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Carta nautica

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  • 1. CAPITULO I 1. INTRODUCCIÓN La Carta Náutica es un documento publicado por el Servicio Nacional de Hidrografía Naval (S.N.H.N.), a fin de asegurar la difusión de la información náutica. Ella es editada después de un riguroso proceso, para evitar los riesgos propios en la Navegación. Contrariamente al medio terrestre, los fondos de los ríos y lagos, no son directamente accesibles a la observación y, el navegante, no cuenta con otra ayuda que los documentos náuticos para determinar los elementos de una ruta segura entre dos puntos geográficos. Dentro de la documentación náutica necesaria (cartas náuticas, derroteros, aviso a los navegantes, listas de faros, etc.), es justamente la carta náutica la que presenta una síntesis gráfica necesaria para efectuar tres operaciones básicas en navegación: 1. Ubicación geográfica de nuestro buque o embarcación. 2. Delimitar las zonas y los peligros a evitar. 3. Determinar las derrotas de navegación que ofrezcan una total seguridad. Los métodos de colección de datos para fines de elaboración de los documentos náuticos necesarios para la seguridad de la navegación, han sido largamente beneficiados por el progreso continuo de la tecnología, especialmente en el campo de la informática y la electrónica, así como del 1
  • 2. esfuerzo de estandarización internacional, en especial a partir de la década de los ‘80. Es conveniente recordar que la navegación actual se caracteriza por lo siguiente: Un incremento en el tráfico fluvial y lacustre en general. Aumento en la precisión de los Sistemas Electrónicos de Navegación. La multiplicación de transporte de cargas peligrosas para el medio ambiente. La aparición de embarcaciones de gran calado y mayor velocidad. Los seguros internacionales cada vez son de mayor exigencia en cuanto a la seguridad en la navegación. La Carta Náutica Analógica, requiere de un proceso largo para su transformación al formato Digital; además, si se quiere convertir esta información al formato Sistemas de Información Geográfica (SIG), necesita de elementos, procesos, software y sobre todo, personal técnico capacitado en el campo de la ingeniería geográfica, que realice esta transformación, pueda identificar entidades geográficas, su correlación con las otras entidades, su posterior codificación en una Base de Datos, entre otros aspectos. Por todo lo anteriormente descrito, es que el presente estudio de investigación, pone a consideración del Tribunal de Grado de la Escuela Militar de Ingeniería (EMI), el “Diseño de un Modelo de datos para Generar Cartas Náuticas en plataforma SIG”. Idea que nace, por un lado, de la necesidad del Servicio Nacional de Hidrografía Naval, en resolver el problema de estandarizar la Carta de Navegación Digital y crear un instrumento más confiable y seguro para el usuario; y por mi parte, cumplir 2
  • 3. con el requisito básico de la EMI para optar el título de Licenciatura en Ingeniería Geográfica. Este Modelo de Datos permitirá estandarizar la Cartografía Náutica Digital elaborada por el Servicio Nacional de Hidrografía Naval (SNHN) de acuerdo a normas establecidas por instituciones nacionales, como ser: el Instituto Geográfico Militar (IGM), el Sistema Nacional de Información para el Desarrollo Sostenible (SNIDS), entre otras, e internacionales: como La Organización Hidrográfica Internacional (OHI), La Organización Marítima Internacional (OMI), el Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH), entre otras, para el manejo de información cartográfica digital en plataforma SIG, la misma que brindará al usuario un instrumento que esté acorde a los avances tecnológicos e incremente la seguridad y confianza en la navegación fluvial y lacustre de Bolivia. 1.1 ANTECEDENTES El Servicio Nacional de Hidrografía Naval, es la única Institución a nivel Nacional facultada por ley, en la elaboración de la Cartografía Náutica y la difusión de información necesaria para la seguridad a la navegación en beneficio de quienes realizan el arte de navegar. Para tal efecto cuenta con una experiencia de 40 años brindando diferentes servicios: a) Levantamientos Hidrográficos, para: • Elaboración de Cartas Náuticas. • Ubicación de Sitios Portuarios. • Evaluación de Embalses. • Búsqueda, Caracterización, Control del Lecho Subacuático. b) Hidrología. c) Hidráulica. 3
  • 4. d) Señalización Náutica. e) Manejo de Cuencas. Entre otros. En la perspectiva de apoyar al desarrollo Nacional, el Servicio Nacional de Hidrografía Naval amplió su espectro laboral a múltiples actividades en las ramas del conocimiento, a fin de adaptarse a los adelantos tecnológicos modernos en lo que se refiere a los sistemas de navegación, por la aparición de ayudas satelitales de gran precisión, los Dispositivos de Visualización Electrónica de Información Cartográfica (ECDIS), y sobre todo los Sistemas de Información Geográfica aplicados a la Navegación, que son necesarios para la evolución del trasporte fluvial y lacustre en nuestro país. Para lograr el éxito en la utilización de un SIG, es que se debe tomar en cuenta la estandarización de los datos espaciales que maneja este, puesto que con su aplicación permitirá el intercambio e integración de toda esta información por parte de los diferentes usuarios. Siendo este el primer paso para la construcción conjunta de una estructura cartográfica digital náutica. Actualmente el Servicio Nacional de Hidrografía Naval se encuentra en el proceso de transformación de la Cartografía Náutica Analógica (papel) al formato digital en programas CAD; asimismo, toda esta información será convertida al formato SIG para sus múltiples aplicaciones en la navegación fluvial y lacustre. El Instituto Geográfico Militar se encuentra en actual proceso de transformación de su Cartografía Básica a plataforma SIG a través de un Modelo de Datos diseñado con la finalidad de estandarizar su información cartográfica digital; en dicho modelo se han incorporado los datos necesarios, los mismos que se encuentran organizados de tal manera que permitan al usuario, tomar decisiones correctas sobre el mundo real. 4
  • 5. 1.1.1 Finalidad La finalidad del presente proyecto es Diseñar un Modelo de Datos para generar Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG, y que de esta manera permita integrar la información cartográfica con otros sistemas. Tal es el caso de los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS), el Sistema de Navegación Radar, la Corredera, entre otras aplicaciones; y, cuyas características técnicas satisfagan las demandas particulares de los usuarios, que otros procesos de navegación actuales no lo permiten. 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Formulación del Problema Tanto organizaciones gubernamentales, no gubernamentales, empresas privadas y usuarios en general relacionadas con el empleo de información náutica, no cuentan con una Cartografía Básica de Navegación que les permita realizar consultas, análisis, tomar decisiones en la derrota a seguir por su embarcación y sobre todo, que esta información cartográfica pueda ser integrada o complementada con otras cartas de zonas adyacentes en un mismo nivel de información. En nuestro medio, el Servicio Nacional de Hidrografía Naval para la Elaboración de la Carta Náutica a diferentes escalas, utilizaba procesos analógicos, los cuales le permitían la representación de los ríos y lagos del territorio nacional, en formato papel, pero no cumplen con esta necesidad por las limitaciones de contenido, debido a que el volumen de datos que forman parte en un mapa, está limitado por la legibilidad del documento cartográfico final, esto limita el número de entidades y fenómenos geográficos representados, sí como la cantidad de información asociada y el análisis de contenido; estos procesos de análisis, actualmente se reducen a la utilización 5
  • 6. de métodos cualitativos, basados en el análisis visual y análisis intuitivo de la información y, los métodos cuantitativos, basados en la realización de medidas manuales sobre la carta, para determinar posiciones y dimensiones de los elementos geográficos. Esta forma de producir Cartografía Analógica, en los últimos años, esta siendo reemplazada por una tecnología moderna que permite la adquisición, la administración y la permanente actualización de los datos geoespaciales en formato totalmente digital, satisfaciendo las exigencias cada vez mayores de los usuarios de este tipo de información. En tal sentido, el Servicio Nacional de Hidrografía Naval requiere de un instrumento que permita estandarizar la información náutica digital, para de esta manera facilitar el intercambio, la integración de los mismos y cumplir con las necesidades prioritarias de los usuarios. Tarea que sólo es posible realizar mediante el diseño de un Modelo de Datos acorde a nuestra realidad nacional e internacional. 1.2.2 Definición del Problema Actualmente en nuestro país, el Servicio Nacional de Hidrografía Naval no cuenta con un Modelo de Datos, donde toda la información cartográfica esté sistemáticamente ordenada por temas, grupos, objetos o entidades y sus respectivos atributos para cada uno de los elementos hidrográficos y que se correlacionen entre sí; aspecto que perjudica la elaboración de cartas náuticas digitales en plataforma SIG y, en consecuencia no poder satisfacer los requerimientos y necesidades de los usuarios que navegan los caudalosos ríos y lagos de nuestro país, así como de otros que hacen uso de esta información para temas de investigación científica. 6
  • 7. 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo General Diseñar un Modelo de Datos Vectorial aplicado a Hidrografía, que permita generar Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma Sistemas de Información Geográfica. 1.3.2 Objetivos Específicos Recopilar sistemáticamente la información básica: bibliográfica, analógica y digital existente, así como normas de estándares internacionales para la elaboración de la cartografía náutica en plataforma SIG. Realizar el control de calidad de la información cartográfica digital en formato DGN. Realizar el Modelamiento de datos espaciales y de atributos. Estructurar la Base de Datos espacial y tabular. Generar la Carta Náutica Digital en base al Modelo de Datos Implementado. Validar los resultados. 1.4 JUSTIFICACIÓN Los Sistemas de Información y Visualización de la Carta Electrónica (ECDIS) que se utilizan para la Navegación en gran parte de los países, actualmente están tendiendo a estandarizar su información, haciendo mas precisa y confiable la navegación profesional, de concurso y comercial, empleando como base la Cartografía Náutica en formato SIG acorde a normas internacionales, por este motivo es que el presente proyecto se a evaluado en base a los siguientes aspectos: 7
  • 8. 1.4.1 Justificación Técnica Mediante la aplicación de procedimientos para la elaboración de la Cartografía Digital, Bases de Datos, Sistema de Información Satelital, Sistema de Información Geográfica (SIG) y tecnologías actuales, exclusivo del área de Ingeniería Geográfica, se constituye en soporte técnico para diseñar un Modelo de Datos que permita generar cartas náuticas en plataforma SIG; debido a que en la actualidad se vienen realizando trabajos digitales cartográficos con muchos problemas, entre estos tenemos la ausencia de Topología (relación espacial entre entidades georeferenciadas), la base de datos con la que cuenta cada elemento y otros aspectos que son de mucha necesidad, para aunar esfuerzos y corregir todo este tipo de falencias, que al mismo tiempo son imprescindibles en la implementación de un SIG. 1.4.2 Justificación Económica El realizar este proceso de transformación cartográfico digital, con el apoyo del modelo de datos, será económicamente rentable; debido a que el trabajo sin este modelo, tendería a generar cartografía náutica a criterio del operador sin un respaldo técnico-científico y que luego de un tiempo esa información sea desechada, por falta de una estandarización en la elaboración de toda la Cartografía Náutica Nacional, habiendo realizado de esa manera una perdida de tiempo, material, y sobre todo mano de obra muy valiosa de los operadores. Además este trabajo permitirá contar con una herramienta que establezca la paridad de definiciones y de términos náuticos básicos, evitando que los esfuerzos que realizan los operadores por capturar y mantener actualizados datos de interés, puedan, como se dijo anteriormente, resultar en lo posterior 8
  • 9. desperdiciados, perdiendo tiempo de trabajo que significa una pérdida económica considerable. 1.4.3 Justificación Social El presente proyecto se justifica en lo social por que el modelo de datos normalizado, permite un manejo rápido y directo de la información digital para la generación de cartas náuticas en plataforma SIG, como también el intercambio de la misma por parte de los productores y usuarios de esta información: SNHN, Transportes Navales (TRANSNAVAL), Transturin, el Servicio Nacional de Mejoramiento para la Navegación Amazónica (SEMENA), etc., debido a que requieren de una herramienta de Navegación que sea rápida, sencilla, confiable, que permita realizar un análisis y consulta de la información digital el cual será proporcionado por el SIG. Además, de otras múltiples aplicaciones que tiene la cartografía náutica elaborada en plataforma SIG, como son: a) Para determinar la posición y localización en cuerpos de agua durante las operaciones de búsqueda, salvamento y rescate. b) En trabajos hidrográficos para el levantamiento batimétrico y actualización periódica de la cartografía. c) En las operaciones de búsqueda y explotación de hidrocarburos, minerales, gas u otros recursos que se encuentran en el fondo acuático. d) Para la determinar la posición rápida de las unidades en las operaciones militares. 9
  • 10. 1.5 DELIMITACIÓN 1.5.1 Delimitación Geográfica El ámbito geográfico que abarcará el presente Proyecto de Grado, es de carácter nacional, debido a que el diseño del Modelo de Datos servirá para administrar los datos espaciales de la cartografía náutica nacional a escala 1:50.000. La comprobación experimental de la hipótesis planteada, se realizará en el Área Piloto correspondiente a la Carta Náutica Nº 5844-III, escala 1:50.000, de la Localidad del Puerto de Guaqui a orillas del Lago Titicaca (Ver Anexo I), cuyas coordenadas geográficas son las siguientes: Tabla Nº 1 COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LA CARTA NÁUTICA Nº 5844-III PUNTOS Longitud Oeste Latitud Sur 1 68º 45´ 03” 16º 45´ 03” 2 68º 45´ 03” 16º 30´ 06” 3 68º 25´ 07” 16º 30´ 06” 4 68º 25´ 07” 16º 45´ 03” Fuente: Servicio Nacional de Hidrografía Naval 1.5.2 Delimitación Sectorial El presente proyecto de investigación desde el punto de vista geográficonáutico se circunscribe al campo de la Cartografía Náutica Nacional en formato digital para la escala 1:50.000 y su interrelación con los Sistemas de Información Geográfica a través del Modelo de Datos, contribuyendo de esta 10
  • 11. manera al desarrollo nacional y proporcionando información a organismos e instituciones civiles y militares destinadas a la navegación: • Fuerza Naval Boliviana (FNB) • Servicio Nacional de Hidrografía Naval (SNHN). • SEMENA. • Transturín. • Crillón Tours. • Transnaval. • Otros Usuarios y Empresas Navieras. 1.6 HIPÓTESIS Luego de un análisis de necesidades y requerimientos en la problemática para la elaboración de la Carta de Navegación Digital, se llegó a concebir la siguiente hipótesis: 1.6.1 Planteamiento de la Hipótesis El Diseño de un Modelo de Datos Vectorial, aplicado a la información hidrográfica, permitirá generar Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma Sistemas de Información Geográfica. 1.6.2 Identificación de las Variables 1.6.2.1 Variable Independiente Diseño de un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la información hidrográfica. 1.6.2.2 Variable Dependiente Generación de Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG. 11
  • 12. El Diseño de un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la inf. Hidrográfica 1.6.3 Permitirá La Generación de Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG Definición Conceptual de las Variables Diseño de un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la Información Hidrográfica Diseñar un modelo de datos, significa realizar una representación abstracta y simplificada de un sistema o de una realidad compleja, que se elabora para facilitar su comprensión y el estudio de su comportamiento, en él, se definen que objetos van a formar parte de la carta náutica; como se organiza esta información en cuanto a temas, grupos y entidades; cuales símbolos cartográficos y variables visuales se utilizarán; los textos requeridos y los elementos cartográficos para el diseño de la carta náutica (Puntos, Líneas y Polígonos). Al desarrollar un modelo de datos se debe inicialmente examinar los objetos o elementos que son relevantes para el campo de estudio que interesa: Definirlos claramente, identificar los atributos básicos y establecer apropiadamente las relaciones entre ellos1. Generación de Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG. Se refiere a la producción en una representación cartográfica, de un área delimitada y navegable de la superficie del agua: fluvial o lacustre, en formato digital a escala 1:50.000, con bastante información geoespacial y alfanumérica, relacionada mediante un software especializado. Dicha carta en plataforma SIG, se constituirá en una importante herramienta de 1 (IGAC) INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. Conceptos Básicos Sobre SIG y Aplicaciones en Latinoamérica. CO. 1992. 2 ed. 12
  • 13. navegación, donde el usuario pueda realizar consultas, análisis de datos, integrar dicha información con otros sistemas de posicionamiento y comunicación, entre otras aplicaciones. 1.6.4 Operacionalización de las Variables Variable Dimensión Independiente: Diseño de un Modelo de Identificación de Datos Vectorial aplicado Entidades a la información Geográficas hidrográfica. Indicadores Curvas de Nivel Elementos Batimétricos Puntos de Control Elementos Culturales Edificaciones Vías de Comunicación Dependiente: Generación de Cartas Estructura de Náuticas a escala Objetos 1:50.000 en plataforma SIG. 1.6.5 Puntos Líneas Polígonos Definición Operacional de las Variables La identificación de entidades geográficas en la carta náutica digital, escala 1:50.000, como son: curvas de nivel, elementos batimétricos, puntos de control, elementos culturales, edificaciones, vías de comunicación, acceso a canales y puertos, etc. y, su posterior clasificación en Temas, Grupos y Objetos, permitirá Diseñar un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la información hidrográfica, donde se medirá sus efectos en la Variable Dependiente, que es la de Generar Cartas Náuticas Digitales a escala 1:50.000 en plataforma SIG, misma que tendrá mayor información que la carta analógica (papel) o la carta digital no topológica (formato DGN), permitiendo realizar análisis, consultas espaciales y tabulares, para que tome decisiones el usuario. 13

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