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  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACIÓN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA SPRING 5.2 INTEGRANTES: Janneth Guamán Mónica Morocho Silvia Remache Edison Guerra Quinto Año Noviembre 2013
  2. 2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN.................................................................................................................................................................... 3 OBJETIVOS............................................................................................................................................................................... 4 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................................................ 4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................................................... 4 SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA SPRING 5.2 .................................................................................. 5 OBJETIVOS DEL PROYECTO SPRING .....................................................................................................................5 INCORPORACIONES DE SPRING 5.2 .....................................................................................................................6 ¿COMO OBTENER SPRING? .....................................................................................................................................10 SPRING DISPONIBLE PARA:....................................................................................................................................10 PLATAFORMA PC ..............................................................................................................................................10 PLATAFORMA UNIX .........................................................................................................................................11 MODELO DE DATOS ....................................................................................................................................................11 DEFINICIÓN DEL MODELO DE DATOS DEL SPRING ..................................................................................12 AMBIENTE DE TRABAJO DE SPRING .................................................................................................................12 DIRECTORIOS ........................................................................................................................................................... 13 /etc ................................................................................................................................................................................. 13 /bitmaps ...................................................................................................................................................................... 14 /help .............................................................................................................................................................................. 14 /springdb .................................................................................................................................................................... 14 /util ................................................................................................................................................................................ 14 /shared......................................................................................................................................................................... 15 ARCHIVOS ................................................................................................................................................................... 15 COMPATIBILIDAD CON OTROS SOFTWARES ......................................................................................... 20 MANIPULACIÓN DE DATOS VECTORIALES EN EL SPRING....................................................................21 REPRESENTACIONES VECTORIALES EN EL SPRING .......................................................................... 23 TOPOLOGÍA......................................................................................................................................................................25 EDICIÓN DE VECTORES ............................................................................................................................................26 ERRORES ASOCIADOS A LA DIGITALIZACIÓN DE VECTORES ....................................................... 27 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..........................................................................................................30 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................................................................30 SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 2
  3. 3. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION INTRODUCCIÓN Un Sistema de Información Geográfica es un sistema de hardware, software y procedimientos elaborados para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis, modelado, representación y salida de datos espacialmente referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y gestión (NCGIA, 1990). Un sistema de información geográfica (SIG) es un sistema empleado para describir y categorizar la Tierra y otras geografías con el objetivo de mostrar y analizar la información a la que se hace referencia espacialmente. Este trabajo se realiza fundamentalmente con los mapas. El objetivo de SIG consiste en crear, compartir y aplicar útiles productos de información basada en mapas que respaldan el trabajo de las organizaciones, así como crear y administrar la información geográfica pertinente. El sistema de información geográfica detallado a continuación se denomina SPRING que es una herramienta poderosa en tareas de teledetección y sistemas de información geográfica, liderado por el INPE (Instituto Nacional de Investigaciones) de Brasil. Su uso principal es en aplicaciones de extracción de información a partir de sensores remotos y SIG, y como herramienta de enseñanza en las Universidades e Institutos de Brasil. Este software se encuentra disponible para Windows, Linux y diferentes arquitecturas, así como la traducción del programa y documentos al español, portugués, inglés y francés. También se puede acceder una excelente documentación de introducción al geoprocesamiento, datos y tutoriales del software. Se puede mencionar que este software es un SIG gratuito de fácil manejo y de grandes prestaciones. Soporta funciones de procesamiento de imágenes, análisis geográfico, MDT, algebra de mapas, consulta a bases de datos relacionales, importación de datos, georeferenciación, etc, cabe mencionar que trabaja con tipos de datos vector/raster. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 3
  4. 4. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL  Analizar el sistema de información geográfica SPRING para conocer y determinar sus principales funcionalidades en el manejo de datos espaciales. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Analizar la estructura de Spring 5.2 para establecer su ambiente de trabajo.  Conocer las incorporaciones nuevas que trae consigo Spring para determinar su funcionamiento.  Comparar Spring con otros SIG para determinar las ventajas de uso frente a otros SIG.  Desarrollar una práctica manipulando el software Spring 5.2. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 4
  5. 5. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA SPRING 5.21 SPRING es un GIS (Sistema de Información Geográfica) y al mismo tiempo un sistema de tratamiento de imágenes obtenidas mediante percepción remota que realiza la integración de las representaciones de datos matriciales ("estructura raster") y datos con estructura vectorial en un único ambiente. SPRING es un producto desarrollado por el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (INPE)/ DPI de Brasil con la cooperación de:  EMBRAPA/CNPTIA.-Agencia de Investigación Agrícola del Brasil.  IBM Brasil.- Centro Latino Americano de Soluciones para Ensino Superior y Pesquisa.  TECGRAF.-PUC Rio Grupo de Tecnología en Computación Gráfica da PUC-Rio.  PETROBRÁS/CENPES.-Centro de Pesquisas "Leopoldo Miguez".  K2Sistemas El proyecto SPRING ha recibido la ayuda substancial del CNPq (Agencia Nacional de Investigación y de Desarrollo) con sus programas RHAE y PROTEM/CC (proyecto GEOTEC). OBJETIVOS DEL PROYECTO SPRING  Construir un sistema de la información geográfica para aplicaciones en agricultura, bosque, gestión ambiental, geografía, geología, planeamiento urbano y regional. 1 http://www.youtube.com/watch?v=TilizrO129U&feature=youtu.be&hd=1 SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 5
  6. 6. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION  Lograr un SIG de rápido aprendizaje y extremadamente accesible para la comunidad Brasilera e Internacional.  Proveer un ambiente unificado de Geoprocesamiento y Percepción Remota para aplicaciones urbanas y ambientales.  Ser un mecanismo de difusión del conocimiento desarrollado por el INPE y sus socios, bajo forma de nuevos algoritmos y metodologías. INCORPORACIONES DE SPRING 5.2 SQLITE El gerenciador de base de datos SQLITE fue incorporado a SPRING en sustitución de Dbase, pues limitaba el soporte a 64 bits y no era freeware. El funcionamiento de SQLITE es semejante al Dbase. Entre sus principales características se encuentran:  disponible para ambientes 32 y 64 bits;  disponible para sistemas Windows o Linux;  no requiere instalación de un gerenciador de base de datos;  posee código fuente libre;  posee visualizador externo para las tablas de datos. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 6
  7. 7. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION ORTO-RECTIFICACION Con el objetivo de mejorar la corrección geométrica de las imágenes utilizadas en SPRING 5.2, fue adicionada una herramienta para orto-rectificación de imágenes. La orto-rectificación, también conocida como corrección geométrica 3D, tiene el objetivo de reducir distorsiones relacionadas con la altitud del sensor durante la obtención de la imagen, así como errores de desplazamiento debidos al relieve. La herramienta de orto-rectificación se basa en el Modelo de Funciones Racionales y emplea informaciones contenidas en archivos RPC (Rational Polynomial Coefficients) y en un Modelo Numérico de Terreno, para eliminar errores sistemáticos causados por la plataforma, el terreno y el sensor. Como resultado del proceso, se obtiene una imagen en perspectiva ortogonal con mayor precisión geométrica y proporciona mejores resultados en la construcción de documentos cartográficos. VECTORIZADOR Permite crear, de forma automática, un dato vectorial a partir de una imagen. Esta herramienta auxiliará al usuario en el proceso de edición vectorial, optimizando el tiempo de trabajo. El usuario podrá, por ejemplo, vectorizar automáticamente una carta topográfica del IBGE. Existen dos opciones de vectorización: automática y semi-automática. En la automática, el proceso de vectorización ocurre sin intervención humana. En la semi-automática, disponible sólo en la herramienta de Edición Vectorial, es posible realizar una vectorización parcial de la imagen. WMS/WFS Con la versión 5.2 de SPRING es posible exhibir mapas online en la interface principal del software. Para ello, fueron implantados en el sistema dos módulos que tornan posible el acceso a datos remotos disponibles a partir de los servicios WMS (OpenGIS Web Map Service) y WFS (Open Geospatial Consortium Web Feature Service Interface Standard), tornando el Spring 5.2 un cliente para servidores WMS e WFS. SCARTA SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 7
  8. 8. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION Ahora, utilizando la propia interface del sistema, el usuario podrá accesar cartas o moldes para realizar las ediciones. El nuevo SCARTA además de permitir utilizar todas sus funciones de un modo práctico, permite también usar las diversas herramientas incorporadas al SPRING en su processo de actualización, como, por ejemplo, el nuevo panel de control y el dibujo automático de los planos de información. TERRALIB Para obtener una mayor integración de los datos de una base en TerraLib con el SPRING 5.2 fue desarrollado un módulo de visualización de los datos (temas y vistas) de una base de datos TerraLib a partir de SPRING 5.2. Esta herramienta ofrece también la alternativa de realizar la materialización de los datos de la base Terralib presentados en una base de datos de SPRING 5.2. PLUGIN La tecnología de plugins permite que desarrolladores externos puedan crear nuevas herramientas para un software, ofreciendo alguna funcionalidad específica. En SPRING 5.2 fue desarrollada una función que permite adicionar un plugin; con lo que nuevas herramientas podrán ser creadas, ayudando en la evolución del software. Como ejemplo de funcionamiento, está disponible un plugin que permite manipular los datos remotos disponibles a partir de los servicios WMS y WFS. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 8
  9. 9. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION Es importante conocer que el sistema está dividido en tres módulos (o aplicativos), descritos a continuación: MÓDULO OBJETIVOS FUNCIONALIDADES LANDSAT IMPIMA Lectura de Imagenes SPOT TM BIL BSQ níveis niveles 1A, 4,5 1B y y 6 2A NOAA (formato "copys" ) Sitim, Tiff, GeoTiff y Raw Módulo Principal para SPRING entrada y manipulación de datos. Incluye: Procesamiento de Imágenes, Análisis Geográfica, Consulta los Bancos de Datos, Modelaje Numérico de Generación de cartas e Importadores/ Exportadores de datos. Generación SCARTA Terreno biblioteca interactiva de símbolos de cartas, cartográficos, generación de leyendas y textos. IPLOT Impresión de archivos IPL Abre un archivo IPL generado por scarta y imprime en un drive ya instalado o en un archivo PostScript. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 9
  10. 10. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION ¿COMO OBTENER SPRING? SPRING puede ser obtenido por internet o por medio de CDROM. La versión de Internet siempre será la oficial y la más reciente, eventualmente, versiones Alfa o Beta estarán en el mismo sitio. 1. La versión disponible en internet podrá ser obtenida en: http://www.dpi.inpe.br/spring/espanol/download.php Es importante leer la información y seguir los siguientes pasos para descargar el programa:  Digite su email y clave en caso de estar registrado, si no se encuentra registrado llenar el formulario de registro.  Escoger la versión Windows o Linux.  Clic en Download.  Una nueva página presenta toda descripción de los pasos a seguir; lea atentamente y cargue los archivos necesarios. 2. La versión disponible en CDROM podrá ser obtenida en: http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/pedido_cd.php Los pasos a seguir son los siguientes:  Digite su email y su clave si se encuentra registrado, en caso de no estar registrado llenar el formulario.  Clic en Recuperar Datos.  Verificar los datos y clic en descargar. SPRING DISPONIBLE PARA:  PLATAFORMA PC SPRING puede ser ejecutado en cualquier PC con sistema operacional Windows 95 o superior. La plataforma mínima recomendada es:  Microcomputador IBM/PC Pentium 300 Mhz  Memoria RAM de 64 Mbytes  Disco duro de 1 Gbytes  Monitor de vídeo de color SVGA, 14" NI, dp 0.28 mm  Unidad de CD-ROM. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 10
  11. 11. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION  PLATAFORMA UNIX SPRING puede también ser ejecutado en cualquier PC con sistema operacional LINUX o estaciones de trabajo RISC con sistema operacional Solaris Sparc 7 o superior. MODELO DE DATOS Un modelo de datos es un conjunto de herramientas conceptuales utilizado para estructurar datos en un sistema computacional. Los modelos de datos del SPRING describen como la realidad geográfica será representada en el sistema. Las contribuciones más relevantes del modelo son: Integrar imágenes de Sensores Remotos y Modelos Numéricos del Terreno con mapas  temáticos, mapas catastrales y de redes. Definir una cartografía entre los objetos geográficos y sus localizaciones permitiendo  más de una información gráfica estar asociada a la misma entidad del mundo real. Engendrar una interfaz de alto nivel con contenido semántico. Permitir la coexistencia  de las representaciones vectorial, matricial y retículas en un mismo sistema. Note que la visión de modelado presentada no se limita a sistemas de Geoprocesamiento. Su aplicación al problema de Geoprocesamiento es particularmente apropiada pues permite ecuacionar los problemas del área, como se puede constatar:  En el universo del mundo real, encontramos los tipos de datos a ser representados (mapas de suelos, catastro urbano y rural, datos geofísicos y topográficos).  En el universo conceptual, se puede distinguir entre las grandes clases formales de datos geográficos (campos y objetos), y especializar estas clases en los tipos de datos geográficos utilizados comúnmente (mapas temáticos y catastrales, modelos numéricos del terreno, imágenes de satélite).  En el universo de representación, las entidades formales son asociadas a representaciones geométricas, que pueden variar conforme la escala y proyección cartográfica escogida. Aquí se distingue entre las representaciones matriciales (“raster”) y vectoriales, que pueden también ser especializadas.  El universo de implementación es donde las estructuras de datos son escogidas y el sistema es codificado. Este análisis indica que la interfaz de usuario de un SIG-SPRING debería reflejar, tanto cuanto es posible, el universo conceptual y esconder detalles de los universos de representación e implementación. A nivel conceptual, el usuario lidia con conceptos más próximos de su SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 11
  12. 12. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION realidad, y minimiza la complejidad envuelta en los diferentes tipos de representación gráfica. DEFINICIÓN DEL MODELO DE DATOS DEL SPRING El proceso de definir el esquema conceptual de un banco de datos geográficos en el SPRING, consiste en extender la jerarquía de especialización definida por el modelo, creando clases derivadas de geo objeto, catastral, red, temático, modelo numérico del terreno y dato sensor remoto. La interfaz del SPRING implementa este mecanismo de definición del esquema conceptual a través de menús. Los pasos que se deben seguir son: 1. Definir cuáles son los tipos de datos que se quieren utilizar en el estudio (las “ categorías”) e indicar cuales son las categorías básicas de cada uno; 2. Crear un proyecto; 3. Crear planos de informaciones (PI) asociados a las categorías definidas en el banco y; 4. Editar (digitalizar o importar) los PIs. Ejemplo: AMBIENTE DE TRABAJO DE SPRING Después de instalar el SPRING se creará un conjunto de directorios a partir del directorio donde fue instalado el sistema.  Es necesario por lo menos 200 Mbytes de espacio de disco rígido. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 12
  13. 13. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION  Se recomienda un mínimo de 128 Mbytes de memoria virtual RAM. DIRECTORIOS Luego de instalar la aplicación en el sistema, un conjunto de archivos y subdirectorios debe estar en su disco rígido, ellos son: /etc, /bitmaps, /help /springdb: /etc En este directorio se almacenan los archivos y subdirectorios auxiliares al sistema. Los archivos existentes son:  “*.mas” y “*.med”.- archivos de filtros p/ procesamientos de imagen.  SpectralBands.- nombre de faja espectral de las bandas utilizadas en el Modelo de Mezcla.  Datum_5 y Projections_4.- archivos con parámetros cartográficos.  dpi.font.- fuente de letras utilizada.  rgb.txt.- archivo de paleta de colores;  FONTINDEX.txt.- archivo con la lista de fuentes;  *.qm.- archivos de traducción;  *.sql.- archivos con instrucciones para la creación de nuevos bancos de datos /etc/pattern En este subdirectorio se encuentran los archivos de moldes creados por el módulo Scarta. Este debe tener autorización de escritura y lectura en caso de que otros usuarios deseen utilizar este directorio. /etc/CSV En este subdirectorio se encuentran los archivos necesarios para la biblioteca que manipula archivos TIFF / GEOTIFF. /etc/chart/symbol En este subdirectorio se encuentran los archivos “*.dxf” relacionados a los símbolos utilizados por el “Scarta” módulo de generación de mapas. Este directorio tiene autorización SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 13
  14. 14. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION de escritura para que el usuario aumente cualquier símbolo generado por otros aplicativos que exporten en el formato DXF. Un símbolo elaborado por el AutoCad 12.x debe utilizarse sólo en entidades básicas de este sistema como: line, polyline, circle, etc..., rellenos sólidos en cualquier color, además de fuentes de letras como: normal y roman. Importante al exportar un símbolo para el formato DXF se utiliza el comando limits para definir el límite alrededor del símbolo elaborado. /etc/chart/bitmaps En este subdirectorio se encuentran los archivos “*.bmp” relacionados a los símbolos utilizados por el “Scarta” módulo de generación de mapas. /etc/templates En este subdirectorio se encuentran los archivos con los templates de cada gráfico perteneciente al Spring. /bitmaps Este directorio contiene otros dos subdirectorios (/pattern y /hash) con archivos raster (bitmaps) relacionados a los patrones de trama de áreas. /help Este directorio contiene todos los archivos “*.gif” e “*.htm” referentes al sistema de la ayuda on-line de los módulos Impima, Spring y Scarta. /springdb En este directorio se almacenan los bancos de datos de demostración del sistema. El usuario podrá usar este directorio u otro cualquiera para almacenar sus bancos de datos. /util En este directorio están almacenados los archivos de programas para la conversión entre formatos de datos. Sólo para la versión Windows. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 14
  15. 15. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION /shared En este directorio están almacenadas las bibliotecas dinámicas necesarias para la ejecución de los aplicativos Spring. Sólo para la versión Linux. ARCHIVOS Al crear un proyecto, se crea un subdirectorio debajo del directorio correspondiente al banco de datos, en el que cada proyecto es un subdirectorio. Varios archivos pueden existir dentro de un proyecto, y todos tendrán como parte del nombre un código numérico referente al PI. Dependiendo de la categoría, un PI puede tener varias representaciones, por ejemplo: I000011.spg y V000011.lin son archivos de un mismo PI. Los planos de información del SPRING son almacenados y manipulados internamente por el sistema en archivos de estructura específica. Cada Plano de Información tendrá sus archivos correspondientes: planos del modelo temático tendrán archivos de líneas, polígonos, nodos y mapa temático. A continuación la descripción genérica de cada uno de estos archivos de datos. Para Lineas: nombres de los archivos que contienen las líneas (V000000.lin, V000000.blk, V000000.rtl). Archivos *.lin poseen el titular de las líneas, que contienen lo siguiente: 1. Número de la línea identificada. 2. Identificador del nodo inicial. 3. Identificador del nodo final. 4. Identificador del polígono a la izquierda. 5. Identificador del polígono a la derecha. 6. Tipo identificador de la línea por su código de línea (0), poligonal (1), muestra (2) y arco (3). 7. Cota de la línea (solamente para archivos de líneas del modelo numérico MNT). 8. Clase de la línea (en el caso de modelo temático). 9. Demanda, impedancia positiva y negativa (en el caso de modelo de redes). SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 15
  16. 16. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION 10. Número de puntos de la línea. Archivos *.blk contienen los bloques con los puntos que forman las líneas. Esos bloques tienen un tamaño máximo de 32 puntos. Líneas de sólo 2 puntos no poseen bloques; los puntos de esta línea se almacenan en el encabezamiento de la línea (punto inicial y punto final). Archivos *.rtl contienen la estructura del árbol de indexación (rtree) de las líneas. Para Puntos: nombre de los archivos que contienen puntos (V000000.p2d, V000000.p3d, V000000.kdt ). Archivos *.p2d contienen las informaciones de puntos de planos de información de las categorías temático y catastral. Contienen las siguientes informaciones para cada punto: 1. Nº del punto. 2. Coordenadas del punto. 3. Tipo de punto, identificador del nodo, impedancia y demanda (Valores ya no se utilizan). 4. Clase del punto. Archivos *.p3d contienen las informaciones de puntos de planos de información de la categoría numérica. Contienen las siguientes informaciones para cada punto: 1. Nº del punto. 2. Coordenadas del punto. 3. Cota z del punto. Archivos *.kdt contienen la estructura del árbol de indexación (kdtree) de los puntos. Para Nodos: nombre de los archivos que contienen a los puntos (V000000.no1, V000000.no2). Archivos *.no1 contienen las siguientes informaciones para cada nodo: 1. identificador del nodo; 2. coordenada geográfica X; SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 16
  17. 17. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION 3. coordenada geográfica Y; 4. número de líneas conectadas al nodo. Para Nodos: nombre de los archivos que contienen a los puntos (V000000.no1, V000000.no2). Archivos *.no1 contienen la siguiente información para cada nodo: 1. identificador del nodo; 2. coordenada geográfica X; 3. coordenada geográfica Y; 4. número de líneas conectadas al nodo. Archivos *.no2 contienen la lista de las líneas conectadas al nodo. Para Polígonos: nombre de los archivos que contienen los polígonos (V000000.po1, V000000.po2, V000000.rtp). Archivos *.po1 poseen el encabezamiento de los polígonos y contienen la siguiente información para cada polígono: 1. identificador del polígono; 2. número de líneas del polígono; 3. número de hijos del polígono (polígonos que están contenidos en el original); 4. coordenadas inferior izquierda X; 5. coordenadas superior derecha X; 6. coordenadas inferior izquierda Y; 7. coordenadas superior derecha Y; 8. área del polígono; 9. perímetro del polígono; 10. identificador del polígono padre(para polígonos que están contenidos en otros polígonos); 11. label Point (centroide); 12. clase del polígono (en el caso de categoría temática). Archivos *.po2 contienen lo siguiente: 1. lista de los identificadores de las líneas que forman el polígono; SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 17
  18. 18. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION 2. lista de los identificadores de los “hijos”. Archivos *.rtp contienen la estructura del árbol de indexación (rtree) de los polígonos. Para Anclas: nombre de los archivos que contienen las anclas (V000000.an1, V000000.an2, V000000.rta); Archivos *.an1 poseen el encabezamiento de las anclas y contienen la siguiente información para cada ancla: 1. identificador del ancla; 2. coordenadas inferior izquierda X; 3. coordenadas superior derecha X; 4. coordenadas inferior izquierda Y; 5. coordenadas superior derecha Y; 6. área, perímetro, impedancia, demanda de las entidades asociadas a ancla; 7. número de puntos asociados a ancla; 8. número de líneas asociadas a ancla; 9. número de polígonos asociados a ancla; 10. identificador de la visual. Archivos *.an2 contienen lo siguiente: 1. lista de los identificadores de los puntos; 2. lista de los identificadores de las líneas; 3. lista de los identificadores de los polígonos. Archivos *.rta contienen la estructura del árbol de indexación (rtree) de las anclas. Para Textos: nombre de los archivos que contienen los textos (E000000.itx, E000000.txt, E000000.kde); Archivos *.itx contienen el identificador del texto; Archivos *.txt contienen lo siguiente: 1. tipo de entidad: en el caso de texto o valor es 50; SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 18
  19. 19. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION 2. tipo de georeferenciación: 0 – no georeferenciado, 1 – georeferenciado o 2 – georreferenciación libre; 3. Número de caracteres del texto; 4. Texto; 5. Coordenadas X y Y; 6. Expansión; 7. Espaciado; 8. Ángulo; 9. Dirección; 10. Alineación horizontal y vertical; 11. Visual propia o del PI; en el caso de visual propia, contiene 12. Identificador de la fuente; 13. Altura; 14. Color en valores RGB; 15. Ancho. Archivos *.kde contienen la estructura del árbol de indexación (kdtree) de los textos.  Para Mapa Temático: los nombres de los archivos que contienen las imágenes (IT000000.spg, IT000000.dsc,IT000000.lut).  Para Grid: los nombres de los archivos que contienen las imágenes (G000000.spg, G000000.dsc, G000000.lut).  Para Imagen Clasificada: los nombres de los archivos que contienen las imágenes (I000000.spg, I000000.dsc, I000000.thm).  Para Imagen Rotulada: los nombres de los archivos que contienen las imágenes (I000000.spg, I000000.dsc, I000000.reg).  Para Imagen Sintética: los nombres de los archivos que contienen las imágenes (I000000.spg, I000000.dsc, I000000.lut).  Para Imagen: los nombres de los archivos que contienen las imágenes (I000000.spg, I000000.dsc). Archivos *.lut contienen los índices con los valores en RGB de imágenes sintéticas y clasificadas o las fajas de valores para visualizar grid como una imagen. Archivos *.thm contienen los temas (código, valores RGB y nombre) de una imagen clasificada. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 19
  20. 20. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION Archivos *.reg contienen los segmentos de la imagen rotulada. Archivos *.spg son archivos en el formato de valores de punto de la grid expresados en el modo binario. Archivos *.dsc son archivos de texto con la descripción de los datos representados en el archivo spg; las informaciones contenidas en ese archivo son variables, dependiendo del tipo de imagen y procesamiento aplicados a esta. Es obligatorio que contengan: 1. Dimensión de la imagen; 2. Número de canales; 3. Tipo de imagen UINT1/INT1/UINT2/INT2/UINT4/INT4/REAL4/REAL8); 4. Formato (SPG/RAW). Para Mapa de Red: Archivos *.turn contienen las informaciones de qué arcos poseen la restricción de dirección. Archivos de contexto (nombre_suministrado.ctx): Este archivo guarda los datos referentes a las imágenes, muestras y proceso de clasificación definido por el usuario. COMPATIBILIDAD CON OTROS SOFTWARES El SPRING es la evolución de los sistemas SITIM y SGI, desarrollados para microcomputadoras, las que representan la mayor base instalada en sistemas de geoprocesamiento en el país. El SPRING permite a los usuarios del SITIM y SGI una transición natural de todos los archivos de datos. El Sistema Interactivo de Tratamiento de Imágenes - SITIM - es un sistema para procesamiento de imágenes. El Sistema Geográfico de Informaciones - SGI - es un banco de datos geográficos para manipular informaciones codificadas espacialmente y extraer informaciones de datos obtenidos por sensores remotos, levantamiento de campo, etc. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 20
  21. 21. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION MANIPULACIÓN DE DATOS VECTORIALES EN EL SPRING La edición de datos vectoriales en SPRING es ejecutada en mapas temáticos, catastrales, redes y modelos numéricos del terreno (MNT). Los objetos geográficos poseen propiedades intrínsecas que precisan ser conocidas para representarlos, tales como, localización (posición de un objeto a través de sus coordenadas geográficas), dimensión (permite describir los objetos a través de las entidades puntos, líneas o áreas), continuidad, tamaño, vecindad, forma y escala. Los mapas en SPRING pueden tener sus representaciones en el formato vectorial y raster, dependiendo de la categoría del dato en cuestión. Un mapa temático, catastral, de red o numérico utiliza elementos como puntos, líneas y áreas (o polígonos), para definir las clases temáticas, objetos geográficos y muestras (isolíneas y puntos con cotas) numéricas. ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA VECTORIAL La edición de datos vectoriales en SPRING es ejecutada en mapas temáticos, catastrales, redes y MNT (modelos numéricos de terreno). La representación vectorial de estos mapas es la manera más precisa de representar un objeto geográfico. En términos de implementación computacional, el almacenamiento y recuperación de este formato es más complejo que en el caso de la representación matricial. En el SPRING fue implementada la estructura de "v-r-trees" para facilitar el acceso a los datos. PUNTO.- Un punto es definido por toda entidad geográfica que puede ser localizada por un par de coordenadas (x, y). Se utilizan puntos para representar la localización de un fenómeno geográfico en un lugar, o para representar un determinado rasgo del mapa que es muy pequeño para ser mostrado como un área o línea. Ejemplo: Localización de una ciudad, una pista de aterrizaje, el pico de una montaña o un punto de cota (además de las coordenadas X Y, posee un atributo Z, que puede ser la cota altimétrica u otro parámetro cualquiera). SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 21
  22. 22. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION La siguiente figura muestra un punto P definido por un sistema cartesiano: LÍNEA.- Una línea es una entidad definida por un mínimo de dos pares de coordenadas (x,y), o sea, dos puntos. Se utilizan líneas para representar rasgos del mapa que son muy estrechos para ser mostrados como un área o que teóricamente no tienen grosor. Ejemplos: Un río, una carretera, una línea de costa, una línea de contorno o un límite administrativo. ÁREAS.- Son definidas como una serie de coordenadas (x, y), formando segmentos de líneas que cierran una área. Frecuentemente, en sistemas de información geográfica, se representan elementos de área por polígonos. Ejemplo: extensión geográfica de una ciudad, un lago, un área deforestada, entre otros. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 22
  23. 23. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION REPRESENTACIONES VECTORIALES EN EL SPRING En el SPRING estos tres elementos anteriores son traducidos en rasgos geográficos que son representados por: Nodos, Puntos, Arcos, Isolíneas, Islas, Líneas poligonales y Polígonos.  ARCO.- Un arco es un conjunto de puntos interconectados por segmentos de recta que comienza y termina en un nodo. Los Arcos son usados para modelar las fronteras de los polígonos. De esta forma, son utilizados para delimitar objetos que definen áreas. Ejemplo:  NODO.- Un nodo es un tipo especial de punto que tiene por objetivo definir el punto de intersección de dos o más arcos. Dos polígonos adyacentes pueden compartir el mismo arco, desde que la intersección de las líneas sea delimitada por la presencia de un nodo.  PUNTOS.- Los Puntos son entidades utilizadas para representar rasgos que son muy pequeños (Puntos 2D) para representar polígonos, o para representar una muestra numérica (punto 3D). Un punto 2D normalmente está asociado a un símbolo en mapas temáticos, catastrales y de redes, que además está definido en el banco por sus atributos no espaciales. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 23
  24. 24. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION Ejemplo: una iglesia o un poste de luz que no puede ser representado en la escala de trabajo definida.  ISLA.- Las islas son un tipo especial de polígonos delimitados por un único arco, solamente un nodo define el punto inicial y final del polígono, una vez que no hay polígonos adyacentes. La siguiente Figura muestra un arco que inicia y termina en un mismo nodo, definiendo así una isla.  LÍNEA POLIGONAL.- La Línea poligonal o polígono abierto es formado por un conjunto de puntos interconectados por segmentos de recta que comienzan y terminan en un nodo. La diferencia entre una poligonal y un arco está en el hecho de que una línea poligonal nunca define un área (polígono). Es utilizada para modelar rasgos lineales. Ejemplo: líneas que representan fracturas geológicas, ríos, carreteras, y otros elementos geográficos que puedan ser observados como rasgos lineales en la escala de trabajo adoptada. La línea poligonal es utilizada cuando el punto de intersección de las líneas no debe ser modelado y entonces no hay necesidad de insertar un nodo.  ISOLÍNEA.- Una Isolínea puede ser entendida como una línea poligonal para la cual es atribuido un único valor de Z. La siguiente figura muestra dos isolíneas con cotas diferentes. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 24
  25. 25. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION TOPOLOGÍA Los elementos como puntos, líneas y polígonos son representaciones vectoriales utilizadas normalmente para describir objetos geográficos en los mapas. La relación espacial entre estas entidades, como por ejemplo proximidad y vecindad, son obtenidas a través del análisis y observación de los mapas por el intérprete o analista. Por otro lado, una vez que los objetos del mapa fueron digitalizados y están representados por puntos, líneas y polígonos en el computador, esta relación espacial deberá ser definida explícitamente para que se pueda proceder a las operaciones de análisis espacial de los datos. En mapas digitales, las relaciones espaciales son descritas a través de la topología definida como la parte de la matemática que estudia las propiedades geométricas que no varían mediante una deformación. Las formas y coordenadas de los objetos son menos importantes que los elementos del modelo topológico como conectividad, contiguidad, continencia, etc. Forma simplificada de un ejemplo de estructura topológica que es generada para un mapa temático. De esta forma, definir la topología significa hacer explícitas las relaciones espaciales entre los objetos a través de un proceso matemático. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 25
  26. 26. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION En el Spring, definir topología para un dato del modelo temático o catastral, resulta en la creación de los polígonos, es decir el sistema almacenará las informaciones sobre las líneas, nodos e identificadores que componen cada polígono, así como las líneas que son compartidas por diferentes polígonos y la vecindad y circunscribidad entre ellos. En el Spring la topología, en lo que se refiere a los nodos y vecindad de arcos, puede ser definida automáticamente durante la digitalización. Al digitalizar una línea, un nodo será insertado automáticamente al interceptar otra línea o al terminar la propia línea. No obstante la creación de los polígonos debe realizarse para que toda la topología pueda ser definida para el Plano de Información. Una vez definida la topología, cada polígono podrá entonces ser asociado a una clase temática, o a un objeto del mapa catastral, o también a un segmento de una red, definida en el Banco de Datos. EDICIÓN DE VECTORES En el proceso de edición de vectores en SPRING, especialmente de mapas catastrales, temáticos y de redes, el usuario tiene que pasar por las etapas de Digitalización, Ajustes y Poligonalización. Para la edición de un Plano de Información numérico se necesita sólo la Digitalización y eventualmente algunos ajustes. DIGITALIZACIÓN.- La digitalización es un proceso que permite convertir datos espaciales del medio analógico al digital. Digitalmente, estos datos son estructurados de forma tal que permitan la realización de las operaciones típicas de análisis espacial. Las líneas podrán ser digitalizadas introduciéndolas punto a punto, a través del modo paso, o apenas siguiendo el contorno con el mouse continuamente accionado, en el modo Continuo. Para el modo continuo se podrá también definir la frecuencia de puntos que serán adquiridos para constituir las líneas a través del Factor de Digitalización. El Factor de Digitalización corresponde al intervalo entre los puntos de la línea a ser digitalizada. El factor es dado en mm en la escala del Plano de Información que está siendo editado. En el SPRING la digitalización de datos puede hacerse con definición de Topología automática o manual. Con definición de topología automática cada vez que un arco intercepta otro, un nodo será automáticamente definido, sin que el operador tenga que indicarlo. Este modo es ideal para digitalizar polígonos y es válido solamente para la línea que está siendo digitalizada. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 26
  27. 27. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION Con la definición de topología manual la introducción de nodos o quiebres de línea deberá ser realizado por el operador. Este modo es el indicado para digitalizar por ejemplo líneas de fracturas geológicas, donde una línea deberá permanecer íntegra. La digitalización puede ser realizada a través de:  Mesa digitalizadora (que es lo más usual),  Dispositivos de barrido (scanners) o monitor de video (pantalla). ERRORES ASOCIADOS A LA DIGITALIZACIÓN DE VECTORES El Usuario escribió un número insuficiente de puntos: la representación del formato de curvas depende del número de vértices utilizados. Consecuentemente, el error relativo a la digitalización de líneas rectas es mucho menor que el error resultante de la digitalización de curvas complejas. Ejemplo: Una definición coherente del Factor de Digitalización podrá minimizar este error. No obstante es necesario destacar el hecho que umbrales muy pequeños producirán líneas con exceso de puntos. Como algunos errores pueden ser evitados y otros provocados a partir de la selección de la topología (manual o automática), los errores son indicados de acuerdo con la selección de la topología. TOPOLOGÍA MANUAL A-) El usuario no definió un nodo - en un polígono, toda línea que intercepta otra línea debe tener asociado un nodo notificando el punto de intersección. Ejemplo: SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 27
  28. 28. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION En este caso se debe insertar un punto en la línea que fue interceptada y transformarlo en un nodo (opción quebrar línea) para entonces después unir las líneas o ajustarlas automáticamente. B-) El usuario no hizo la superposición de los nodos: en la digitalización el polígono queda abierto, o una línea no alcanza o ultrapasa el punto de intersección. Ejemplos: Para estos casos el ajuste automático de los nodos puede no ser suficiente para cerrar estos polígonos, debiéndose entonces proceder a la edición manual de estos nodos, aproximándolos o uniendo las líneas, o aumentando el umbral de ajuste automático. TOPOLOGÍA AUTOMÁTICA A-) El usuario sobrepasa el límite de intersección - como la línea será automáticamente quebrada, una pequeña línea después del cruzamiento podrá quedar residente y deberá ser eliminada manualmente (opción eliminar líneas), en el caso que el factor de digitalización sea menor que el segmento de línea excedente. Este error demanda la atención del operador durante la digitalización utilizando la topología automática. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 28
  29. 29. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION B-) El usuario no definió correctamente los límites entre polígonos: en la digitalización, las líneas pueden sobreponerse o dejar un espacio (laguna) entre ellas, apareciendo un mensaje de incorporación inválida.  Superposición - como no existen nodos insertados el error será sólo detectado durante la creación de polígonos, debiendo entonces ser corregido a través de la edición manual.  Laguna - este error no tiene como ser detectado por las opciones de edición del sistema, está relacionado con el cuidado del operador durante la digitalización. AJUSTES La etapa de ajuste implica hacer con que los arcos estén con sus extremidades, o sea, los nodos conectados. Normalmente se utilizan ajustes automáticos cuando los errores son pequeños o están dentro del límite de tolerancia definido por el usuario. Cuando errores más groseros son insertados, se torna necesario hacer los ajustes manualmente POLIGONALIZACIÓN Una vez que todas las líneas están ajustadas se debe crear la topología ejecutando la etapa de poligonalización, durante la cual será creada o actualizada la relación topológica entre los polígonos. SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 29
  30. 30. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA SISTEMAS Y COMPUTACION CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  SPRING es un Sistema de Información Geográfica y al mismo tiempo un sistema de tratamiento de imágenes obtenidas mediante percepción remota que realiza la integración de las representaciones de estructura raster y datos con estructura vectorial en un único ambiente.  Spring 5.2 está compuesto por tres módulos que son Spring, Impima, Scarta , cabe mencionar que Scarta incorpora un módulo que se denomina Iplot que abre un archivo generado por scarta.  Spring permite a los usuarios del Sistema Interactivo de Tratamiento de Imágenes SITIM y Sistema Geográfico de Informaciones - SGI una transición natural de todos los archivos de datos, para que así puedan manipular informaciones codificadas espacialmente e información obtenida mediante sensores remotos.  Spring puede ser ejecutado en cualquier PC con sistema operativo Windows, Linux o en estaciones de trabajo RISC, cabe recalcar que al descargar el software para Windows se debe seleccionar el correcto soporte ya sea para 32 o 64 bits.  Antes de empezar a trabajar en el entorno de Spring se debe tener en cuenta el directorio del banco de datos, ya que ahí se guardaran todos nuestros proyectos y la aplicación siempre buscara ese directorio al iniciar.  Considerar que para georeferenciar una imagen en Spring, primero se debe transformar la imagen a un archivo tipo .spg con ayuda del módulo Impima. BIBLIOGRAFÍA  http://www.dpi.inpe.br/spring/espanol/index.html  http://marbelo.webs.ull.es/rs_p1.pdf  http://www.un-spider.org/sites/default/files/ManualSPRING_web.pdf  http://epi.minsal.cl/SigEpi/tema01.html  http://www.ign.gob.ar/descargas/sig/Publicaciones%20pdf/22.pdf  http://marbelo.webs.ull.es/rs_p1.pdf  http://epi.minsal.cl/SigEpi/tema01.html  http://resources.arcgis.com/es/help/gettingstarted/articles/026n0000000t000000.htm SPRING 5.2 – Sistemas De Información Geográfica 30

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