CÓDIGOS
PARA LA TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Un sistema de información geográfica (también conocido con los acrónimos
SIG en español o GIS en inglés) es un conjunto de herramientas que integra y
relaciona diversos componentes (usuarios, hardware, software,
procesos) que permiten la organización, almacenamiento, manipulación, análisis
y modelización de grandes cantidades de datos procedentes del mundo real que
están vinculados a una referencia espacial, facilitando la incorporación de
aspectos sociales-culturales, económicos y ambientales que conducen a la toma
de decisiones de una manera más eficaz.
En el sentido más estricto, es cualquier sistema
de información capaz
de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir y mostrar la información geográficamente
referenciada. En un sentido más genérico, los SIG son
herramientas que permiten a los usuarios crear consultas interactivas, analizar
la información
espacial, editar datos, mapas y
presentar los resultados de todas estas operaciones.
La tecnología de los SIG puede ser utilizada
para investigaciones científicas, la
gestión de los recursos, la gestión de activos, la arqueología, la evaluación
del impacto ambiental, la planificación urbana, la cartografía, la sociología, la geografía
histórica, el marketing, la logística por nombrar unos pocos.
Por ejemplo, un SIG podría permitir a los grupos de emergencia calcular
fácilmente los tiempos de respuesta en caso de un desastre natural, o
encontrar los humedales que necesitan protección
contra la contaminación, o pueden ser utilizados por una empresa para ubicar un
nuevo negocio y aprovechar las ventajas de una zona de mercado con escasa
competencia.
Por
ser tan versátiles, el campo de aplicación de los sistemas de información
geográfica es muy amplio, pudiendo utilizarse en la mayoría de las actividades
con un componente espacial. La profunda revolución que han provocado las nuevas
tecnologías ha incidido de manera decisiva en su evolución.
En una ciencia como la Geografía, los
contenidos se transmiten también por diferentes códigos. El lenguaje oral, el
lenguaje escrito, el lenguaje gráfico, icónico o simbólico, son algunos
ejemplos empleados en la didáctica de esta disciplina. Estos códigos emplean
distintos medios de transmisión o canales, como la palabra, la pizarra, el
papel, el libro, el ordenador, las TICs, etc. El contenido informativo de la
comunicación se concreta en el mensaje, que tiene como finalidad la de aportar
información que sea significativa para el sujeto receptor. Éste a su vez tiene
la función de descifrar, decodificar, interpretar y traducir el mensaje
expresado por el emisor, quien a su vez codifica la información para que sea
significativa e interpretable y la transmite. Si la comunicación ha sido
eficaz, el emisor y el receptor comparten el mismo significado del mensaje.
Éste sin embargo puede ser ambiguo y expresar connotaciones que impidan una
correcta concordancia de significados y por tanto dificulten la comprensión y
con ello la comunicación. En una disciplina como la didáctica de la geografía
el emisor se corresponde con el profesor o docente, el receptor con el alumno o
discente, el mensaje con el contenido propio de esta ciencia (adaptado a las
necesidades, intereses y edades del receptor), y los medios o canales el libro
de texto, las fichas, la pizarra, el proyector, el ordenador, etc. El código,
sistemas de signos, señales y reglas que permite hacer comprensible y
significativo el mensaje geográfico, puede adoptar diferentes formas. En
geografía este código se suele expresar, entre otros, mediante un lenguaje
verbal. Pero también, y muy especialmente en esta disciplina, por medio de un
lenguaje cartográfico, a través de mapas. A finales del siglo XVIII el
cartógrafo y astrónomo E. Halley expresaba que «mediante el uso de mapas
ciertos fenómenos pueden ser comprendidos mejor que a través de cualquier
descripción verbal.
El lenguaje cartográfico
El mapa como lenguaje o conjunto de señales
que dan a entender una cosa no es exclusivo de la ciencia geográfica, pero como
señalaba R. Hartshorne (1967: 247) «los investigadores de otros campos
coinciden, de forma común y sin discrepancias, en que el geógrafo es un experto
en mapas». Hay quien considera que «la geografía es la guardiana de un lenguaje
particular, el lenguaje de los mapas, que se nos aparece como una forma de
comunicación distinta a lo que puede ser la comunicación escrita, oral o
numérica y que, de alguna manera, puede ser comprendida o vislumbrada por los
niños a edad muy temprana». El mapa se puede definir como una representación
selectiva, abstracta, simbólica y reducida de la superficie terrestre en su
totalidad o parcialmente. Esta representación incluye una serie de elementos
propios del lenguaje cartográfico, como son la escala, la orientación, la localización,
la distribución y los símbolos, que pueden ser puntos, líneas y/o polígonos,
además de textos. Algunos autores consideran que un mapa no tiene por qué ser
gráfico ni de la superficie terrestre (hay mapas de la Luna, mapas genéticos,
etc.). Según D. Buisseret (2004: 16) «lo que hace que un mapa sea un mapa es su
cualidad de representar una situación local; tal vez deberíamos llamarlo imagen
de situación o sustituto situacional.
Funcionamiento de un SIG
Un SIG puede mostrar la información en capas
temáticas para realizar análisis multicriterio complejos.
El
SIG funciona como una base de
datos con información geográfica (datos alfanuméricos) que se encuentra
asociada por un identificador común a los
objetos gráficos de los mapas digitales. De esta forma, señalando un objeto
se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando por un registro de la
base de datos se puede saber su localización en la cartografía.
La
razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información espacial.
El sistema permite separar la información en diferentes capas temáticas y las
almacena independientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y
sencilla, facilitando al profesional la posibilidad de relacionar la
información existente a través de la topología geoespacial de los objetos, con el fin de generar otra
nueva que no podríamos obtener de otra forma.
Las
principales cuestiones que puede resolver un sistema de información geográfica,
ordenadas de menor a mayor complejidad, son:
1.
Localización: preguntar por
las características de un lugar concreto.
2.
Condición: el cumplimiento
o no de unas condiciones impuestas al sistema.
3.
Tendencia: comparación
entre situaciones temporales o espaciales distintas de alguna característica.
4.
Rutas: cálculo de rutas óptimas
entre dos o más puntos.
5.
Pautas: detección de pautas
espaciales.
6.
Modelos: generación de modelos a
partir de fenómenos o actuaciones simuladas.
TÉCNICAS
DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Las modernas
tecnologías sig trabajan con información digital, para la cual existen varios
métodos utilizados en la creación de datos digitales. el método más utilizado
es la digitalización, donde a partir de un mapa impreso o con información
tomada en campo se transfiere a un medio digital por el empleo de un programa
de diseño asistido por ordenador (dao o cad) con capacidades de
georreferenciación.
Dada la amplia
disponibilidad de imágenes
orto-rectificadas (tanto de
satélite y como aéreas), la digitalización por esta vía se está convirtiendo en
la principal fuente de extracción de datos geográficos. esta forma de
digitalización implica la búsqueda de datos geográficos directamente en las
imágenes aéreas en lugar del método tradicional de la localización de formas
geográficas sobre un tablero de digitalización.
La representación de los datos
Los datos sig
representan los objetos del mundo real (carreteras, el uso del suelo,
altitudes). los objetos del mundo real se pueden dividir en dos abstracciones:
objetos discretos (una casa) y continuos (cantidad de lluvia caída, una elevación). Existen
dos formas de almacenar los datos en un sig:raster y vectorial.
Los sig que se
centran en el manejo de datos en formato vectorial son más populares en el
mercado. no obstante, los sig raster son muy utilizados en estudios que
requieran la generación de capas continuas, necesarias en fenómenos no
discretos; también en estudios medioambientales donde no se requiere una excesiva
precisión espacial (contaminación atmosférica, distribución de temperaturas,
localización de especies marinas, análisis geológicos, etc.).
Raster
Un tipo de datos
raster es, en esencia, cualquier tipo de imagen digital representada en mallas.
el modelo de sig raster o de retícula se centra en las
propiedades del espacio más que en la precisión de la localización. divide el
espacio en celdas regulares donde cada una de ellas representa
un único valor. se trata de un modelo de datos muy adecuado para la
representación de variables continuas en el espacio.
Cualquiera que
esté familiarizado con la fotografía digital reconoce
el píxel como la unidad menor de información de una
imagen. una combinación de estos píxeles creará una imagen, a distinción del
uso común de gráficos vectoriales escalables que son la base del modelo
vectorial. si bien una imagen digital se refiere a la salida como una
representación de la realidad, en una fotografía o el arte transferidos a la
computadora, el tipo de datos raster reflejará una abstracción de la realidad.
Las fotografías aéreas son una forma de datos raster utilizada comúnmente con
un sólo propósito: mostrar una imagen detallada de un mapa base sobre la que se
realizarán labores de digitalización. otros conjuntos de datos raster podrán
contener información referente a las elevaciones del terreno (un modelo digital del terreno), o de la reflexión de la luz de una
particular longitud de onda (por
ejemplo las obtenidas por el satélite landsat), entre otros.
Vectorial
Las características geográficas se expresan
con frecuencia como vectores, manteniendo las características geométricas de
las figuras.
En los datos vectoriales,
el interés de las representaciones se centra en la precisión de
localización de los elementos geográficos sobre el espacio y donde los
fenómenos a representar son discretos, es decir, de límites definidos. cada una
de estas geometrías está vinculada a una fila en una base de datos que describe
sus atributos. por ejemplo, una base de datos que describe los lagos puede
contener datos sobre la batimetría de
estos, la calidad del agua o el nivel de contaminación. esta información puede
ser utilizada para crear un mapa que describa un atributo particular contenido
en la base de datos. los lagos pueden tener un rango de colores en función del
nivel de contaminación. además, las diferentes geometrías de los elementos
también pueden ser comparadas. así, por ejemplo, el sig puede ser usado para
identificar aquellos pozos (geometría de puntos) que están en torno a 2
kilómetros de un lago (geometría de polígonos) y que tienen un alto nivel de
contaminación
Puntos
Los puntos se utilizan
para las entidades geográficas que mejor pueden ser expresadas por un único
punto de referencia. en otras palabras: la simple ubicación. Por ejemplo, las
localizaciones de los pozos, picos de elevaciones o puntos de interés. Los
puntos transmiten la menor cantidad de información de estos tipos de archivo y
no son posibles las mediciones. También se pueden utilizar para representar
zonas a una escala pequeña. Por ejemplo, las ciudades en un mapa del mundo
estarán representadas por puntos en lugar de polígonos.
Datos
no espaciales
Los datos no espaciales también
pueden ser almacenados junto con los datos espaciales, aquellos representados
por las coordenadas de la geometría de un vector o por la posición de una celda
raster. En los datos vectoriales, los datos adicionales contiene atributos de
la entidad geográfica. por ejemplo, un polígono de un inventario forestal
también puede tener un valor que funcione como identificador e información
sobre especies de árboles. En los datos raster el valor de la celda puede
almacenar la información de atributo, pero también puede ser utilizado como un
identificador referido a los registros de una tabla.
La captura
de los datos
La captura de
datos y la introducción de información en el sistema consume la mayor parte del
tiempo de los profesionales de los sig, hay una amplia variedad de métodos
utilizados para introducir datos almacenados en un formato digital.
Conversión
de datos raster-vectorial
Pueden llevar a cabo una reestructuración de
los datos para tranformarlos en diferentes formatos. Por ejemplo, es posible
convertir una imagen de satélites
un mapa de elementos vectoriales mediante la generación de líneas en torno a
celdas con una misma clasificación determinando la relación espacial de estas,
tales como proximidad o inclusión.
Proyecciones,
sistemas de coordenadas y re proyección
Antes de analizar
los datos en el sig la cartografía debe estar toda ella en una misma proyección
y sistemas de coordenadas. para ello muchas veces es necesario reproyectar las capas de información antes de integrarlas
en el sistema de información geográfica.
La tierra puede estar representada cartográficamente
por varios modelos matemáticos,
cada uno de los cuales pueden proporcionar un conjunto diferente de coordenadas (por ejemplo, latitud, longitud, altitud) para cualquier punto dado de su superficie. el
modelo más simple es asumir que la tierra es una esfera perfecta. a medida que se han ido acumulando
más mediciones del planeta los modelos del geoide se han vuelto más sofisticados y más
precisos. de hecho, algunos de estos se aplican a diferentes regiones de la
tierra para proporcionar una mayor precisión (por ejemplo, el european terrestrial reference system
1989 - etrs89 – funciona bien en europa pero
no en américa del norte).
La proyección es un componente fundamental a la hora de
crear un mapa. Una proyección matemática es la manera de transferir información
desde un modelo de la tierra, el cual representa una superficie curva en tres
dimensiones, a otro de dos dimensiones como es el papel o la pantalla de un
ordenador. para ello se utilizan diferentes proyecciones cartográficas según el tipo de mapa que se desea crear, ya
que existen determinadas proyecciones que se adaptan mejor a unos usos concretos
que a otros. por ejemplo, una proyección que representa con exactitud la forma
de los continentes distorsiona, por el contrario, sus tamaños relativos.
Dado que gran
parte de la información en un sig proviene de cartografía ya existente, un
sistema de información geográfica utiliza la potencia de procesamiento de la
computadora para transformar la información digital, obtenida de fuentes con
diferentes proyecciones y/o diferentes sistemas de coordenadas, a una proyección y sistema de coordenadas común.
en el caso de las imágenes (ortofotos, imágenes de satélite, etc.) este proceso se denomina rectificación.
cartografía
automatizada
Tanto la
cartografía digital como los sistemas de información geográfica codifican
relaciones espaciales en representaciones formales estructuradas. los sig son
usados en la creación de cartografía digital como herramientas que permiten
realizar un proceso automatizado o semi automatizado de elaboración de mapas
denominado cartografía automatizada.
El producto
cartográfico final resultante puede estar tanto en formato digital como impreso. el uso conjunto
que en determinados sig se da de potentes técnicas de análisis espacial junto
con una representación cartográfica profesional de los datos, hace que se
puedan crear mapas de alta calidad en un corto período. la principal dificultad
en cartografía automatizada es el utilizar un único conjunto de datos para
producir varios productos según diferentes tipos de escalas, una técnica conocida como generalización
Geocodificación
Geocodificación es
el proceso de asignar coordenadas geográficas (latitud-longitud) a puntos del
mapa (direcciones, puntos de interés, etc.). uno de los usos más comunes es la georreferenciación de
direcciones postales. para ello se requiere una cartografía base sobre la que
referenciar los códigos geográficos. esta capa base puede ser, por ejemplo, un
tramero de ejes de calles con nombres de calles y números de policía. Las
direcciones concretas que se desean georreferenciar en el mapa, que suelen
proceder de tablas tabuladas, se posicionan mediante interpolación o estimación. el sig a continuación localiza en la capa de ejes
de calles el punto en el lugar más aproximado a la realidad según los
algoritmos de geocodificación que utiliza.
La geocodificación
puede realizarse también con datos reales más precisos (por ejemplo, cartografía
catastral). en este caso el resultado de la codificación geográfica se ajustará
en mayor medida a la realizada, prevaleciendo sobre el método de interpolación.
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