IINNDDIICCEE DDEE CCOONNTTEENNIIDDOO · 2011-08-22 · en una base de datos que dinámicamente está ligada al mapa en la pantalla, el cual muestra los gráficos que representan los

Módulo 2 - Teoría y Conceptos Elementales

Página 0 Capacitación Básica en ArcGIS 9.2 – PAST DANIDA

IINNDDIICCEE DDEE CCOONNTTEENNIIDDOO

MÓDULO 2: TEORIA Y CONCEPTOS ELEMENTALES...................................................................................1

2.1. ¿QUÉ ES UN SIG? .......................................................................................................................................1

2.2. COMPONENTES DE UN SIG ..........................................................................................................................3

2.3. ¿QUÉ ES ARCGIS?......................................................................................................................................4

2.4. VERSIONES DE ARCGIS ..............................................................................................................................4

2.5. COMPONENTES DE ARCGIS.........................................................................................................................4

2.6. TIPOS DE DATOS QUE SOPORTA ARCGIS .....................................................................................................6

2.7. RELACIONES TOPOLÓGICAS QUE SOPORTA ARCGIS.....................................................................................7

2.8. ¿QUÉ PUEDO HACER CON ARCCATALOG? ....................................................................................................8

2.9. ¿QUÉ PUEDO HACER CON ARCMAP? ............................................................................................................9

2.10. ¿QUÉ PUEDO HACER CON ARCTOOLBOX? ..................................................................................................10

2.11. SISTEMAS DE COORDENADAS PARA NICARAGUA........................................................................................10

2.12. ANOTACIONES SOBRE EL MÓDULO............................................................................................................12



MÓDULO 2: TEORIA Y CONCEPTOS ELEMENTALES Las personas utilizan los Sistemas de Información Geográficos (SIG) porque ayudan a comprender mejor la información para tomar la mejor decisión. Los SIG ayudan a crear información de calidad almacenando datos del mundo real en una base de datos y ligándola dinámicamente a un mapa en la pantalla. Este módulo comprende los conceptos elementales que ayudarán a comprender de una mejor manera ¿Qué es un SIG?, sus componentes y diferentes versiones, así como algunos de los términos utilizados en el mundo de los SIG.

2.1. ¿Qué es un SIG? Los SIG son usados en muchas industrias, incluyendo negocios, aplicación de las leyes, transporte, salud, agricultura y para la toma de decisiones en los gobiernos, instituciones o empresas privadas. Las industrias están utilizando SIG para aplicaciones como el manejo de recursos, planificación del uso del suelo, investigación demográfica, despacho de vehículos de emergencia, evaluación ambiental, planificación y muchas más. La cantidad de aplicaciones SIG en el Internet está creciendo rápidamente. Los SIG son una tecnología muy popular pero ¿Qué son exactamente?, ¿Qué es lo que hacen? Básicamente, un Sistema de Información Geográfico es una herramienta basada en computadores que ayuda a resolver problemas. Los SIG integran información en una forma en que ayudan a entender los problemas y encontrar las soluciones. La información de los objetos del mundo real se almacena en una base de datos que dinámicamente está ligada al mapa en la pantalla, el cual muestra los gráficos que representan los objetos del mundo real. Cuando la información en la base de datos cambia, el mapa se actualiza para reflejar esos cambios. En general, las personas usan SIG para cuatro propósitos principales:

Creación de datos. Visualización de datos.

Análisis. Presentación de los resultados.

Creación de datos: Los datos pueden provenir de diferentes fuentes, tales como fotografía, cartografía convencional o digital, G.P.S., levantamientos de campo, imágenes de satélite, otros SIG, etc. Los datos se crean basándose en el mundo real para obtener resultados reales.



Pop Id 103 23.7 104 110.5 105 35.7 201 96.8 202 73.4

Popdens

LU Id 2308 Forest 2712 Urban 2487 Agric . 3102 Agric 2402 Urban

Land use

New Id 23 110.5 24 110.5 25 73.8 26 96.8 27 73.4

Popdens Forest Agric . Forest Urban Agric .

Land use

mapas

datos tabulares

imágenes y

multimedios

fotos aéreas e imágenes satelitales

Figura 1: Fuentes de Información.

Análisis: Un SIG es capaz de analizar las relaciones espaciales entre múltiples conjuntos de datos para responder preguntas y resolver problemas. Las herramientas de análisis permiten hacer cosas como: encontrar que comunidades están dentro de un área específica, que parcelas están dentro de una zona de inundación; o que tipo de suelo es el mejor para que crezca un cultivo en particular. Visualización de Datos: Un SIG posee herramientas para visualizar los elementos geográficos usando una variedad de símbolos. Para muchos tipos de operaciones de análisis geográficos, el resultado final se visualiza mejor como un mapa, gráfico o reporte.

Figura 2: Visualización de Datos.



Presentación de Resultados: Los resultados pueden presentarse de diferentes maneras: mapas, reportes y gráficos que ayudan a comprender la información. La salida proporcionada por un SIG puede ser distribuida en una variedad de formatos, tales como: mapas impresos, imágenes, internet, etc.

2.2. Componentes de un SIG Un SIG tiene cinco componentes: Personas, Datos, Hardware, Software y Procedimientos, para producir los resultados deseados y planificados.

Personas: son el componente más importante. Las personas desarrollan los procedimientos y definen las tareas que se realizarán para crear un SIG.

Datos: la disponibilidad y precisión de los datos afectarán directamente los

resultados de las consultas y el análisis espacial.

Hardware: las capacidades del hardware incidirán en la velocidad de procesamiento, la facilidad de uso y los tipos de salida disponibles.

Software: incluye no solamente el software SIG, sino también los programas

para manejar las bases de datos, dibujo (CAD), tratamiento estadístico de imágenes y otros.

Procedimientos: el análisis SIG requiere de métodos consistentes y bien

definidos para producir resultados correctos.

Figura 3: Componentes de un SIG.



2.3. ¿Qué es ArcGIS? ArcGIS es un sistema escalable, integrado y comprensivo diseñado para suplir las necesidades de la mayoría de los usuarios SIG; es el SIG más popular producido por la empresa ESRI.

2.4. Versiones de ArcGIS Las versiones de ArcGIS son: ArcView, ArcEditor y ArcInfo; Las tres versiones de ArcGIS están construidas usando de la misma tecnología.

ArcView es una herramienta poderosa para visualización, consulta, análisis de datos y creación de mapas; está diseñado para ejecutarse en Microsoft Windows 2000/XP. incluye ArcCatalog, ArcMap y ArcToolbox.

ArcEditor tiene toda la funcionalidad de ArcView y se adicionan herramientas

para edición de Shapefiles y Geodatabases.

ArcInfo proporciona más funcionalidad e incluye todas las capacidades de ArcEditor y adiciona herramientas de geoprocesamiento y la versión completa ArcInfo Workstation contiene ARC, ArcEdit, ArcPlot, INFO, y ARC AML.

2.5. Componentes de ArcGIS

Los tres componentes de ArcGIS son: ArcCatalog, ArcMap y ArcToolbox Consisten en tres aplicaciones por separado que representan los métodos fundamentales que usan las personas para interactuar con un SIG. Estos métodos – datos, mapas y herramientas – forman el ambiente de usuario de ArcGIS.

ArcCatalog: se usa para explorar, organizar distribuir y documentar los datos SIG. ArcCatalog se parece al Explorador de Microsoft Windows pero está diseñado para visualizar bases de datos geográficas, mapas y metadatos.

Figura 4: El Árbol de Catálogo de Arc Catalog

es similar al Explorador de Windows.



ArcMap: se usa para visualizar, editar datos geográficos, para crear mapas profesionales, gráficos y reportes. Un mapa es el componente fundamental que se trabaja con ArcMap. Los mapas ayudan a visualizar datos geográficos mostrándonos donde están las cosas y que representan.

ArcToolbox: se usa para realizar tareas avanzadas de análisis SIG y trabajos de procesamiento de datos geográficos como la proyección de los datos. Dispone de asistentes que guían paso a paso las tareas con múltiples pasos.

Figura 5: ArcMap mostrando un mapa con tres capas en la Tabla de

Contenidos.

Figura 6: La ventana de ArcToolbox y uno de sus

asistentes.



2.6. Tipos de Datos que Soporta ArcGIS Datos Vectoriales Un dato vectorial es una representación conceptual de elementos geográficos. Los elementos geográficos son representados por puntos, líneas y polígonos también conocidos como Feature Classes (clases de elementos). ArcGIS soporta diferentes formatos de datos vectoriales para almacenar puntos, líneas y polígonos. Estos formatos incluyen:

Shapefiles: son los archivos vectoriales básicos, estos almacenan la posición y la información atributiva de puntos, líneas y polígonos.

Coverages: es un formato de datos vectorial que es creado y editado en

ArcInfo o ArcEditor y visualizado en ArcView.

Geodatabases (Bases de Datos Geográficas): es un formato de datos vectorial que guarda datos de puntos, líneas y polígonos en un sistema de manejo de bases de datos relacionales.

Archivos CAD: Las bases de datos geográficas incluyen datos SIG

almacenados en formato CAD. ArcGIS soporta los formatos DXF, DWG y DGN.

Tablas de Eventos: Una tabla de eventos contiene campos con las coordenadas y medidas que se usan para comparar con otras medidas existentes en las clases de elementos.

Red Irregular de Triángulos: Es un modelo que representa el mundo como

una red de triángulos vinculados entre puntos espaciados irregularmente con valores X, Y y Z

Datos Ráster Con los datos ráster, existe una relación entre que tan cercano se quiere modelar la realidad y el tamaño del archivo. Entre más pequeño sea el tamaño de la celda, se capturará más detalle de la realidad. Los Datos ráster incluyen:

Imágenes: Las imágenes de un SIG sirven para muchos propósitos. Por ejemplo fotografías aéreas, imágenes de satélites y mapas en papel escaneado, tienen referencia geográfica y proporcionan información de ubicación en la superficie de la tierra. Formatos de imágenes comunes soportados por ArcGIS incluyen TIFF, Bitmap (.bmp), MrSID, JPEG (.jpg), e IMG.

Formatos Grid: ArcGIS usa un formato ráster nativo llamado Grid. Hay dos

tipos de grids: continuos y discretos. Los grids continuos pueden almacenar valores con lugares decimales, mientras que los grids discretos sólo almacenan valores enteros.



Figura 7: Las imágenes ráster tales como fotografías aéreas y

mapas escaneados, son georeferenciados y usadas como

una capa en el mapa.

2.7. Relaciones Topológicas que Soporta ArcGIS

La topología hace posible varios tipos de análisis geográfico, permite contestar preguntas teniendo en cuenta las relaciones espaciales entre los elementos. Hay muchos tipos de análisis geográficos. En éste curso no se pueden cubrir todos los tipos de análisis; pero sí se describen dos formas muy comunes de análisis geográfico, las cuales se exponen a continuación. Análisis de Proximidad El análisis de proximidad usa la distancia entre elementos para responder preguntas como las siguientes:

¿Cuántas casas se encuentran dentro de un área de influencia (buffer) de 100 metros alrededor de una tubería de agua?

¿Cuál es el número total de clientes dentro de un radio de 10 kilómetros

alrededor de una tienda?

¿Qué proporción de cultivo de frijol está en un radio de 500 metros de un pozo?

Figura 8: un área de influencia de 50 pies se creó a ambos lados del

camino para encontrar que parcelas están afectadas por la

ampliación de la carretera.

La tecnología SIG usa un proceso llamado buffering (creación del área de influencia sobre un elemento) para determinar la relación de proximidad entre los elementos.



Análisis de Superposición La integración de diferentes capas de datos incluye un proceso llamado “superposición de capas”. Las operaciones analíticas requieren de una unión física de una o más capas de datos, tanto gráficamente como en las tablas de la base de datos. El análisis de superposición es usado para integrar datos sobre suelos, pendientes, vegetación o datos de propiedad de tierra con datos de asignación de impuestos.

Figura 10: Análisis de Superposición.

Los resultados del análisis de superposición ayudan a determinar los usos apropiados del suelo.

2.8. ¿Qué puedo hacer con ArcCatalog?

Piense en ArcCatalog como una ventana hacia su base de datos. En ArcCatalog, se puede explorar, organizar, distribuir y documentar los datos SIG.

Para acceder a datos localizados en los discos duros o en la red local, se realizan conexiones a las diferentes carpetas. La colección de conexiones en las que se configuran los datos geográficos se denomina Catálogo. El árbol del Catálogo brinda acceso a todo el contenido del Catálogo. Dentro de ArcCatalog hay tres pestañas, cada una de las cuales proporciona una forma única de ver el contenido de los elementos en el árbol del catálogo. La pestaña Contents muestra una lista de los elementos seleccionados. La pestaña Preview le permite ver los datos (geográficos y tabulares) contenidos en la carpeta seleccionada. La pestaña metadata brinda acceso a la documentación de los datos seleccionados.

Figura 9: Cada pestaña en ArcCatalog permite ver los datos

de diferentes formas.



Hay diferentes formas de previsualizar los datos geográficos. Se crea una vista en miniatura de los datos y mostrarlo gráficamente o se visualizan con iconos grandes o pequeños en una vista de lista o en detalles el cual muestra iconos pequeños y las propiedades de los datos. Es importante mantener registros de un inventario de los datos SIG. Se puede necesitar información acerca de la precisión de los datos o como el conjunto de mediciones fue recolectado. Un metadato de un elemento incluye este tipo de documentación, así como varias propiedades de los datos de forma automática. ArcCatalog proporciona editores de metadatos, los cuales son utilizados para crear y visualizar metadatos.

2.9. ¿Qué puedo hacer con ArcMap?

ArcMap es la aplicación de visualización, consulta, creación, edición, y análisis de datos. Trabaja con documentos de mapas (archivos con extensiones .mxd).

Los documentos de mapas no guardan datos geográficos, en lugar de ello, almacenan referencias hacia las fuentes de los datos. Lo que realmente guardan son los formatos de visualización e impresión. La misma situación sucede con los archivos shapefiles, donde se puede cargar el mismo shapefiles más de una vez, para representar diferentes escenarios, con diferentes simbologías pero todos los cambios que se realicen se guardarán en el mismo shapefiles.

Figura 10: Shapefile rvt_REG1_lin simbolizado de dos formas en la TOC



La información geográfica es visualizada en un mapa, mediante capas, donde cada capa representa un tipo particular de elemento. En ArcMap, la Tabla de Contenidos (TOC) lista todas las capas que se muestran en el mapa. Por defecto, la tabla de contenidos está ubicada en la parte izquierda de la ventana de aplicación de ArcMap, pero se puede mover hacia una posición diferente si se desea. El orden de las capas dentro de la tabla de contenidos es importante; la capa en la cima de la TOC se dibuja encima de las que se encuentran por debajo de ella. Así que se ponen las capas que forman el fondo del mapa, tales como el océano, en la parte inferior de la TOC. ArcMap hace más fácil el diseño de mapas para impresión, para incorporarlos en otros documentos o simplemente para publicarlo.

2.10. ¿Qué puedo hacer con ArcToolbox?

ArcToolbox es la aplicación que se usa para realizar tareas avanzadas de análisis SIG. Con ArcToolbox de ArcInfo, se convierte un mayor número de formato de datos espaciales. Se genera y mantiene topologías, uniones, cortes de hojas de mapas y usar herramientas de modelación avanzadas. También proporciona asistente para tareas complejas como la conversión de datos, procesamiento de superposición, creación de áreas de influencia, proyección y trans-formación de mapas.

Figura 11: La ventana de ArcToolbox y las herramientas de análisis.

2.11. Sistemas de Coordenadas para Nicaragua

Los SIG necesitan referenciar los datos por medio de su correcta ubicación en la superficie de la tierra. Si los datos no son georeferenciados, o son georeferenciados incorrectamente, el SIG generará resultados imprecisos u erróneos. Las partes de un sistema de coordenadas son: esferoide, datum, proyección.

Esferoide: forma o modelo tridimensional que representa o simula la forma de la tierra.

Datum: punto de referencia que define el origen y la orientación de las líneas

de latitud y longitud en un esferoide. Datums de particular interés son el North American Datum de 1927 (NAD27) y el World Geodetic System (WGS84), pues son los más utilizados en Nicaragua.



Proyección: transformación matemática que convierte el sistema de coordenadas esférico del esferoide-datum, en un sistema de coordenadas cartesianas (una superficie plana).

Las proyecciones se clasifican en tres grandes grupos:

Proyección Cilíndrica

ideal para zonas cercanas al Ecuador. Este es el caso de

Nicaragua.

Proyección Plana ideal para zonas

polares.

Proyección Cónica

ideal para zonas entre el ecuador y los polos.

Figura 12: Tipos de Proyecciones.

Recuerde siempre, que cuando se crean las capas, debe indicarse la proyección (sistema de coordenadas, esferoide y datum) que utilizará. Para Nicaragua se pueden utilizan dos proyecciones:

WGS_1984_UTM_Zone_16N (la zona 17N para el borde continental de la Zona Atlántica)

NAD_1927_UTM_Zone_16N (la zona 17N para el borde continental de la Zona

Atlántica)



2.12. Anotaciones Sobre el Módulo ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________



___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

Documents

IINNDDIICCEE DDEE CCOONNTTEENNIIDDOO · 2011-08-22 · en una base de datos que dinámicamente está ligada al mapa en la pantalla, el cual muestra los gráficos que representan los