2. Introducción a SIG

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Objetivos:

Comprender qué es un SIG y para qué puede ser usado.

Palabras clave:

SIG, Computadora, Mapas, Datos, Sistemas de Información, Espacial, Análisis

2.1. Descripción general

Así como usamos un procesador de texto para escribir documentos y trabajar con palabras en una computadora, podemos usar una Aplicación SIG para trabajar con información espacial en una computadora. SIG es sinónimo de “Sistemas de Información Geográfica”.

Un SIG consiste de:

  • Datos digitales: la información geográfica que verá y analizará utilizando el hardware y el software de la computadora.

  • Hardware de computadora –– computadoras utilizadas para almacenar datos, mostrar gráficos y procesar datos.

  • Software de computadora –– programas de computadora que se ejecutan en el hardware de la computadora y le permiten trabajar con datos digitales. Un programa de software que forma parte del SIG se llama Aplicación SIG.

Con una aplicación SIG, puede abrir mapas digitales en su computadora, crear nueva información espacial para agregar a un mapa, crear mapas impresos personalizados según sus necesidades y realizar análisis espaciales.

Veamos un pequeño ejemplo de cómo los SIG pueden ser útiles. Imagine que es un trabajador de la salud y anota la fecha y el lugar de residencia de cada paciente que trata.

Longitud

Latitud

Enfermedad

Fecha

26.870436

-31.909519

Paperas

13/12/2008

26.868682

-31.909259

Paperas

24/12/2008

26.867707

-31.910494

Paperas

22/01/2009

26.854908

-31.920759

Sarampión

11/01/2009

26.855817

-31.921929

Sarampión

26/01/2009

26.852764

-31.921929

Sarampión

10/02/2009

26.854778

-31.925112

Sarampión

22/02/2009

26.869072

-31.911988

Paperas

02/02/2009

26.863354

-31.916406

Varicela

26/02/2009

Si observa la tabla de arriba, verá rápidamente que hubo muchos casos de sarampión en enero y febrero. Nuestro trabajador de salud registró la ubicación de la casa de cada paciente señalando su latitud y longitud en la tabla. Usando estos datos en una aplicación SIG, podemos comprender rápidamente mucho más sobre los patrones de enfermedad:

../../_images/patterns_of_illness.png

Figura 2.4 Ejemplo que muestra registros de enfermedades en una aplicación SIG. Es fácil ver que todos los pacientes con paperas viven cerca uno del otro.

2.2. Más información acerca de SIG

SIG es un campo relativamente nuevo — comenzó en los 70’s. Solía ser que los SIG computarizados sólo estaban disponibles para empresas y universidades que tenían equipo de computo caro. Hoy en día, cualquier persona con una computadora personal o laptop puede usar software SIG. Con el tiempo las aplicaciones SIG también se han vuelto más fáciles de usar —- que solía requerir una gran cantidad de entrenamiento para usar una aplicación SIG, pero ahora es mucho más fácil para iniciarse en SIG, incluso para aficionados y usuarios ocasionales. Como se describió anteriormente, SIG es más que software, se refiera todos los aspectos de gestión y uso de datos geográficos digitales. En los tutoriales siguientes nos centraremos en software SIG.

2.3. ¿Qué es software SIG / una aplicación SIG?

Se puede ver un ejemplo de lo que es una Aplicación SIG parece como figure_gis_application. Las aplicaciones SIG son normalmente programas con una interfaz de usuario gráfica que puede ser manipulada usando el ratón y el teclado. La aplicación proporciona menús en la parte superior de la ventana (Proyecto, Editar etc.) que cuando se hace clic con el ratón, muestra un panel de acciones. Estas acciones proporcionan una forma para que pueda decirle a la aplicación SIG lo que quiere hacer. Por ejemplo se puede usar los menús para decirle a la aplicación SIG que agregue una nueva capa a la pantalla

../../_images/menus.png

Figura 2.5 Menús de la aplicación, cuando se hace clic con el ratón, expandirá para mostrar una lista de acciones que se pueden llevar acabo.

Barra de Herramientas (hileras de pequeñas imágenes que pueden ser pulsadas con el ratón) normalmente están situadas debajo de los menús y proporciona una manera más rápida de utilizar acciones necesarias frecuentemente .

../../_images/toolbars.png

Figura 2.6 Las barras de herramientas proporcionan acceso rápido a funciones más utilizadas. Mantener el ratón sobre una imagen por lo general dice lo que va a pasar cuando haga clic sobre el.

Una función común de aplicaciones SIG es mostrar las Capas del mapa. Las capas del mapa se almacenan como archivos en un disco o como registros en una base de datos. Normalmente cada capa del mapa representará algo en el mundo real —- una capa de carreteras por ejemplo tendrá datos sobre el sistema vial.

Cuando se abre una capa en la aplicación SIG, aparecerá en la vista de mapa. La vista de mapa muestra la representación gráfica de la capa. Cuando se agregan más de una capa a la vista del mapa, las capas se superponen. Observa las figuras figure_map_view_towns, figure_map_view_schools, figure_map_view_railways and figure_map_view_rivers para ver una vista de mapa que tiene varias capas que se añaden a la misma. Una función importante de la vista de mapa es que te permite acercar para ampliar, alejar para ver un área mayor y moverse alrededor (panorámica) en el mapa.

../../_images/map_view_towns.png

Figura 2.7 Una vista de mapa con varias capas que se añadieron. Una capa de pueblos añadida a la vista de mapa.

../../_images/map_view_schools.png

Figura 2.8 Una vista de mapa con varias capas que se añadieron. Una capa de escuelas añadida a la vista de mapa.

../../_images/map_view_railways.png

Figura 2.9 Una vista de mapa con varias capas que se añadieron. Una capa de vía férrea añadida a la vista de mapa.

../../_images/map_view_rivers.png

Figura 2.10 Una vista de mapa con varias capas que se añadieron. Una capa de ríos añadida a la vista de mapa.

Otro elemento común de las aplicaciones SIG es la leyenda del mapa. La leyenda del mapa proporciona una lista de capas que han sido cargadas en la aplicación SIG. A diferencia de una leyenda en un mapa impreso, la leyenda del mapa o “lista de capas” en la aplicación SIG provee una forma de re-ordenar, ocultar, mostrar y agrupar capas. Para cambiar el orden de las capas, debe hacer clic sobre la capa en la leyenda manteniendo el botón del ratón presionado y después arrastre la capa a una nueva posición. En las imágenes figure_map_legend_before y figure_map_legend_after, la leyenda del mapa se muestra como el área a la izquierda de la ventana de la aplicación SIG. Al cambiar el orden de la capa, la forma en la que las capas se dibujan puede ser ajustada en este caso, por lo que los ríos se dibujan sobre las carreteras en lugar de por debajo de ellas.

../../_images/symbology1.png

Figura 2.11 El software SIG permite cambiar fácilmente la simbología — la información se visualiza.

../../_images/map_legend_before.png

Figura 2.12 Cambiar el orden de la capa permite ajustar la forma que las capas se dibujan. Antes de cambiar el orden de la capa, los ríos se dibujan debajo de las carreteras

../../_images/map_legend_after.png

Figura 2.13 Cambiar el orden de la capa permite ajustar la forma que las capas se dibujan. Después de cambiar el orden, los ríos se dibujan sobre las carreteras

2.4. Conseguir una aplicación SIG para su computadora(s)

Hay muchas aplicaciones diferentes disponibles de SIG. Algunas tienen muchas características sofisticadas y cuestan decenas de miles de versiones para cada copia. En otros casos, puede obtener una aplicación SIG de forma gratuita. Decidir qué aplicación SIG utilizar es una cuestión de cuánto dinero puede pagar y preferencias personales. Para estos tutoriales, utilizaremos la aplicación QGIS. QGIS es completamente gratuito y puedes copiarlo y compartirlo con tus amigos todo lo que quieras. Si recibió este tutorial en forma impresa, debería haber recibido una copia de QGIS con él. De lo contrario, siempre puede visitar https://www.qgis.org/ para descargar su copia gratuita si tiene acceso a Internet.

2.5. Datos SIG

Ahora que sabemos qué es un SIG y qué puede hacer una aplicación SIG, hablemos acerca de Datos SIG. Dato es otra palabra para Información. La información que se usa en un SIG normalmente tiene un aspecto geográfico. Piense en el ejemplo anterior, sobre la trabajadora de salud. Ella creó una tabla para registrar las enfermedades que se veían así:

Longitud

Latitud

Enfermedad

Fecha

26.870436

-31.909519

Paperas

13/12/2008

Las columnas de longitud y latitud guardan datos geográficos. La columna de enfermedad y fecha se guardan en datos no geográficos.

Una característica común de los SIG es que permiten asociar información (datos no geográficos) con los lugares (datos geográficos). De hecho, la aplicación SIG puede almacenar muchos datos que están asociados a cada lugar —- algo que los mapas de papel no son muy buenos. Por ejemplo, nuestro agente de salud podría almacenar la edad y sexo de la persona en su mesa. Cuando la aplicación SIG dibuja la capa, se puede decir que dibuja la capa basada en el genero, o basada en el tipo de enfermedad, y así sucesivamente. Así que con una aplicación SIG tenemos una manera de cambiar fácilmente la apariencia de los mapas que hemos creado basados en los datos no geográficos asociados a los lugares.

Los sistemas SIG trabajan con diferentes tipos de datos. Datos vectoriales se almacenan como una serie de par coordenadas X, Y dentro de la memoria de la computadora. Los datos vectoriales suelen usarse para representar puntos, lineas y áreas. La ilustación figure_vector_data_shows muestra diferentes tipos de datos vectoriales se esta viendo en una aplicación SIG. En los tutoriales que siguen vamos a explorar los datos vectoriales en mayor detalle.

../../_images/vector_data.png

Figura 2.14 Datos vectoriales suelen representar puntos (p. ej. pueblos), lineas (p. ej. ríos) y polígonos (p. ej. límites municipales).

Datos ráster se almacenan como una rejilla (grilla) de valores. Hay muchos satélites que orbitan la tierra y las fotografías que toman son un tipo de datos ráster que se pueden ver en un SIG. Una diferencia importante entre datos ráster y vectoriales es que si te acercas demasiado en una imagen ráster, empezará a aparecer “en bloque” (ver ilustraciones figure_raster_data and figure_raster_data_zoom). De hecho, estos bloques son las celdas individuales de la rejilla (grilla) de datos que componen la imagen ráster. Estaremos viendo con mayor detalle los datos ráster en posteriores tutoriales.

../../_images/raster_data.png

Figura 2.15 Los datos ráster son a menudo imágenes tomadas por satélites. Aquí podemos ver las montañas en el Cabo Oriental

../../_images/raster_data_zoomed.png

Figura 2.16 El mismo dato ráster, pero esta vez acercar zum. La rejilla natural de los datos se puede ver.

2.6. ¿Qué hemos aprendido?

Vamos a terminar hasta lo que cubrimos en esta hoja de trabajo:

  • Un SIG es un sistema de hardware, software y datos geográficos.

  • Una aplicación SIG permite que vea datos geográficos y es una parte importante de los SIG

  • Una aplicación SIG normalmente consiste de una barra de menú, barra de herramientas, una vista del mapa y una leyenda.

  • Los datos vectorial y ráster son datos geográficos usados en una aplicación SIG.

  • Los datos Geográficos pueden tener asociados datos no-geográficos.

2.7. ¡Ahora intenté!

Aquí están algunas ideas para que intente con sus alumnos:

  • Geografía: Describir el concepto de SIG para sus alumnos como se indica en este tutorial. Pida que traten de pensar en 3 razones por las que podría ser practico usar un SIG en lugar de los mapas en papel. Éstos son algunos que se nos ocurren:

    • Las aplicaciones SIG permiten crear diferentes tipos de mapas a partir de los mismos datos.

    • SIG es una gran herramienta de visualización que puede mostrar cosas de sus datos y cómo se relacionan en el espacio (por ejemplo, los brotes de enfermedades que vimos antes).

    • Los mapas de papel deben ser archivados y verlos consume mucho tiempo. El SIG puede contener una gran cantidad de datos de los mapas y es rápido y fácil de encontrar un lugar de interés.

  • Geografía: Puede usted y sus estudiantes pensar en ¿cómo los datos ráster de los satélites podrían ser útiles? Aquí están algunas ideas que teníamos:

    • Durante desastres naturales, los datos ráster pueden ser útiles para mostrar donde están las áreas afectadas. Por ejemplo, una imagen de satélite reciente tomada durante una inundación puede ayudar a mostrar donde las personas pueden necesitar rescate.

    • A veces la gente hace cosas malas al medio ambiente, como residuos químicos peligrosos que matan plantas y animales. Usar datos ráster de satélites puede ayudar a monitorear este tipo de problema.

    • Los urbanistas pueden usar datos ráster de satélites para ver donde están los asentamientos informales y ayudar en la planificación de la infraestructura.

2.8. Algo para pensar

Si no se tiene una computadora disponible, muchos de los temas cubiertos en este tutorial pueden ser reproducidos usando una sobrecarga y transparencia, ya que utiliza la misma técnica de capas de información. Sin embargo para entender al SIG adecuadamente, siempre es mejor aprender a usar una computadora.

2.9. Otras lecturas

Libro: Desktop GIS: Mapping the Planet with Open Source Tools. Autor: Gary Sherman. ISBN: 9781934356067

La guía de usuario de QGIS tiene información más detallada sobre el trabajo con QGIS.

2.10. ¿Qué sigue?

En las siguientes secciones vamos a entrar en más detalle, mostrar cómo usar una aplicación SIG. Todos los tutoriales se harán usando QGIS. El siguiente, ¡vamos a ver vectores!