I Unidad:  Introducción a los Sistemas de Información Geográfica FERNANDO MENDOZA JARA M.Sc SIG y Sensores Remotos I Semestre 2009
Nombre:  Ing. M.Sc. Fernando Mendoza Jara Oficina:  Edificio Andres Mejia - Nuevo FARENA, UNA Norte Telefono:  233 1501 Ext. 240 Hora de Oficina:  Lunes 3:00-4:00;  Y por Citas Correo electronico:  [email_address]  ,  [email_address]   Web:  www.una.edu.ni/~fermenja/SIG_09   Detalles Personales
 
Contenido Primera Ley de la Geografía Porque un SIG es importante Que es un SIG? Capacidad de los SIG Componentes de un SIG Modelo de Datos de un SIG (Raster – Vector) Futuro SIG
Todo esta relacionado con todo lo demás,  pero las cosas cercanas están mas relacionadas que las cosas distantes. Tobler (1970) Primera Ley de la Geografía
Casi todo lo que ocurre, ocurre en algún lugar.  Nosotros los humanos estamos confinados en nuestras actividades sobre la superficie terrestre y cerca de la superficie terrestre. Saber donde las cosas pasan es una importancia critica si nosotros queremos ir por nosotros mismos o enviar a alguien a ese lugar. Además, la mayoría (quizás todas) las decisiones tienen consecuencias geográficas. SIGs son una clase especial de información que mantienen monitoreo no solo de eventos, actividades y cosas, sino también de  DONDE  esos eventos, actividades y cosas ocurren o existen. Con una simple colección de herramientas, SIG es capaz de crear el puente para unir la distancia que ocurre entre la curiosidad de la ciencia y resolver problemas prácticos ¿Porque un SIG es Importante?
¿Que es un SIG?
SIG  - Qué es el SIG? Actualmente no es una respuesta fácil Información Geográfica / Geoespacial (IG) Información acerca lugares sobre la Superficie de la Tierra Conocimiento acerca “Qué es Donde y Cuando” (Sin olvidar el tiempo!) Tecnologías de Información Geográfica y Geoespacial Tecnologías para crear y procesar esta información Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) Sensores Remotos (SR) Sistemas de Información Geográfica GIS— Qué significa la S? System (Sy): La Tecnología Science (Sc): Los Conceptos y la Teoría Studies (St): El contexto social – Estudios e Investigaciones
Tecnologías  de la Información Geográfica Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) Un sistemas de satélites que orbita la Tierra y el cual puede proveer posiciones precisas (100 metros hasta sub-cm.) de la superficie terrestre (en coordenadas de lat/long o su equivalente) Sensores Remotos (SR) Uso de satélites o plataformas aéreas para capturar información de la superficie terrestre Orthofotomapas como un producto (Fotografías digitales como mapas precisas) Sistemas de información Geográfica (Sy) Capacidades de introducir, almacenar, manipular, analizar y modelar datos geográficos GPS y SR son fuentes de entrada de datos para un SyIG. Un SyIG   ayuda para el  Almacenamiento y Manipulación de los datos GPS y SR.
Systems, Science y Studies IG Que se puede hacer? Systems (Sy) Tecnología para la Adquisición y Manejo de Datos Espaciales Este Curso estará enfocado en esta parte de los SIG Science (Sc) Comprendiendo el aspecto conceptual de la representación de los datos y el proceso en el espacio - tiempo La Ciencia (Teoría y conceptos) detrás de la tecnología Introduce la ciencia para la aplicación de los sistemas correctamente y así entender sus capacidades y limitaciones Studies (Sc) Entendiendo los aspectos sociales, legales, éticos asociado con las aplicaciones del Sy and Sc Discute las implicaciones sociales y las aplicaciones en el entorno Lo mas importante es la combinación de un  entrenamiento técnico  con una  educación general  y un énfasis en aplicaciones  multidisciplinarias  (interdisciplinarias)
Definiendo Sistemas de información Geográfica (SIG) Un  terreno común  entre el procesamiento de información y muchos campos usando técnicas de análisis espacial (Tomlinson, 1972). Un  Conjunto de Herramientas  poderosas para colectar, almacenar, recuperar, transformar y desplegar datos espaciales del mundo real (Burroughs, 1986) Un  Sistema de Manejo de Bases de Datos  computarizados para capturar, almacenar, recuperar, analizar y desplegar datos espaciales (definido localmente) (NCGIA, 1987) Un  Sistema de Ayuda a la Toma de Decisiones  envolviendo la integración de datos referenciados espacialmente en la solución a un problema del medio ambiente (Cowen, 1988)
Conjunto de metodologías,  herramientas y personas, que actúan lógica, coordinada y sistemáticamente para almacenar, desplegar, consultar, analizar y  modelar datos geo - espaciales , de tal manera que sirva como información base para la toma de decisiones. Qué es un SIg?
Integración de los Datos Espaciales y Descriptivos S I g Datos Espaciales g Datos Descriptivos S I “ Encuentre todos los Suelos Mollisoles que estén dentro de un radio de 10 Km del Río La Trinidad” Nombre  Dirección  Ciudad  Calle  Ca
siG SIG s I g 1975-1985 1985-1995 1995-2009 Estado Actual de los SIG
Capacidad de los SIG
1.  LOCALIZACION :   QUE HAY EN? 2.  CONDICION :   DONDE HAY? 3.  EVOLUCION :   QUE HA CAMBIADO DESDE?   4.  PATRONES :   QUE PATRON EXISTE?   5.  MODELAMIENTO :   QUE PASA SI?   Capacidad de los SIG
¿Quien es el propietario del predio localizado en la Calle central de Altamira # 48 y cual es su uso? Nombre: Juan Martínez Uso: Residencial Capacidad de los SIG  1 Consulta
¿Dónde se localizan los equipamientos? ¿Cuales son escuelas? Capacidad de los SIG  2 Condiciones
Capacidad de los SIG  3 Cambios
¿Cuál es el patrón que existe en congestión vehicular? ¿Dónde y a qué hora se presenta? Capacidad de los SIG  4 Patrones
Capacidad de los SIG  5 Modelamiento
Componentes de los SIG
Componentes de un SIG
Conocimiento Basico de los SIG Planificación Geologia Forestal Agricultura de precision Selección de Sitios Ordenamiento Territorial Cambio Climaticos Graficos Visualización Bases de Datos Sistemas de Adm. Seguridad Cartografia Geodesia Fotogrametria Estadistica Espacial Convergencia de los campos tecnologicos y las Disciplinas tradicionales Geografia Ciencias Computacionales Areas de  Aplicación SIG
Arquitectura y Componentes de un SIG Entrada de datos Consulta de  Datos Salida: Despliegue y  Reportes Transformación y  Análisis Base de Datos  Geográfica
MODELO COMPUTARIZADO Base de datos + 2 + 3 + 1 1 1 2 3 4 5
DATOS GEOGRÁFICOS
DATO Un  dato es un hecho verificable  sobre la realidad; un dato informa sobre  propiedades de tres tipos Espaciales:  ¿dónde está?  ¿cuánto mide?  Atributivas o Descriptivas:  tipo de litología, nombre del propietario,... Topológicas :  relaciones geométricas entre los objetos Un hecho no verificable no es un dato sino una creencia y no forma parte del proceso científico
Entidad Geográfica Características: Ubicación Absoluta en el espacio Ubicación relativa en el espacio Posee como mínimo una característica que lo describe o define denominada atributo. Puede ser representada a partir de una primitiva Geométrica:  Vector: punto, línea, polígono Raster: pixel
Recursos Humanos
RECURSOS  HUMANOS CONCEPTUALIZAR  Y MANEJAR LAS FACILIDADES DEL SISTEMA USUARIOS  INTERNOS  USUARIOS EXTERNOS GRUPO MULTIDISCIPLINARIO CONOCEDORES DE EQUIPOS Y PROGRAMAS CON FINES DE  PRODUCCIÓN NO ES SINÓNIMO DE EXPERTOS EN PROGRAMAS PROFESIONALES  O  ENTIDADES EXTERNAS AL S.I.G. DESARROLLO DE PROYECTOS  ESPECÍFICOS
LA CAPACITACIÓN EN: - GEOGRAFÍA  - BASES DE DATOS - GEODESIA    - ANÁLISIS DE SISTEMAS - TOPOGRAFÍA    - ANÁLISIS FUNCIONAL  - FOTOGRAMETRÍA    - PROGRAMACIÓN TELEDETECCIÓN    - GPS   CARTOGRAFÍA  - ...... EQUIPOS INTERDISCIPLINARIOS Tanto los usuarios internos como externos son quizás el componente más importante del sistema, sin ellos es imposible que el SIg tenga éxito. RECURSOS  HUMANOS
Programas computacionales  - SIG
Softwares SIG:  Principales Compañias ESRI, Inc., Redlands, CA Lider comercial con 1/3 del mercado total Son los creadores de ArcInfo en 1981 Fuerte en organizaciones gubernamentales, educación, negocios, etc MapInfo, Troy N.Y. Fuerte compañia en los 1990s, No esta bien establecida. Fuerte presencia en negocios, especialmente en la selección de sitios & mercadeo y telecomunicaciones Intergraph (Huntsville, AL) CAD hardware/software GeoMedia  fue el primero Programa SIG Buen disenador, trabajos publicos Bentley Systems (Exton, PA) MicroStation GeoGraphics,  originalmente desarrollado con Intergraph, ahora tienen su propio programa.   Bueno en Ingeniria; se publican a si mismo como “geoengineering” Autodesk  (San Rafael, CA) Iniciaron como CAD para PC, pero ahora son los dominantes en proveedores CAD El primer Programa SIG fue  AutoCAD  Map  introducido en 1996 Las dos principales Compañias SIG
Raster GIS ERDAS/Imagine   Lider establecido hace mucho tiempo Comprado por Leica Geosystems en 2001 ER MAPPER   Nuevo agresivo proveedor originario de Australia Envi,   No lleva mucho tiempo, su especialidad es en RADAR Comprado por Kodak en 2000 PCI --Geomatica  Con mucho tiempo en SIG - Canadiense GRASS  (Rutgers Univ.) Uno con mas tiempo en Raster, originalmente desarrollado por US Army Engineering Research Lab(CERL) en Champaign, IL;  IDRISI  (Clark Univ) Pioneros en este mercado, un paquete desarrollado por una universidad Softwares SIG:  Otras Compañias
SOFTWARES   DE ANALISIS SIG
S.I.G. comerciales http://www.mapinfo.com/ http://www.esri.com/ $1295 - $3000 http://www.ingr.com/mge/ $1500 - $4000 $7000
EXTENSIONES
Servicios   ArcSDE Acceso y almacenamiento  de Database Databases Multiusuarios Geodatabases (en Oracle, SQL Server, IBM DBII, etc) Servicios ArcIMS Despliegue de Mapas &  Consultas ArcPad ArcEngine/ ArcObjects Desarrollo de Aplicaciones & Personalización ArcMap ArcCatalog ArcToolbox Portatil/Wireless $ Servicios ArcServer Completo Análisis SIG Archivos (Personal Geodatabase, Shapefiles, Coverages, Grids, tins, etc) ArcInfo ArcEditor ArcView ArcExplorer Browser Internet
CUANDO SE HA APRENDIDO EN PROFUNDIDAD A UTILIZAR UN PROGRAMA, ESTE HABRA QUEDADO OBSOLET0? TIEMPO DE VIDA PROMEDIO < 2 AÑOS Ley del Software
Hardwares  - SIG
COMPONENTE  FÍSICO - EQUIPOS EQUIPO: CPU   (  PROCESADOR, MEMORIA DE ACCESO Y SISTEMA DE COMUNICACIÓN) PERIFÉRICOS: ENTRADA ALMACENAMIENTO SALIDA
CUANDO SE HA DECIDIDO ADQUIRIR UN EQUIPO DETERMINADO, QUEDARA OBSOLETO EN EL MOMENTO DE CONECTARSE A LA RED? O AL CAMBIO DE VERSIONES DE SOFTWARE? Ley del Hardware
Modelo de Datos SIG De 2D a 1D archivos de Computadoras
Modelo de Datos: Proposito Permite a las Características Geográficas la localización en el Mundo Real para ser digitalmente representadas y almacenada en una Base de Datos. Por consiguiente, estas pueden ser abstractamente representadas en forma de mapa (Análogo) y pueden ser trabajada y manipuladas para resolver problemas.
Representando las características Geográficas Como podemos describir las características Geográficas? Reconociendo dos tipos de datos: Datos Espaciales  el cual describen ubicación  (Donde) Atributos  el cual especifican las características de la ubicación  Como podemos representar todo esto digitalmente en SIG? Agrupando en capas las características similares y usando: Modelo de dato  VECTOR  ( coverage  en ARC/INFO,  shapefile  en ArcView, geodatabases en ArcGIS) Modelo de dato  RASTER  ( GRID o Image  en ARC/INFO & ArcView) Seleccionando apropiadas propiedades de los datos para cada capa con respecto a: Proyecciones, Escala, Precisión y Resolución Como podemos incorporar dentro de un sistemas computarizado? Usando un Sistemas de Manejo de Bases de Datos relacionales (DBMS)
Tablas de atributos de un tema en ArcView Los temas basados en fuentes de datos espaciales, como coberturas ArcInfo y archivos Shape de Arcview y temas basados en fuentes de datos tabulares que contienen localizaciones geográficas, tienen sus tablas asociadas.  Cada elemento tiene un único registro en la tabla de atributos , que describe las características de dicho elemento.
Representando Datos - Raster y Vector Modelo Raster Área es cubierta por un grid con (usualmente) igual tamaño de celdas cuadradas Atributos  son grabados asignándoles un solo valor a cada celda basado en las características de las celdas, como tipo de Uso del Suelo  El dato de imagen es un caso especia de los datos raster en el cual los “Atributos” es el valor reflectado del espectro geomagnético. Las celdas en una imagen son referidas (conocidas) como  píxel  (elementos de fotos) Modelo Vector El concepto fundamental de Vector en SIG es que todos las características Geográficas en el mundo real pueden ser representadas por: Puntos  ( nodes) : árboles, postes, pozos, comunidades, tocones, casas Líneas ( arcs) :  ríos, caminos, fracturamientos, etc Áreas ( polygons) :  parcelas, uso de suelo, tipo de suelo, geología, fincas, ciudades. La representación depende de la forma y escala del mapa
Modelos de Datos SIG:   Raster vs. Vector
Modelo de Dato Raster  Las localizaciones son referidas como un grid de celdas en un arreglo rectangular (matriz) Los atributos son representados como un simple valor para cada celda Muchos datos vienen en este formato:  Imágenes de los Sensores Remotos (LANDSAT, SPOT) Mapas escaneados Modelos Digitales de Elevación Mejor para fenómenos continuos: Elevación  Temperatura Tipo de Suelo Modelo de Dato Vector Las localizaciones son referidas por coordenadas x, y el cual pueden ser ligadas a formas de líneas y polígonos Los atributos son referidos a través de un Identificador único de una tabla.  Mejor para fenómenos con limites discretos (Bien definidos) Limites de propiedades Limites políticos Transporte “ Raster es rápido pero Vector es mas exacto”  Joseph Berry Modelos de Datos SIG:   Raster vs. Vector
a b c 4 3 5 Distancia Euclidiana = 5 vector raster ~ 4 Área = 6 = 7 Modelos de Datos SIG:   Raster vs. Vector
TIN: Red de Triángulos Irregulares TIN - Triangulated irregular network:  Una estructura de dato basado en formato vector para almacenar información del terreno en un Modelo Digital del Terreno. En un modelo de dato  TIN , cada punto tiene una coordenada x,y y una altura o valor z. Este contiene cuatro tipo de elementos:  nodes, edges, triangles, and hulls.
Formatos de archivos para Vectores Modelos genéricos mencionados anteriormente son implementados por programas computacionales comerciales en un especifico formato de archivo Coverage (Cobertura):   Formato Vector introducido con  ArcInfo en 1981  Múltiple archivos físicos (12 o mas) en una carpeta Patente: especificaciones no publicadas y se necesita ArcInfo para modificaciones de archivos Shape ‘file’:   Formato vector introducido con  ArcView en 1993 Esta compuesto de varios (al menos 3) archivos físicos en el Disco (con extensión de *.shp, *.shx, *.dbf), todos estos archivos deben de estar presentes  Especificaciones publicadas (Open file) el cual otros programas pueden crear  shapefiles Geodatabase (Geo base de datos):  Nuevo formato introducido con ArcGIS 8.0 en 2000 Múltiples capas salvadas en un solo archivo .mdb (MS Access) – Personal Geodatabase Múltiples capas salvadas en un solo archivo .gdb (File Geodatabase – 1 TB) Patente: “próxima generación” de formatos de datos espaciales
Un archivo  SHAPE  es el formato propio de ArcView para almacenar información de geografía y atributos para un conjunto de elementos geográficos. La geometría para un elemento es almacenada como una  forma  que comprende un conjunto de coordenadas de vectores (punto, línea, polígono)  Los tres archivos que ArcView crea para cada archivo shape son: *.shp  almacena la geometría del elemento (información sobre la forma y la localización).  *.shx  almacena el índice de la geometría del elemento.  *.dbf  un archivo dBase que almacena la información de atributos de elementos. Archivos “Shapefiles” - ArcView “ Shapefile” es el formato mas simple y mas comúnmente usado y va ser generalmente usado en los ejercicios de este curso
Futuro de los SIG
Uso del SIG: no cambia Tres principales razones: Manejo de Datos Análisis de Datos Comunicación de la información Pero Relativa Importancia en los cambios Habran cambios en la Implementación de la Tecnología
Énfasis del Cambio  de Datos a Análisis 75% Conversión de Datos  10-15%  Manejo de Atributos Análisis  5%  Espacial Pasado Presente/Futuro Conversión de Datos  Manejo de Atributos Análisis Espacial
Pasado Una dibujo habla mas que cien palabras: Mapas & diagramas de como es o como fue Web: Servidores de conjunto de Datos estáticos Futuro Simulación visual & realidad virtual: Despliegue en Tiempo Real de cómo es y como puede ser: - Incendios forestales - Inundaciones Web: Servidor de datos continuos generados de los Sensores Énfasis del Cambio  de Descripción a Modelamiento

UNIDAD I: Introduccion a los SIG

  • 1.
    I Unidad: Introducción a los Sistemas de Información Geográfica FERNANDO MENDOZA JARA M.Sc SIG y Sensores Remotos I Semestre 2009
  • 2.
    Nombre: Ing.M.Sc. Fernando Mendoza Jara Oficina: Edificio Andres Mejia - Nuevo FARENA, UNA Norte Telefono: 233 1501 Ext. 240 Hora de Oficina: Lunes 3:00-4:00; Y por Citas Correo electronico: [email_address] , [email_address] Web: www.una.edu.ni/~fermenja/SIG_09 Detalles Personales
  • 3.
  • 4.
    Contenido Primera Leyde la Geografía Porque un SIG es importante Que es un SIG? Capacidad de los SIG Componentes de un SIG Modelo de Datos de un SIG (Raster – Vector) Futuro SIG
  • 5.
    Todo esta relacionadocon todo lo demás, pero las cosas cercanas están mas relacionadas que las cosas distantes. Tobler (1970) Primera Ley de la Geografía
  • 6.
    Casi todo loque ocurre, ocurre en algún lugar. Nosotros los humanos estamos confinados en nuestras actividades sobre la superficie terrestre y cerca de la superficie terrestre. Saber donde las cosas pasan es una importancia critica si nosotros queremos ir por nosotros mismos o enviar a alguien a ese lugar. Además, la mayoría (quizás todas) las decisiones tienen consecuencias geográficas. SIGs son una clase especial de información que mantienen monitoreo no solo de eventos, actividades y cosas, sino también de DONDE esos eventos, actividades y cosas ocurren o existen. Con una simple colección de herramientas, SIG es capaz de crear el puente para unir la distancia que ocurre entre la curiosidad de la ciencia y resolver problemas prácticos ¿Porque un SIG es Importante?
  • 7.
  • 8.
    SIG -Qué es el SIG? Actualmente no es una respuesta fácil Información Geográfica / Geoespacial (IG) Información acerca lugares sobre la Superficie de la Tierra Conocimiento acerca “Qué es Donde y Cuando” (Sin olvidar el tiempo!) Tecnologías de Información Geográfica y Geoespacial Tecnologías para crear y procesar esta información Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) Sensores Remotos (SR) Sistemas de Información Geográfica GIS— Qué significa la S? System (Sy): La Tecnología Science (Sc): Los Conceptos y la Teoría Studies (St): El contexto social – Estudios e Investigaciones
  • 9.
    Tecnologías dela Información Geográfica Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) Un sistemas de satélites que orbita la Tierra y el cual puede proveer posiciones precisas (100 metros hasta sub-cm.) de la superficie terrestre (en coordenadas de lat/long o su equivalente) Sensores Remotos (SR) Uso de satélites o plataformas aéreas para capturar información de la superficie terrestre Orthofotomapas como un producto (Fotografías digitales como mapas precisas) Sistemas de información Geográfica (Sy) Capacidades de introducir, almacenar, manipular, analizar y modelar datos geográficos GPS y SR son fuentes de entrada de datos para un SyIG. Un SyIG ayuda para el Almacenamiento y Manipulación de los datos GPS y SR.
  • 10.
    Systems, Science yStudies IG Que se puede hacer? Systems (Sy) Tecnología para la Adquisición y Manejo de Datos Espaciales Este Curso estará enfocado en esta parte de los SIG Science (Sc) Comprendiendo el aspecto conceptual de la representación de los datos y el proceso en el espacio - tiempo La Ciencia (Teoría y conceptos) detrás de la tecnología Introduce la ciencia para la aplicación de los sistemas correctamente y así entender sus capacidades y limitaciones Studies (Sc) Entendiendo los aspectos sociales, legales, éticos asociado con las aplicaciones del Sy and Sc Discute las implicaciones sociales y las aplicaciones en el entorno Lo mas importante es la combinación de un entrenamiento técnico con una educación general y un énfasis en aplicaciones multidisciplinarias (interdisciplinarias)
  • 11.
    Definiendo Sistemas deinformación Geográfica (SIG) Un terreno común entre el procesamiento de información y muchos campos usando técnicas de análisis espacial (Tomlinson, 1972). Un Conjunto de Herramientas poderosas para colectar, almacenar, recuperar, transformar y desplegar datos espaciales del mundo real (Burroughs, 1986) Un Sistema de Manejo de Bases de Datos computarizados para capturar, almacenar, recuperar, analizar y desplegar datos espaciales (definido localmente) (NCGIA, 1987) Un Sistema de Ayuda a la Toma de Decisiones envolviendo la integración de datos referenciados espacialmente en la solución a un problema del medio ambiente (Cowen, 1988)
  • 12.
    Conjunto de metodologías, herramientas y personas, que actúan lógica, coordinada y sistemáticamente para almacenar, desplegar, consultar, analizar y modelar datos geo - espaciales , de tal manera que sirva como información base para la toma de decisiones. Qué es un SIg?
  • 13.
    Integración de losDatos Espaciales y Descriptivos S I g Datos Espaciales g Datos Descriptivos S I “ Encuentre todos los Suelos Mollisoles que estén dentro de un radio de 10 Km del Río La Trinidad” Nombre Dirección Ciudad Calle Ca
  • 14.
    siG SIG sI g 1975-1985 1985-1995 1995-2009 Estado Actual de los SIG
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  • 16.
    1. LOCALIZACION: QUE HAY EN? 2. CONDICION : DONDE HAY? 3. EVOLUCION : QUE HA CAMBIADO DESDE? 4. PATRONES : QUE PATRON EXISTE? 5. MODELAMIENTO : QUE PASA SI? Capacidad de los SIG
  • 17.
    ¿Quien es elpropietario del predio localizado en la Calle central de Altamira # 48 y cual es su uso? Nombre: Juan Martínez Uso: Residencial Capacidad de los SIG 1 Consulta
  • 18.
    ¿Dónde se localizanlos equipamientos? ¿Cuales son escuelas? Capacidad de los SIG 2 Condiciones
  • 19.
    Capacidad de losSIG 3 Cambios
  • 20.
    ¿Cuál es elpatrón que existe en congestión vehicular? ¿Dónde y a qué hora se presenta? Capacidad de los SIG 4 Patrones
  • 21.
    Capacidad de losSIG 5 Modelamiento
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  • 23.
  • 24.
    Conocimiento Basico delos SIG Planificación Geologia Forestal Agricultura de precision Selección de Sitios Ordenamiento Territorial Cambio Climaticos Graficos Visualización Bases de Datos Sistemas de Adm. Seguridad Cartografia Geodesia Fotogrametria Estadistica Espacial Convergencia de los campos tecnologicos y las Disciplinas tradicionales Geografia Ciencias Computacionales Areas de Aplicación SIG
  • 25.
    Arquitectura y Componentesde un SIG Entrada de datos Consulta de Datos Salida: Despliegue y Reportes Transformación y Análisis Base de Datos Geográfica
  • 26.
    MODELO COMPUTARIZADO Basede datos + 2 + 3 + 1 1 1 2 3 4 5
  • 27.
  • 28.
    DATO Un dato es un hecho verificable sobre la realidad; un dato informa sobre propiedades de tres tipos Espaciales: ¿dónde está? ¿cuánto mide? Atributivas o Descriptivas: tipo de litología, nombre del propietario,... Topológicas : relaciones geométricas entre los objetos Un hecho no verificable no es un dato sino una creencia y no forma parte del proceso científico
  • 29.
    Entidad Geográfica Características:Ubicación Absoluta en el espacio Ubicación relativa en el espacio Posee como mínimo una característica que lo describe o define denominada atributo. Puede ser representada a partir de una primitiva Geométrica: Vector: punto, línea, polígono Raster: pixel
  • 30.
  • 31.
    RECURSOS HUMANOSCONCEPTUALIZAR Y MANEJAR LAS FACILIDADES DEL SISTEMA USUARIOS INTERNOS USUARIOS EXTERNOS GRUPO MULTIDISCIPLINARIO CONOCEDORES DE EQUIPOS Y PROGRAMAS CON FINES DE PRODUCCIÓN NO ES SINÓNIMO DE EXPERTOS EN PROGRAMAS PROFESIONALES O ENTIDADES EXTERNAS AL S.I.G. DESARROLLO DE PROYECTOS ESPECÍFICOS
  • 32.
    LA CAPACITACIÓN EN:- GEOGRAFÍA - BASES DE DATOS - GEODESIA - ANÁLISIS DE SISTEMAS - TOPOGRAFÍA - ANÁLISIS FUNCIONAL - FOTOGRAMETRÍA - PROGRAMACIÓN TELEDETECCIÓN - GPS CARTOGRAFÍA - ...... EQUIPOS INTERDISCIPLINARIOS Tanto los usuarios internos como externos son quizás el componente más importante del sistema, sin ellos es imposible que el SIg tenga éxito. RECURSOS HUMANOS
  • 33.
  • 34.
    Softwares SIG: Principales Compañias ESRI, Inc., Redlands, CA Lider comercial con 1/3 del mercado total Son los creadores de ArcInfo en 1981 Fuerte en organizaciones gubernamentales, educación, negocios, etc MapInfo, Troy N.Y. Fuerte compañia en los 1990s, No esta bien establecida. Fuerte presencia en negocios, especialmente en la selección de sitios & mercadeo y telecomunicaciones Intergraph (Huntsville, AL) CAD hardware/software GeoMedia fue el primero Programa SIG Buen disenador, trabajos publicos Bentley Systems (Exton, PA) MicroStation GeoGraphics, originalmente desarrollado con Intergraph, ahora tienen su propio programa. Bueno en Ingeniria; se publican a si mismo como “geoengineering” Autodesk (San Rafael, CA) Iniciaron como CAD para PC, pero ahora son los dominantes en proveedores CAD El primer Programa SIG fue AutoCAD Map introducido en 1996 Las dos principales Compañias SIG
  • 35.
    Raster GIS ERDAS/Imagine Lider establecido hace mucho tiempo Comprado por Leica Geosystems en 2001 ER MAPPER Nuevo agresivo proveedor originario de Australia Envi, No lleva mucho tiempo, su especialidad es en RADAR Comprado por Kodak en 2000 PCI --Geomatica Con mucho tiempo en SIG - Canadiense GRASS (Rutgers Univ.) Uno con mas tiempo en Raster, originalmente desarrollado por US Army Engineering Research Lab(CERL) en Champaign, IL; IDRISI (Clark Univ) Pioneros en este mercado, un paquete desarrollado por una universidad Softwares SIG: Otras Compañias
  • 36.
    SOFTWARES DE ANALISIS SIG
  • 37.
    S.I.G. comerciales http://www.mapinfo.com/http://www.esri.com/ $1295 - $3000 http://www.ingr.com/mge/ $1500 - $4000 $7000
  • 38.
  • 39.
    Servicios ArcSDE Acceso y almacenamiento de Database Databases Multiusuarios Geodatabases (en Oracle, SQL Server, IBM DBII, etc) Servicios ArcIMS Despliegue de Mapas & Consultas ArcPad ArcEngine/ ArcObjects Desarrollo de Aplicaciones & Personalización ArcMap ArcCatalog ArcToolbox Portatil/Wireless $ Servicios ArcServer Completo Análisis SIG Archivos (Personal Geodatabase, Shapefiles, Coverages, Grids, tins, etc) ArcInfo ArcEditor ArcView ArcExplorer Browser Internet
  • 40.
    CUANDO SE HAAPRENDIDO EN PROFUNDIDAD A UTILIZAR UN PROGRAMA, ESTE HABRA QUEDADO OBSOLET0? TIEMPO DE VIDA PROMEDIO < 2 AÑOS Ley del Software
  • 41.
  • 42.
    COMPONENTE FÍSICO- EQUIPOS EQUIPO: CPU ( PROCESADOR, MEMORIA DE ACCESO Y SISTEMA DE COMUNICACIÓN) PERIFÉRICOS: ENTRADA ALMACENAMIENTO SALIDA
  • 43.
    CUANDO SE HADECIDIDO ADQUIRIR UN EQUIPO DETERMINADO, QUEDARA OBSOLETO EN EL MOMENTO DE CONECTARSE A LA RED? O AL CAMBIO DE VERSIONES DE SOFTWARE? Ley del Hardware
  • 44.
    Modelo de DatosSIG De 2D a 1D archivos de Computadoras
  • 45.
    Modelo de Datos:Proposito Permite a las Características Geográficas la localización en el Mundo Real para ser digitalmente representadas y almacenada en una Base de Datos. Por consiguiente, estas pueden ser abstractamente representadas en forma de mapa (Análogo) y pueden ser trabajada y manipuladas para resolver problemas.
  • 46.
    Representando las característicasGeográficas Como podemos describir las características Geográficas? Reconociendo dos tipos de datos: Datos Espaciales el cual describen ubicación (Donde) Atributos el cual especifican las características de la ubicación Como podemos representar todo esto digitalmente en SIG? Agrupando en capas las características similares y usando: Modelo de dato VECTOR ( coverage en ARC/INFO, shapefile en ArcView, geodatabases en ArcGIS) Modelo de dato RASTER ( GRID o Image en ARC/INFO & ArcView) Seleccionando apropiadas propiedades de los datos para cada capa con respecto a: Proyecciones, Escala, Precisión y Resolución Como podemos incorporar dentro de un sistemas computarizado? Usando un Sistemas de Manejo de Bases de Datos relacionales (DBMS)
  • 47.
    Tablas de atributosde un tema en ArcView Los temas basados en fuentes de datos espaciales, como coberturas ArcInfo y archivos Shape de Arcview y temas basados en fuentes de datos tabulares que contienen localizaciones geográficas, tienen sus tablas asociadas. Cada elemento tiene un único registro en la tabla de atributos , que describe las características de dicho elemento.
  • 48.
    Representando Datos -Raster y Vector Modelo Raster Área es cubierta por un grid con (usualmente) igual tamaño de celdas cuadradas Atributos son grabados asignándoles un solo valor a cada celda basado en las características de las celdas, como tipo de Uso del Suelo El dato de imagen es un caso especia de los datos raster en el cual los “Atributos” es el valor reflectado del espectro geomagnético. Las celdas en una imagen son referidas (conocidas) como píxel (elementos de fotos) Modelo Vector El concepto fundamental de Vector en SIG es que todos las características Geográficas en el mundo real pueden ser representadas por: Puntos ( nodes) : árboles, postes, pozos, comunidades, tocones, casas Líneas ( arcs) : ríos, caminos, fracturamientos, etc Áreas ( polygons) : parcelas, uso de suelo, tipo de suelo, geología, fincas, ciudades. La representación depende de la forma y escala del mapa
  • 49.
    Modelos de DatosSIG: Raster vs. Vector
  • 50.
    Modelo de DatoRaster Las localizaciones son referidas como un grid de celdas en un arreglo rectangular (matriz) Los atributos son representados como un simple valor para cada celda Muchos datos vienen en este formato: Imágenes de los Sensores Remotos (LANDSAT, SPOT) Mapas escaneados Modelos Digitales de Elevación Mejor para fenómenos continuos: Elevación Temperatura Tipo de Suelo Modelo de Dato Vector Las localizaciones son referidas por coordenadas x, y el cual pueden ser ligadas a formas de líneas y polígonos Los atributos son referidos a través de un Identificador único de una tabla. Mejor para fenómenos con limites discretos (Bien definidos) Limites de propiedades Limites políticos Transporte “ Raster es rápido pero Vector es mas exacto” Joseph Berry Modelos de Datos SIG: Raster vs. Vector
  • 51.
    a b c4 3 5 Distancia Euclidiana = 5 vector raster ~ 4 Área = 6 = 7 Modelos de Datos SIG: Raster vs. Vector
  • 52.
    TIN: Red deTriángulos Irregulares TIN - Triangulated irregular network: Una estructura de dato basado en formato vector para almacenar información del terreno en un Modelo Digital del Terreno. En un modelo de dato TIN , cada punto tiene una coordenada x,y y una altura o valor z. Este contiene cuatro tipo de elementos: nodes, edges, triangles, and hulls.
  • 53.
    Formatos de archivospara Vectores Modelos genéricos mencionados anteriormente son implementados por programas computacionales comerciales en un especifico formato de archivo Coverage (Cobertura): Formato Vector introducido con ArcInfo en 1981 Múltiple archivos físicos (12 o mas) en una carpeta Patente: especificaciones no publicadas y se necesita ArcInfo para modificaciones de archivos Shape ‘file’: Formato vector introducido con ArcView en 1993 Esta compuesto de varios (al menos 3) archivos físicos en el Disco (con extensión de *.shp, *.shx, *.dbf), todos estos archivos deben de estar presentes Especificaciones publicadas (Open file) el cual otros programas pueden crear shapefiles Geodatabase (Geo base de datos): Nuevo formato introducido con ArcGIS 8.0 en 2000 Múltiples capas salvadas en un solo archivo .mdb (MS Access) – Personal Geodatabase Múltiples capas salvadas en un solo archivo .gdb (File Geodatabase – 1 TB) Patente: “próxima generación” de formatos de datos espaciales
  • 54.
    Un archivo SHAPE es el formato propio de ArcView para almacenar información de geografía y atributos para un conjunto de elementos geográficos. La geometría para un elemento es almacenada como una forma que comprende un conjunto de coordenadas de vectores (punto, línea, polígono) Los tres archivos que ArcView crea para cada archivo shape son: *.shp almacena la geometría del elemento (información sobre la forma y la localización). *.shx almacena el índice de la geometría del elemento. *.dbf un archivo dBase que almacena la información de atributos de elementos. Archivos “Shapefiles” - ArcView “ Shapefile” es el formato mas simple y mas comúnmente usado y va ser generalmente usado en los ejercicios de este curso
  • 55.
  • 56.
    Uso del SIG:no cambia Tres principales razones: Manejo de Datos Análisis de Datos Comunicación de la información Pero Relativa Importancia en los cambios Habran cambios en la Implementación de la Tecnología
  • 57.
    Énfasis del Cambio de Datos a Análisis 75% Conversión de Datos 10-15% Manejo de Atributos Análisis 5% Espacial Pasado Presente/Futuro Conversión de Datos Manejo de Atributos Análisis Espacial
  • 58.
    Pasado Una dibujohabla mas que cien palabras: Mapas & diagramas de como es o como fue Web: Servidores de conjunto de Datos estáticos Futuro Simulación visual & realidad virtual: Despliegue en Tiempo Real de cómo es y como puede ser: - Incendios forestales - Inundaciones Web: Servidor de datos continuos generados de los Sensores Énfasis del Cambio de Descripción a Modelamiento

Notas del editor

  • #6 Central America has recently been identified as a biodiversity hotspot or region with an exceptional concentration of endemic species that is experiencing exceptional loss of habitat (Myers et al., 2000). In Central America, most seeds are dispersed by a diversity of species including mammals such as bats, and vertebrates, which may be more important than birds. Growing interest in spatial ecology is promoting new approaches to the study of seed dispersal, one of the key processes determining the spatial structure of plant populations. Seed-dispersion patterns vary among plant species, populations and individuals, at different distances from parents, different microsites and different times. Recent field studies have made progress in elucidating the mechanisms behind these patterns and the implications of these patterns for recruitment success. Together with the development and refinement of mathematical models, this promises a deeper, more mechanistic understanding of dispersal processes and their consequences. The challenges in studying forest landscape change come from two fundamental aspects: the relevance of both long temporal and broad spatial dimensions. Temporally, forest ecosystems may take hundreds of years to undergo significant successional change. Spatially, forest landscape change can be strongly affected for centuries by the heterogeneity of vegetation distribution at an initial point, which is in turn affected by variation in environmental conditions and resources. For many truly dynamic problems, contemporary GIS are considered poor performers. GIS have a poor ability to handle dynamic spatial models and the temporal dimension. A CA is operating in discrete time steps or iterations, which model a dynamic pattern that is changing for every iteration. Though CAs provides a very good modeling and analysis tool, a drawback is the lack of satisfying capabilities for data input, storage and display. Therefore, they cannot stand alone but should be combined with a GIS
  • #7 Central America has recently been identified as a biodiversity hotspot or region with an exceptional concentration of endemic species that is experiencing exceptional loss of habitat (Myers et al., 2000). In Central America, most seeds are dispersed by a diversity of species including mammals such as bats, and vertebrates, which may be more important than birds. Growing interest in spatial ecology is promoting new approaches to the study of seed dispersal, one of the key processes determining the spatial structure of plant populations. Seed-dispersion patterns vary among plant species, populations and individuals, at different distances from parents, different microsites and different times. Recent field studies have made progress in elucidating the mechanisms behind these patterns and the implications of these patterns for recruitment success. Together with the development and refinement of mathematical models, this promises a deeper, more mechanistic understanding of dispersal processes and their consequences. The challenges in studying forest landscape change come from two fundamental aspects: the relevance of both long temporal and broad spatial dimensions. Temporally, forest ecosystems may take hundreds of years to undergo significant successional change. Spatially, forest landscape change can be strongly affected for centuries by the heterogeneity of vegetation distribution at an initial point, which is in turn affected by variation in environmental conditions and resources. For many truly dynamic problems, contemporary GIS are considered poor performers. GIS have a poor ability to handle dynamic spatial models and the temporal dimension. A CA is operating in discrete time steps or iterations, which model a dynamic pattern that is changing for every iteration. Though CAs provides a very good modeling and analysis tool, a drawback is the lack of satisfying capabilities for data input, storage and display. Therefore, they cannot stand alone but should be combined with a GIS
  • #12 3 --the common theme is obviously s patial--that is to say, refenced to the earth’s surface --tomlinson: very general ‘common ground’ --Burroughs: ‘ tool box’, but how linked together? --NCGIA ‘dbms’ for spatila data, but also adds the concept of process--capture, store, analze and display --Cowen: adds (1)decison sipport/solve problem perspective and (2) integration
  • #26 14
  • #28 Presentación: dar una idea del contexto en el que me muevo a la hora de dar el curso - Datos y trayectoria personal: (1) biólogo de formación, reciclado posteriormente (tesis en MDT). Normalmente esto es patrimonio de los geógrafos pero en Oviedo la, la, la... (a) el Departamento de Geografía se dedica más a geografía regional y (b) en los 70 y 80 había una tendencia dirigida por Graciano Fdez. Cepedal hacia el análisis ecológico motivada por la insuficiencia metodológica de los métodos tradicionales (2) en este contexto hago la carrera de biología (a) la circunstancia de la espeleología conduce al trabajo distribución de la vegetación a la entrada de cuevas dentro de una asignatura de 4º curso: es el primer intento de cartografiar variables climáticas: temperatura, humedad relativa, luz. Los métodos son empíricos y, en casos excepcionales (luz), modelizados mediante regresión polinómica y análisis manual (¿porqué? porque no hay ordenadores) (b) inicio en climatología regional (tesis de licenciatura, 1980): problemas con el enfoque tradicional de los estudios climáticos, especialmente en una época pre-informática (tarjetas perforadas, ordenadores escasos, cálculos manuales intensivos (datos climáticos en rollos de papel) (3) periodo de trabajo libre (a) trayectoria en el Ayuntamiento de Avilés: problemática de contaminación atmosférica: primer intento en realizar una cartografía de los contaminantes por métodos automáticos dentro del contexto del estudio epidemiológico: programación de métodos estadísticos en Basic (b) proyecto de impacto ambiental de Tazones: análisis de insolación y evaluación de la influencia de una plantación de eucalipto (4) periodo en el INDUROT (explicar qué es) (a) inicio en teledetección: métodos convencionales pero con programación específica en C y Pascal: limitación a sectores de 512x512. . . comienzo con un IBM 80286, PS80 (80386) (b) SIG: proyecto de cartografía temática, aplicaciones en urbanismo ... (c) proyectos aplicados: impacto visual Du Pont, IA de parques eólicos
  • #31 Presentación: dar una idea del contexto en el que me muevo a la hora de dar el curso - Datos y trayectoria personal: (1) biólogo de formación, reciclado posteriormente (tesis en MDT). Normalmente esto es patrimonio de los geógrafos pero en Oviedo la, la, la... (a) el Departamento de Geografía se dedica más a geografía regional y (b) en los 70 y 80 había una tendencia dirigida por Graciano Fdez. Cepedal hacia el análisis ecológico motivada por la insuficiencia metodológica de los métodos tradicionales (2) en este contexto hago la carrera de biología (a) la circunstancia de la espeleología conduce al trabajo distribución de la vegetación a la entrada de cuevas dentro de una asignatura de 4º curso: es el primer intento de cartografiar variables climáticas: temperatura, humedad relativa, luz. Los métodos son empíricos y, en casos excepcionales (luz), modelizados mediante regresión polinómica y análisis manual (¿porqué? porque no hay ordenadores) (b) inicio en climatología regional (tesis de licenciatura, 1980): problemas con el enfoque tradicional de los estudios climáticos, especialmente en una época pre-informática (tarjetas perforadas, ordenadores escasos, cálculos manuales intensivos (datos climáticos en rollos de papel) (3) periodo de trabajo libre (a) trayectoria en el Ayuntamiento de Avilés: problemática de contaminación atmosférica: primer intento en realizar una cartografía de los contaminantes por métodos automáticos dentro del contexto del estudio epidemiológico: programación de métodos estadísticos en Basic (b) proyecto de impacto ambiental de Tazones: análisis de insolación y evaluación de la influencia de una plantación de eucalipto (4) periodo en el INDUROT (explicar qué es) (a) inicio en teledetección: métodos convencionales pero con programación específica en C y Pascal: limitación a sectores de 512x512. . . comienzo con un IBM 80286, PS80 (80386) (b) SIG: proyecto de cartografía temática, aplicaciones en urbanismo ... (c) proyectos aplicados: impacto visual Du Pont, IA de parques eólicos
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