LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA: APLICACIÓN A LA GESTIÓN FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL Juan Picos Martín Ingeniero de Montes - Profesor de Planificación Física Dpto de Enxeñería dos Recursos Naturais e M. Ambiente - E. U. Enx. Técnica Forestal Universidade de Vigo

DIBUJO ASISTIDO POR ORDENADOR manipulación gráfica CARTOGRAFÍA AUTOMATIZADA gráficos y bases de datos SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA gráficos y bases de datos y relaciones topológicas

DIBUJO ASISTIDO POR ORDENADOR

manipulación gráfica

CARTOGRAFÍA AUTOMATIZADA

gráficos y bases de datos

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

gráficos y bases de datos y relaciones topológicas

¿qué es topología? en el mapa del Metro de Madrid se representan las propiedades topológicas : conectividad, inclusión, adyacencia y orden no es un mapa métrico : no se respetan las propiedades de distancias, ángulos o superficies

en el mapa del Metro de Madrid se representan las propiedades topológicas : conectividad, inclusión, adyacencia y orden

no es un mapa métrico : no se respetan las propiedades de distancias, ángulos o superficies

¿qué es un SIG? Se conoce por un sistema de información geográfica a una aplicación informática consistente en un gestor de bases de datos (GBD) con herramientas especializadas en el manejo de información espacial un SIG es una aplicación informática : conjunto de programas coherente y organizado que permite al ordenador realizar tareas específicas un SIG puede gestionar información espacial : los datos tienen asociadas una referencia espacial en forma de coordenadas que permiten su localización sobre el terreno y que les permiten establecer relaciones topológicas entre si.

Se conoce por un sistema de información geográfica a una aplicación informática consistente en un gestor de bases de datos (GBD) con herramientas especializadas en el manejo de información espacial

un SIG es una aplicación informática : conjunto de programas coherente y organizado que permite al ordenador realizar tareas específicas

un SIG puede gestionar información espacial : los datos tienen asociadas una referencia espacial en forma de coordenadas que permiten su localización sobre el terreno y que les permiten establecer relaciones topológicas entre si.

La unidad B11 es adyacente a la unidad B32

El arco núm. 7 tiene a su izquierda el polígono 4 y a su derecha el polígono 5

PROCESO DE IMÁGENES ANÁLISIS ESTADÍSTICO GBD ANÁLISIS GEOGRÁFICO PRODUCCIÓN CARTOGRÁFICA DIGITALIZACIÓN IMPORTACIÓN IMÁGENES BASE DE DATOS TABULAR BASE DE DATOS GRÁFICA MAPAS INFORMES DATOS TABULARES MAPAS GBDe

información manejada en un SIG Los datos gestionados por un SIG pueden ser de dos tipos: espaciales entidades geográficas asociadas a una localización concreta y representadas mediante objetos geométricos: puntos, líneas, polígonos … campos , que representan la distribución de una variable continua sobre el terreno no espaciales : tablas que recogen información sobre atributos de los objetos geográficos o no (tesauros, por ejemplo) los SIG deben manejar ambos tipos de datos de forma integrada

espaciales

entidades geográficas asociadas a una localización concreta y representadas mediante objetos geométricos: puntos, líneas, polígonos …

campos , que representan la distribución de una variable continua sobre el terreno

no espaciales : tablas que recogen información sobre atributos de los objetos geográficos o no (tesauros, por ejemplo)

los SIG deben manejar ambos tipos de datos de forma integrada

el GBD mantiene enlaces entre los objetos gráficos y los registros de la tabla de datos el enlace se establece mediante un campo de relación que es un identificador del objeto en los registros se almacenan las propiedades del objeto

el GBD mantiene enlaces entre los objetos gráficos y los registros de la tabla de datos

el enlace se establece mediante un campo de relación que es un identificador del objeto

en los registros se almacenan las propiedades del objeto

Formatos de Datos La construcción de una base de datos geográfica implica un proceso de abstracción para pasar de la complejidad del mundo real a una representación simplificada asequible para el lenguaje de los ordenadores actuales. Este proceso de abstracción tiene diversos niveles y normalmente comienza con la concepción de la estructura de la base de datos, generalmente en capas; en esta fase, y dependiendo de la utilidad que se vaya a dar a la información a compilar, se seleccionan las capas temáticas a incluir.

La construcción de una base de datos geográfica implica un proceso de abstracción para pasar de la complejidad del mundo real a una representación simplificada asequible para el lenguaje de los ordenadores actuales.

Este proceso de abstracción tiene diversos niveles y normalmente comienza con la concepción de la estructura de la base de datos, generalmente en capas; en esta fase, y dependiendo de la utilidad que se vaya a dar a la información a compilar, se seleccionan las capas temáticas a incluir.

Pero la estructuración de la información espacial procedente del mundo real en capas conlleva cierto nivel de dificultad. En primer lugar, la necesidad de abstracción que requieren las máquinas implica trabajar con primitivas básicas de dibuj o, de tal forma que toda la complejidad de la realidad ha de ser reducida a puntos, líneas o polígono s.

Pero la estructuración de la información espacial procedente del mundo real en capas conlleva cierto nivel de dificultad. En primer lugar, la necesidad de abstracción que requieren las máquinas implica trabajar con primitivas básicas de dibuj o, de tal forma que toda la complejidad de la realidad ha de ser reducida a puntos, líneas o polígono s.

En segundo lugar, existen relaciones espaciales entre los objetos geográficos que el sistema no puede obviar; es lo que se denomina topologí a, que en realidad es el método matemático-lógico usado para definir las relaciones espaciales entre los objetos geográficos. Aunque a nivel geográfico las relaciones entre los objetos son muy complejas, siendo muchos los elementos que interactúan sobre cada aspecto de la realidad, la topología de un S.I.G. reduce sus funciones a cuestiones mucho más sencillas, como por ejemplo conocer el polígono (o polígonos) a que pertenece una determinada línea, o bien saber qué agrupación de líneas forman una determinada carretera.

En segundo lugar, existen relaciones espaciales entre los objetos geográficos que el sistema no puede obviar; es lo que se denomina topologí a, que en realidad es el método matemático-lógico usado para definir las relaciones espaciales entre los objetos geográficos.

Aunque a nivel geográfico las relaciones entre los objetos son muy complejas, siendo muchos los elementos que interactúan sobre cada aspecto de la realidad, la topología de un S.I.G. reduce sus funciones a cuestiones mucho más sencillas, como por ejemplo conocer el polígono (o polígonos) a que pertenece una determinada línea, o bien saber qué agrupación de líneas forman una determinada carretera.

Existen diversas formas de modelizar estas relaciones entre los objetos geográficos o topología. Dependiendo de la forma en que ello se lleve a cabo se tiene uno u otro tipo de Sistema de Información Geográfica dentro de una estructura de tres grupos principales: - S.I.G. Vectoriales. - S.I.G. Raster. - S.I.G. Orientados a Objetos.

Existen diversas formas de modelizar estas relaciones entre los objetos geográficos o topología. Dependiendo de la forma en que ello se lleve a cabo se tiene uno u otro tipo de Sistema de Información Geográfica dentro de una estructura de tres grupos principales:

- S.I.G. Vectoriales.

- S.I.G. Raster.

- S.I.G. Orientados a Objetos.

Formatos de Datos Los formatos de los datos espaciales gestionados por un SIG pueden ser de dos tipos: Formato Vectorial Formato Raster

Los datos Raster están basados en una retícula uniforme de celdas denominadas pixeles. Las celdas pueden ser identificadas individualemtne por su fila y columna. Cada celda es por definición una unidad homogénea atandiento a los atributos que se estén teniendo en cuenta.

Los datos Raster están basados en una retícula uniforme de celdas denominadas pixeles. Las celdas pueden ser identificadas individualemtne por su fila y columna. Cada celda es por definición una unidad homogénea atandiento a los atributos que se estén teniendo en cuenta.

Los datos Vectoriales están basados en la codificación de líneas, puntos y/o polígonos

Los datos Vectoriales están basados en la codificación de líneas, puntos y/o polígonos

Modelo Digital de Elevaciones de la Comarca de Valdeorras Formato Raster: Ejemplo

Modelo Digital de Elevaciones de la Comarca de Valdeorras Formato Raster: Ejemplo Cambio leyenda color

Modelo Digital de Elevaciones de la Comarca de Valdeorras Formato Raster: Ejemplo Interpolacion Curvas de Nivel

Montes Vecinales de la Comarca de Valdeorras Formato Vector: Ejemplo

Mapa vegetación Formato Raster

Mapa vegetación Formato Vectorial

Problemas para pasar de Raster a Vectorial

Raster: Criterios Asignación de Valores a Celdas Más abundante Esquina Superior Derecha Punto Central de Celda

Ventajas de los formatos Raster El sistema de coordenadas relativas está implícitamente definido por la localización del pixel desde el punto de origen de la retícula. X Y

El sistema de coordenadas relativas está implícitamente definido por la localización del pixel desde el punto de origen de la retícula.

Ventajas de los formatos Raster (2) Pueden ser usadas funciones y relaciones de vecindad (análisis y transformación de las celdas en función de los valores de las adyacentes). Pendiente en Comarca de Valdeorras

Pueden ser usadas funciones y relaciones de vecindad (análisis y transformación de las celdas en función de los valores de las adyacentes).

Ventajas de los formatos Raster (3) Se adapta bien tanto a datos discretos (p.ej. Tipo de suelo) como a datos continuos (p.ej. Altitudes)

Se adapta bien tanto a datos discretos (p.ej. Tipo de suelo) como a datos continuos (p.ej. Altitudes)

Ventajas de los formatos Raster (4) Los algoritmos de proceso son más eficientes y rápidos que las rutinas de datos vectoriales.

Los algoritmos de proceso son más eficientes y rápidos que las rutinas de datos vectoriales.

Ventajas de los formatos Raster (5) Los datos procedentes de escáner son, en si, datos raster

Los datos procedentes de escáner son, en si, datos raster

Ventajas de los formatos Raster ( y 6) Son formatos totalmente compatiles con otras formas de recogida y manipulación de datos (p.ej. teledetección,..)

Son formatos totalmente compatiles con otras formas de recogida y manipulación de datos (p.ej. teledetección,..)

Restricciones de los formatos Raster ( y 6) Expresar eficazmente determinados tipos de información

Expresar eficazmente determinados tipos de información

Los SIG Orientados a Objetos No existe una definición clara ni un acuerdo general en la comunidad de usuarios acerca de la entidad de los modelos orientados a objetos, pero sí existe unanimidad en cuanto a las características que debe tener un S.I.G. de este tipo. En primer lugar, los S.I.G. orientados a objetos plantean un cambio en la concepción de la estructura de las bases de datos geográficas; mientras los modelos de datos vectorial y raster estructuran su información mediante capas -como ya hemos dicho anteriormente- los sistemas orientados a objetos intentan organizar la información geográfica a partir del propio objeto geográfico y sus relaciones con otros. De este modo, los objetos geográficos están sometidos a una serie de procesos y se agrupan en clases entre las cuales se da la herenci a.

No existe una definición clara ni un acuerdo general en la comunidad de usuarios acerca de la entidad de los modelos orientados a objetos, pero sí existe unanimidad en cuanto a las características que debe tener un S.I.G. de este tipo.

En primer lugar, los S.I.G. orientados a objetos plantean un cambio en la concepción de la estructura de las bases de datos geográficas; mientras los modelos de datos vectorial y raster estructuran su información mediante capas -como ya hemos dicho anteriormente- los sistemas orientados a objetos intentan organizar la información geográfica a partir del propio objeto geográfico y sus relaciones con otros. De este modo, los objetos geográficos están sometidos a una serie de procesos y se agrupan en clases entre las cuales se da la herenci a.

Los SIG Orientados a Objetos En segundo lugar, los S.I.G. orientados a objetos introducen un carácter dinámico a la información incluida en el sistema, frente a los modelos de datos vectoriales y raster que tienen un carácter estático. Por ello, el modelo orientado a objetos es más aconsejable para situaciones en las que la naturaleza de los objetos que tratamos de modelar es cambiante en el tiempo y/o en el espacio.

En segundo lugar, los S.I.G. orientados a objetos introducen un carácter dinámico a la información incluida en el sistema, frente a los modelos de datos vectoriales y raster que tienen un carácter estático.

Por ello, el modelo orientado a objetos es más aconsejable para situaciones en las que la naturaleza de los objetos que tratamos de modelar es cambiante en el tiempo y/o en el espacio.

¿para qué usar un SIG? la utilidad de un SIG es, sobre todo, realizar operaciones de análisis y consulta sobre datos geográficos Un SIG no decide pero facilita la toma de decisiones.

la utilidad de un SIG es, sobre todo, realizar operaciones de análisis y consulta sobre datos geográficos

Un SIG no decide pero facilita la toma de decisiones.

¿para qué usar un SIG? (2) el tipo de consultas puede ser no espacial ¿cuál es el valor medio de superficie de las masas de Castaño en O Barco de Valdeorras? Que población vinculada al sector agrario tiene el Concello de Rubiá

el tipo de consultas puede ser

no espacial

¿cuál es el valor medio de superficie de las masas de Castaño en O Barco de Valdeorras?

Que población vinculada al sector agrario tiene el Concello de Rubiá

¿para qué usar un SIG? (3) espacial ¿Qué relación área - perímetro tienen cada una de las masas de frondosas de Valdeorras? ¿Cuál es el núcleo de población más próximo por carretera al lugar de Prada? ¿ y en línea recta?

espacial

¿Qué relación área - perímetro tienen cada una de las masas de frondosas de Valdeorras?

¿Cuál es el núcleo de población más próximo por carretera al lugar de Prada? ¿ y en línea recta?

¿para qué usar un SIG? (y 4) mixto ¿Cuál es la población media de los pueblos que tienen su vecino más próximo a más de 10 km?

mixto

¿Cuál es la población media de los pueblos que tienen su vecino más próximo a más de 10 km?

Preguntas que puede ayudar a resolver un GIS

Identificar que es lo que se encuentra en una localización determinada. La localización se puede describir de varios modos, p.ej.,topónimo, código postal, o por referencias geográficas como latitud y longitud. Localización: ¿Que hay en...?

101.198 objects

Es la inversa de la primera y requiere un análisis espacial. En lugar de identificar lo que se encuentra en un punto lo que se pretende es buscar un lugar que reúna ciertas condiciones. p ej un terreno sin especies protegidas, que tenga un área mayor de 2000 m2, que esté a menos de 100 m. de una carretera y en el que sus condiciones geotécnicas le permitan soportar edificios. Condición: ¿Donde se encuentra?

Esta pregunta involucra a las dos anteriores y a su respuesta establece que diferencias ocurren en n área determinada a lo largo del tiempo. P.ej. Como evolucionaron las masas forestales de una determinada zona. Como evolucionaron las áreas con riesgo de erosión Tendencia: ¿Que cambio desde...?

Esta pregunta es muy compleja pero abordable. Se plantea,por ejemplo, cuales es el patrón de distribución espacial de un determinado fenómeno y por que se produce así, o conocer cuantas situaciones anormales se producen en la distribución espacial conocida de una determinada variable y poder localizar sus causa o los lugares donde esas condiciones de pueden repetir. P.ej. Estudios de Autoecología Estudios de Enfermedades... Distribución: ¿Que patrones de distribución espacial existen?

Modelo de Precipitación Anual en Valdeorras

Modelo de Precipitación Anual en Valdeorras

Se plantea al intentar conocer que pasa en un sistema cuando concurren determinadas condiciones. Las respuestas requieren, además de la información geográfica, otras informaciones adicionales, como pueden ser determinadas leyes y modelos científicos. Modelización: ¿Que sucede si...?