SISTEMAS INFORMACION GEOGRAFICA

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) han significado una verdadera revolución conceptual y práctica en el manejo y análisis de la información geográfica. De hecho los SIG son el paso adelante más importante desde la invención del mapa en cuanto a la utilización de los datos espaciales.

Los Sistemas de Información geográfica pueden entenderse como una caja de experimentación (Bosque, 1992), lo que permite al analista o al gestor territorial trabajar o plantearse diferentes escenarios virtuales de una determinada región: por una parte, los que se producirían con la ejecución de ciertas políticas, o los que ocurrirían siguiendo determinadas tendencias. Todo esto hace de los Sistemas de Información Geográfica una potente herramienta de planificación cuando se dispone de una base de datos suficientemente amplia para los fines que se plantean.

En este sentido, ciertas técnicas hasta ahora ajenas a los SIG empiezan a ser integradas en estos sistemas con el fin de buscar soluciones a determinadas cuestiones de índole espacial o territorial.

Los Sistemas Información Geográfica se los puede definir como “ 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, vol. 1, p 1-3).

Algunos autores como Rodríguez Pascual (1993) plantean que lo más importante es la finalidad de este dispositivo y así un SIG se concibe como: “ Un modelo informatizado del mundo real, descrito en un sistema de referencia ligado a la tierra, establecido para satisfacer unas necesidades de información específicas respondiendo a un conjunto de preguntas concretas”.

Otras definiciones pueden ser: “Conjunto de herramientas para reunir, almacenar, recuperar, transformar y representar datos espaciales del mundo real para un grupo particular de propósitos” (Burrough, 1986); “Tecnología informatica para gestionar y analizar información espacial” (Bosque,1992).

De acuerdo con estas definiciones, estos sistemas permiten construir una visión esquemática de una realidad completa.

ASPECTOS GENERALES:

Los Sistemas de Información Geográfico han sido definidos de diversas formas, sin embargo, cuando comparamos las definiciones vemos que muestran ciertos elementos en común, los cuales podemos considerar como los constituyentes de la base esencial de los SIG.

En las definiciones citadas, el elemento fundamental está expresado con diferentes nombres: información espacial, datos espaciales, datos espacialmente

referenciados. Este elemento, el dato espacial, es el que diferencia a los Sistemas de Información Geográfica de otras bases de datos especializadas, representando el centro en torno al cual giran todas las posibles aplicaciones de los SIG; así tenemos que el dato espacial contiene, en su acepción más elemental, características de localización (X,Y) y tipo de característica temática (Z), en las cuales se asienta la base de todas las operaciones posibles de llevar a cabo en un SIG.

Elementos de los Sistemas de Información Geográfica:

Básicamente, un Sistema de Información Geográfica está estructurado por cuatro elementos fundamentales, los cuales permiten realizar sus operaciones posibles considerando la complejidad del tratamiento del dato espacial y sus componentes espacial y temática

El primer elemento representa la parte física donde se asienta el sistema y suele estar representado por alguna plataforma de computadora (Maguire,1990).

El segundo elemento, el software, es el encargado de realizar las operaciones y la manipulación de los datos; con este elemento, el usuario establece una estrecha relación de comunicación acerca de las operaciones realizadas.

Existen en el mercado una serie de distintos paquetes, que, si bien realizan ciertas operaciones en común, cada uno de ellos presenta aspectos particulares en cuanto al modelo de datos espaciales que utiliza, operaciones que puede efectuar y cómo las realiza, manera de almacenar los datos en base la base de datos, capacidad de procesamiento de datos y otros. El usuario debe decidir durante la planificación de su proyecto qué software se adapta de manera adecuada a las operaciones y requerimientos planteados.

El tercer elemento es el dato, posiblemente en muchos casos éste es el elemento crucial, ya que sobre él son realizadas todas las operaciones posibles. Además es el que requiere un mayor esfuerzo para su implementación en un proyecto,

UsuarioUsuario

DatosDatos

SoftwareSoftwareHardwareHardware

generalmente se lleva el 70% de costo de un proyecto, con lo cual podemos comprender fácilmente su importancia. Siendo el aspecto de la disponibilidad de los datos el talón de Aquiles, el que puede condicionar enormemente las posibilidades de un Sistema de Información Geográfica como herramienta para asistir a procesos de planificación.

El cuarto y último elemento, podemos considerarlo como el elemento más importante, siendo representado por las personas encargadas del diseño, implementación y uso del sistema. Estas personas son las que deben gestionar y desarrollar las posibilidades que ofrecen estos sistemas, para así producir resultados, soluciones, selecciones, análisis, etc. a partir de las bases de datos espaciales.

Funciones de los Sistemas de Información Geográfica:

Las funciones de los Sistema de Información Geográfica se pueden agrupar en cuatro conjuntos fundamentales: a) Entrada de información, b) gestión de datos, c) transformación y análisis de datos y d) salida de datos. Con estos cuatro conjuntos de funciones se pueden presentar todas las operaciones posibles en un SIG.

a) Entrada de información : Esta etapa es fundamental para disponer de una base de datos potente, operativa, libre de errores y versátil, lo que permite posteriormente un adecuado funcionamiento de los Sistema de Información Geográfica.Los datos espaciales y sus características temáticas asociadas provienen por lo gral de diversas fuentes y en distintos formatos. Son fuentes de información frecuentes: mapas analógicos, GPS, imágenes de sensores espaciales, y fotografias aéreas, lo que implica que esta información debe ser homogeneizada y corregida para poder ser introducida en el sistema.En esta etapa de entrada de datos se incluyen también los procedimientos de corrección de errores, así como la generación de topologia de los datos espaciales y su caracterización o identificación temática (introducción de atributos).

b) Gestión de datos : Abarca las operaciones de almacenamiento y recuperación de datos de la base de datos, es decir, los aspectos concernientes a la forma en que se organizan los datos espaciales y temáticos en la base de datos.

c) Transformación y análisis de datos : Aquí radica todo su potencial operativo. Las funciones de transformación y análisis de datos son las que proveen nuevos datos a partir de los existentes. Es aquí donde el usuario define los datos que utilizará y cómo para resolver problemas espaciales determinados, estableciéndose así soluciones a través de estos sistemas con las operaciones que utilizan los datos espaciales de diferentes maneras.La combinación, reclasificación, superposición y otras aplicaciones sobre las capas de datos espaciales que permiten desarrollar e implementar el modelado espacial son realizadas aquí, produciendo las posibles soluciones a los problemas planteados inicialmente.

d) Salida de datos : Existen diversas formas de salidas, las cuales dependen de los requerimientos de los usuarios, las más frecuentes son: mapas analógicos, tablas de valores, gráficos, representaciones tridimensionales, simulaciones de vuelo sobre ciertas zonas, etc.; con estas salidas podemos representar la información contenida en la base de datos o bien mostrar el resultado de determinadas aplicaciones.

Estructura de los Sistemas de Información Geográfica y capas temáticas:

Los datos espaciales en un Sistema de Información Geográfica pueden concebirse como un conjunto de mapas de una porción específica de la superficie, representando cada uno de ellos una variable temática. Una vez que una variable temática ha sido introducida en el Sistema de Información Geográfica recibe el nombre de capa temática, en la cual se representa una tipología especifica de elementos del mundo real. Cada capa temática almacena un tipo particular y homogéneo de objetos espaciales.

Según la estructuración de los datos espaciales en un Sistema de Información Geográfica, éste se puede entender como una representación abstracta y estratificada de la realidad, en la cual cada estrato o capa constituye un tema específico representado por ciertos objetos espaciales que lo definen, tales como puntos, líneas (Arcos), áreas (polígonos) o bien celdas (pixeles). Al concebir la estructura de los Sistema de Información Geográfica como una representación de la realidad, surge el concepto de modelo, en este caso circunscrito al modelo de datos espaciales a través del cual la información del mundo real puede ser representada en un Sistema de Información Geográfica.

La estructuración de la información del mundo real en capas temáticas conlleva cierto nivel de dificultad para la representación de los datos espaciales como objetos espaciales pertenecientes a una capa, ya que cada objeto espacial está representado por información acerca de su posición (localización absoluta, X, Y), relaciones topológicas (localización relativa en función de otros objetos espaciales y sus relaciones) y atributos de los objetos (características temáticas de cada uno). Siendo los aspectos topológicos y espaciales relacionados con cada objeto lo que diferencia a los Sistema de Información Geográfica de otros sistemas de información.

Bosque Sendra indica que un Sistema de Información Geográfica debe estar en condiciones de manejar tanto las características espaciales de los objetos (geometría y topología) como los aspectos temáticos asociados a los objetos.

Otra cuestión a destacar es que el conjunto de capas que lo componen tienen una característica que es fundamental para los análisis que pueden realizarse entre ellas, y es que un punto de una determinada capa tiene exactamente la misma localización (X,Y) en las demás, lo que permite una perfecta superposición entre dos o más capas para realizar determinadas operaciones espaciales.

Objetos espaciales en los Sistemas de Información Geográfica:

Los objetos espaciales pueden entenderse como la representación de los hechos espaciales en una capa temática; dichos objetos se representan en función de los distintos tipos de unidades de observación que se pueden distinguir en la realidad (Bosque, 1992: 38); así, tenemos que a partir de las propiedades geométricas de un hecho espacial real, éste puede representarse en una capa por medio de alguno de los tres objetos espaciales: puntos, líneas, y áreas en el modelo de datos vectorial , o celdas en el modelo raster.

En relación a la representación de los hechos del mundo real, la escala desempeña un papel fundamental en la selección de los objetos espaciales, ya que elementos espaciales de la realidad que en una escala pueden representarse por áreas o líneas, en una menos detallada pueden representarse por puntos, y viceversa. De esta manera, la representación de los elementos del mundo real en objetos espaciales se realiza como una abstracción en función de la escala y las características espaciales y topológicas de cada elemento espacial del mundo real.

A partir de la información geográfica proveniente del mundo real, obtenemos en un principio los datos geográficos contenidos en ellas, con lo cual llevamos a cabo un proceso de abstracción y discretización de una información originalmente continua. Pudiendo luego, dependiendo del modelo de datos que utilicemos, representarla a través de puntos, líneas, áreas o celdas.

Las relaciones que se pueden establecer entre los tres objetos espaciales básicos fueron definidas por Gatrell (1991) entre pares de objetos.

Objetos Puntos Líneas ÁreasPuntos - Es vecino de

- Es asignado a- Está cerca de- Está en

- Es centroide de- Está en

Líneas - Cruza- Une

- Intersecta- Es límite

Áreas - Superpuesto por- Es adyacente a

En la tabla anterior podemos ver las relaciones posibles de establecer entre cada par de objetos espaciales del modelo vectorial; sin embargo, en caso de disponer de un sistema raster, es posible llevar a cabo operaciones de superposición a partir de las celdas de cada capa temática que produzcan un resultado similar, desde un punto de vista operativo, al del modelo vectorial aquí comentado.

Los datos Geográficos y su representación digital:

Dos cuestiones son fundamentales en el proceso de esquematizar la realidad para convertirla en el modelo representado en la base de datos. En primer lugar, la manera en que se concibe el mundo real, y después, cómo sintetizar los diversos componentes de un dato geográfico.

En la actualidad, predomina en los Sistema de Información Geográfica una visión del mundo que se puede denominar de “estratos”. Según esto, el mundo está compuesto de infinitos lugares cuya localización se puede medir con cualquier grado de precisión espacial a través de un sistema de coordenadas. La geografía de ese mundo se organiza en distintas variables temáticas, cuyos valores se pueden estimar en cualquier lugar. Cada variable es un estrato de la base de datos.

Gráfico 1: Los Datos Geográficos

En la figura de arriba contiene una muestra de datos geográficos donde se observan, por un lado, varios estratos temáticos, cada uno con un tipo de objetos geométricos: puntos (núcleos urbanos con un estrato temático: la población total), líneas (la carretera, con dos estratos: tráfico y ancho de calzada) y los polígonos (tres municipios y un estrato temático: población). Por otro lado, se pueden identificar los tres componentes conceptuales de un dato geográfico habitualmente considerados y representados en el sistema.

Componentes de un dato geográfico:

Espacial:

-Geometría: Posición absoluta de cada objeto respecto a unos ejes de coordenadas (X/Y).-TOPOLOGÍA: Relaciones entre los objetos (polígono A es vecino de B, la línea E corta el polígono C, el punto D esta fuera del polígono A, etc.)

Temática: Variables ligadas a cada objeto (valores de la población en cada municipio, etc.).

En general, en un dato geográfico se pueden diferenciar dos aspectos conceptuales: el espacial y el temático. Un Sistema de Información Geográfica debe ser capaz de representar digitalmente ambos. Existen varias posibilidades para organizar esta doble base de datos (espacial y temática). El modelo de Sistema de Información Geográfica denominado híbrido, que utiliza dos bases de datos diferentes, una para cada uno de los elementos fundamentales, y por lo tanto está constítuido por la base de datos espacial y la base de datos temática. La otra posibilidad de organización es incluir ambos tipos de datos en una única base de datos mixta, que reúne tanto las características espaciales como las temáticas. En la actualidad , el modelo híbrido tiene más éxito y difusión. El modelo integrado es más lento en su funcionamiento o requiere de ordenadores más potentes.

1 2 3 4 5 6

5

4

3

2

1

X

Y

A

D

CE

B

La representación del aspecto espacial se basa en dos formas de datos diferentes la que se ha denominado “teselación” y la “vectorial”. El primer caso, el espacio geográfico real es subdividido en pequeñas unidades en las cuales se miden los valores temáticos existentes. Por su parte, el modelo vectorial se centra en la descripción de las fronteras exteriores de los elementos existentes en el mundo real. El sistema vectorial relaciona esta descripción espacial con los datos temáticos asociados a ella a través de un identificador común para cada elemento representado que aparece en las dos bases de datos. En la organización vectorial el identificador se refiere a cada objeto geográfico, en la estructura raster esto puede ser más variable ( a veces el identificador coincide con un valor temático concreto que aparece en ese punto de la realidad, en otras ocasiones se refiere a un objeto/elemento geográfico que puede estar dotado de numerosas variables temáticas contenidas en otra base de datos.

En el modelo vectorial, la información del mundo real es representada por los puntos y líneas que definen sus límites o fronteras, estableciendo un sistema de coordenadas (X,Y) para localizar cada objeto espacial en cada capa. En dicho modelo, el espacio geográfico tiene carácter continuo que cumple los postulados de la geometría euclediana. Siendo representados los elementos por sus fronteras, las cuales se definen explícitamente. En este modelo las áreas (polígonos) están descritas por el conjunto de líneas de frontera que las limitan: dichas líneas se representan por un conjunto de coordenadas correspondientes a sus vértices, mientras que los puntos se representan por una coordenada.

En el modelo de datos raster, el espacio está representado por un conjunto de unidades espaciales llamadas celdas (pixeles), las cuales representan unidades homogéneas de información espacial; éstas establecen su localización por un sistema de referenciación en filas y columnas.

En este modelo de datos, los elementos del mundo real están representados por un conjunto de celdas adyacentes, pero que en realidad no mantienen una relación mutua entre ellas, ya que las fronteras de las regiones o áreas están definidas implícitamente, y no se reconocen a menos que se aplique un algoritmo de detección de fronteras, a diferencia del modelo vectorial, en el que cada objeto espacial representa una unidad homogénea de información, con una topología que define sus relaciones con los demás objetos espaciales de la capa temática.

En el modelo raster, cada celda tiene un valor o código asignado, correspondiente al tipo de información temática que representa cada celda.

La asignación de atributos en el modelo vectorial se realiza a trevés de una tabla de atributos asociada a cada capa de datos espaciales, en la cual una etiqueta identifica cada objeto espacial, con cuya identificación se asignan los atributos temáticos a los objetos en dicha tabla de atributos.

El modelo vectorial concibe el espacio de modo continuo, manera tal que la representación de los hechos espaciales del mundo real se realiza de manera más realista que en el modelo raster, debido a que los objetos espaciales se representan de manera explícita, lo que indudablemente es un aspecto importante en relación a procesos de planificación física, en la cual la exacta localización y representación de los hechos espaciales es una condición requerida. De hecho, el nivel de precisión en el modelo vectorial está limitado por el número de bits usados para representar un valor simple dentro del ordenador, siendo la resolución espacial en este modelo mucho más fina en comparación al tamaño de celda generalmente utilizada en el modelo

raster. La representación vectorial de un objeto intenta representar el objeto tan exactamente como sea posible (Burrough, 1986).

Bosque

Casa

Río1

1

11

11

1

1

1

111

1 2 22 2 2 2 222 2 2 22 2

222

3

2

100 900 (X)

(y)

900

100

Representación Raster Representación Vectorial

1 Río2 Bosque3 Casa

Mundo Real

Representación raster y vectorial de la información del mundo realRepresentación raster y vectorial de la información del mundo real

Como hemos visto, las dos aproximaciones conceptuales de representación de la información espacial, vectorial y raster tienen características que las definen y diferencian notablemente. Sin embargo, a pesar de dichas diferencias, no está claro cuál de los dos modelos es mejor, todo dependerá del proyecto a realizar.

MODELO DE DATOS VECTORIAL

Define un objeto de la realidad a través de sus límites o fronteras con el exterior. Para ello establece, mediante unos ejes de coordenadas, la posición de una serie de vértices que unidos dos a dos forman líneas rectas y facilitan la delimitación de esas fronteras de los objetos geográficos. Dentro del mismo enfoque vectorial existen dos forman distintas de organizar y/o estructurar los datos: a) en lista de coordenadas y b) en organización arco/nodo.

Lista de coordenadas: es más simple, pero menos potente y capaz, en realidad esta forma de modelo de datos es especialmente adecuada para la representación cartográfica, pero no lo es tanto para un análisis espacial.

Consiste en representar los objetos geográficos puntuales por un par de coordenadas u un identificador unívoco para cada uno de ellos. Los objetos lineales aparecerán representados por una serie de pares coordenadas, las suficientes para aproximar, mediante segmentos lineales, el recorrido de la línea reproducida. Igualmente se emplea un identificador para nombrar de manera específica a cada una de las líneas existentes. Los objetos poligonales se representan de manera similar a las líneas, con la diferencia de que los segmentos lineales se cierran y delimitan una superficie.

Ejemplo (del Gráfico 1)

Polígonos

A,5 B,5 C,60.5 5.5 3.0 3.2 3.8 5.5 3.8 5.5 4.5 0.1 6.0 5.53.0 3.2 0.5 0.1 6.0 0.10.5 1.3 0.5 1.3 4.5 0.10.5 5.5 3.0 3.2 3.0 3.2

3.8 5.5

Líneas PuntosE,3 D,16.0 4.5 5.0 0.53.5 2.70.5 2.2

De este modo, en una serie de ficheros, uno al menos para cada tipo de objeto (puntos, líneas y polígonos), se representan digitalmente los aspectos geométricos y espacial de los objetos geográficos. Las cuestiones temáticas asociadas a cada uno de ellos se incluyen en otro fichero o base de datos.

Organización arco-nodo: Ahora se añade a la mera posición geométrica de las fronteras de los objetos alguna información sobre las relaciones de proximidad, contigüidad, etc., existentes entre los diversos objetos representados (la llamada topología, que completa a la simple geometría recogida por las coordenadas).

Para conseguir esto, se establece dos tipos de vértices en la descripción de las fronteras: los vértices propiamente dicho y los nodos, estos últimos son aquellos donde se unen tres o más líneas, las cuales forman los llamados arcos. Un arco es un conjunto de segmentos rectas orientados (con origen en un nodo concreto y destino a otro nodo) que poseen la misma topología, en este caso medida simplemente por tener, todos ellos, a la izquierda y a la derecha siempre los mismos polígonos. Así, por ejemplo en el gráfico 2 los segmentos rectos delimitados por los vértices “d,a” y “a,b” forman un arco único, ya que ambos segmentos rectos tienen los mismos polígonos a sus lados, a su izquierda el polígono exterior y a su derecha el A. De este modo, se pueden organizar los ficheros informáticos de la siguiente manera: fichero 1, que recoge esencialmente la geometría o posición de los vértices de las fronteras de los objetos poligonales; el fichero 2, que recoge la relación entre segmentos rectos/arcos y vértices, y el fichero 3, que muestra la topología de los polígonos.

Ejemplo:

Fichero 1: Coordenadas de los vértices

Arco Nodo vértice Vértices intermedios Nodo finalI 0.5, 1.3 0.5, 5.5 3.8, 5.5II 3.8, 5.5 6.5, 5: 6.0, 0.1 4.5, 0.1III 0.5, 1.3 0.5, 0.1 4.5, 0.1IV 3.0, 3.2 4.5, 0.1V 3.0, 3.2 3.8, 5.5VI 0.5, 1.3 3.0, 3.2

Fichero 2: Topología de arcos

Arco NodoOrigen

NodoFinal

Polígonoderecho

Polígonoizquierdo

I d b A ExteriorII b f C ExteriorIII d f Exterior BIV c f B CV c b C AVI d c B A

Fichero 3: Topología de polígonos

Polígono Arcos que lo delimitanA I, V y VIB III, VI y IVC V, II y IV

Base de Datos:

Una base de datos se puede definir como. “Una colección de uno o más ficheros de datos, almacenados en una forma estructurada y que contienen información no-redundante, de modo que las relaciones que existen entre los distintos items o conjunto de datos pueden ser utilizados por los sistema de gestión para manipular o recuperar los mismos”. Un aspecto importante es evitar la redundancia de la información.

La primera cuestión importante para diseñar una base de datos es llevar a cabo un análisis previo de la información que se va a incluir en ella, en especial para definir conceptualmente, las relaciones entre los diversos elementos que la integran. El método más ampliamente usado es el enfoque llamado entidad-relación y se basa en una serie de conceptos fundamentales que incluyen entidades, atributos y relaciones. Donde la entidad son los objetos que son relevantes para la base de datos; los atributos son las características o variables asociadas a cada entidad y las relaciones son los mecanismos de cualquier orden que permiten relacionar unas entidades con otras.

El modelo entidad-relación permite describir la información que se va a introducir en la base de datos partiendo de colecciones de objetos, con unas propiedades determinadas y relaciones entre sí.

Las relaciones especificas entre entidades pueden caracterizarse de varias formas: una–a-una, una-a-varias y varias-a-varias. Una relación una-a-una constituye un tipo de relación donde un determinado elemento de una capa se relaciona con un, y sólo un, elemento de otra capa. Por ejemplo, un municipio tiene una, y sólo una, oficina de un conjunto de oficinas (y así para

cada cada uno de los municipios que consideremos). Una-a-varias, por ejemplo un municipio que cuenta con un número determinado de hospitales, y la relación varias-a-varias se ejemplifica con varios distribuidores de mercadería que abastecen a determinados centros comerciales .

Tipos de bases de datos:

Los elementos del modelo entidad-relación que describen una situación se pueden plasmar operativamente en diversos tipos de bases de datos adecuadas para gestionar la información temática que manipulan estos sistemas vectoriales. Entre ellas tenemos:

a) Tabular o de fichero simpleb) Jerárquicac) En redd) Relacionale) Orientada a objeto

Los tipos a, b, c, son anticuados y poco usados en los Sistemas de Información Geográfica.

Modelo Relacional: Como ya se ha indicado es la más usual. En ellas, un concepto clave es el de relación. Una relación es equivalente a una tabla de doble entrada en la que las filas(registros) suelen ser los objetos geográficos de un cierto tipo entre todos los considerados; las columnas muestran las variables temáticas (campos) asociados a ellos. Una de estas columnas debe contener un elemento crucial de la descripción digital de la información geográfica: el identificador o monbre unóvoco de cada elemento considerado. El identificador sirve, por un lado, para relacionar la descripción espacial con la temática; y en otros momentos para, mediante la operación denominada “union relacional”, fundir dos o más ficheros de datos temáticos.

Una de las ventajas de este modelo, es que cualquier campo puede establecerse como campo clave, lo cual permite generar relaciones con otras tablas que contengan el mismo campo, tal como se presenta en la gráfica 3.

El modelo de datos relacional permite también añadir nuevos campos o eliminar algunos de los existentes, facilitando así la gestión y utilización de la base de datos temática; en el caso de las uniones, cabe la posibilidad de crear nuevas tablas o de trabajar con tablas virtuales a partir de las iniciales, pudiendo luego eliminar campos redundantes o innecesarios para posteriores operaciones

Gráfico 3: Estructura de una base de datos relacional

Modelo de datos híbrido o georrelacional:

Hemos visto hasta aquí cómo la información espacial del mundo real es almacenada en los Sistemas de Información Geográfica vectoriales en dos partes bien diferenciadas: por un lado, información espacial es almacenada en un fichero o sistema de ficheros que contienen la representación topológica y geométrica de los objetos espaciales (estructura arco/nodo), mientras que en una base de datos en modelo relacional se almacenan las características temáticas de cada objeto en forma de tablas de datos.

Estos dos sistemas de representación de los datos son integrados en uno solo a través del modelo de datos híbrido, el cual surge como un integrador de las dos estructuras comentadas en un solo modelo al establecer una serie de relaciones entre cada objeto espacial y sus atributos temáticos, por medio de un identificador común en ambas partes de la base de datos (Grafico 4).

El modelo híbrido permite operar de modo indistinto sobre alguna de las dos partes de la base de datos o bien realizar operaciones que integren en un mismo proceso ambos componentes de la información espacial, lo que indudablemente proporciona importantes posibilidades de gestión de datos en los Sistemas de Información Geográfica con este modelo.

Propiedad-ID Nombre Categoría

1 Juan López S 2 Luis Pérez R 3 Pedro García U

Propiedad-ID Código Superficie Actividad

1 6214 2000 Rural 2 12973 1260 Urbana 3 11274 1500 Urbana ...... ....... ....... .........

Código Renta 6214 500 12973 800 11274 350

Modelo de base de datos orientadas a objetos:

Un objeto, en este sentido, se puede definir como una entidad que tiene una situación representada por los valores de las variables y, esto es lo importante, por un conjunto de operaciones que actúan sobre ella. Por lo tanto, el avance teórico de este enfoque es incluir, en la definición de un objeto concreto, no sólo sus variables temáticas (que también se usan en el modelo relacional), sino además los métodos u operaciones que le afectan. Por otra parte, los individuos (objetos) pertenecen a clases, las cuales pueden tener igualmente variables afectadas a ellas como la totalidad. Finalmente, cada clase de objetos puede pertenecer a una superclase, de la cual puede heredar tanto variables temáticas como operaciones de análisis.

ENTRADA DE DATOS EN UN SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA VETORIAL:

Los hechos de la realidad deben sufrir un conjunto de modificaciones y simplificaciones para que puedan ser tratados por un SIG, de todo ello se encargan los procedimientos de entrada de información que permiten generar una base de datos en formato digital vectorial.

Propiedad-ID Código Superficie Actividad

1 6214 2000 Rural 2 12973 1260 Urbana 3 11274 1500 Urbana 4 . ....... ....... .........

1

2

4

3

Los procedimientos a emplear depende de las fuentes de información disponibles. Existen dos grandes grupos: a) observación directa de la realidad y b) fuentes secundarias como mapas analógicos, fotografías áereas, censos, encuestas etc.

En la entrada de datos es preciso diferenciar entre los aspectos espaciales, que cuentan con problemas y dificultades mayores, y los temáticos, más fáciles de incluir en la base datos.

Métodos de Observación Directa: La toma directa de datos de la realidad es el procedimiento más seguro para conseguir generar una base de datos fiable pero de alto costo. Ejemplo: datos tomados con GPS.

Empleo de fuentes secundarias: Son la más usadas. El problema mas importante es la conversión de datos representados en mapas analógicos al formato digital y, más en concreto, en este caso al modelo vectorial. Las etapas a seguir son:

a) Digitalización de la información cartográfica analógica.b) Etiquetado de cada objeto (ID)c) Asignación de la información temática a cada objeto digitalizado y

correctamente identificado.

a) Digitalización: Las fases en este proceso se pueden esquematizar de la siguiente manera:

1) Identificar los objetos espaciales que existen en el mapa fuente, asociándoles un nombre único.

2) Obtener las coordenadas X e Y de los cuatro extremos (como mínimo). Cada objeto identificado con su nombre, de esta forma se crea un fichero de coordenada de todos los objetos.

Un elemento esencial en este proceso es establecer una relación entre las coordenadas locales del mapa fuente situado en la tableta y un sistema de coordenadas general, como ser Gauss Krüger. A continuación mediante el empleo de los procedimientos de transformación de coordenadas se convierte uno en otro.

Una labor muy habitual en el proceso de entrada de datos es la revisión y edición de la información que se ha introducido en el ordenador para comprobar su adecuación y nivel de precisión. Si se encuentran errores de importancia, éstos deben ser eliminados y corregidos. En el caso de la información espacial es muy habitual que existan errores de diversos tipos, por ello se han elaborado algunos procedimientos que permiten corregir de modo automático algunos de estos problemas. Uno de los casos más comunes son los de simplificación (split, spline)

Otro método para introducir las características espaciales de los objetos en una base de datos vectorial es la conversión de datos raster a un formato vectorial. Esta posibilidad se puede dar de dos formas: una a través de un scanner y la otra a partir de un mapa digital preexistente, en formato raster.

b) Etiquetado : En general el nombre de una entidad se puede dividir en dos partes: un nombre primario y nombre secundario. El nombre primario es el identificador unívoco colocado normalmente por la maquina, mientras que nombre secundario se utiliza para codificar otras características de estas entidades.

c) Entrada de Información temática : Terminada la digitalización y generación de la base de datos espacial es necesario añadir los datos temáticos asociados a cada objeto. Esta información se suele integrar en otro tipo de base de datos como las planillas de cálculo que permiten añadir datos por filas y columnas. Lo importante es que cada objeto cuente con un identificador unívoco que se han incorporado en la fase de digitalización: nombre primario, nombre secundario y la clave única generada por el programa.

BUSQUEDA/RECUPERACION DE INFORMACION DE UNA BASE DE DATOS GEOGRAFICA

Las operaciones de extracción de información de un SIG vectorial se utiliza para buscar y extraer objetos/entidades espaciales de la base de datos, seleccionando aquellos que cumplen una condición establecida por el usuario. De este modo, el usuario conoce tanto los atributos como las características espaciales de los objetos. El objetivo consiste en obtener un mapa y/o tabla de valores que contenga todos los objetos con un conjunto particular de atributos ya se espaciales(localización) o temáticos.

Este tipo de operaciones es más adecuado para los modelos vectoriales, en el cual las entidades están descritas explícitamente. En el modelo raster los objetos no están contenidos de forma explícita, por lo tanto, la búsqueda de datos presenta dificultades y problemas especiales.

Existen dos formas diferentes de búsqueda y recuperación: la búsqueda/ recuperación de tipo espacial y el segundo tipo es una búsqueda temática.

La búsqueda/recuperación temática se puede efectuar de dos formas:a) Mediante especificación simbólica/ o nominal.b) Utilizando una condición simbólica.

La búsqueda/recuperación espacial por su parte puede ser:a) Especificando el dominio espacial.b) Mediante condición geométrica/topológicas.c) Por muestreo espacial.

Búsqueda temática: