Sistemas de información Geográfica

UNIDAD I. NOCIONES FUNDAMENTALES ACERCA DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

¿Qué son los Sistemas de Información Geográfica?

De todas las definiciones actuales de Sistemas de Información Geográfica o SIG en el mercado, quizá la más completa sea la dada por la NNGIA (1990): “ Sistema de hardware y software, diseñado para la captura, almacenamiento, manipulación, análisis, modelización y presentación de datos, referenciados espacialmente, para la resolución de problemas complejos de planificación y gestión”. De esta definición podemos extraer cuatro puntos importantes:

·         El carácter informático de la tecnología empleada, integrada por hardware, software y periféricos.

·         El tipo de operaciones realizadas, todas ellas de carácter automático, como captura, almacenamiento, manipulación, análisis, modelización y presentación de datos.

·         El tipo de información que se maneja: datos georreferenciados. Estos datos se distinguen por una doble componente: temática y espacial.

·         La finalidad de los SIG: la resolución de problemas de planificación y gestión, como planificación territorial, gestión catastral, prevención de riesgos naturales o análisis de mercados, todas de carácter ambiental y territorial.

Otra definición de los SIG considera la disposición, en capas, de sus conjuntos de datos, de forma que la localización en un punto sobre una de las capas coincide en todos los mapas, referidos a la misma porción de terreno.

¿Para qué sirven los SIG?

De entre las diferentes utilidades que puede presentar un SIG, podemos destacar las siguientes seis dadas por el manual Rhind (1990):

1.       Localización directa. Identificación rápida y directa de atributos asociados a una determinada entidad geográfica como la densidad de población de un municipio, o el uso del suelo.

2.       Localización condicionada. Además de la localización directa, los SIG permiten una localización condicionada de un punto, teniendo en cuanta una serie de criterios previamente definidos, delimitando una zona -o zonas- que mejor se adecue a nuestro objetivo. La localización de un suelo adecuado para un tipo industria concreto es un ejemplo de localización condicionada.

3.       Tendencias. El análisis temporal de diferentes fenómenos en un espacio concreto permite realizar un análisis de tendencias comparando las diferentes imágenes temporales en un formato que pueda ser interpretado por los SIG. Por ejemplo, podemos ver el proceso de urbanización a lo largo de los años y conocer la tendencia de crecimiento.

4.       Rutas. Mediante un análisis detallado, los SIG permiten establecer una ruta óptima teniendo en cuenta varias variables, minimizando los impactos ambientales y económicos. En esta contexto, los SIG pueden dar respuesta a cuál es la ruta óptima para la construcción de una carretera minimizando los costos de construcción y ambientales o cuál es la ruta más adecuada para el transporte de contaminantes, teniendo en cuenta la localización de embalses y arroyos susceptibles de contaminarse.

5.       Pautas. Además de las tendencias, los SIG permiten un análisis detallado de, por ejemplo, el patrón de distribución de la población en base a su clase social.

6.       Modelos. La simulación de fenómenos geológicos como la evolución de un lahar o una nube ardiente cerca de un núcleo de población es otro ejemplo de aplicación práctica de los SIG.

Componentes básicos de los SIG

Entre los componentes básicos que integran un SIG, podemos mencionar los siguientes:

1)      El software. Es el soporte lógico y está integrado por el sistema operativo, que es como el centro de gestión de recursos del ordenador y los programas de aplicación, entre los que se encuentran los SIG. De entre los distintos software SIG existentes el mercado podemos mencionar IDRISI, ArcGIS, MiraMon.

2)      El hardware. Es el componente físico del ordenador y está integrado por diferentes elementos:

a)      La unidad Central de Proceso (CPU). Es el cerebro del ordenador.

b)      Componentes de almacenamiento externo de la información (discos duros, CD-ROM, DVD, USB, etc.,)

c)       Periféricos de entrada (teclado y ratón)

d)      Periféricos de salida (monitor e impresoras)

3)      Los datos. Cualquier proyecto SIG requiere el manejo de datos geográficos. La información geográfica posee una doble componente temática y vectorial y consiste generalmente en una imagen digital. La componente temática de los datos

4)      El personal técnico que maneja los SIG. Esta personal está compuesto de un amplio colectivo de personas que van desde usuarios hasta consultores y expertos, procedentes diferentes ramas de la ciencia como las Ciencias Ambientales, Biología, Geografía, Informática, etc.,

5)      Los métodos de trabajo. Los métodos de trabajo hacen referencia al conjunto de operaciones encaminadas al desarrollo de un proyecto SIG, como la localización de un suelo apto para usos agrícolas.

UNIDAD II. LA NATURALEZA DE LA INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

La medición de datos en geografía. Las unidades espaciales de recogida de información

La recopilación y análisis de datos en geografía requiere la definición previa de las unidades de análisis.

Podemos representar los elementos geométricos por medio de objetos puntuales (sin dimensiones) o por medio de objetos lineales (una dimensión), objetos superficiales planos o polígonos (dos dimensiones) u objetos superficiales o volúmenes (tres dimensiones).

En este sentido, cabe destacar la naturaleza espacial de los mismos. Todos los objetos geográficos ocupan una posición fija en el espacio, definida generalmente por sus coordenadas cartesianas.

Estas unidades de observación pueden ser naturales o artificiales según se encuentren delimitadas por el fenómeno en sí o de forma arbitraria. Por ejemplo, los usos del suelo se encuentran limitados al tipo de suelo (naturales) mientras que las provincias se encuentran delimitadas por convención.

Se define entidad como un objeto discreto e individualizable, representación de un ente del mundo real, cuyos límites y extensión espacial se hayan relativamente bien definidos

La componente temática de la información

La representación de entidades geográficas, requiere la correlación de la misma con un código alfanumérico conocido como atributo descriptivo o variable. Las variables geográficas objeto de estudio en geografía son muy diversas (litología, topografía, hidrología.,)

Representación cartográfica de la información geográfica

Tradicionalmente, la información geográfica se ha representado por medio de mapas analógicos en los que cada entidad u objeto geográfico representado en el mismo mostraba una relación con su escala real. Hoy en día los SIG han incorporado estos mapas en formato digital, permitiendo realizar análisis más detallados.

Sistemas de proyección

La necesidad de establecer una relación entre la forma elíptica de la Tierra y los mapas, como representación geométrica plana hace necesario establecer unos sistemas de proyección. Un sistema de proyección consiste en pasar la red de meridianos y paralelos al plano. Existen multitud de sistemas de proyección, pudiendo clasificarse en tres grandes grupos principales:

·         Cenitales o acimutales. Son el resultado de proyectar la superficie del globo sobre un plano, desde un centro de perspectiva.

·         Sistemas de proyección cónicos. Consisten en la proyección de  la red geográfica sobre un cono tangente al globo terrestre que, posteriormente, se desarrolla sobre un plano. En él, los meridianos aparecen como líneas rectas mientras que los paralelos como arcos de círculos concéntricos. Resulta muy útil para zonas situadas en latitudes medias.

·         Sistemas de proyección cilíndricos. La superficie donde se proyecta la red geográfica es un cilindro que, posteriormente, se desarrolla sobre un plano. En él, los paralelos aparecen como rectas paralelas cuya separación aumenta conforme nos alejamos del Ecuador y los meridianos como rectas paralelas equidistantes. Destaca la proyección de Mercator, una proyección conforme, es decir, que conserva la forma de la figura representada, cuyo cilindro de proyección es tangente a la superficie terrestre en el Ecuador. Resulta útil para latitudes bajas y mapas mundi, puesto que la deformación se hace mayor conforme nos alejamos del Ecuador. La UTM (Universal transversa de Mercator) representa otro sistema de proyección cilíndrica en el que el cilindro de proyección es tangente al a un meridiano, a lo largo del cual la distancia se mantiene constante. En cada proyección, sólo el meridiano de origen de cada uso y el Ecuador aparecen como rectas perpendiculares. No se representan los casquetes polares en el mismo, no siendo útil para latitudes inferiores a los 80º.

Todos los sistemas de proyección distorsionan, en mayor o menor medida, la forma real de la Tierra. Las deformaciones pueden afectar a la superficie, las distancias o la forma (o los ángulos). Así, los sistemas que conservan las formas se conocen como conformes; los que conservan las distancias equidistantes; y los que conservan las áreas, equivalentes. El empleo de uno u otro sistema dependerá del uso y la precisión que se le quiera dar al mismo, no siendo ninguno mejor que otro.

El mapa temático

El mapa temático muestra una representación espacial del territorio relativa a un tema determinado – de ahí su nombre- como la litología, usos del suelo, geología, etc. Existen distintos criterios de clasificación de los mapas temáticos. El primero de ellos hace referencia al tipo de variable representada y los clasifica en mapas temáticos cualitativos y mapas temáticos cuantitativos. Los mapas temáticos cuantitativos muestran atributos de medida expresados de forma nominal u ordinal. Para diferenciar las distintas clases o categorías se emplean a menudo diferentes tramas de color. Los mapas temáticos cuantitativos permiten expresar variables temáticas, medidas en escala de razón. Pueden representar tanto valores absolutos (altitud) como relativos (densidad de población). Existen diferentes tipos de mapas temáticos cuantitativos. Algunos emplean figuras geométricas, proporcionales al valor del atributo representado. Ejemplo de este tipo de mapas es el de la representación de la densidad de población de una ciudad por medio de esperas. Los mapas de puntos representan otra variedad referida a elementos zonales en los que la representación de del atributo se hace por medio de puntos con el mismo valor. Este tipo de mapas resulta muy útil para representar la distribución de población extranjera en un núcleo determinado. Los mapas lineales proporcionales expresan el fenómeno a representar por medio de líneas cuyo grosor es proporcional a la magnitud del mismo. Representan fenómenos como, por ejemplo, la densidad de tráfico en un área metropolitana determinada. El mapa de figuras proporcionales emplea figuras geométricas cuyo tamaño es proporcional a la superficie. Representa fenómenos localizados en puntos aislados como la oferta hotelera para cada una de las ciudades donde este servicie se halle instalado. Mediante los mapas de isopletas se representan fenómenos con diferente valor en cada punto de la superficie. Sirven para representar fenómenos cuya variación puede ser importante en puntos próximos del territorio. El ejemplo más clásico es el mapa de curvas de nivel, líneas que unen puntos de igual altitud. Los mapas de cloropletas muestran la distribución de una variable cuyos valores pueden ser relativos o absolutos por medio de tramas. De este modo, los valores cuantitativos se transforman en valores categóricos al expresar, en clases o intervalos, el atributo a representar.

UNIDAD DIDÁCTICA III LOS MODELOS Y ESTRUCTURAS DE LOS DATOS GEOGRÁFICOS. LAS BASES DE DATOS GEOGRÁFICOS

La estructura espacial del modelo raster

En el modelo ráster, el espacio está dividido en celdas o píxeles, de manera que cualquier información sobre el mundo real se codificará sobre este formato espacial, al superponer una malla o retícula sobre el territorio.

El modelo raster estructura la información temática individualmente, para cada uno de los atributos. De esta forma, la información se almacena en capas independientes para cada una de las variables a representar.

Las entidades geográficas del mundo real quedan representadas de acuerdo a la correspondencia de las figuras geométricas elementales y el formato raster. Así, los puntos serán reemplazados por celdas; las líneas por una sucesión de celdas unidas por un lado o vértice; y los polígonos por celdas contiguas con el mismo valor temático.

Este modelo presenta una serie de inconvenientes derivados de este tipo subdivisión espacial. El elevado número de objetos espaciales necesarios para cubrir el área de estudio concreta genera un problema de almacenamiento, que dependerá, en cada caso, de la resolución de las celdas o píxeles. El error derivado la sustitución de las entidades geográficas representadas por puntos líneas y polígonos por una o más celdas supone otro pequeño inconveniente que dependerá, lógicamente, de la resolución o tamaño de la malla empleada. Sin embargo, este modelo, supone una ventaja en la gestión de la información al coincidir, por superposición, los elementos espaciales regulares y del mismo tamaño todas las capas. Esta es la base de la resolución de problemas de carácter territorial por medio de un conjunto de operaciones matemáticas y algoritmos de cálculo que veremos en los siguientes capítulos.

 

La estructura espacial del modelo vectorial

En el modelo de datos vectorial, los las entidades geográficas son representadas por puntos, líneas (arcos) y polígonos definidos por sus coordenadas. Así, los puntos, como objetos adimensionales, quedan representados por un par de coordenadas (x,y); las líneas por un conjunto de pares de coordenadas; y los polígonos por un conjunto de pares de coordenadas cuyos puntos inicial y final coinciden.

Las estructuras de datos ráster

Como se ha mencionado anteriormente, el modelo raster organiza la información geográfica en un conjunto de capas o mapas individuales correspondientes a cada variable temática (altitud, litología, usos del suelo, etc.). La unión intrínseca de las componentes temporal y temática implica que a cada celda, la unidad básica de recogida de información, le va a corresponder un único valor correspondiente a cada variable temática representada. Esta información codificada constituye los que conocemos como base de datos, una colección de datos almacenados en conjunto, cuya finalidad es la de servir  una aplicación o más.

El almacenamiento de los valores de las celdas en un fichero informático se halla relacionado con la estructura de recogida de la información. Las más habituales son:

1.       Enumeración exhaustiva. Este procedimiento consiste en almacenar, individualmente, cada uno de los valores de las celdas, siguiendo el orden, en general, de las filas, hasta agotar el total de valores existentes.

2.       Codificación “run length”. Refleja el número de veces que se repite cada valor temático, en idéntico orden al establecido con anterioridad. Reduce la extensión de los valores al compactar la información.

3.       Estructuras jerárquicas. Esta estructura consiste en agrupar en cuadrados de tamaño variable aquellos valores homogénos, con el fin de reducir el número de subdivisiones.

Las estructuras de datos vectoriales

1.       Lista de coordenadas. Esta estructura define cada objeto por medio de un indentificador, que registra su nombre,  seguido del número de vértices que integran dicho objeto y la lista de coordenadas de cada uno de sus vértices. Así, el punto quedará definido por un solo vértice, es decir un par de coordenadas; las líneas por, al menos dos pares de coordenadas; y los polígonos por, al menos, cuatro pares de coordenadas.

2.       Diccionario de vértices. Identifica la naturaleza y la posición de los objetos en dos etapas. En la primera origina una tabla que registra cada vértice con un identificador y sus coordenadas respectivas. La segunda etapa, define en otra tabla los elementos espaciales que integran la estructura, a partir de sus vértices, incluidos en la tabla anterior.

3.       La organización arco/nodo. Esta estructura está definida por las relaciones topológicas entre los polígonos y dos elementos: los nodos y los arcos. Los nodos representan puntos de intersección de tres o más líneas, mientras que los arcos son las líneas o segmentos que comienzan en un nodo y acaban en otro.

4.       La estructura TIN. Esta estructura vectorial divide el espacio en una serie de triángulos irregulares delimitados por sus vértices (nodos) y aristas. Muy utilizada en los modelos digitales del terreno como el MDE, requiere además especificar la coordenada Z de la altura.

UNIDAD DIDÁCTICA IV. Los SIG Raster: origen y presentación de la información. Los modelos digitales del terreno.

La teledetección y su papel en los Sistemas de Información geográfica

La teledetección podría definirse como aquella técnica que permite la obtención de imágenes de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales. El fundamento de esta técnica es la interacción entre los diferentes objetos de la superficie terrestre y la energía procedente, generalmente, del sol. La energía reflejada por cada objeto, caracterizada por una longitud de onda y frecuencia determinadas, es recibida por un sensor y transmitida, de nuevo, a la superficie terrestre para su almacenamiento y procesamiento.

La percepción remota representa uno de los métodos más fiables para la obtención de imágenes con un elevado grado de resolución y rapidez, permitiendo obtener imágenes en lugares de difícil acceso para su cartografía.

Rasterización de la información digital en formato vectorial

En el modelo raster, el espacio está dividido en celdas o píxeles, de forma que cualquier información del mundo real se codificará sobre este formato espacial, al superponer una retícula o malla sobre el territorio. De este modo, cada entidad geográfica quedará definida por una o más celdas definidas para cada capa temática, en la cual cada objeto individual quedará definido por uno o un conjunto de valores asociados al mismo. La calidad de la información digitalizada dependerá en gran medida de la resolución obtenida.

EL proceso de rasterización, conlleva dos etapas bien diferenciadas:

1.       Preparación de una malla o retícula vacía sobre la cual volcaremos el territorio a representar, con la misma extensión y resolución que el mapa original.

2.       Volcar la información vectorial sobre la malla creada, transformando el formato vectorial creado a raster. De esta forma, cada punto se transformará en una celda individual, cada línea en una sucesión de píxeles unidos por los lados o vértices, y cada polígono (superficie) en una zona o sucesión de celdas contiguas, con el mismo valor temático en cada una de ellas.

Los modelos digitales del terreno

De forma general, podemos definir a un modelo como “una representación simplificada del mundo real, donde aparecen algunas de sus propiedades” (Joly, F., 1982). A efectos prácticos, nos vamos a centrar en dos tipos de modelos: el modelo analógico y el modelo digital.

Los modelos analógicos constituyen una representación del mundo real en los que la relación con la realidad se establece a partir de las propiedades morfológicas o mediante un conjunto de convenciones cartográficas que permiten representar determinadas características de la superficie terrestre por mapas convencionales (altitud, distancia, localización relativa de elementos geográficos.,). Por su parte, los modelos digitales constituyen una representación del mundo real por medio de una estructura interna con datos codificados en cifras, permitiendo su tratamiento estadístico.

Se define un Modelo Digital del Terreno (MDT) como una “estructura numérica de datos que representa la distribución de una variable cuantitativa continua” (Felicísimo A. M., 2003). Los MDT representan fenómenos cuya variación espacial se manifiesta de manera continua (altitud, pendiente, temperatura, precipitaciones.,) Vale la pena mencionar a los modelos digitales de elevaciones o MDE, donde la variable cuantitativa continua, representada por la variable z, es el relieve de la superficie terrestre. Los MDT contienen información acerca de la posición, determinada por las coordenadas x e y, y la altitud z de los elementos de esa superficie.

Los MDT permiten el tratamiento informático de la información y la obtención de “modelos digitales derivados” por medio de una serie de algoritmos que reproducen fenómenos del mundo real.

Las estructuras de datos en el MDE viene determinada por los modelos de representación de datos en los SIG: los SIG ráster y los SIG vectoriales.

En el modelo vectorial, la información geográfica viene referida por puntos, líneas y polígonos. Las dos estructuras más usuales en este tipo de formato son la basada en isolíneas y la red de triángulos irregulares (modelo TIN). La primera, organiza la información a partir de líneas con la misma cota definidas por un vector mientras que la segunda, se compone de un conjunto de triángulos que se adaptan al terreno por la unión de cada tres puntos. El resultado es un conjunto continuo de superficies plana que reproduces el relieve a modo de superficie poliédrica. 

Por su parte, el modelo ráster organiza, como vimos, la información en una malla o retícula compuesta por celdas o píxeles que representan la unidad básica de recogida de información.

Construcción de un modelo digital de elevaciones

La acomodación de la de la realidad geográfica del relieve terrestre a la estructura digital requiere de dos pasos previos perfectamente coordinados:

1.       La captura de la información

2.       La construcción de un modelo simplificado que se ajuste en la mayor medida a lo real.

Para este fin, contamos con dos métodos de recogida de la información: los métodos directos y los métodos indirectos.

Los métodos directos obtienen la información de los valores altitudinales mediante la medición directa sobre el terreno. Puede hacerse mediante:

·         Sensores remotos con altímetros radar o altímetros laser.

·         GPS

·         Incorporación de los datos de las estaciones geográficas.

Los métodos indirectos de recogida de la información de las cotas del terreno a partir de documentos analógicos o digitales elaborados previamente. Existen varios métodos indirectos:

·         La restitución fotogramétrica

·         La digitalización automática

·         La digitalización semiautomática

De estos métodos indirectos, son sin duda la digitalización automática y semiautomática lo más utilizados con diferencia.

La digitalización automática, usada frecuentemente para la captura de curvas de nivel, traduce la información de las isolíneas contenidas en las celdas en una escala de grises o de color mediante un sensor óptico. Se distinguen las siguientes fases en este procedimiento:

1.       Escaneado de la imagen de las isolíneas, con una resolución adecuada que permita la separación de las mismas de los espacios en blanco.

2.       Filtrado de la imagen anterior.

3.       Obtención de un fichero vectorial.

4.       Asignación de los valores de la elevación a cada una de las líneas digitalizadas.

La construcción final del MDE es, finalmente un problema de interpolación de la información capturada para determinar la elevación del resto de los puntos bien sea a partir de puntos aislados, o a partir de las curvas de nivel.

Unidad Didáctica V. Los SIG raster: operaciones y algoritmos de cálculo

Las diferentes operaciones a realizar en los SIG raster viene determinadas por su particular modelo de organización de la información.

Entre las operaciones elementales a realizar por un SIG raster, podemos encontrar la extracción e identificación de la información, modificación de la orientación y resolución resolución –recordemos que en el modelo ráster, la información está contenida en píxeles cuya extensión y cantidad determinan la resolución- y la unión de hojas de trabajo.

Las operaciones principales en los SIG raster pueden dividirse en tres categorías:

·         Operaciones locales

·         Operaciones de vecindad (inmediata o extendida)

·         Operaciones zonales

Operaciones locales

Las operaciones locales son aquellas que se realizan considerando a cada píxel de forma aislada, sin tener en cuenta la posición espacial de unas celdas respecto a otras, salvo en lo que la distribución de los valores de la variable temática se refiere.

Su pueden diferenciar dos tipos de operaciones locales: las que se obtienen a partir de una única capa de información (reclasificación) y las que se obtienen a partir de dos o más capas iniciales (superposición).

Las operaciones de reclasificación consisten en la transformación de un conjunto de valores de la capa inicial en una nueva imagen, bien recodificando los valores o categorías existentes (recodificación) o bien agrupando las categorías presentes en un número más reducido (agregación). Esto es cierto para variables cualitativas de naturaleza discreta como, por ejemplo los usos del suelo, vegetación, litología, etc.,

La reclasificación de una imagen correspondiente a una variable cuantitativa, de naturaleza continua, como la altitud, origina una nueva capa temática, en la que los datos correspondientes a la variable cualitativa se encuentran ordenados en intervalos (agrupación por intervalos), o bien modifica los valores de la capa de partida operándolos por una constante o mediante la aplicación de una función matemática determinada.

La superposición es la operación de superponer dos o más bases cartográficas digitales para obtener otra base que contenga la información de las bases iniciales, de tal manera que tengamos más información. La superposición lógica (Y LÓGICO) se define como la operación de superposición de imágenes raster que origina la intersección de las áreas del territorio que cumplen dos condiciones a la vez. El producto de las capas de información expresadas con variables de tipo lógico o booloeano origina una nueva imagen, donde los valores iguales a la unidad cumplen ambas condiciones. Estrictamente hablando, la superposición lógica hace referencia a mapas de tipo lógico, es decir, mapas binarios (0 y 1), donde el 0 expresa el valor nulo mientras que el 1 expresa la satisfacción o cumplimiento de una condición.

Por su parte, la superposición lógica (O LÓGICO) define las zonas del territorio que cumplen una de las dos condiciones a la vez.

Cuando la obtención de una nueva capa de información es a partir de un conjunto de operaciones de suma, resta, multiplicación o división hablamos superposición algebraica. Mediante el denominado álgebra de mapas es posible la obtención de una nueva imagen raster a partir de un conjunto de operaciones algebraicas múltiples, que relacionan entre sí las capas fuente originales a través de operadores algebraicos y valores constantes.

La intersección o cruce de mapas nominales u ordinales origina una nueva capa de información cuyas clases o categorías son el producto de los cruces entre las categorías de las capas originales. Esta operación resulta muy útil a la hora de realizar estudios dinámicos como el crecimiento de la población que puede afectar a una o más clases.

El enmascarado de mapas consiste en la superposición de un mapa sobre otro, a modo de mascara, de manera que se obtenga una nueva capa de información cuyo número de clases es igual a la suma de las clases de las capas originales. Una condición indispensable en esta operación es que los valores de la imagen superior sean no nulos

Operaciones de vecindad

Las operaciones de vecindad se definen como aquellas operaciones destinadas a expresar las relaciones entre una o varias celdas de origen y el resto del territorio.

Las operaciones de vecindad inmediata calculan, para cada celta, un determinado valor en función de las celdas que le rodean. En este tipo de operaciones, se consideran, de forma general, las 8 celdas contiguas a la celda de origen. En los SIG raster, existen cuatro tipos de operaciones de vecindad inmediata: el filtrado de mapas, el cálculo de pendientes, el cálculo de orientaciones y la determinación del perfil topográfico.

La operación de filtrado busca sustituir el valor de cada píxel por el de la media, la mediana o la moda (u otra medida de centralización) de las 8 celdas contiguas. El resultado es un realce o suavizado, que puede ser intenso o suave dependiendo de la ponderación de los valores de cada celda respecto a la central. Así, si aplicamos el mismo peso a cada celda para el cálculo de la media obtendremos un suavizado intenso, mientras que si otorgamos un mayor peso a la celda central respecto a las ocho celdas que le rodean obtendremos un suavizado menos intenso. Si, por el contrario, queremos destacar el valor de la celda central, podemos asignar valores negativos a las celdas limítrofes y un valor positivo a la celda central. El resultado es un realce de la imagen. Por simplicidad es conveniente que la suma de los pesos relativos asignados a cada celda se igual a la unidad. Esta operación resulta útil para homogeneizar el despacio haciendo desaparecer los valores raros, resultantes de errores, por ejemplo, en la interpolación.

Se define la pendiente como como la inclinación del terreno respecto al plano horizontal.  El valor de la pendiente puede calcularse en porcentaje, expresado como el cociente entre el desnivel vertical del terreno respecto al plano horizontal multiplicado por cien; o en grados, expresado como la arcotangente del desnivel vertical respecto al plano horizontal. El valor de la pendiente en porcentaje coincide con el de la tangente del ángulo de desnivel multiplicado por 100. 

La orientación de la celda es el ángulo de inclinación de máxima pendiente, respecto a un punto cardinal de referencia, el norte geográfico. Junto con el cálculo de pendientes, la orientación de la pendiente es uno de las operaciones más usuales permitiendo el análisis de cuencas de drenaje (áreas homogéneas del terreno que vierten sus aguas hacia un mismo arroyo), áreas de insolación (solana y umbría), etc. Al igual que el cálculo de pendientes, requiere el empleo de un modelo digital de elevaciones.

La determinación del perfil topográfico permite obtener la variación de las altitudes en cada punto situados  a lo largo de una línea recta trazada sobre el modelo digital de elevaciones.

Las operaciones de vecindad extendida manifiestan la relación espacial de un conjunto de celdas de referencia respecto a otras, que no tienen por qué ser contiguas. Entre las operaciones de vecindad extendida más frecuentes se encuentran el cálculo del mapa de distancias. El cálculo del mapa de distancias determina para cada celda, la distancia de la recta que une el centro de la misma con el resto de celdas del territorio (distancia euclidiana). De acuerdo con el teorema de Pitágoras, este valor se correspondería con la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las distancias horizontal (filas) y vertical (columna). Esta operación representa, junto con la reclasificación, una de las operaciones más importantes en los SIG raster, permitiéndonos definir zonas contiguas del territorio ya sea por medio de una reclasificación o un “buffer” que, en el argot de los SIG, indica la zona de proximidad existente a un determinado objeto geográfico.

Si consideramos que la superficie no es isotrópica y que la resistencia (fricción) al movimiento está determinada por múltiples factores como el relieve, la presencia de infraestructuras de transporte o la existencia de barreras a la circulación, el concepto de distancia euclidiana utilizada en el cálculo de distancias deja de ser representativo. Usamos entonces el concepto de superficie de fricción como a un recubrimiento que proporciona, para cada punto del territorio, la acumulación o dificultad de movimiento por unidad de longitud, correspondiente a un determinado movimiento. Así, a cada celda le corresponde un número correlativo, donde el 3 indica el triple de dificultad que el 1, y el doble que 1,5. El resultado de la aplicación del cálculo de distancias, considerando la superficie de fricción se denomina superficie de costos.

La superficie de fricción modifica los valores de las distancias euclidianas permitiendo la elaboración de mapas de costes de desplazamiento.

Conocida la superficie de fricción como imagen de referencia de la dificultad al movimiento de un determinado territorio, es posible calcular el recorrido óptimo para minimizar los costos. En los SIG ráster esta operación se realiza a partir de la superficie de costos de transporte y es conocida como el cálculo de caminos mínimos.

La generación de polígonos de Thiessen consiste en la asignación de celdas de un determinado territorio a una serie de puntos previamente fijados, de manera que la clasificación se realice por proximidad. De esta manera, el total de los píxeles se agruparían en áreas de influencia de los puntos de partida. El resultado final se conoce como teselación Voronoi y tiene la propiedad de que los límites de los polígonos son equidistantes de los centros originales. Se aplican al estudio de las áreas de mercado o centros de influencia de servicios, una vez conocida la localización de los centros que prestan el servicio de que se trate. Las áreas resultantes que se obtienen pueden ser interpretadas como áreas de influencia de cada centro, por proximidad o coste, siempre que se considere idéntico el peso de atracción de los mismos.

El análisis de intervisibilidad busca obtener la cuenca visual o superficie visible desde uno o varios puntos del terreno, teniendo en cuenta la altura del observador, la superficie topográfica y la localización. Junto con las operaciones anteriores, el análisis de intervisibilidad requiere el empleo de un modelo digital de elevaciones (MDE). Uno de los campos de aplicación del análisis de intervisibilidad es estudio del paisaje.

El análisis de difusión permite el estudio de la difusión, definida como la propagación o extensión de un determinado fenómeno, por ejemplo un contagio, desde un lugar de origen, teniendo en cuenta barreras espacio-temporales.

La interpolación espacial es el procedimiento que se emplea para predecir valores desconocidos de unas localizaciones geográficas, en la vecindad de otras localizaciones cuyos valores son conocidos. La elaboración de un MDE a partir de un mapa de curvas de nivel representa un ejemplo de interpolación espacial, en cual la variable cuantitativa continua, representada por z es la altitud. Podemos así elaborar otros MDT a partir de la distribución de variables como la temperatura y precipitaciones.

Operaciones locales

La necesidad de identificar áreas contiguas del territorio para la implantación de cualquier actividad hace necesario el establecimiento de zonas o zonificación de celdas contiguas con el mismo valor temático. Mientras que las operaciones locales consideran de forma aislada cada píxel, sin tener en cuenta la posición que ocupan unas respecto a otras, las operaciones zonales son aquellas que identifican áreas contiguas del territorio con el mismo valor temático.

La zonificación y codificación de zonas establece además la base para la realización de mediciones espaciales como la forma, el área o el perímetro de cada zona homogénea del territorio, que de otro modo, no podríamos realizar.

La superficie de una zona se mide a partir de su resolución (área de cada celda o píxel) y del número de celdas que integran la misma.

El perímetro se mide en función del número de lados que integran el conjunto de píxeles externos a cada una de las áreas. Así, una línea diagonal va a tener un mayor perímetro puesto que todos los lados de cada píxel se encuentran expuestos.

En algunas ocasiones resulta fundamental el conocimiento de la forma del terreno, no siendo igual disponer de un terreno circular que alargado, a modo de parcela. En este contexto de define como índice de circularidad a la raíz cuadrada de la relación entre el área real de una zona y un círculo que tuviera el mismo perímetro.

Unidad Didáctica VI. Los SIG vectoriales: origen, presentación de la información y principales operaciones de cálculo

ORIGEN DE LA INFORMACIÓN EN LOS SIG VECTORIALES

Digitalización semiautomática

Se conoce como digitalización al proceso de captar las coordenadas de objetos geográficos de un mapa (puntos, líneas y polígonos), estableciendo un valor temático diferenciado para cada uno de los elementos, con el objetivo de almacenarlo en formato vectorial.

Uno de los métodos de captura de la información en los SIG vectoriales es la digitalización semiautomática. La digitalización semiautomática consiste en la captura de la información de los objetos geográficos, generalmente  por medio de una tableta digitalizadora, y que permite su almacenamiento posterior en formato vectorial. Constituye el método más adecuado cuando la información procede de una base analógica, permitiendo su tratamiento en formato digital. Otro método de digitalización consiste en la digitalización en pantalla, que permite trabajar directamente con la información en formato digital, digitalizando, por ejemplo, sobre un mapa en formato ráster.

La digitalización automática se basa en el empleo del escáner o el barredor óptico.

Estos métodos se conocen como métodos de captación indirecta, pues se basan en el empleo de fuentes primarias, como mapas para obtener la información. Por el contrario, los métodos de captación directa como el GPS permiten obtener información de un punto del terreno en formato digital, al localizar las coordenadas espaciales sobre la superficie terrestre con gran precisión.

PRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN EN LOS SIG VECTORIALES

Los mapas temáticos vectoriales

Como vimos anteriormente, la representación de la información geográfica en los SIG vectoriales se realiza por medio de puntos, líneas y polígonos definidos por sus coordenadas. Estos objetos van a determinar el tipo de mapa empleado, diferenciando entre mapas de puntos, mapas de líneas y mapas de polígonos.

Los mapas de puntos utilizan puntos como objetos espaciales para la representación de entidades geográficas cuyo tamaño es diminuto para poder ser representado por medio de un polígono. Cuando se trata de una variable cualitativa, los puntos adoptan diferentes formas o símbolos. Cuando la variable es cuantitativa, cada punto adopta un tamaño, proporcional al valor de la variable. Por medio de mapas de líneas, se representan objetos lineales como carreteras, cuyo grosor es proporcional al valor de la variable representada (densidad de tráfico), cuando ésta es cuantitativa. Cuando se trata de una variable cualitativa (tipos de carreteras) la representación de cada una de las clases se realiza por medio de diferentes tramas de color y/o anchura. Los mapas de superficies representan los objetos geográficos por medio de polígonos. La representación cualitativa emplea una serie de tramas o símbolos para mostrar las diferentes categoría de una variable. Cuando la variable es cuantitativa, su representación se lleva a cabo por medio de puntos (mapa de puntos) con el mismo valor. En el mapa de coropletas, la representación de la variable se realiza por medio de diferentes tramas de color, cada una de las cuales equivale a un intervalo.

PRINCIPALES TIPOS DE ANÁLISIS A REALIZAR EN UN SIG VECTORIAL

En los SIG vectoriales, la representación de la entidades geográficas por medio de puntos líneas y polígonos va a determinar el tipo de operación a realizar.

Selección/recuperación de la información geográfica en los SIG vectoriales

La selección de una operación que trata de recuperar aquellas entidades espaciales que cumplan una determinada condición. La selección puede realizarse mediante una búsqueda temática, espacial o mixta. La búsqueda temática consiste en la localización de aquellos objetos geográficos que cumplen una condición determinada, en uno o varios de sus atributos. La operación permite recuperar la información, bien mediante una especificación simbólica (por ejemplo, el nombre) o bien por una expresión matemática o lógica. La selección o búsqueda espacial recupera aquellos objetos geográficos que manifiesten una relación de pertenencia a un dominio espacial determinado (por ejemplo, la localización de municipios colindantes en un radio de 20 km).

Por su parte, las funciones de recuperación, combinan los objetos espaciales con la información temática, siendo únicamente ésta última modificada sin modificar la integridad y posición de los objetos geográficos.

Superposición de mapas

La superposición de capas es la operación de superponer o registrar dos o más bases cartográficas digitales, con la finalidad de obtener otra base que contenga la información de las bases iniciales. El modelo de organización de la información en los SIG vectoriales en puntos, líneas y polígonos define seis posibles combinaciones de estos elementos espaciales, determinando los siguientes tipos de análisis a realizar:

1.       Coincidencia de puntos. Esta operación trata de obtener una nueva capa a partir dos capas de partida, que contenga los puntos cuya localización es idéntica en ambas. Un ejemplo de aplicación de este tipo de operación es la localización puntual simultánea de actividades.

2.       Puntos en líneas. Este tipo de análisis obtiene una nueva capa por intersección de los puntos de una capa origen con las líneas de otra capa origen. Permite determinar el número de puntos que cumplen una determinada condición como, por ejemplo, la localización de paradas de bus sobre una línea determinada.

3.       Intersección de líneas. Determina la confluencia de dos capas de líneas, individualizando el resultado en mapa de los puntos de cruce. Permite determinar puntos de interés, respecto a la ubicación de una actividad o servicio, como la localización de los cruces de la carretera y el ferrocarril, carreteras con arroyos, etc.

4.       Puntos en polígono. Selecciona, en una nueva capa, los puntos que se hallan situados en el interior de determinados polígonos. Permite resolver problemas como la localización de pozos de agua en las parcelas agrarias, la existencia de determinados servicios en un área concreta, etc.

5.       Líneas en polígono. Trata de determinar la posible existencia de objetos lineales, cuyo recorrido se halle en el interior de una capa de polígonos, extrayendo la capa de líneas que cumple tal condición. Permite determinar, por ejemplo, qué carreteras atraviesan un determinado municipio o cuál es el trazado óptimo de una carretera entre dos puntos, definiendo previamente varias alternativas y conociendo la superficie de fricción del territorio objeto de estudio

6.       Superposición de polígonos. Supone la generación de una nueva capa de polígonos de intersección de lo preexistentes. Supone la identificación de áreas que cumplen dos o más condiciones a la vez.

Interpolación areal

La interpolación areal representa un caso especial de superposición de polígonos en la cual, en una de las dos capas a intersectar, se conoce la distribución de una variable, mientras que la segunda se halla vacía, deseando conocer cuál sería la distribución de los valores en esta nueva partición del espacio. Así, por ejemplo, si deseamos conocer la distribución de la población total de un territorio, de acuerdo a las unidades administrativas establecidas por el censo, en áreas homogéneas, desde el punto de vista morfológico, seguiríamos los siguientes pasos:

1.       Realizar la superposición de las capas de polígonos administrativos y zonas de morfológicas de la cuidad.

2.       Hallar la intersección especial de ambas capas de polígonos.

3.       Obtener la proporción especial de cada uno de los nuevos polígonos resultantes de la intersección, respecto al total.

4.       Calcular, de manera proporcional a la superficie, la distribución de la población en las nuevas unidades espaciales.

5.       Integrar los valores parciales de la población en las unidades homogéneas, desde el punto de vista de las tramas residenciales.

Análisis espacial de proximidad

De modo similar a los SIG raster, los SIG vectoriales permiten realizar un análisis de proximidad mediante la generación de áreas de proximidad o  buffers. La delimitación de estas zonas requiere una definición previa de las entidades geográficas que, de acuerdo con el modelo vectorial, estaría representada por puntos, líneas o polígonos. De esta forma, podemos definir un buffer puntual como a la superficie delimitada en el interior de un círculo de radio r, como a lineal o poligonal cuando el buffer – o corredor- mantiene una anchura determinada respecto a la entidad geográfica considerada.

El análisis de proximidad considera, de forma general, la distancia euclidiana, entendida como tal la distancia de la línea recta que une dos puntos.

En análisis espacial de proximidad permite resolver problemas como la delimitación de áreas de influencia de una ciudad o servicio determinado o de áreas afectadas por un foco de contaminación. Así, la localización de las viviendas afectadas por la posibilidad de contaminación atmosférica de una fábrica exigiría las siguientes operaciones:

·         Selección de un punto, representativo de la localización de la factoría contaminante.

·         Creación de un buffer puntual de 2 km, considerando despreciable el impacto producido por la misma en viviendas más allá de esta área.

·         Superposición de ambas capas (la de puntos de viviendas y la del polígono circular de la fábrica), con objeto de encontrar las viviendas afectadas en una nueva capa.

Análisis de redes

Una red se define como un sistema de arcos –elementos lineales que relacionan entre sí dos puntos de una red-, interconectados, por la que pueden ponerse en movimiento flujos de muy diverso tipo: personas, mercancías, energía eléctrica, agua, gas, información, etc.

Las redes pueden ser abiertas, a modo de estructura en arbol, o en forma de circuitos, a modo de bucles cerrados. Si a esta circunstancia le anadimos la posibilidad de ser orientadas o no orientadas, podriamos clasificar a las redes en cuatro tipos básicos:

1.       Abiertas no orientadas

2.       Abiertas orientadas

3.       Cerradas no orientadas

4.       Carradas orientadas.

En los SIG vectoriales, el “análisis de redes” plantea, con vistas a su solución, variados problemas relacionados con la interconexión de lugares del territorio, a través de un sistema lineal que faculta para su interrelación mutua. Así, puede plantearse la determinación de la ruta óptima entre dos puntos, el análisis de áreas de influencia o elaboración de mapas de isocronas.

La agregación de objetos geográficos

La agregación es una operación que consiste en agregar elementos espaciales en otros nuevos, reduciendo, de esta forma, su número.

La unión es la agrupación de elementos contiguos. La agregación de unidades administrativas en otras de orden superior como, por ejemplo, municipios en provincias representa un ejemplo de unión.

Si las variables son cualitativas, la asignación de un valor a un elemento, resultante de la agrupación de otros, puede hacerse proporcionalmente a la participación de cada elemento originario, o la variante perteneciente a la mayor unidad de superficie. Si, por el contrario, la variable es cuantitativa, dependerá de si la misma es directa, en cuyo caso, lo lógico es sumar los valores iniciales en el elemento de agrupación (p. ej. si estamos agrupando municipios en provincias, la población de la provincia será la suma de las poblaciones de los municipios); o indirecta, en cuyo caso requieren conocer la operación de la que proceden, como por ejemplo la densidad de población (población/superficie).

La integración es una variante de la agregación de elementos, que no implica la contigüidad de los elementos de la unión.

Unidad Didáctica VII. Aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica

Principales campos de aplicación de los sistemas de información geográfica

Medio ambiente y recursos naturales

Resulta bastante evidente la utilidad de los SIG en el campo medioambiental. Dada la componente espacial de la información manipulada es posible analizar distintos fenómenos positivos o negativos para el medio ambiente por comparación de dos o más capas georreferenciadas en distintos intervalos de tiempo. Así podemos por ejemplo, estudiar los cambios en los usos del suelo mediante la intersección o cruce de dos o más mapas, referidos ambos a las mismas categorías. El estudio de la transformación en los usos del suelo constituye un medio eficaz para estudiar analizar tendencias como, por ejemplo, el proceso de urbanización o expansión territorial o el proceso de degradación de un paisaje con el objetivo de emprender medidas correctoras. Resulta también fundamental la utilización de los SIG para gestión de los recursos naturales, permitiendo localizar e inventariar un gran número de recursos como las Zonas de Especial Protección para las Aves o ZEPAS, así como realizar mediciones espaciales sobre las mismas. Otra aplicación importante de los SIG en este campo puede ser el análisis del paisaje. Desde un punto de vista cuantitativo, los SIG representan una herramienta particularmente útil en el análisis y clasificación del paisaje considerado globalmente, por ejemplo, en la zonificación de espacios homogéneos en función de sus características paisajísticas cuantificables. Esta operación se realizaría por medio de operaciones locales de reclasificación.

Vale la pena mencionar la funcionalidad de los SIG en estudios de capacidad  y el análisis de impacto ambiental, permitiendo, por ejemplo, localizar y cuantificar, en un radio determinado respecto a una fuente emisora como puede ser un fábrica o carretera, el número de viviendas o núcleos afectados, analizar el impacto ambiental generado por la construcción de una carretera, y un largo sinfín de utilidades.

Localización óptima de actividades humanas en el espacio

La localización óptima de actividades humanas en el espacio exige una previa definición de una o varias alternativas donde comparar la aptitud, esto es la capacidad relativa de un territorio determinado para acoger una actividad y el impacto generado por la misma. El siguiente paso consiste en la elaboración de un mapa de aptitudes y definir, dentro de un área territorial, el área con una potencialidad máxima, respecto a la localización óptima de una actividad.

Resulta de especial interés en este análisis el modelo raster al almacenar y organizar la información del territorio en áreas homogéneas cuadriculares (celdas) fácilmente manipulables por algoritmos de cálculo.

La localización de actividades productivas y de consumo en el territorio ha sido siempre el centro de atención del análisis geográfico. La localización de un único suelo representa el caso más sencillo de este tipo de operación. Este análisis se hace más complicado cuando se trata de varios usos que compiten entre sí, en cuyo caso habrá que estudiar la compatibilidad o exclusión en función del objetivo.

El análisis de la localización relativa de actividades excluyentes en el territorio exige, previamente determinar si existen prioridades entre las mismas.

En cualquier caso, el esquema del proceso de tratamiento de la información, con objeto de generar las mejores alternativas en el espacio sería el siguiente:

·         Análisis de la aptitud del territorio respecto a las actividades consideradas.

·         Formulación de prioridades en la consecución de los objetivos (localización de actividades).

·         Definición y comparación de las alternativas.

La localización de actividades no deseables en el territorio como, por ejemplo, la localización de un vertedero de residuos peligrosos, lejos de núcleos urbanos y acuíferos susceptibles de contaminación y sobre un acuicluido (arcillas) representa otro ejemplo de aplicación de los SIG en el campo de la actividad humana. El análisis multicriterio nos permite integrar todos estos factores y restricciones dando respuesta a muchos problemas de índole territorial.

La localización de instalaciones no deseables implica tomar en consideración dos aspectos de gran relevancia: la eficiencia espacial y la equidad espacial. El primero de ellos hace referencia al “volumen de desplazamientos que el conjunto de la demanda debe efectuar para la utilización de las instalaciones”. Por su parte, la equidad se refiere al nivel de riesgos y molestias que sobre la población puede causar la localización de un centro de transformación y almacenamiento de residuos así como su transporte.

Algunas  actividades como la localización de un centro de atención a la drogodependencia poseen un carácter más subjetivo, siendo la opinión pública el factor que en mayor medida se toma en consideración.

Estudio del transporte y de las infraestructuras

Otra de las áreas que tiene cabida en los SIG es el trazado de infraestructuras lineales como pueden ser carreteras, ferrocarril, tendidos eléctricos o cables de fibra óptica. Este problema puede ser resuelto mediante la utilización se los SIG ráster o vectoriales, analizando aspectos tanto económicos (accesibilidad a la población u otras infraestructuras básicas) como ambientales (minimización del impacto ambiental). Así por ejemplo, en el modelo ráster, podemos obtener el trazado óptimo para la construcción de una carretera, teniendo en cuenta la resistencia al movimiento (fricción) que ofrecen cada una de las áreas homogéneas por donde discurre el trazado. En el lenguaje propio de los SIG raster esta operación se conoce como cálculo de caminos mínimos. En el modelo vectorial, este problema puede ser resuelto mediante la intersección de elementos lineales con las superficies de coste de mapas que evalúan indirectamente los costes. Así mismo, puede valorarse la accesibilidad desde estaciones (puntos).

El tratamiento informático de las denominadas redes de comunicación como elementos lineales interconectados por los que discurren personas, mercancías, energía o información resulta crucial en los sistemas de navegación para automóviles, permitiendo, mediante el empleo de la tecnología GPS, localizar a un vehículo y determinar el trazado óptimo entre dos puntos en el menor tiempo posible.

Otra de las aplicaciones fundamentales de los SIG derivadas de este tratamiento informatizada de las redes es el relativo a la gestión, mantenimiento y planificación de redes de infraestructuras básicas como la red de abastecimiento de agua, la red de distribución eléctrica, etc.

Estudio de los riesgos naturales

Una de las aplicaciones en la que los SIG  están cobrando recientemente una mayor importancia son los análisis de riesgo geológico. Se entiende por riesgo como la expectativa de que se produzca una pérdida, ya sea en forma de vidas humanas o bienes naturales o económicos. Para analizar el riesgo, hemos de evaluar por separada las tres variables de las que depende: peligrosidad, vulnerabilidad y el valor o daño producido. La peligrosidad mide la probabilidad de que un punto de la superficie terrestre se vea afectado por un fenómeno determinado, mientras que la vulnerabilidad mide la expectativa de daño o pérdida infligida a un elemento expuesto al peligro. Por su parte, el valor o daño producido cuantifica el número de elementos, humanos o materiales, susceptibles de sufrir un daño o pérdida.

En este sentido cabe mencionar la utilidad de los SIG en la localización de focos de riesgo, como por ejemplo volcanes, y la elaboración de mapas de riesgo, como mapas potenciales capaces de medir la probabilidad de que se produzca una catástrofe natural como una anegación o una erupción volcánica.

Otro ejemplo de gran interés, especialmente en nuestro país, es análisis de riesgo de incendios forestales. Mediante la elaboración de modelos de riesgo, los SIG permiten delimitar zonas susceptibles de sufrir así como analizar las distintas variables que influyen en el mismo.

Planificación territorial y planeamiento urbano

La ordenación del territorio se ha convertido cada vez más en una herramienta por medio de la cual las autoridades políticas buscan desarrollo armónico de actividades físicas en el espacio. En este sentido, los SIG poseen una serie de características que los hace particularmente útiles en el proceso de planificación territorial:

1.       Un carácter integrador

2.       El manejo de la información de índole territorial

3.       La posibilidad de realizar modelos y otros análisis de gran capacidad que favorecen la planificación espacial.

4.       La facilidad de superponer diferentes capas de información y trabajar a diferentes niveles de detalle.

5.       Agilidad para la edición y adaptación de datos en diferentes formatos.

6.       Alta capacidad como medio de comunicación.

Gestión del catastro

Para recoger los diferentes datos de propiedad de los bienes inmuebles en nuestro país se define el catastro como un conjunto de datos y descripciones de los bienes inmuebles, con expresión de superficie, situación, linderos, cultivos o aprovechamientos, calidades, valores y demás circunstancias físicas, jurídicas y económicas que dan a conocer la propiedad territorial y la definen en sus diferentes aspectos y aplicaciones. Esta definición, recogida en Disposición Adicional Cuarta de la Ley 39/1988 diferencia el catastro de bienes rústicos del de bienes urbanos.

Desde hace ya tiempo, muchos países, entre ellos España, han informatizado esta base de datos, cuya componentes temática (actividad desarrollada; cultivos, uso del suelo, etc.) y espacial (superficie, localización de límites de parcelas y edificios, etc.) debe ser actualizada de forma permanente.

En nuestro país, el desarrollo del primer SIG, elaborado por el Centro de Gestión Catastral y Cooperación Tributaria (CGCCT) tuvo lugar a finales de los ochenta. El Sistema de Información Geográfica del Catastro (SIGCA). Este sistema permite la puesta al día en un tiempo breve, de los posibles cambios y modificaciones del mismo, a la par que gestionar su contenido en las labores de analizar y explotar toda esta información geográfica específica, como seleccionar los propietarios o parcelas de determinadas características, determinar el suelo disponible en un territorio y el uso que de él se hace, planificar los registros de la propiedad, gestionar el cobro de impuesto de bienes inmuebles, etc.

Análisis de mercados

En una sociedad tan competitiva, resulta cada vez más imprescindible una buena planificación antes de montar cualquier empresa. Un análisis adecuado debe dar respuesta a las “cuatro P” del Marketing (Product, Promotion, Price y Place). De estos factores, es precisamente el último el que plantea un mayor interés, desde el punto de vista los SIG, ante la posibilidad del manejo y la gestión de este tipo información, de forma georreferenciada.

La función de los SIG en el campo del Geomarketing puede ser variada. Entre los campos principales de actuación podemos encontrar los siguientes:

·         Elaboración de tipologías de consumidores. La identificación y localización de clientes con características como sexo o edad, que los hace proclives a la demanda de un determinado bien o servicio permite realizar una segmentación de mercado en función de las posibilidades de compra y la potencialidad de un territorio, de cara a la venta de productos

·         Análisis espacial de clientes propios, con sus rasgos personales y comportamiento.

·         Conocimiento del mercado de competidores.

·         Identificación de áreas de mercado

·         Planificación y optimización de la red de establecimientos

·         Servicio de información a los clientes

·         Localización óptima de nuevos centros de venta.

La metodología multicriterio

La armonización del desarrollo de actividades humanas con la aptitud del espacio geográfico requiere la consideración de la conjunción de las condiciones más favorables del medio y las exigencias o requisitos de la actividad en cuestión, con el objetivo de permitir su desarrollo. En este contexto, es necesario definir el concepto de aptitud del territorio como su potencialidad para el acogimiento de una determinada actividad.

La evaluación multicriterio puede definirse como un conjunto de técnicas encaminadas asistir los procesos de toma de decisión, investigando un número de alternativas a la luz de múltiples criterios y objetivos en conflicto.

El objetivo puede definirse como la meta finalidad o propósito que se persigue con la actividad desarrollada. Puede variar de forma muy diversa en función de la naturaleza de la actividad, ya sea productiva, como la localización óptima de una industria o en el campo medioambiental, como la protección de un espacio natural con un alto valor paisajístico.

El concepto de alternativa se refiere al conjunto de soluciones o caminos que satisfagan los objetivos planeados.

Los criterios deben ser concebidos como como los elementos primarios del análisis, cuya combinación permite valorar analíticamente las distintas alternativas, para cada uno de los objetivos. Existen dos tipos de criterios: los factores y los criterios limitantes o restricciones.

Se definen los factores como variables geográficas de naturaleza generalmente continua como la variación de la pendiente del terreno, la proximidad a carreteras o núcleos urbanos, la proximidad de ríos o embalses o la permeabilidad. Indican la capacidad de acogida relativa de determinadas áreas objeto de estudio. Las restricciones o criterios limitantes representan variables cualitativas o cuantitativas de carácter lógico o booleano. Indican los valores o características que debe reunir un área determinada para el cumplimiento de un objetivo como, por ejemplo, la aptitud para la función industrial (pendiente por debajo del 10 % y lejanía de los núcleos urbanos).

La elaboración de los factores requiere la homogeneización de los valores de las variables en una escala común. En los SIG esto se consigue mediante la estandarización o normalización, mediante la cual se le asigna a la variable cuantitativa continua un valor del 1 al 100, donde el 1 representa la mínima adecuación del factor para recibir la actividad a localizar y el 100 representa la máxima adecuación. En ocasiones, la situación puede ser la contraria, para lo cual es necesario invertir los valores. Mediante la ponderación de cada uno de los factores, podemos asignar el peso relativo de cada factor, cuya suma debe ser igual a la unidad. De este modo conseguimos asignar una importancia relativa a cada factor respecto al resto.

La preparación de las restricciones se consigue mediante las ya vistas operaciones de reclasificación de mapas binarios o booleanos.

Un paso final en la toma de decisión es la integración de los factores y las restricciones en la elaboración de un mapa de aptitudes. Esto se consigue mediante la suma lineal ponderada de los factores multiplicada por las restricciones o criterios limitantes.