SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO
Sistema de Información GeográficoUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”VICE RECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIALSISTEMAS DE INFORMACIÓNSISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICOProfesor: Ing. Iván Turmero MScAutores:Deyán DayanaMaita YunmelisManrique LilianaOrdenes MorisReyes NairellysRosales AnaTomé SurelysValera FranciaVillegas YelitzaCIUDAD GUAYANA, MAYO DE 2007Planeación del Producto1
Sistema de Información GeográficoINTRODUCCIONLa tecnología de Sistemas de Información Geográfica, constituyeuna de las herramientas adecuadas para el manejo de información, yaque al usar el modelo de base de datos georrelacional se asocia unconjunto de información gráfica en forma de planos o mapas a bases dedatos digitales.Esto, sintéticamente quiere decir que los SIG tienen comocaracterística principal que el manejo de la información gráfica yalfanumérica se realiza de forma integrada, pudiendo abordar de estemodo aspectos de alta complejidad relacional en el tema planteado.Disponer de esa capacidad de comprensión y manejo de lacomplejidad, incluye el entendimiento de que también se ha modificado ladimensión del tiempo. La posibilidad de afrontar en forma dinámica yacelerada los fenómenos se presenta como otro de los importantesdesafíos conceptuales y prácticos. La idea de contar con la informaciónpertinente en el momento oportuno y en el lugar oportuno constituye otrafuerza vital.Más aún, no sólo es importante disponer de la estructura necesariapara la construcción, actualización y operación integral de bases de datosy viabilidad de la información, tendiendo a su manejo en tiempo real, sinoque además, se requiere incorporar el concepto de información enproceso, haciendo referencia a la idea de información activa; es decir,tender a la construcción automática y veloz de información para optimizarlos modelos haciéndolos también automáticos.Sistemas de Información2
Sistema de Información GeográficoLa construcción de modelos y programas informáticos con altacapacidad en el manejo de los datos pueden constituirse en vehículos desocialización, no sólo de la propia información generada, sino de lasherramientas adecuadas que faciliten que la toma de decisiones serealice en el momento adecuado con los actores pertinentes.Indudablemente la tecnología SIG permite solucionar ampliasnecesidades técnicas y al mismo tiempo, su uso ha impulsado a unamodificación estructural del accionar teórico/práctico en el planeamientode estas soluciones.Sistemas de Información3
Sistema de Información GeográficoÍNDICESistema De Información Geográfico . 6Definición. 6Historia . 7Desarrollo de los SIG . 9Diferencias entre SIG y CAD . 13ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO . 15FUNCIONESDELOSELEMENTOSDEUNSISTEMADEINFORMACIÓN GEOGRÁFICO . 17LA INFORMACIÓN DENTRO DE UN SIG . 20Representación de la información. . 20Estructura de la representación. . 21MANEJO DE LA INFORMACIÓN EN UN SIG . 22Atributos gráficos . 22Atributos no gráficos . 23AGRUPACIÓN DE ELEMENTOS DENTRO DE UN SIG . 23Relaciones entre objetos . 24Sistema de coordenadas. 26Proyecciones. 27BASE DE DATOS GEOGRÁFICA . 28FUNCIONES PRINCIPALES DE LOS SIG . 29DESPLIEGUE DE DATOS EN UN SIG . 30APLICACIONES DE LOS SIG . 32Captura De La Información PARA UN SIG . 33Formato RASTER . 34Formato VECTORIAL. 34Modelos de diseño de un SIG . 34Modelo conceptual . 36Modelo lógico . 37Modelo físico . 39Sistemas de Información4
Sistema de Información GeográficoDISEÑO TÉCNICO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO 39El diseño de los datos . 39El Diseño Arquitectónico . 39El Diseño de la Interfaz . 40El Diseño de procedimientos. 40Diseño de la Salida . 42Diseño de Archivos . 42Diseño de Interacciones con la Base de Datos . 43Almacenamiento de la Información . 43Manipulación de la Información . 44Extracción De La Información . 44Edición de la Información . 45Análisis Y Modelamiento De La Información . 46Salida Y Representación De La Información. 48Los SIG COMO Herramientas de apoyo a la toma de decisiones . 49Difusión de los SIG en las Organizaciones . 49LOS SIG EN LOS NEGOCIOS . 51Alcances De Los Sistemas De Información Geográfica en unaOrganización . 52Ejemplos de Sistemas de Información Geográficos Actuales . 54CONCLUSION . 72BIBLIOGRAFÍA . 73Sistemas de Información5
Sistema de Información GeográficoSISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICODefiniciónUn Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS, en su acrónimo inglés)es una colección organizada de hardware, software, datos geográficos ypersonal, diseñado para capturar, almacenar, manipular, analizar amentereferenciada con el fin de resolver problemas complejos de planificación ygestión. También puede definirse como un modelo de una parte de larealidad referido a un sistema de coordenadas terrestre y construido parasatisfacer unas necesidades concretas de información.Un Sistema de Información geográfico (SIG) particulariza un conjunto deprocedimientos sobre una base de datos no gráfica o descriptiva deobjetos del mundo real que tienen una representación gráfica y que sonsusceptibles de algún tipo de medición respecto a su tamaño y dimensiónrelativa a la superficie de la tierra. A parte de la especificación no gráficael SIG cuenta también con una base de datos gráfica con informacióngeoreferenciada o de tipo espacial y de alguna forma ligada a la base dedatos descriptiva. La información es considerada geográfica si esmesurable y tiene localización.En un SIG se usan herramientas de gran capacidad de procesamientográfico y alfanumérico, estas herramientas van dotadas de procedimientosy aplicaciones para captura, almacenamiento, análisis y visualización dela información georefenciada.La mayor utilidad de un sistema de información geográfico estaíntimamente relacionada con la capacidad que posee éste de construirmodelos o representaciones del mundo real a partir de las bases de datosSistemas de Información6
Sistema de Información Geográficodigitales, esto se logra aplicando una serie de procedimientos específicosque generan aún más información para el análisis.La construcción de modelos o modelos de simulación como se llaman, seconvierte en una valiosa herramienta para analizar fenómenos que tenganrelación con tendencias y así poder lograr establecer los diferentesfactores influyentes.HistoriaLa distribución espacial es inherente tanto a los fenómenos propios de lacorteza terrestre, como a los fenómenos artificiales y naturales que sobreella ocurren. Todas las sociedades que han gozado de un grado decivilización han organizado de alguna manera la información espacial.Los fenicios fueron navegantes, exploradores y estrategas militares querecopilaron información en un formato pictórico, y desarrollaron unacartografía "primitiva" que permitió la expansión y mezcla de razas yculturas.Los griegos adquirieron un desarrollo político, cultural y susdescubrimientosgeométricos y aportaron elementos para completar la cartografíautilizando medición de distancias con un modelo matemático (a2 b2 c2. Pitágoras, ecuación del círculo)Enmarcados dentro de un hábitat insular, se convirtieron en navegantes ehicieron observaciones astronómicas para medir distancias sobre lasuperficie de la tierra. La información de éste tipo se guardó en mapas.Sistemas de Información7
Sistema de Información GeográficoLos romanos imitaron a los griegos y desarrollaron el Imperio utilizandofrecuentemente el banco de datos previamente adquirido y ahoraheredado. La logística de infraestructura permitió un alto grado deorganización política y económica, soportada principalmente por elmanejo centralizado de recursos de información.Se puede decir que las invasiones bárbaras disminuyeron el ritmo dedesarrollo de civilización en el continente europeo durante la edad media,y sólo hacia el siglo XVIII los estados reconocieron la importancia deorganizar y sistematizar de alguna manera la información espacial.Se crearon organismos comisionados exclusivamente para ejecutar larecopilación de información y producir mapas topográficos al nivel depaíses enteros, organismos que han subsistido hasta el día de hoy.En el siglo XIX con su avance tecnológico basado en el conocimientocientífico de la tierra, se produjo grandes volúmenes de informacióngeomorfológica que se debía cartografiar. La orientación espacial de lainformación se conservó con la superposición de mapas temáticosespecializados sobre un mapa topográfico base.Recientemente la fotografía aérea y particularmente la imágenes desatélite han permitido la observación periódica de los fenómenos sobre lasuperficie de la corteza terrestre. La información producida por este tipode sensores ha exigido el desarrollo de herramientas para lograr unarepresentación cartográfica de este tipo de información.El medio en el cual se desarrollaron estas herramientas tecnológicascorrespondió a las ciencias de teledetección, análisis de imágenes,reconocimiento de patrones y procesamiento digital de información, engeneral estudiadas por físicos, matemáticos y científicos expertos enSistemas de Información8
Sistema de Información Geográficoprocesamiento espacial. Obviamente, éstos tenían un concepto diferenteal de los cartógrafos, con respecto a la representación visual de lainformación.Con el transcurso del tiempo se ha logrado desarrollar un trabajomultidisciplinario y es por ésta razón que ha sido posible pensar en utilizarla herramienta conocida como "Sistemas de Información Geográfica, SIG(GIS)"DESARROLLO DE LOS SIGEn el año 1962, en Canadá, se diseñó el primer sistema "formal" deinformación geográfica para el mundo de recursos naturales a escalamundial. En el Reino Unido se empezó a trabajar en la unidad decartografía experimental. No fue hasta la época de los 80’s cuando surgióla comercialización de los SIG.Durante los años 60’s y 70’s se empezó a aplicar la tecnología delcomputador digital al desarrollo de tecnología automatizada. Excluyendocambios estructurales en el manejo de la información, la mayoría deprogramas estuvieron dirigidos hacia la automatización del trabajocartográfico; algunos pocos exploraron nuevos métodos para el manejode información espacial, y se siguieron básicamente dos tendencias:Producción automática de dibujos con un alto nivel de calidad pictóricaProducción de información basada en el análisis espacial pero con elcosto de una baja calidad gráfica.La producción automática de dibujo se basó en la tecnología de diseñoasistido por computador (CAD). El CAD se utilizó en la cartografía paraaumentar la productividad en la generación y actualización de mapas. ElSistemas de Información9
Sistema de Información Geográficomodelo de base de datos de CAD maneja la información espacial comodibujos electrónicos compuestos por entidades gráficas organizadas enplanos de visualización o capas. Cada capa contiene la información de lospuntos en la pantalla (o píxeles) que debe encender para larepresentación por pantalla. Estos conjuntos de puntos organizados porplanos de visualización se guardan en un formato vectorial.Las bases de datos incluyen funciones gráficas primitivas que se empleanpara construir nuevos conjuntos de puntos o líneas en nuevas capas ydefinir un símbolo imaginado por el usuario. Por ejemplo una capa quecontenga una línea vertical se puede sumar lógicamente a una capa quecontenga un área circular para generar el símbolo de un palo de golf ouna nota musical, definido en una nueva capa que se puede llamar "hierro4" o "negrilla".Posteriormente, a la simbología se le adicionó una variable "inteligente" alincorporar el texto.El desarrollo de la tecnología CAD se aplicó para la manipulación demapas y dibujos y para la optimización del manejo gerencial deinformación cartográfica. De allí se desarrolló la tecnología AM/FM(Automated Mapping / Facilities Management)El desarrollo paralelo de las disciplinas que incluyen la captura, el análisisy la presentación de datos en un contexto de áreas afines como catastro,cartografía, topografía, ingeniería civil, geografía, planeación urbana yrural, servicios públicos, entre otros, ha implicado duplicidad de esfuerzos.Hoy en día se ha logrado reunir el trabajo en el área de sistemas deinformación geográfica multipropósito, en la medida en que se superan losproblemas técnicos y conceptuales inherentes al proceso.Sistemas de Información10
Sistema de Información GeográficoEn los años ochenta se vio la expansión del uso de los SIG., facilitado porla comercialización simultánea de un gran número de herramientas dedibujo y diseño asistido por ordenador (con siglas en ingles CAD yCADD), así como la generalización del uso de microordenadores yestaciones de trabajo en la industria y la aparición y consolidación de lasBases de Datos relacionales, junto a las primeras modelizaciones de lasrelaciones espaciales o topología. En este sentido la aparición deproductos como ARC-INFO en el ámbito del SIG o IGDS en el ámbito delCAD fue determinante para lanzar un nuevo mercado con una rapidísimaexpansión.La aparición de la Orientación a Objetos (OO) en los SIG (como el Tigrisde Intergraph), inicialmente aplicado en el ámbito militar (Defense MapAgency - DMA) (OO) permite nuevas concepciones de los SIG donde seintegra todo lo referido a cada entidad (p.e. una parcela) (simbología,geometría, topología, atribución) .Pronto los SIG. se comienzan a utilizar en cualquier disciplina quenecesite la combinación de planos cartográficos y bases de datos como:Ingeniería Civil: diseño de carreteras, presas y embalses.Estudios medioambientales.Estudios socioeconómicos y demográficos.Planificación de líneas de comunicación.Ordenación del territorio.Estudios geológicos y geofísicos.Prospección y explotación de minas, entre otros.Los años noventa se caracterizan por la madurez en el uso de estastecnologías en los ámbitos tradicionales mencionados y por su expansióna nuevos campos (SIG en los negocios), propiciada por la generalizaciónen el uso de los ordenadores de gran potencia y sin embargo muyasequibles, la enorme expansión de las comunicaciones y en especial deInternet y el World Wide Web, la aparición de los sistemas distribuidosSistemas de Información11
Sistema de Información Geográfico(DCOM, CORBA) y la fuerte tendencia a la unificación de formatos deintercambio de datos geográficos propician la aparición de una ofertaproveedora (Open Gis) que suministra datos a un enorme mercado deusuario final. El incremento de la popularidad de las tendencias deprogramación distribuida y la expansión y beneficios de la máquina virtualde Java, permiten la creación de nuevas formas de programación desistemas distribuidos, de esta manera aparecen los agentes móviles quetratan de solucionar el tráfico excesivo que hoy en día se encuentra enInternet. Los agentes móviles utilizan la invocación de métodos remotos yla serialización de objetos de Java para lograr transportar la computacióny los datos. Nace aquí un nuevo paradigma para el acceso a consultas yrecopilación de datos en los sistemas de información geográfica, cuyosmayores beneficios se esperan obtener en los siguientes años.El Mapa del Futuro es una Imagen Inteligente A partir de 1998 seempezaron a colocar en distintas órbitas una serie de familias de satélitesque traerán a los computadores personales, antes del año 2003,fotografías digitales de la superficie de la tierra con resoluciones queoscilarán entre 10 metros y 50 centímetros. Empresas como SPOT,OrbImage, EarthWatch, Space Imaging y SPIN-2 han iniciado la creaciónde uno de los mecanismos que será responsable de la habilitaciónespacial de la tecnología informática. Curiosamente éste "Boom" de lossatélites de comunicaciones, está empujando la capacidad de ancho debanda para enviar y recibir datos, hasta el punto de que en este momento,la capacidad solo concebida para fibra óptica de T1 y T3, se estáalcanzando de manera inalámbrica. Por otro lado la frecuencia de visitade estos satélites permitirán ver cualquier parte del mundo casi cada hora.Las imágenes pancromáticas, multiespectrales, hiperespectrales, radar,infrarrojas, térmicas, crearán un mundo virtual digital a nuestro alcance.Sistemas de Información12
Sistema de Información GeográficoEste nuevo mundo cambiará radicalmente la percepción que tenemossobre nuestro planeta.DIFERENCIAS ENTRE SIG Y CADLos sistemas CAD se basan en la computación gráfica, que se concentraen la representación y el manejo de información visual (líneas y puntos).Los SIG requieren de un buen nivel de computación gráfica, pero unpaquete exclusivo para manejo gráfico no es suficiente para ejecutar lastareas que requiere un SIG y no necesariamente un paquete gráficoconstituye una buena base para desarrollar un SIG.El manejo de la información espacial requiere una estructura diferente dela base de datos, mayor volumen de almacenamiento y tecnología desoporte lógico (software) que supere las capacidades funcionales gráficasofrecidas por las soluciones CAD.Los SIG y los CAD tienen mucho en común, dado que ambos manejan loscontextos de referencia espacial y topología. Las dif
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