Introduccion_Sistema_de_Informacion_Geog.pdf

Sistema de Información Geográfica (SIG)
Geographic Information System (GIS)
Geographic Information Science
Parte 01 – Introducción a los SIG
pwanderley@us.es
Dibujo y máquina – Tema 06

Cuevas de Lascaux (Francia), pinturas rupestres.
Historia y Antecedentes
Mural en Çatal HuyuK (Turquia) retrata un plan del
asentamiento con el volcán al fundo. Asentamiento
neolítico – época del bronce – VIII milenio a.c.
Las primeras imágenes del territorio
fueron esencialmente cognitivas y
asociadas a sucesos ligados a la propia
subsistencia: agua, caza, pesca, etc.

Mapa babilonio del mundo, residente en el British
Museum de Londres, fue creado en Babilonia en torno
al año 500 a.C.
Mapa de los canales y del sistema de irrigación
del este del Eufrades. Babilonia, 1684-1647 a.C.

Mapa original del Dr. John Snow. Los puntos son casos de cólera durante la epidemia en Londres de
1854. Las cruces representan los pozos de agua de los que bebían los enfermos.

Sistema de Información Geográfica (SIG)
1962. Primer SIG desarrollado - Otawa,
Canadá. Sistema de información geográfica
de Canadá (Canadian Geographic
Information System, CGIS) fue utilizado para
almacenar, analizar y manipular datos
recogidos para el Inventario de Tierras
Canadá (Canada Land Inventory, CLI).
Una iniciativa orientada a la gestión de los
vastos recursos naturales del país con
información cartográfica relativa
a tipos y usos del suelo, agricultura,
espacios de recreo, vida silvestre, aves
acuáticas y silvicultura.

¿Qué es un Sistema de Información Geográfica (SIG)?
Conviene insistir en que un SIG no es meramente un
programa de cartografía por ordenador, ni un
software de tipo CAD.
Lo singular del SIG reside en su capacidad para
almacenar y organizar grandes masas de información
georreferenciada, trabajar con distintas fuentes
documentales (tablas, textos, imágenes, cartografías
históricas, estadísticas) y realizar análisis espaciales
a distintas escalas y distintos niveles de información.
En este sentido el uso de los SIG lo hacen idóneo para
resolver problemas de planificación y gestión para la
toma de decisiones.

• Burrough (1998) recoge en su definición 3
categorías clave:
1. Una poderosa caja de herramientas
para la recolección, almacenaje,
recuperación, transformación y
visualización de datos del mundo real.
2. Un sistema gestor de bases de datos con
los que se pueden realizar un conjunto
de procedimientos con el objetivo de
dar respuesta a consultas espaciales y
alfanuméricas.
3. Una entidad institucional con una
estructura organizativa que integra
tecnología, recursos humanos
especializados y capacidad económica
suficiente para una actualización
continuada.
¿Qué es un Sistema de Información Geográfica (SIG)?
Definición
Co ju to de hardware, software y procedi ie tos
elaborados para facilitar la obtención, gestión,
manipulación, análisis, modelado, representacióny
salida de datos espacialmentereferenciados, para
resolver problemas complejos de planificacióny
gestión
(National Center for Geographic Information and
Analysis, 1990).

Funciones Sistema de Información Geográfica (SIG)
En resumen, tenemos que tener en mente tres puntos principales que caracterizan los SIG:
- Es un SISTEMA informático compuesto por software, hardware, usuario, metodologías y
datos;
- Trabaja con datos espaciales georreferenciados;
- Trabaja y genera bases de datos.
Gran masa y tipologías
de datos
Estadísticas, buffers, selecciones,
relaciones, agregaciones, etc.
Distintas capas
Multiescala
Nuevos datos
Nuevas interpretaciones
Nuevos outputs
Modelos de predicción
Meteorología, demografía,
economía, flujos, etc.

¿En qué áreas del conocimiento se puede aplicar SIG?
Geografía
Historia
Sociología
Ciencias Políticas
Urbanismo
Arqueología
Antropología
Economía y empresariales
Ciencias de la salud
Ciencias de la salud
Agricultura
Arquitectura
GIS
Industria

Ushahidi: SIG : Ayuda terremoto HAITI

http://web.stanford.edu/group/spatialhistory/
cgi-bin/site/viz.php?id=149&project_id=
Terrain of history – Rio de Janeiro

http://darmc.harvard.edu/icb/icb.do?keyword=k40248&pageid=icb.page188868
Atlas de las civilizaciones Romanas y Medievales

http://orbis.stanford.edu/
Redes/Conexiones del Mundo Romano

Base de datos del SIG: base alfanumérica y espacial

Estructura de datos SIG
Vectorial
Punto
Línea
Polígono
Ráster

Tipos x Estructura x Formatos de datos SIG
Vectorial
Punto
Línea
Polígono
Ráster
Modelo de datos
Georrelacional
Modelo de datos
Integrados
shapefiles
Geodatabase de ArcGIS
Base de datos PostGIS
Modelo de datos
cedillas / pixels
Tif
JPG
…
.shp - entidades
geométricas
.shx - índice
.dbf - es la base de datos,
atributos de los objetos.
.prj - sistema de
coordenadas

Entrada de Datos
Primario
Secundario
Distribuidores externos
Ej. Servicios de modelos digitales de
elevación, ortofotografias aéreas, imágenes
digitales, capas de información temáticas,
base de datos alfanumérica, etc.
Generados por individuo u organización
Objetivo de uso por el creador
Siguen algunos parámetros técnicos específicos
Mayores costes
Mayor calidad mayor tiempo y coste de producción

Buscar
Análisis
de
la
ubicación
Análisis
del
terreno
Distribución/barrios
Análisis
espacial
Mediciones
SIG_
algunas
herramientas
de
análisis
Más
cercano
centralidad
forma
Interpolación
Búsqueda
tema
proximidad
multivariable
Patrones
dispersión
mediciones
Búsqueda
ubicación
(re)
clasificación
drenaje
Análisis
visual
Área de
influencia
Influencia
entorno
pendiente
cuencas
Yuxtaposición
capas
Interpolación
Thiessen
Coste
Difusión
Propagación

Infraestructura de Datos Espaciales - IDE
Una Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) es un
sistema informático integrado por un conjunto de
recursos (catálogos, servidores, programas,
aplicaciones, páginas web,…) que permite el acceso y
la gestión de conjuntos de datos y servicios
geográficos (descritos a través de sus metadatos),
disponibles en Internet, que cumple una serie
normas, estándares y especificaciones que regulan y
garantizan la interoperabilidad de la Información
Geográfica.
Para facilitar el acceso, manipulación e intercambio
de Información Geográfica en la Web, se siguen las
especificaciones de interoperabilidad del Open
Geospatial Consortium (OGC). Para la comunidad de
habla hispana y portuguesa interesada en los
desarrollos y objetivos de OGC se ha creado el Foro
Ibérico y Latinoamericano de OGC (OGC ILAF).
La Unión Europa, establece una Infraestructura
de Datos Espaciales europea. El marco legal que
regula esta infraestructura es la Directiva
INSPIRE (Directiva 2007/2/CE, de 14 de marzo
de 2007, por la que se establece una
infraestructura de información espacial en la
Comunidad Europea.
La transposición de INSPIRE al marco legal
español se lleva a cabo por medio de la Ley
LISIGE (Ley 14/2010, de 5 de julio, sobre las
infraestructuras y los servicios de información
geográfica en España. que dispone las bases de
la constitución de la Infraestructura de
Información Geográfica de España.

Infraestructura de Datos Espaciales IDE
ESPAÑA
ANDALUCÍA
http://www.idee.es/
http://www.juntadeandalucia.es/institutodees
tadisticaycartografia/DERA/
http://www.ideandalucia.es/portal/web/ideandalucia/

Centros de descargas y Visualizadores de datos
http://www.idee.es/centros-de-descarga
http://www.idee.es/web/gu
est/directorio-de-servicios

Ejercicio 01_Descarga y Visualización de datos
1. Descarga de datos desde el Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG).
1.1. La capa Líneas límites municipales del Equipamiento Geográfico de
Referencia Nacional.
2. Descarga de datos desde EUROPARC España.
2.1. Los Parques Nacionales en formato SHAPE.
3. Descarga de datos desde la Red de Información Ambiental de Andalucía.
3.1. El archivo Vias_pecuarias.tar.gz , de la temática Patrimonio Natural >
Vías Pe uarias .
4. Descarga de datos desde el Instituto de Estadística y Cartografía de Andalucía.
4.2. Una ortofotografía del año 2010-2011 desde Ortofotos Digitales de
Andalucía .
http://www.ideandalucia.es/wms/ortofoto2010?
5. Descarga de datos desde la Agencia Europea de Medio Ambiente (Datos y mapas
/ Datasets):
5.1. La capa port areas de la base de datos Land Use / Corine Land Cover
2000 seamless vector data .
6. Descarga Instituto de Estadística de Andalucía IECA
6.1 La capa G15 Patrimonio

Parte 02 – Parámetros - SIG
Sistema de Proyecciones

Sistemas de Coordenadas y Proyecciones
Formas de la tierra: Geoide

Usos UTM (Universal Transversal Mercator) nacionales
Sistema de Referencia Terrestre
Europeo 1989
ETRS89 30N

En este sentido, para definir un punto en el sistema UTM tenemos que obtener/definir
algunas informaciones:
- Definir la unidad de medida (Metro, Kilómetros, etc ) En los SIG normalmente
utilizamos metro
- Definir el hemisferio e el ual se lo aliza Norte N o “ur “
- Definir el Huso UTM de proyección
- Saber cuál es el Datum, (origen del sistema de coordenadas) que debe ser utilizado.
Así tendremos, por ejemplo:
X = 239.775,067m
Y= 4.139.734,829 m
Hemisferio Norte = Zona N
Huso 30
Datum: Europeu ETRS 89
Usos UTM (Universal Transversal Mercator) nacionales

Sistema de referencia espacial (SRS)
• Distintas fuentes de datos con SRS heterogéneos;
• Marcan un sistema de coordenadas para ubicar puntos de
manera unívoca sobre la superficie terrestre;
• Las coordenadas se pueden transformar entre sistemas;
• Están compuestos de un Datum y un sistema de coordenadas.
ESPAÑA: Sistema de Referencia Terrestre Europeo 1989_ ETRS89

Sistemas Geodésico de Referencia Europeo
• En España, mediante el Real Decreto 1071/2007, de 27 de julio, por el que
se regula el Sistema Geodésico de Referencia Oficial en España, se adopta el
sistema ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989 – Datum
Geocéntrico) como nuevo sistema de referencia geodésico oficial en España;
sustituyendo al sistema geodésico de referencia regional ED50 (European
Datum 1950).
• Para adaptase a la norma, se dispone de un periodo transitorio hasta este
año (2015) en el que podrán convivir los dos sistemas. En la actualidad, se
está procediendo a transformar una gran cantidad de IG en España que se
encuentra en el sistema geodésico de referencia ED50.
• El sistema ETRS89 es muy similar al WGS84, cuyo datum (posición donde
geoide y elipsoide convergen) es ampliamente usado y sirve como base para
las medidas de posición en el mundo entero (utilizado por los GPS)..

Parte 03 – SIG
ArcGIS - Estructura Aplicación

ArcGIS – Estructura paquete programas

• En las distintas versiones del producto ArcGIS Desktop contamos con una
serie de módulos básicos:
1. ArcCatalog, se destina a la organización, gestión, exploración, búsqueda y
previsualización de los archivos de geodatos y metadatos (información
descriptiva sobre los geodatos), creación de bases de datos espaciales o
geodatabases y de servicios de localización automática.
2. ArcMap, es el módulo principal y contiene las funciones de entrada,
visualización, consulta y tratamiento de la Información Geográfica.
3. ArcToolbox, realiza la importación, exportación y conversión de geodatos. La
versión para ArcInfo contiene la totalidad de las herramientas, en tanto que
ArcView y ArcEditor ofrecen sólo un subconjunto de ellas.
ArcGIS

Ejercicio 02_Familiarización ArcMap, ArcToolbox y Arc Catalog

ArcCatalog_ gestión base de datos shapefile
• ArcCatalog también permite acceder y trabajar con
Información Geográfica almacenada en bases de
datos o en servidores de Internet.
• Tenemos las siguientes opciones:
1. Agregar servidor de dase de datos .
2. Agregar conexión de base de datos espa iales .
3. Agregar conexión OLE DB .
4. Agregar ArcGIS “erver .
5. Agregar ArcIMS “erver .
6. Agregar servidor WC“.
7. Agregar servidor WM“.

• Elegimos la opción Agregar servidor
WMS .
• Insertamos la dirección URL del servidor
WMS. Para obtener la dirección vamos a
IDEAndalucía > Catálogo de “ervi ios
> Pa talla Co pleta > Ortoimágenes
en el apartado Categoría > Servicio
WMS-C de la Ortofotografía 2010-
2011 >
http://www.ideandalucia.es/geowebc
ache/service/wms?
• Elegir Obtener capas .
• Aceptar.
• Una vez creado tenemos las opciones de
Eliminar , Cambiar nombre y
Desconectar por medio del botón
derecho del ratón sobre el servidor
WMS.
ArcCatalog_ agregar servidor WMS

• La archivos de datos pueden
visualizarse en tres formatos
diferentes según la pestaña activada
por el usuario: Contenido, Vista
Previa y Descripción.
• La pestaña Contenido nos muestra
las carpetas u ficheros que contiene
aquél seleccionado en el catálogo.
• La pestaña Vista Previa permite la
previsualización de la información
geográfica o tabular del fichero.
• En la pestaña Descripción se
despliegan los metadatos o
información descriptiva sobre los
datos.
ArcCatalog_ visualizar datos

• Para Información Geográfica tenemos 2 opciones: visualizar la geometría de las
capas (1) o la tabla de atributos relacionada (2). Cambiar entre una u otra opción
los realizamos desde la pestaña inferior denominada Vista Previa
ArcCatalog_ Pestaña Vista previa

ArcCatalog_ Metadatos
• Los metadatos son la información descriptiva de los datos.
• En la actualidad, existen varias iniciativa en materia de metadatos, entre ellas las
más conocidas son la Dublin Core Iniciative (ISO 15836 y la ISO 19115:2003
Geographic Information-Metadata . Ambas presentan una serie de
inconvenientes: la ISO 19115 es demasiado extensa, compleja y general, y la
Dublin Core es pobre en cuanto a contenidos para la creación de datos
geográficos.
• Debido a ello, se crea el perfil de metadatos de España, denominado como
Núcleo Español de Metadatos (NEM) . Es una recomendación de metadatos
aprobada por el Consejo Superior Geográfico.
• ArcGIS nos permite optar entre 5 tipos de normas o perfiles de metadatos
Perso alizar > Op io es de ArcCatalog… > pestaña Metadatos : FGDC
CSDGM Metadata, INSPIRE Metadata Directive, ISO19139 Metadata
Implementation Specification, Item Description y North American Profile of ISO
19115 2003.
• De todas formas, si nuestra elección es utilizar ArcGIS para crear los metadatos,
podremos utilizar su editor existencia en la pestaña Des rip ió .

1. Nombre a la capa.
2. Tipo de entidad: punto, polilínea,
polígono, multipunto o multiparche.
3. Elegir un sistema de coordenadas
(tendremos 3 opciones: seleccionar
uno, importar el existente en otra capa
o crear uno nuevo) . Elegimos ETRS
1989 UTM Zone 30N desde la siguiente
ubicación: Projected Coordinate
Systems > UTM > Europe .
4. Si marcamos esta opción podremos ver
los detalles del sistema de
coordenadas.
5. La últimas dos opciones permiten que
la capa pueda contener valores M y Z.
ArcCatalog_creación shapefile

1. Botón derecho del ratón sobre la
capa a modificar y marcar
Propiedades para acceder a la
ventana de propiedades del mismo
y dirigirnos a la pestaña Campos .
2. Introducir nombre del campo.
3. Elegir el tipo de datos del campo:
E tero orto , E tero largo ,
Flota te , Do le , Texto y Fe ha .
4. Establecer propiedades del campo
como son la longitud (longitud del
campo tipo texto) , la precisión
(longitud del campo) o la escala
(posiciones decimales).
ArcCatalog_creación shapefile

• El procedimiento de creación es similar al de un
archivo de Access (no deja de ser un archivo
.mdb): primero creamos la base de datos y
luego los elementos internos.
• Una vez creada la base de datos, botón
derecho sobre la misma, Nuevo y podemos
crear :
1. Dataset de entidades : grupo de capas que
están definidas en el mismo sistemas de
coordenadas y suelen tener la misma
temática.
2. Clase de entidad : lo que correspondería a
una capa individual.
3. Tabla : elemento con información
alfanumérica.
ArcCatalog_creación geodatabase

• Para añadir nuevas capacidades al ArcGIS Desktop contamos con las extensiones que
nos van a permitir utilizar herramientas avanzadas de análisis, producción de datos,
soluciones específicas (defensa, aviación, marina, etc.), siendo las más importantes:
1. 3D Analyst, permite la visualización tridimensional, análisis, herramientas de
administración de terreno y geoprocesamiento, mediante las aplicaciones ArcGlobe y
ArcScene.
2. Spatial Analyst, crea, consulta, representa y analiza datos raster basados en celdas.
También permite realizar un análisis raster-vector integrado y agrega más de 170
herramientas al marco de geoprocesamiento de ArcGIS.
3. Geostatistical Analyst, formado por una serie de herramientas de estadísticas
avanzadas para la generación de superficies y para el análisis y la representación
cartográfica de datasets continuos. El análisis exploratorio de datos espaciales ofrece
perspectivas sobre la distribución de los datos, valores atípicos globales y locales,
tendencias globales, nivel de autocorrelación espacial y variación entre varios datasets.
4. Network Analyst, permite la generación avanzada de rutas y análisis de red.
ArcGIS - Extensiones

• Para abrir un documento de mapa de mapa existente hacemos doble click
sobre el archivo previamente generado.
• Si alguno de los ficheros que forman parte del mapa ha cambiado la
ubicación que tenía en el momento de guardar el mismo, ArcMap no
podrá abrirlo y lo indicará mediante un símbolo rojo de exclamación a la
izquierda de su nombre en la tabla de contenidos del mapa
ArcMAP – Abrir Mapa existente

• Cuando aparezca el símbolo rojo de exclamación a la izquierda del nombre en la tabla
de contenidos del mapa, el usuario debe redirigir la ruta de acceso al fichero origen de
los datos indicando la nueva ubicación. Para ello, se deberá pulsar con el botón
derecho del ratón sobre la capa y señalar Propiedades (1) y a través de la pestaña
Fuente , (2) pulsar el botón Establecer la Fuente de Datos… (3) e indicar la nueva
posición del fichero (4).
ArcMAP – Redirigir ruta

Barra de título Barra de
menús
Barras de
herramientas
Herramientas
de navegación
Ventana del
mapa
Tabla de
Contenidos
Vistas Coordenadas
del puntero
ArcMAP – Principales elementos ventana Mapa

• Barra de navegación: permite movernos por el mapa así como seleccionar y
deseleccionar elementos, identificar los atributos de los mismos, realizar mediciones
y búsquedas de los elementos ir a una coordenada X,Y determinada, etc.
• Tabla de Contenidos: muestra las capas presentes en el documento permitiendo su
organización en función de los objetivos perseguidos en el análisis. Si no lo
visualizamos lo haremos visible mediante Ventanas / Tabla de Contenidos .
• Lista por orden de dibujo.
• Lista por fuente (necesario para poder ver las tablas)
• Lista por visibilidad.
• Lista por selección.
• Opciones.
ArcMAP – Principales elementos ventana Mapa

1. Eliminar capas de un mapa. Señalaremos aquellas capas de información a eliminar
(para seleccionar más de una mantener pulsado el botón Ctrl y pulsando con el botón
derecho del ratón, elegiremos la opción Eli i ar .
2. Modificar el nombre de una capa. Colocándonos encima del nombre, seleccionamos la
capa que queremos cambiar de nombre, ésta se resalta de azul, si a continuación
volvemos a pinchar sobre el nombre seleccionado, el cursor se situará a la derecha del
nombre, permitiéndonos entrar el nombre que queramos
3. Generar agrupaciones de capas. Una de las maneras que el programa facilita para
trabajar con múltiples capas, es generar con ellas agrupaciones. Para ello seleccionar la
capas que formarán parte del mismo grupo, botón derecho del ratón sobre una de ella y
elegir Agrupar .
4. Copiar y pegar capas. Podremos copiar y pegar capas desde un marco de datos a otro
(incluso dentro del mismo) en lugar de tener que utilizar el botón de añadir datos.
ArcMAP – Capas

• Las capas, en la tabla de contenidos, pueden organizarse en Marcos de
Datos geográficos.
• Cuando se abre un mapa vacío, ArcMap siempre muestra un Mar o de Datos
visible en la tabla de contenidos, al que denomina Capas . Por supuesto, este
nombre puede modificarse desde su ventana de propiedades.
• En la mayoría de ocasiones se trabaja con un único marco de datos, donde se
van añadiendo y organizando las capas, pero en ocasiones, resulta útil
organizar las capas utilizando esta opción; por ejemplo si se quieren hacer
comparaciones o se desean incluir varios mapas en una composición final.
• Para crear un nuevo marco de datos ejecutaremos Insertar / Marco de
Datos .
• Para ver las opciones existentes sobre un marco de datos pulsaremos con el
botón derecho del ratón sobre el elegido, donde nos dará la posibilidad de
añadir datos, crear un grupo de capas, copiar, pegar, eliminar, activar o ver las
propiedades del mismo, entre otras.
ArcMAP – Marco de datos

• Pulsando botón derecho sobre un marco de datos
tendremos una serie de opciones, entre las que
cabe destacar:
 Añadir datos.
 Crear un Nuevo Grupo de Capas.
 Desactivar o Seleccionar Todas las Capas.
 Expandir o Derribar todas las capas.
 Opciones de Etiquetado.
 Activar (muy importante pues sólo podremos
visualizar, añadir datos, realizar zoom, etc., sobre
el marco de datos activo).
 Propiedades del marco de datos.

• La ventana Mar o de Datos Propiedades
tiene una serie de pestañas desde donde
podremos realizar una serie de acciones:
 Pestaña General . Nos permite cambiar el
nombre, darle una descripción, establecer
las unidades de medida y una escala de
referencia, rotar la vista de datos, etc.
 Pestaña Marco de Datos , desde donde
podremos fijar la extensión del conjunto de
datos.
 Pestaña Sistema de Coordenadas . Permite
conocer el sistema de coordenadas del
marco de datos, modificar el existente o
seleccionar uno en caso de no tenerlo.
 Pestaña Cuadrículas . Podremos configurar
una rejilla relacionada con el sistema de
coordenadas.

• Para guardar un documento de mapa tenemos varias opciones:
1. Desde el botón Guardar desde la barra de herramientas Estándar . Nos
pedirá que lo guardemos en una ruta y le demos nombre (en caso de no ser
un documento nuevo, de guardarán los cambios).
2. Desde Archivo > Guardar Como… .
3. Al cerrar ArcMap, si no hemos guardado los cambios, nos pedirá si
queremos guardarlos, siendo posible elegir una ubicación y nombre.
• Hay que tener en cuenta varias cuestiones:
1. Cuando guardamos un documento de mapa (.mxd) estamos creando un
archivo que guarda la ruta de los archivos de datos, la estructura de capas,
simbología, encuadre de la vista de datos, etc.). Si algún archivo es
eliminado o cambiado de ubicación ArcMap solicitará que se indique la
nueva localización cuando volvamos a abrir este archivo.
2. Si guardamos un documento de mapa en la versión 10 no podremos abrirlo
con ArcMap 9.X. Un archivo guardado en 9.X si podrá ser abierto desde
ArcMap 10.
ArcMAP – Guardar archivo

• Para guardar un documento de mapa en una versión anterior de
ArcGIS debemos dirigirnos a Archivo / Guardar una copia. Le damos
un nombre y pinchamos sobre Tipo, teniendo las siguiente opciones:
Do u e to de ArcMap (versión 10), Do u e to de ArcMap versión
8.3 , Do u e to de ArcMap versión 9.0/9.1 , Do u e to de ArcMap
versión 9.2 , Do u e to de ArcMap versión 9.3 ,
ArcMAP – Guardar archivo versiones anteriores

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