Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es un conjunto de hardware, software y procedimientos diseñados para capturar, almacenar, analizar, modelar y presentar datos geográficamente referenciados. Estos sistemas permiten resolver problemas complejos de planificación y gestión. Un SIG se compone de:

  • Mapas
  • Información alfanumérica
  • Herramientas de análisis

Los SIG permiten acceder a la información de manera rápida y oportuna.

Fases de un SIG

  1. Inventario: Digitalización de datos, corrección de errores, etc.
  2. Análisis: Cálculo de superficies, distancias, patrones, etc.
  3. Gestión: Proporcionar información al usuario de forma clara y accesible.

Funciones de un SIG

  • Entrada de datos
  • Salida de datos
  • Representación gráfica y cartográfica de la información
  • Gestión de datos
  • Análisis espacial

Tipos de SIG

  • Según tamaño y complejidad:
    • Monousuario
    • Multiusuario
  • Según la representación de la información:
    • Vectoriales (puntos, líneas, polígonos)
    • Raster (píxeles)

Aplicaciones de los SIG

  • Medio ambiente
  • Catastro
  • Transporte
  • Redes de infraestructuras básicas
  • Protección civil

Ventajas e Inconvenientes de los SIG Vectoriales y Raster

SIG Vectorial

Ventajas:

  • Calidad de representación gráfica buena e intuitiva
  • Estructura de datos compacta
  • Operaciones espaciales sencillas y rápidas

Inconvenientes:

  • Organización de datos compleja
  • Cálculos largos y complicados
  • Actualización de la base de datos laboriosa
  • Tratamiento y realce de imágenes digitales poco eficiente

SIG Raster

Ventajas:

  • Organización de datos simple
  • Implementación de operaciones de superposición sencilla
  • Eficiente para representar variaciones espaciales altas
  • Facilidad en la realización de análisis
  • Formato conveniente para manejar grandes conjuntos de imágenes digitales

Inconvenientes:

  • Gran volumen de almacenamiento
  • Estructura de datos poco compacta
  • Dificultad para representar ciertas relaciones topológicas
  • Salida gráfica de baja calidad

Funciones de los SIG Vectoriales

  • Representación mediante puntos, líneas y polígonos
  • Alta calidad de representación gráfica
  • Representación de objetos espaciales codificados
  • Codificación continua de coordenadas
  • Representación de fronteras mediante coordenadas de puntos o vértices
  • La línea como elemento fundamental de representación

Entre las funciones de los SIG vectoriales se encuentran:

  • Digitalización
  • Filtrado de líneas
  • Transformación de coordenadas
  • Localización de errores
  • Georreferenciación
  • Borrado selectivo
  • Creación de topologías
  • Creación de mapas raster
  • Vectorización
  • Corte y unión de redes de polígonos y arcos
  • Tratamiento de mapas
  • Análisis de imágenes procedentes de sensores remotos

SIG Tipo Raster

  • Mapas formados por píxeles
  • Trabajo con matrices de filas y columnas
  • Registro y almacenamiento del interior y límites de los objetos
  • Superposición de una rejilla de unidades regulares para la codificación

Filtrado de Mapas Raster

Se realiza con ventanas móviles de 3×3 celdas. A la celda central se le asigna un valor en el nuevo mapa, generalmente una media ponderada o no de los valores de las celdas de la ventana.

Suavizado

Esta operación suaviza los valores temáticos del mapa original, destacando las tendencias generales y eliminando las variaciones locales. El suavizado es más intenso cuando se otorga el mismo peso a todas las celdas de la ventana, lo que equivale a la media aritmética. Generalmente, se da mayor peso al valor de la celda central.

Mapas de Superficie de Fricción

Estos mapas indican el coste de transporte entre celdas. Se utilizan para calcular la proximidad y los caminos mínimos.

Esquema de Proyecciones Planas

Según la posición del vértice de proyección:

  • Proyección Gnomónica o central (vértice en el centro de la Tierra)
  • Proyección Ortogonal u ortográfica (punto impropio)
  • Proyección Estereográfica (punto de la superficie terrestre)
  • Proyección Escenográfica (punto exterior a la Tierra)

Según la posición del plano tangencial:

  • Polares o ecuatoriales (plano tangente a un polo)
  • Meridianas o transversales (plano tangente al ecuador)
  • Oblicuas u horizontales (plano tangente a otro punto terrestre)

– Proyección geométrica analítica

Sistema de Coordenadas Proyección UTM

La proyección UTM (Universal Transverse Mercator) emplea cilindros transversales al eje de rotación de la Tierra, separados entre sí 6º de longitud. Cada huso de 6º emplea un cilindro diferente. Dentro de cada huso:

  • El eje Y es paralelo al meridiano central, con origen a 500 km al oeste de éste (para evitar abscisas negativas).
  • El eje X en el hemisferio norte es el ecuador, medido desde su intersección con el eje Y hacia la derecha. En el hemisferio sur, el eje X se desplaza 10000 km al sur para evitar coordenadas negativas.

Proyección UTM (Universal Transverse Mercator)

  • Proyección cilíndrica, analítica, secante, transversa y conforme.
  • Considera la Tierra como un elipsoide de revolución (Hayford).
  • Utiliza distintos cilindros tangentes a meridianos separados 6º (60 husos).
  • Solo el meridiano central de cada huso y el ecuador aparecen como rectas perpendiculares.
  • Los meridianos centrales están separados 3º.
  • La numeración de los husos comienza en el antimeridiano de Greenwich (de oeste a este).
  • Greenwich separa los husos 30 y 31.

Anamorfismo

Es imposible conservar las tres dimensiones reales en una proyección, por lo que la representación de la superficie terrestre presentará anamorfismos o deformaciones. Existen tres tipos:

  1. Lineal: También llamado módulo de deformación lineal (m = L’/L). Si m = 1, la línea es automecoica; si m = constante, la proyección es isométrica.
  2. Angular: a’ = ángulo entre dos elementos lineales proyectados; A = ángulo que forman en el terreno.
  3. Superficial: S’ = área proyectada; S = área real.

Cada sistema de proyección busca minimizar o eliminar alguna de estas deformaciones, pero ninguno las elimina todas.

Tipos de Proyecciones Según la Dimensión Conservada:

  1. Proyecciones equidistantes: Conservan las distancias a lo largo de direcciones específicas.
  2. Proyecciones conformes: Conservan los ángulos del terreno. Se utilizan en navegación.
  3. Proyecciones equivalentes: Conservan las áreas del terreno. Se utilizan en catastro y mapas temáticos.
  4. Proyecciones afilácticas: No son conformes ni equivalentes, pero minimizan las deformaciones. Se utilizan en mapas topográficos nacionales.