Introducción SIG [Máster Smart Cities UdG]

Introducción a los
SIG
josep sitjar suñer
josep@sigte.udg.edu
5 Noviembre 2014

Ejemplo 1:
Sistema de comunicació i de gestió de parcs i
jardins de Figueres:
http://espaisverds.figueresecoserveis.net/app/

Ejemplo 2: www.rutadelter.cat
Sistema d'Informació Geogràfica de la conca del Ter
| |

Qué es un SIG?
Vídeo 'El poder de la Informació Geogràfica'.
https://vimeo.com/22066911

- "Una compilación organizada de hardware, software, datos geográficos y
personal convenientemente designado para una eficiente captura,
almacenaje, actualización, manipulación, análisis y representación en
diversas formas de información geográfica georreferenciada. "
(Understanding GIS. The Arc/Info Method, Environamental Systems Research Institute, Inc.)
- Es un sistema de hardware, software y procedimientos que se han
elaborado para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis,
modernización, representación y salida de datos espacialmente
referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y gestión.
NCGIA (Goodchild i Kemp), 1990.

Conceptos fonamentales en
SIG:
· georreferenciación
· sistemas de coordenadas
· proyección
· escala
· simbolización
· generalización
· abstracción

georreferenciar
Es el proceso de establecer una relación entre los datos
visualizados en el software SIG y la posición al mundo real.
Existen diversas formas de georreferenciar los datos:
- direcciones postales
- callejero
- sistema de coordenadas, constituido por:
· un elipsoide, [forma geométrica que se obtiene al deformar una esfera].
· un datum [marco de referencia utilizado para la localización de las entidades en la superficie
terrestre del globo]. Puede ser:
centrado en la tierra
local --> se alinea en un área concreta|
· una proyección
· unas unidades de medida (mts, km, peus...)

Sistemas de coordenadas
geográficas
· Geográficas : Latitud - longitud
- Son ángulos medidos desde el centro de la Tierra a un punto
de la superficie terrestre.
- Latitud de E-W
- Long de N-S
· Posición p.ej:
41º 35’ 12’’
2º 40’ 35.05’’

Sistemas de coordenadas
cartesianas
· En SCG resulta difícil hacer cálculos.
· Se utiliza el Sistema de coordenadas cartesianas (o planares)
· La conversión causa distorsiones:
- forma
- área
- distancia
- dirección

Proyección
- Método para convertir la superficie 3D en superfície 2D.
- Una determinada proyección puede representar toda la Tierra
o una parte.

Las proyecciones UTM
· Son las más habituales en SIG
· Universal Transverse mercator (UTM) - estandarte mundial
para el intercambio de datos geográficos-.
. Proyección más utilizada por la cartografía de Catalunya:
UTM Datum 31 N (EPSG 23031)
ETRS89 (EPSG 25832)

Abstracción
· En el proceso de abstracción, a partir de los fenómenos del
mundo real pueden definirse entidades y atributos, reducir un
objeto real a una métrica exacta.
· Los SIG utilizan distintos modelos de datos para hacer la
abstracción de los fenómenos reales y poder representar la
realidad.

Generalización
· La generalización es un grupo de técnicas que permiten transmitir mejor
cantidad de información, hasta cuando implican pérdida de datos.
· Es uno de los criterios más importantes para representar de forma efectiva
--> determina el nivel de detalle (que representar y que no).
· La simplificación es un ejemplo de generalización.

Escala
· La escala es la relación matemática que se establece entre
las dimensiones reales y las del dibujo que representa la
realidad sobre un mapa.
1:40000 1:10000
1:5000 1:800

Campos de aplicación
· Gestión de redes de infraestructura básica (electricidad, telefonía, agua, gas, etc).
Necesidad de cartografía de gran precisión y una base de datos con las características de la red. Muy
utilizada por la gestión de averías, para la generación de planos técnicos, etc. De este modo, el objetivo
es el mantenimiento de la red pero también se utiliza para decidir donde abrir nuevas líneas, hacer
análisis de mercados, etc.
· Prevención de riesgos naturales antrópicos
Para tomar decisiones en situación de catástrofe (inundaciones, escapes de radiación nuclear, etc).
· Geomerketing
Localización y caracterización de la competencia, análisis de mercado, determinación de las zonas más
adecuadas para expandir determinadas actividades comerciales, etc.
· Medio ambiente: recursos naturales
Aplicaciones forestales (ej.: inventariar el bosque y ver donde se pueden talar árboles y donde no,
analizar las pautas de propagación del fuego, etc).
Agricultura: inventariar las zonas óptimas para un determinado cultivo, uso del suelo, etc.
Cambios en los usos del suelo: cambios vinculados a fenómenos como puede ser el urbanismo, el
abandono de tierras cultivadas, expansión de regadíos, etc.
Gestión de los recursos naturales (inventariar los recursos naturales existentes, localizar nuevas
zonas para la exploración de recursos, estudios de la evolución de los recursos en un período de tiempo,
etc).
Incendios forestales: determinar zonas de riesgo, evaluación de daños y gestión de las masas
forestales.

componetne espacial: información sobre la localización y la forma
de las entidades geográficas y la relación que se establece entre
ellas, ya sea a través de las coordenadas de localización, o a
través de la topología.
componente de atributo: los datos tabulares que definen y
describen las características geográficas de las entidades
mostradas. Se conocen también como datos no espaciales.

Modelo de datos
Fundamentalmente, existen dos formas de representar las
entidades geográficas y las superficies de datos:
- Modelo Vectorial
- Modelo Raster
La selección del modelo de datos es
un factor crucial.
No existe un modelo de datos
'todo terreno'.

Modelo raster
Archivo georreferenciación (ex. tfw):
· Dimensión del píxel en unidades cartográficas en la dirección X
· Ángulo rotación del píxel en el eje de las Y
· Ángulo de rotación del píxel en el eje de las X
· Dimensión del píxel en unidades cartográficas en la dirección Y
· Coordenada X del centro del píxel situado en el ángulo superior izquierdo
· Coordenada Y del centro del píxel situado en el ángulo superior izquierdo.
- cada capa tiene un doble origen:
mediante un sistema de coordenadas cartesiano
mediante un sistema de coordenadas columna/fila (Xmin, Ymin)|
- cada celda contiene un único valor. Objetos con diversos atributos, son
representados mediante distintas capas raster.
- todos los píxeles tienen valor (hasta los que no contienen información útil).
- exactitud o precisión: depende de la resolución espacial / escala.

Modelo Vectorial
- Se almacenan los pares de coordenadas
y la información alfanumérica asociada.
- La entidad (geometría) y sus atributos se
almacenan en archivos separados y se
relacionan a través de un enlace.

Fuente de datos, (kavanagh, 2003)

Les IDEs
Una IDE (Infrastructura de Datos Espaciales) es un sistema informático
integrado por un conjunto de recursos (catálogo, servidores, programas,
datos, páginas web...) dedicados a gestionar Información Geográfica
(mapas, ortofotomapas, imágenes de satélite...) disponibles a través de
Internet, que cumplen con un conjunto de condiciones de interoperabilidad y
que permiten que un usuario, utilizando un simple navegador, pueda
utilizarlos y combinarlos según sus propias necesidades.
Los nodos de una IDE se estructuran en diversos niveles y tienen diversos
tipos de relaciones en función del tipo de organismos responsables del nodo.
www.idee.es
http://www.geoportal-idec.cat
http://www.diba.cat/idebarcelona

Socios
Descubrir Acceder Procesar
METADATOS
Marco de trabajo, normativa ... GEOdatos
Estándares

Los geoservicios
Los servicios WebMap, Web Feature y Web Coverage, a través de una URL
permiten conectarnos al servidor donde residen los datos, mediante nuestro
cliente (SIG de escritorio, cliente web,...) y visualizar los datos en forma de
imagen (WMS), o descargar los datos geográficos directamente a nuestra
aplicación (WFS&WCS).
WMS: el protocolo WMS (Web Map Service) publica un conjunto de métodos que permiten el acceso a
repositorios cartográficos y la obtención de una imagen con el conjunto de capas seleccionadas por el cliente.
WFS: el protocolo WFS (Web Feature Service) también publica un conjunto de métodos para acceder a
repositorios cartográficos, pero en este caso el cliente obtiene un fichero vectorial con el conjunto de entidades
cartográficas que responden a los criterios de la petición.
WCS: el protocol WCS (Web Coverage Service) permite que el usuario obtenga cartografía en formato raster, con
acceso a la información de cada uno de sus píxeles.
Gazzeter (búsqueda de nombres); SLD (simbologia de capas); WCTS (transformar
sistema de referncia); WPS (geoproceso).
Algunos ejemplos de WMS:
http://shagrat.icc.es/lizardtech/iserv/ows
http://ovc.catastro.meh.es/Cartografia/WMS/ServidorWMS.aspx
http://wms-sites.com/catalog
...

Portales de descarga de datos
Institut Cartogràfic de Catalunya:
www.icc.es
Instituto Geogràfico Nacional
http://www.ign.es
Departament d'Ordenació de descàrrega de dades
http://www1.euskadi.net/cartografia/visor/home.htm
Portal de descàrrega de dades (diputació foral d'Àlava)
http://carto.alava.net/cartografia/
Descàrrega d'imatges Landsat, ofertes per la NASA
https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid
Earth Explorer
http://www.usgs.gov/

OpenData
L'open data es una filosofía y una practica que requiere que ciertos datos sean
de libre acceso para todos, sin limitaciones técnicas o legales. En el sector
público, tener acceso a los datos de la administración garantiza la
transparencia, la eficiencia y la igualdad de oportunidades para crear valor. La
transparencia porque se pueden consultar y tratar datos que vienen
directamente de las fuentes oficiales, la eficiencia porque ciudadanos y
organizaciones pueden crear servicios de forma más ajustada en colaboración
con la administración; y la igualdad de oportunidades porque el acceso es el
mismo para todo el mundo.
Las licencias y los términos de uso de los datos abiertos están sometidos a las
leyes de reutilización de la información del sector público, y en algunos casos
pueden tener licencias de propiedad intelectual aunque tienden a abrirlas sin
condiciones siempre y cuando se mantengan sin manipular y con la obligatoria
citación de la fuente y la de su última actualización.
DOC XLS SHP PDF CSV XML JSON JSON API

Datos de redes sociales
Because almost a quarter of
Wikipedia articles include a
geotag (i.e geographical
coordinates), we can map the
geographical distribution and
density of these geocoded
articles.
http://www.oii.ox.ac.uk/ne
ws/?id=736

El análisis espacial con SIG
El análisis espacial incluye todos los métodos necesarios para modificar y
transformar datos 'crudos' en información útil para un propósito cualquiera.
A través del posterior análisis de esta información, podremos extraer un conjunto
de patrones, tendencias o anomalías que suponen una gran ayuda en procesos de
toma de decisiones
Un método de análisis se considera espacial si los resultados que obtenemos
dependen de la localización de los elementos u objetos implicados en el análisis.
En este caso, si se modifica la localización de los elementos que intervienen en el
análisis, el nuevo resultado deberá ser necesariamente diferente.

Operaciones de análisis sobre capas
raster
- superposición de capas (álgebra de mapas)
- operadores boleanos. Se utilizan cuando dos o más
capas deben compararse no desde un punto de vista
matemático, sino lógico. Utilizan los operadores and,
or, and/or, not, if o then... [intersección, unión,
diferencia espacial]
- análisis de coste-superfície. Los valores de distancia
almacenados en cada una de las celdas se van
acumulando entre el punto de origen y el punto (o
puntos) de destino.
Ej. para evaluar la dispersión y propagación de un incendio, deberán
considerarse parámetros tales como el combustible, pendiente, velocidad
y dirección del viento, humedad... Ciertos valores como la humedad, el
viento... ejercerán una mayor fricción en una dirección que en otra y, de
este modo, el fuego tenderá a moverse en la dirección que ofrezca menos
resistencia.
- análisis del terreno (MDE). Ej. línea de visión, cuenca
visual, pendiente, orientación...

Operaciones de análisis sobre capas
vectoriales
- operaciones de geoprocesamiento para la manipulación de datos
Tienen como finalidad preparar y depurar los datos con el fin de adecuarlos a los
objetivos.
- operaciones de geoprocesamiento para el análisis de datos
· Operaciones de proximidad: unión espacial (spatial join); buffer;
· Operaciones de superposición de capas. Permiten generar nuevas capas
mediante la combinación de dos capas: Recorte (clip); Diferencia (Erase);
Intersección (Intersct); Union...

Representación de datos
- En general, es la última etapa de los proyectos de SIG:
representación de resultados.
- SIG vs software de Diseño
En diseño gráfico, el objetivo es la imagen.
En un SIG, el objetivo es representar unos resultados.
- Los SIG han de permitir funciones de diseño gráfico, porque deben
presentar la información a público diverso.
- Salida de datos:
Analógicos (en papel)
Digital (en pantalla):
. sig desktop
. sig web

Factores que controlan el diseño de los
mapas
- Objetivo
- Publico
- Realidad
- Escala
- Contexto
- Número de colores
- Legibilidad
- Contraste visual y jerarquía
- Equilibrio visual

Salida de datos: analógicas
Elementos de un mapa

Salida de datos: Visor Web
http://www.pewsocialtrends.org/asianamericans-ma
ps/

Papel o pantalla?
Mapas digitales
Mapas analógicos
Escala fija Zoom +, zoom -
Tamaño fijo (hojas) Pan, desplazamiento
Visión estática Visión dinámica
Representación 2D Representación 2D,
2.5D, 3D, 4D
Información completa Información adicional:
hiperenlaces
Visión
'cartógrafo-céntrica' Visión 'personal'
... ...

Nuevas tendencias en la
representación de datos
http://mwcimpact.com

http://www.mapbox.com/labs/twitter-gnip/brands/#7/40.250/-3.483

http://onemilliontweetmap.com/

Moltes gràcies
@JosepSitjar
josep@sigte.udg.edu

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