Este documento define los conceptos básicos de un Sistema de Información Geográfica (SIG). Explica que un SIG es un sistema de computación capaz de almacenar, manipular y desplegar información geográficamente referenciada. Describe los subsistemas principales de un SIG y los dos modelos principales para almacenar datos: modelo raster y modelo vectorial. También menciona algunos sistemas relacionados como sistemas de manejo de bases de datos y sistemas de procesamiento de imágenes.

1. SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA – CONCEPTOS Y
DEFINICIONES
Con el objetivo de documentar los conceptos básicos del tema que nos ocupa y
para brindar a todo aquel que tenga acceso a este informe a un capitulo teórico
sobre los Sistemas de Información Geográfica, seguidamente se brindan los
conceptos, definiciones y otros sobre las aplicaciones que se estarán
desarrollando para el SIG-RECOPE.
2.1 DEFINICION
Sistema de computación capaz de ensamblar, almacenar, manipular, y
desplegar información geográficamente referenciada, ej. Datos identificados
acorde con sus localizaciones. También se incluye en el SIG el personal
operativo y los datos que se incluyen en el sistema.
Un SIG está compuesto por subsistemas para:
- El procesamiento de imágenes: conversión de imágenes satélitales a datos
de mapa que pueden ser fácilmente interpretados.
- El análisis estadístico: análisis estadístico de datos espaciales.
- El manejo de base de datos: programas de cómputo utilizados para la
entrada, manejo y análisis de datos espaciales y de atributos.
- El despliegue cartográfico: formas diferentes de visualizar la información
(pantalla, impresión en papel, etc.)
- El análisis geográfico: análisis de los datos basado en su localización.
- El apoyo en la toma de decisiones: ayuda en los procesos de toma de
decisiones para la ubicación de recursos.
- La digitalización de mapas: conversión de mapas en formatos analógicos
(papel) a formato digital.
-
2.2 GENERALIDADES
Los sistemas de información geográfica (SIG) conllevan la recolección, el desarrollo de
modelos, el análisis y la integración de datos espaciales (localizabas) y no espaciales
(atributos) de datos requeridos para aplicaciones geográficas.
Ejemplos de datos espaciales son mapas digitales, fronteras o límites administrativos y
redes de caminos. Datos no espaciales incluyen datos de censos, elevaciones de
terrenos y características del suelo.
Un SIG se compone por lo menos de un equipo de cómputo y los programas para la
entrada, consulta, transformación, medición, combinación, selección y despliegue de
datos espaciales que han sido digitalizados y registrados en un sistema común de
coordenadas. Con el fin de realizar estas funciones los datos incluidos en un SIG deben
incluir información espacial explícita de localización de cada entidad así como de sus
atributos.

2. 2.3 CAPACIDADES MINIMAS
• Entrada, edición y administración de datos
• Almacenamiento y recuperación de datos
• Realización de consultas (queries) basadas en los atributos de una entidad,
su localización o una combinación de ambos.
• Generación nuevas bases de datos basadas en esas consultas
• Producción de reportes tabulares, gráficos y archivos digitales de salida.
• Conversión, ya sea de escalas o proyecciones con el fin de poder lograr un mapa
"común"
• Modelaje, eso es la simplificación de los datos o su entorno para poder entender y
predecir su funcionamiento y relaciones entre los componentes.
Varias de estas capacidades son comunes a otros tipos de programas y sistemas de
cómputo, es la
CAPACIDAD DE PROVEER RESPUESTAS A CONSULTAS DE TIPO
GEOGRÁFICO LO QUE REALMENTE DISTINGUE A UN SIG.
Un SIG difiere de un mapa en varias formas:
 El mapa es una representación análoga de la superficie terrestre, el SIG almacena
archivos espaciales en forma numérica.
 En el mapa muchos de los atributos del terreno son desplegados y almacenados
simultáneamente mientras que un SIG guarda esas características separadas. Un
mapa es estático y difícil de actualizar, en un SIG cada capa de datos puede ser
fácilmente revisada.
 Un mapa es un producto final en sí mismo mientras que el producto final de un
análisis en un SIG puede ser un mapa o datos.
 Los mapas son algunos de los insumos y productos de un SIG éste puede
engrandecer considerablemente la versatilidad de datos "mapeados" con abundante
técnicas de análisis y manipulación de datos.
2.4 TIPOS DE SIG
Hay dos tipos básicos de SIG diferenciados por la manera en que cada una almacena y
maneja los datos. Estos dos modelos son denominados Raster y vectorial.
2.4.1 MODELOS RASTER
En estos sistemas los datos se presentan como una matriz de celdas de área igual. El
elemento menor indivisible es la celda (pixel en el caso de imágenes). Cada celda tiene
definidas sus propiedades individuales pero su forma se mantiene generalmente
cuadrada. A niveles gruesos de resolución los polígonos parecen formados por bloques
y las líneas o curvas se ven como escaleras. A niveles más finos de resolución un

3. Raster se parece bastante a un mapa pero los requerimientos de almacenamiento de
datos se incrementan exponencialmente. Cada celda en un modelo Raster tiene un
único valor asignado. Este valor puede ser un atributo individual o ser un enlace a
atributos diversos por medio de una base de datos relacionar.
2.4.2 MODELOS VECTORIALES
En este caso los elementos se componen de puntos, líneas y polígonos. Al inicio de
cada elemento se encuentra un nodo, que es un punto localizado en coordenadas XY, las
líneas son definidas por dos nodos y las curvas por dos nodos y un vértice (punto) de
inflexión. Los elementos pueden tener propiedades individuales contenidas en sí
mismos o por medio de una base de datos relacional. Este sistema es más eficiente para
el almacenamiento de datos. También su uso en cartografía es preferible ya que se
mantiene la figura real del elemento.
Cada sistema tiene sus ventajas y desventajas el uso de uno u otro cada día es menos
relevante ya que la mayoría de los programas tienen convertidores muy eficientes entra
ambos sistemas. Hay tres factores que podrían determinar la estructura inicial: i) que
tan discreta es la entidad representada, ii) aplicación requerida, iii) origen de los datos.
Por lo general un sistema vectorial es preferible si los objetos representados son de
discretos y deben de ser representados precisamente o si el análisis requerido involucra
mediciones o análisis de elementos lineales. Un modelo Raster es mejor cuando los
elementos no están claramente definidos, tienen continuidad de datos o el uso esperado
involucro análisis espacial; o cuando los datos ya están en forma Raster como en el caso
de las imágenes.
2.5 SISTEMAS RELACIONADOS
Un SIG tiene una estrecha relación y muchas veces conexión con otros programas que
aunque fueron creados y se usan para otros propósitos pero comparten muchas
funciones comunes con un SIG.
Algunos de estos programas o sistemas son los siguientes:
• Sistemas de manejo de bases de datos (database management system, DBMS) estos
con programas que permiten la organización y la consulta de datos. Un SIG tiene
varias funciones de DBMS pero un DBMS carece de capacidades de consulta y
despliegue espacial presente en el SIG. Estos en ciertos casos tienen sistemas
internos mientras que otros se pueden ligar a DBMS existentes en el mercado. Este
último caso tiene la enorme ventaja de permitir la manipulación de datos fuera del
SIG.
• Paquetes de análisis estadísticos, (consideramos como los que nos permiten integrar
gran cantidad de variables a estudio y nos da resultados de muestra y valores
estadísticos basados en un media de ponderación) la mayoría de los SIG´s sólo
pueden realizar operaciones estadísticas muy rudimentarias. Dada la importancia de
este tipo de análisis es muy conveniente que el paquete de estadísticas y el SIG

4. compartan el acceso a un DBMS externo que permita el procesamiento y análisis de
los datos.
• Los paquetes de diseño por computadora (computer aided design, CAD) manejan
puntos, líneas y polígonos con un marco espacial de referencia. A diferencia de un
SIG, por lo general es difícil enlazar atributos de una base de datos a elementos o
asignar simbología automáticamente de acuerdo a un criterio definido por el usuario.
inicialmente fueron creados para el diseño y dibujo técnico de objetos sin embargo
han sido utilizados extensamente para aplicaciones geográficas.
• Sistemas de proceso de imágenes, consisten en equipos y programas para analizar
imágenes digitales. Imágenes satelitales son adquiridas como una matriz de pixeles
cada uno de los cuales contienen datos espectrales de una celda de una imagen de
matriz. Inicialmente estos sistemas fueron diseñados para el análisis de
combinaciones de espectros con el fin de producir mapas con características del
terreno. Esta tecnología ha evolucionado considerablemente tanto en su precisión
como en las aplicaciones. Hoy es usada en diagnósticos por medio de imágenes de
resonancia magnética y tomografía axial computarizada.

5. Las primeras imágenes disponibles para usos no militares tenían un tamaño de
pixel de 79x79 metros, para fines de 1998 se espera una resolución de 8Ox8O
cm disponible para Costa Rica comercialmente.
• Entre los sistemas relacionados es necesario incluir los GPS (Sistemas de
Posicionamiento Global) que a pesar de no ser parte de un GIS desde su
introducción se han vuelto una herramienta de alto valor en estas aplicaciones. Este
sistema consiste en 24 satélites lanzados por el Departamento de Defensa de los
Estados Unidos de Norteamérica en una órbita tal que desde cualquier punto de la
Tierra siempre es posible "ver" cuatro de ellos. Estos satélites constantemente
transmiten un código de identificación. Por medio de triangulación es posible
calcular la posición del receptor en la tierra Con el equipo y tiempo la exactitud es
de unos cuantos centímetros por lo que este sistema ha llegado a substituir muchos
de los procedimientos topográficos requeridos en el pasado.
2.6 INFORMACION GEOGRAFICAMENTE REFERENCIADA
Todos los elementos geográficos (ríos, carreteras, edificios, oleoductos, líneas de costa,
montañas, etc.) poseen como característica comunes su posición en el terreno, es decir,
todos ellos están referidos a sistemas de coordenadas que describen su posición en el
espacio. Cuando el sistema de coordenadas es el mismo para todos los elementos
geográficos, estos pueden ser muy fácilmente manipulados en mapas (impresiones en
papel), o en sistemas de cómputo, cuando esta información se traslada a formato digital.
Todos los elementos geográficos poseen por lo tanto dos tipos de información asociada:
a. La referente a su ubicación (coordenadas X,Y y elevación) conocidos como
datos espaciales, y
b. La referente a sus características ( ej. Nombre, longitud, área, etc.) conocidos
como datos de atributos no gráficos.
Ejemplo: pozo petrolero
DATOS ESPACIALES DATOS DE ATRIBUTOS
Coordenada X = 504644 Empresa = PEMEX
Coordenada Y = 210685 Capacidad neta =
Elevación = 50 m Capacidad bruta =
Altura =
2.7 EVOLUCIÓN
Los SlG´s ha seguido la rápida evolución de los sistemas de cómputo, tanto en
arquitecturas como en sistemas y programas. En casi todas las plataformas se ha
desarrollado un SIG que ha seguido la misma evolución de la plataforma. Hoy en día se
puede afirmar que aquellos SlG´s que fueron desarrollados sobre UNIX y Windows NT
se perfilan como las alternativas más viables en el futuro ya que los otros sistemas

6. tienden a migrar a estas plataformas. Windows hoy en día tiene un creciente número de
usuarios, UNIX en todas sus versiones, tiene una gran base instalada.
Los SiG´s han evolucionado en paralelo con las distintas plataformas de sistemas que se
han presentado en el tiempo. En casi todas las plataformas se desarrolló algún tipo de
aplicación que se podría catalogar como una herramienta de SIG por lo menos. El
destino de SIG casi siempre siguió el de la plataforma en que fue desarrollado o
transferido, actualmente hay básicamente dos ambientes de trabajo, UNIX y Windows,
y la gran mayoría de los paquetes modernos corren en uno de estas plataformas. La
única excepción se da con los SIG´s militares que todavía se mantienen en una especie
de mundo aparte.
Un SIG esta formado por tres Componentes:
• INTERFACE: Relación Usuario-Programa
• PROCESOS: Tareas de ejecución con herramientas computacionales
• DATOS: Son la materia prima para la información y se definen como grupos de
símbolos no aleatorios que presentan cantidades, acciones, objetos, etc.
2.8 ALCANCES
Capacidad de manipular, analizar y desplegar diferentes tipos de información
geográficamente referenciada cuyos resultados son utilizados en los procesos
de toma de decisiones. Fácilmente puede realizar una combinación de
diferentes tipos de variables para construir y analizar otras nuevas (ej.
Geología + topografía + precipitación = susceptibilidad al deslizamiento).

7. 2.9 APLICACIONES
A continuación se presentan algunas de las principales aplicaciones en las que un SIG
podría favorecer la eficiencia y productividad en la empresa y en otras instituciones que
lo apliquen.
- Simulación de efectos ambientales: la gran versatilidad para manejar gran
cantidad de variables le da amplias cualidades para la simulación de
procesos. De esta manera por ejemplo, se podría determinar la pluma de
contaminación en el subsuelo de una refinería, o estimar el área de influencia
de un derrame en el mar, conociendo datos sobre corrientes marinas,
dirección preferencial de los vientos, salinidad, temperatura, etc.
- Planificación de la respuesta para emergencias: capacidad para combinar
todo lo referente a infraestructura, red vial, servicios (Cruz Roja, Bomberos,
GAR, etc.), recursos y otros muchos elementos más utilizados en los
procesos de toma de decisiones para la planificación y atención de las
emergencias.
- Selección de rutas óptimas: mediante el análisis de diferentes tipos de
variables, las cuales pueden ser clasificadas como restricciones o factores, el
sistema puede determinar cual podría ser la ruta de menor
costo para una obra determinada (ej. líneas de transmisión eléctrica,
oleoductos, acueductos, etc.).
- Control de existencias y del proceso de trasiego: capacidad de ligar la
información de los elementos incluidos en el SIG con bases de datos
externas, en donde se contemplan los datos referentes a los inventarios
actualizados de las existencias en los sitios de almacenamiento, así como de
los procesos de trasiego en el oleoducto.
- Control de mantenimiento: la agilidad de un SIG para el manejo de base de
datos espaciales y de atributos, permite la retroalimentación constante sobre
el estado del mantenimiento en cualquier elemento de la infraestructura,
como es el caso de un oleoducto, la cual puede ser accesada directamente
desde el mapa digital. Adicionalmente, algunos SIG pueden ligar fotografías
a los elementos incorporados tales como fotos de válvulas, tanques, áreas de
proceso, oleoducto, pasos especiales, etc.
- Control de servidumbres de paso: mediante la utilización de un SIG se
puede manipular toda la información referente a las servidumbres, desde el
plano catastral de la propiedad, hasta la base de datos de atributos (nombre
del propietario, longitud de la servidumbre, referencias del registro, estado
actual, etc.) para cada una de las servidumbres.
- Estudios de impactos ambientales: en estos estudios se requiere realizar
muchos tipos de superposiciones o traslapes de información
correspondientes a diferentes mapas temáticos (ej. uso del suelo, zonas
protegidas, topografía, geología, hidrología, etc.), que por lo general se

8. encuentran a diferentes escalas. Mediante la herramienta del SIG, toda esta
información se incorpora en forma digital y con el mismo sistema de
coordenadas, lo cual permite realizar todos esos tipos de traslapes de manera
muy sencilla y en poco tiempo, con la ventaja adicional de que todos los
nuevos mapas resultados de este proceso, son generados automáticamente.
En los sistemas convencionales esto significaría la utilización de más horas
dibujante para obtener el mapa final.
- Apoyo en las etapas de diseño y construcción de nuevas obras: El SIG tiene
la capacidad de manejar gran cantidad de variables que son consideradas a la
hora de tomar las decisiones en los procesos de diseño y construcción de
nuevas obras. Estas variables pueden incluir tanto lo relacionado con el
entorno (topografía, tipo de suelo, hidrología, infraestructura adyacente,
zonas protegidas, red vial, etc.), así como las características propias de la
obra, incluyendo la incorporación de los planos constructivos ya existentes
dibujados en otros sistemas como AutoCad o Microstation.