Qué es y como funciona un GIS o SIG (Sistema de Información geográfica) Parte I

Introdución:
En la vida cotidiana usamos de estos sistemas (Mapcity). En mi trabajo se están desarrollando proyectos de este tipo. El sistema de transporte público de Chile también posee uno que usamos confrecuencia (Transantiago), en fin. Hoy en día cualquier informático y de hecho, cualquier persona ha escuchado hablar acerca de los GIS.

Definición:
Un sistema de información geográfica es una aplicación computacional que se compone de datos geográficamente referenciados y las funcionalidades para capturar, organizar, manipular y desplegar esos datos apoyando la toma de decisiones respecto de temas de planificación y gestión.

Ambitos de acción:
La utilidad de estos sistemas puede ser llevada a ámbitos muy variados, por ejemplo: educación, salud, transporte, turismo, migración, población, obras públicas, estudios de impacto ambiental, territorio, gestión de recursos naturales, hidráulica, etc.
Ejemplos:
Sistema de gestion de distribución de equipamiento computacional de colegios municipales de Chile.
monitoreo de turismo en playas y balnearios
gestion de enfermedades virales por región

Utilidades:

• Obtener información instantánea y actualizada
• Apoyo en la fase de diagnostico
• Facilidad en el análisis de la información
• Agilidad en la manipulación de datos
• Facilidad en las consultas
• Mayor nivel de procesamiento, integración y calidad de datos.
• Información detallada, confiable y geo-referenciada
• Eficiencia en las respuestas (rápida, oportunas y confiables)
• Mayor velocidad de acceso a información tanto espacial, como no espacial.

Hasta acá, ya se podrán imaginar la cantidad de aplicaciones que tiene este tipo de sistemas, sin embargo aun no hemos dicho nada técnico sobre ellos.
Técnicamente un GIS debe cumplir con ciertas características, algunas de las cuales, la madurez de esta tecnología ya ha ido estandarizando.

Necesitamos:

• Una base de datos georeferenciada. Tabién llamado "subsistema de manejo", permite almacenamiento, ordenamiento y recuperación de datos. Permiten trabajar con datos espaciales-digitales.
  
• Los datos georeferenciados. También se denomina "subsistema de entrada" (Idealmente en algún tipo de formato desde el cual sean capturados, migrados o interfaceados desde otros sistemas.
  
• Herramientas para gestionar búsquedas geográficas, análisis y visualización "subsistemas de análisis" (análisis espacial, análisis de proximidad, análisis de redes y análisis en tercera dimensión, entre otros)
  
• La interfaz gráfica del usuario. "Subsistema de salida" Es el despliegue gráfico de mapas y gráficos, tablas y reportes que para una mejor interpretación. La salida puede generarse en formatos tanto analógicos como digitales (impresoras u otros sistemas).
  
• El equipo de personas "recursos humanos" para conceptualizar los datos y modelarlos de acuerdo a las necesidades del negocio.
  
• Una organización que respalde las implicaciones de adoptar esta tecnología
• Por último, los datos, dado que un SIG sin datos no es SIG, sino simplemente un software vacío.

Dado que los SIG trabajan con Información Geográfica (IG), su verdadero valor radica en mostrar la verdadera realidad geográfica.
Los fenómenos de interés para el mundo real, se denominan "entes", "entidades", "elementos geográficos", "unidades de observación", entre otras, y tienen las siguientes características:

Todo elemento o fenómeno de interés se localiza en algún lugar (espacio), ha sucedido en algún momento (tiempo) y tiene asociada alguna medida del mismo (Atributo):

• Componente espacial
  1. Geometría (localización): posición, forma, tamaño, orientación.
  2. Topología (relaciones espaciales): deducible de la geometría.
• Componente temática
  1. Atributo o variable temática: son propiedades que pueden asignarse a cada localización del espacio, y que carecen de extensión específica, se estudian de modo genérico y está contenida en códigos, nombre y atributos.
• Componente temporal
  1. Tiempo

Las formas de analizar los datos en función de sus componentes como se muestra a continuación, son:

• Análisis espacial
  1. Considera asiladamente el aspecto espacial
  2. Estudia sus características geométricas puras
• Análisis estadístico
  1. Considera aisladamente el aspecto temático y utiliza las técnicas existentes.
• Modelado cartográfico
  1. Considera simultáneamente e interactuando los dos aspectos.

Características de la información Geográfica:

• Voluminosa: Tanto por su procedencia y contenido muy dispar, el número potencial de datos en los trabajos de campo puede ser infinito.
• Fractal: Los elementos naturales tienen forma sumamente irregular, son objetos fractales. La dimensión Fractal mide el grado de irregularidades. La representación depende de la escala del mapa; un mismo objeto varía sus dimensiones topológicas si se representa en mapas distintos; dependiendo de la escala la presentación de la realidad es diferente.
• Borrosa: Es difícil delimitar los elementos geográficos, por ejemplo los límites de un bosque junto a un cultivo, el límite dónde acaba un río y comienza el mar o entre una ciudad y un término municipal.
• Dinámica: La información cambia con el tiempo y ello implica la corrección de los errores que se produzcan.
  1. Cambios en el tiempo (mapas de uso en el suelo)
  2. Cambios en el espacio (crecimiento urbano, obras hidráulicas, crecimiento demográfico (6% al año)).
  3. Cambios temáticos (rotación de cultivos)
• Multiforme: La representación de los objetos geográficos varía con la escala del mapa; una ciudad puede ser un punto o un polígono en función de la escala elegida. La elección dependerá del fin que se persiga y del tipo de las consultas a las que el sistema deberá responder.

Tratamiento y análisis de la IG en un SIG.
El tratamiento y análisis de la IG en un SIG implica abstracción y discretización:

• Abstracción: estructuración de la información geográfica en capas temáticas.>
• Discretización: elección de determinados elementos geográficos, obviando otros que puede que no tengan la importancia deseada.

Se deben de tener en cuenta que los datos geográficos deben descomponerse en tres componentes: Temática, Espacial y Temporal, que responden respectivamente a las preguntas de ¿que? ¿dónde? Y ¿cuándo?
El SIG gira alrededor del interés por conocer cierto aspecto del mundo real y de intentar explicarlo mediante un modelo. Estudia el concepto de medida de los componentes como parte fundamental del desarrollo del modelo y el concepto de control como generador del modelo del SIG.
Cada una de las medidas de los componentes juega un determinado papel en un SIG (Sinton estableció en 1979 que una debía ser “fija”, otra serviría de “control” y una tercera se mediría constituyendo la componente principal del estudio).
El control de los componentes da como resultado los marcos de medida que en los modelos SIG tradicionales son:

• Atributos como control -> Modelo Vector
• Espacio como control -> Modelo Raster

También existen en la actualidad un modelo que integra conjuntamente los dos modelos anteriores llamado Geoobjetos y que queda fuera del objetivo de este documento.

Modelo	Ventajas	Desventajas
Raster	Estructura de datos simple Compatibilidad imágenes de satélite y de escáner Buenas capacidades para el análisis, simulaciones y modelado Tecnología barata	Archivos muy grandes que se incrementan geométricamente cuando aumenta la resolución Necesidad de estructuras de compresión de datos Menor precisión locacional
Vectorial	Buena representación cartográfica Estructura de datos compacta Facilidad de actualización de la base geográfica	Estructuras de datos complejas Imposibilidad para realizar ciertos análisis •Technología costosa

Los SIG se definen como tecnologías de integración de información de naturaleza diversa, por lo que, es frecuente, que cada proyecto utilice distintas fuentes de datos que a su vez se encuentran en formatos variados. Una clasificación simple permite distinguir entre fuentes primarias y secundarias y formatos digitales y no digitales.

Documentos Fuentes	Digitales	No digitales
Primarias	-Levantamientos topográficos (vectorial) -Telemetría (vectorial) -Medidas de GPS (vectorial) -Imágenes de satélite (raster) -Otros instrumentos digitales	-Observaciones de campo -Documentos lineales (Censos, encuestas, listas…) -Mapas -Fotografía aérea
Secundarias	-Imágenes de satélite (raster) -Bases de datos digitales -Listas (de direcciones, coordenadas…) -Documentos de escáner (raster)	-Documentos de archivo -Otros mapas e imágenes

Continuará...