Tercera platica de geografia aplicada a ciencias ambientales.

1. Universidad del Caribe, Cancún, Quintana Roo, México
26 y 27 de mayo – 2 y 3 de junio 2005
Taller de Geografía Aplicada a
Estudios Ambientales
Datos Espaciales y su
Representación

2. ¿Dato Espacial?
• Origen
– Cartográficos
(Croquis, Mapas,
Cartas, Planos)
– Digitales
– Tabulares (Cuadro de
construcción)
– Referenciales
• Tipo de
representación
– Vector
– Raster

3. Tipos de Representación
• Plano
– Cuenta con dimensiones
– Cuenta con forma
– Cuenta con escala
– No esta referido a un
sistema geográfico de
coordenadas
– Tiende a perder confianza
cuando su proporción es
afectada por el elipsoide de
la tierra
– Representa un fin
arquitectónico o ingenieril
• Mapa
– Cuenta con dimensiones
– Cuenta con forma
– Cuenta con escala
– Esta referido a un sistema
geográfico de coordenadas
– Cuenta con Datum que le
da validez en todos sus
segmentos dentro de los
limites del mismo.
– Representa la tierra.
– Se puede integrar a otros
mapas.
• Croquis
– Representación no formal del
territorio

4. Raster
• Arreglo matricial
limitado, organizado
en renglones y
columnas.
• Celda: unidad mínima
de una matriz que
incluye al menos un
valor y cuenta con un
número de renglón y
de columna.
• Imágenes de Satélite
• Fotografía digital
• Modelos Digitales del
Terreno
• Imágenes

5. Datos Espaciales
• Datos Vectoriales
– Punto: es el atributo que se puede
representar con un par de valores
numéricos ordenados y representan una
localización en el espacio.
• Estaciones meteorológicas
• Postes
• Elevaciones
• Puntos de control geodésicos
– Línea: Atributo espacial definido por la
secuencia de por lo menos dos pares de
coordenadas.
• Limite de propiedad
• Curva de nivel
• Eje de calle
• Línea de agua
– Área: es una colección de líneas con por
lo menos tres puntos conectados entre sí
formando una unidad cerrada donde el
primero y último punto cuenta con el
mismo par de coordenadas.
• Poligonal
• Límite de construcción
• Unidad de Vegetación

6. RESUMEN DE OBJETOS ESPACIALES EN
SIG
• Mapa de puntos
• Mapa de segmentos
• Mapa de polígonos
• Mapa de Raster píxeles
• Tablas
• Único par de coordenadas X, Y
• Serie de coordenadas X, Y
• Líneas cerradas definen áreas
• Filas (row)/ columnas (Col) y
• Para almacenar datos en formato
tabular

7. Comparación Raster / Vector
• Raster
– Ventajas
• Es una estructura de datos
simple.
• Las operaciones de
superposición de mapas se
implementan de forma más
rápida y eficiente.
• Cuando la variación espacial
de los datos es muy alta el
formato raster es una forma
más eficiente de
representación.
• El formato raster es requerido
para un eficiente tratamiento
y realce de las imágenes
digitales.
• Vector
– Ventajas
• Genera una estructura de
datos más compacta que el
modelo raster.
• Genera una codificación
eficiente de la topología y,
consecuentemente, una
implementación más eficiente
de las operaciones que
requieren información
topológica, como el análisis
de redes.
• El modelo vectorial es más
adecuado para generar
salidas gráficas que se
aproximan mucho a los
mapas dibujados a mano.

8. Comparación Raster / Vector
• Raster
– Desventajas
• La estructura de datos raster
es menos compacta. Las
técnicas de compresión de
datos pueden superar
frecuentemente este
problema.
• Ciertas relaciones topológicas
son más difíciles de
representar.
• La salida de gráficos resulta
menos estética, ya que los
límites entre zonas tienden a
presentar la apariencia de
bloques en comparación con
las líneas suavizadas de los
mapas dibujados a mano.
Esto puede solucionarse
utilizando un número muy
elevado de celdas más
pequeñas, pero entonces
pueden resultar ficheros
inaceptablemente grandes.
• Vector
– Desventajas
• Es una estructura de datos
más compleja que el modelo
raster.
• Las operaciones de
superposición de mapas son
más difíciles de implementar.
• Resulta poco eficiente
cuando la variación espacial
de los datos es muy alta.
• El tratamiento y realce de las
imágenes digitales no puede
ser realizado de manera
eficiente en el formato
vectorial.

9. Origen de los Datos
• Impresos
– Normalmente planos
– No cuentan con
referencias espaciales
– Requieren establecer
puntos de control
• Fuentes legales
– Son referidos atributos
no permanentes no
identificables.
– Responden a un
régimen legal
• Captura
– Escaneo o fotografiado
– Selección de puntos de control
– Conversión a vectores
• Digitalización o Vectorización
• Georrefenciación

10. Origen de los Datos
• CAD
– Normalmente en un
sistema métrico.
– Respeta las
distancias.
– Rotado para facilitar
impresión.
– Generalmente no
georreferenciado.
• Conversión
– Orientación
– Georreferenciación
– Limpieza
– Clasificación
– Conversión
– Si es topográfico
mayor a 10 km
requiere su captura en
un software
geográfico.

11. Origen de los Datos
• Geográficos
– Divididos en capas
(layers)
– Incluyen datos
espaciales y bases de
datos
• Conversión
– Reproyección

12. GIS o CAD ?
• CAD
– Ejes cartesianos
– Para imprimir
– Generación de planos
• GIS
– Ejes cartográficos
– Para analizar
– Generación de mapas

13. Georreferenciar Datos
• Georreferenciación:
– Proceso mediante el cual se logra una definición
geográfica precisa de la ubicación de puntos, líneas y
polígonos presentes en un mapa o foto, gracias a la
correlación de éstos y sus respectivos representados
en un sistema de coordenadas reales.

14. Georreferenciar Datos
• Responde a una definición previa de la
expresión geográfica destino
• Requiere de correlación de puntos confiables
para la correlación de los originales
• Requiere correspondencia en expresión
espacial de ambas fuentes
• Puede lograrse con:
– Datos ya georreferenciados
– Levantamiento de campo
• Topográfico
• GPS

15. GPS
• El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento
Global (aunque se le suele conocer más con las siglas GPS su
nombre más correcto es NAVSTAR GPS)
• Es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual
permite determinar en todo el mundo la posición.
• Sistema de Posicionamiento Galileo, es un Sistema global de
navegación por satélite desarrollado por la Unión Europea (UE), con
el objeto de evitar la dependencia de los sistemas GPS y
GLONASS, entre otros motivos porque
el sistema de defensa americano (GPS),
de carácter militar, se reserva la
posibilidad de introducir errores de
entre 15 y 100 metros en la
localización y si hay algún accidente
debido a estos errores no hay ningún
tipo de responsabilidad.

16. Red GPS
• Sistema de satélites: Formado
por 24 (4 mas de reserva)
unidades con trayectorias
sincronizadas para cubrir toda la
superficie del globo. Más
concretamente, repartidos en 6
planos orbitales de 4 satélites
cada uno. La energía eléctrica
que requieren para su
funcionamiento la adquieren a
partir de dos paneles compuestos
de celdas solares adosadas a sus
costados.
• Estaciones terrestres: Envían
información de control a los
satélites para controlar las órbitas
y realizar el mantenimiento de
toda la constelación.
• Terminales receptores: que nos
indica la posición en la que
estamos, conocidas también
como Unidades GPS, son las que
podemos adquirir en las tiendas
especializadas.

17. GPS MUY SIMPLIFICADO
• El GPS es un radiotransmisor y un radio muy eficientes
• El receptor GPS funciona midiendo su distancia de los
satélites, y usa esa información para calcular su
posición.
• Esta distancia se mide calculando el tiempo que la señal
tarda en llegar al receptor. Conocido ese tiempo y
basándose en el hecho de que la señal viaja a la
velocidad de la luz, se puede calcular la distancia entre
el receptor y el satélite.
• Toda lectura GPS esta sujeta a las condiciones
ambientales.

18. TIPOS DE EQUIPOS GPS
• Por receptor:
– Secuenciales
– Continuos
– Múltiplex
• Método de
funcionamiento
– Correlación de código
– Análisis de frases de
la portadora
• Resolución
– Métricos
– Submétricos
– Estacionario

19. Funciones del GPS
• Setup
– Definición de los patametros de funcionamiento del GPS: Uso Horario,
Unidades, Proyección, Sistema de Coordenadas, Datum
• Position
– Funcion de definir la posicion donde se toma la lectura
• Waypoint
– Capacidad de almacenar en una base de datos una posición determinada
• Track
– Registro y graficado del recorrido generado con el GPS funcionando
• Route
– Función de establecer dos o mas punto para realizar un recorrido, basados en la
base de datos de Waypoints.
• Compas
– Brujula digital basada en el ulltimo segmento de recorrido, indicando el Norte
real o magnetico.
• Bearing
– Sistema de navegación para llegar a un punto determinado en relación a la
posición inmediata.

20. Fuentes de Error
• Debido al carácter militar del
sistema GPS, el Departamento de
Defensa de los Estados Unidos se
reserva la posibilidad de incluir un
cierto grado de error aleatorio que
puede variar de los 15 a los 100
metros. La llamada Disponibilidad
selectiva (S/A) fue eliminada el 2
de mayo de 2000.
• Aunque actualmente no aplique
tal error inducido, la precisión
intrínseca del sistema GPS
depende del número de satélites
visibles en un momento y posición
determinados. Sin aplicar ningún
tipo de corrección y con ocho
satélites a la vista, la precisión es
de 6 a 15 metros; pero puede
obtenerse más precisión usando
sistemas de corrección (Ej:
DGPS).
• Retraso de la señal en la
ionosfera y troposfera.
• Señal multirruta, producida por el
rebote de la señal en edificios y
montañas cercanos.
• Errores de orbitales, donde los
datos de la órbita del satélite no
son completamente precisos.
• Número de satélites visibles.
• Geometría de los satélites
visibles.
• Errores locales en el reloj del
GPS.