clementi et al. (1993)
  • 83. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Relación: Cruzar – Intersección - Separar: Adaptado de Clementi et al. (1993)
  • 84. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESPACIALES Ej l d E t t ió T ló i Ejemplo de Estructuración Topológica ABSTRACCION
  • 85. APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA? La utilidad principal de un Sistema de Información Geográfica radica en su capacidad para construir modelos o representaciones del mundo real a partir de las bases de datos digitales y para g p utilizar esos modelos en la simulación de los efectos que un proceso de la naturaleza o una acción antrópica produce sobre un determinado escenario en una época específica. La construcción de modelos constituye un instrumento muy eficaz para analizar las tendencias y determinar los factores que las influyen así como para evaluar las posibles consecuencias de las decisiones de planificación sobre los recursos existentes en el área de interés.
  • 87. APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA? En el ámbito municipal pueden desarrollarse aplicaciones que ayuden a resolver un amplio rango de necesidades, como p ejemplo: p g por j p •Producción y actualización de la cartografía básica. •Administración de servicios públicos (acueducto, alcantarillado, energía, teléfono s etc ) s, etc.). •Inventario y avalúo de predios. •Atención de emergencias (incendios, terremotos, accidentes de tránsito, etc.) •Estratificación socioeconómica. •Regulación del uso de la tierra. •Control ambiental (saneamiento básico ambiental y mejoramiento de las condiciones ambientales educación ambiental) ambientales, ambiental). •Evaluación de áreas de riesgos (prevención y atención de desastres). •Localización óptima de la infraestructura de equipamiento social (educación, salud, deporte y recreación). •Diseño y mantenimiento d l red vial. Di ñ t i i t de la d i l •Formulación y evaluación de planes de desarrollo social y económico.