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