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J.HRAS

Conceptos Básicos de SIG

Keywords: SIG GIS Data capture Storage data Spatial Geographic


MOHI
Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
Juan David Rodríguez (ver GitHub)
Profesor del Centro de Estudios Hidráulicos

¿Qué es un Sistema de Información Geográfica - SIG?

Un Sistema de Información Geográfica (SIG) se puede describir como un conjunto de herramientas o componentes que permiten recopilar, almacenar, procesar, analizar y representar información y/o datos geográficos. En otras palabras, un SIG es una herramienta que integra información espacial y atributiva para crear un contexto más completo y comprensible de la realidad.


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Componentes

Un SIG generalmente se componen de software, hardware, datos geográficos y personal capacitado para operar y mantener el sistema.

  • Hardware: los componentes físicos que permiten el funcionamiento del SIG, como computadoras, impresoras, escáneres, etc.

  • Software: los programas que permiten el manejo de los datos geográficos, como ArcGIS, QGIS, GRASS, etc. Algunas de las herramientas más populares de software en SIG son ArcGIS, QGIS y Google Earth. Estos sistemas han demostrado ser herramientas poderosas para comprender y gestionar el mundo que nos rodea a través del análisis y la interpretación de la información geoespacial.

  • Datos: la información georreferenciada que se almacena y procesa en el SIG, como mapas, imágenes, tablas, etc.

  • Personas: los usuarios y especialistas que utilizan el SIG para diferentes fines, como análisis, gestión, planificación, etc.

  • Procedimientos: las normas y métodos que se aplican para el uso del SIG, como estándares, protocolos, manuales, etc.

Potencial de los SIG

El potencial de los SIG es bastante amplio, donde podemos resaltar los siguientes usos:

  • Captura de datos: Recopilar datos geográficos de una amplia variedad de fuentes como encuestas, imágenes satelitales, fotografías aéreas, uso de tecnologías como GPS y teledetección.

  • Almacenamiento y organización: Almacenar datos geográficos en una variedad de formatos, como bases de datos relacionales, bases de datos espaciales y formatos vectoriales, permitiendo su consulta y análisis eficiente.

  • Análisis espacial: Realizar operaciones como superposición de capas, búsqueda de proximidad, análisis de redes y modelado espacial para extraer información e identificar tendencias y patrones significativos.

  • Visualización: Crear mapas temáticos, escenas 3D, tablas, gráficas y visualizaciones interactivas para comunicar datos geográficos y patrones de manera efectiva.

  • Crear consultas interactivas: Seleccionar y filtrar los datos geográficos según diferentes criterios, como atributos, localización, distancia, etc.

  • Compartir datos geográficos: Compartir datos geográficos con otros usuarios a través de una variedad de medios, como Internet, intranets y correo electrónico.

  • Toma de decisiones: Ayudar a tomar decisiones informadas al proporcionar un contexto espacial para problemas complejos.

Aplicación de los SIG

Los SIG se han vuelto cada vez más populares en los últimos años debido a la creciente disponibilidad de datos geográficos y la mejora de la tecnología, potenciando la toma de decisiones informadas sobre el uso del espacio y los recursos. Hoy en día se utilizan en una amplia gama de industrias, incluidas el gobierno, la empresa privada y la educación. Así mismo, se aplican a diversos campos como el urbanismo, topografía, ingeniería, gestión del medio ambiente, agricultura, gestión del riesgo, arquitectura, navegación entre otros.


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  • Planificación urbana: los planificadores urbanos utilizan los SIG para diseñar y gestionar el desarrollo urbano, incluyendo infraestructuras, zonas residenciales, parques, calles y servicios públicos. Pueden usar los SIG para identificar áreas que están subdesarrolladas o que están en riesgo de inundaciones.

  • Gestión de recursos naturales: los SIG son usados para mapear recursos como el agua, suelos, bosques, vida silvestre y minerales. Pueden usar los SIG para identificar áreas que son vulnerables a la erosión o la contaminación. Así como para facilitar el monitoreo de cambios ambientales y la toma de decisiones para la conservación y el uso eficiente de los recursos.

  • Cartografía: Los SIG son esenciales en la creación y actualización de mapas precisos. Permiten representar información geográfica en diferentes escalas y formatos, lo que es crucial para la navegación y la planificación.

  • Marketing: las empresas utilizan los SIG para identificar clientes potenciales y ubicaciones para nuevas tiendas. Pueden usar los SIG para crear mapas que muestran la densidad de población, la tasa de desempleo y otros factores que pueden afectar las ventas.

  • Seguridad pública: las agencias de policía y bomberos utilizan los SIG para rastrear delitos, planificar operaciones de búsqueda y rescate y responder a emergencias. Pueden usar los SIG para crear mapas que muestran las ubicaciones de las escuelas, las iglesias y otros lugares públicos que pueden ser objetivos potenciales para el crimen.

  • Agricultura de Precisión: Los agricultores utilizan los SIG para optimizar el uso de recursos agrícolas como fertilizantes y agua. Los datos geoespaciales ayudan a identificar áreas con problemas, determinar patrones de rendimiento de cultivos y aplicar tratamientos específicos.

  • Epidemiología y Salud Pública: Los SIG se utilizan para rastrear y analizar la propagación de enfermedades, mapear la distribución de casos y comprender cómo factores geográficos pueden influir en la salud de una población.

  • Gestión de Desastres: Los SIG permiten la planificación y respuesta efectiva a desastres naturales como terremotos, inundaciones e incendios forestales. Ayudan a identificar áreas de riesgo, evaluar daños y coordinar los esfuerzos de socorro.

  • Servicios de Emergencia: Los servicios de policía, bomberos y ambulancias utilizan SIG para la navegación precisa y la asignación de recursos en tiempo real. Los mapas actualizados y las rutas eficientes son cruciales para responder a emergencias.

  • Gestión de Redes de Transporte: Los SIG ayudan en la planificación y mantenimiento de redes de carreteras, vías férreas y sistemas de transporte público. Permiten optimizar rutas, evaluar la congestión y planificar mejoras.

  • Arqueología y Patrimonio Cultural: Los SIG se aplican en la localización y preservación de sitios arqueológicos y patrimonio cultural. Ayudan a analizar patrones espaciales y a tomar decisiones sobre excavaciones y conservación.

  • Educación: Los SIG se utilizan en la enseñanza y el aprendizaje para ilustrar conceptos geográficos y permitir a los estudiantes explorar patrones y relaciones especiales.

Tipos de herramienta SIG

Existen diferentes tipos de herramientas SIG según su funcionalidad, plataforma y licencia, cada una con sus propias características y enfoques. Algunos de los tipos de herramienta SIG más son:

  • Software SIG de escritorio: son aplicaciones que se instalan en el ordenador y ofrecen una amplia gama de funciones para crear, editar, analizar y compartir datos geográficos. Algunos ejemplos son ArcGIS, QGIS, gvSIG, GRASS GIS, SAGA GIS, entre otros.

  • Complementos SIG en la nube: son servicios web que se integran con el software SIG de escritorio y permiten acceder a datos, mapas y análisis en línea. Algunos ejemplos son ArcGIS Online, Google Earth Engine, Carto, entre otros.

  • Bases de datos espaciales: son sistemas que almacenan y gestionan datos geográficos en forma de tablas, geometrías y atributos. Algunos ejemplos son PostgreSQL/PostGIS, Oracle Spatial y SQLite/SpatiaLite.

  • Librerías de programación: son conjuntos de herramientas y funciones que se pueden utilizar para desarrollar aplicaciones SIG personalizadas o automatizar procesos geográficos. Algunos ejemplos son GDAL/OGR, GeoPandas y Shapely.

  • Herramientas de visualización: son aplicaciones que permiten visualizar y explorar datos geográficos sin necesidad de instalar ningún software. Algunos ejemplos son Explorer for ArcGIS, ArcReader, Google Earth, Google Maps.

  • Aplicaciones móviles SIG: Estas son aplicaciones diseñadas para dispositivos móviles (como teléfonos y tabletas) que permiten a los usuarios recopilar datos geoespaciales en el campo y realizar análisis básicos. Algunos ejemplos son Collector for ArcGIS y Fulcrum.

  • Herramientas para sensores remotos: Algunas herramientas SIG se especializan en el procesamiento y análisis de imágenes satelitales y otros datos obtenidos mediante sensores remotos, como el caso de ENVI, Ilwis y ERDAS Imagine.

Actividad

  1. SIG en la nube.
    • Ingrese a Colombia en Mapas del Instituto Geográfico Agustíc Codazzi, explore e identifique por lo menos tres tipos de mapa que podría obtener allí para un proyecto de hidrología o de modelación hidráulica.
    • Busque y consulte por lo menos tres plataformas SIG en la web que contengan información exclusiva de Colombia. Algunos ejeplos son el IDEAM, EAAB, SGC,
  2. Sensores remotos e imágenes satelitales.
    • Ingresa a la página EarthData de la NASA y registrate.
    • Ahora ingresa al portal [Earth Data Search] (https://search.earthdata.nasa.gov/). Ingresa con tu usuario NASA. Luego inicie la busqueda de información ALOS PALSAR.
    • Agregue algunos filtros como el área de interés, en la zona norte del departamento de Magdalena, Colombia. Y el rango temporal entre el 01/01/2009 y el 30/05/2011.
    • Navegue sobre los resultados mostrados. Seleccione una imagen sobre la Sierra Nevada de Santa Marta y otra al norte en la zona costera. Inicie la descarga de la información para posteriormente generar un Modelo Digital de Terreno.
    • Extraiga únicamente los archivos con extensión .dem.tif.
  3. Explora la visualización de datos SIG con la herramienta Google Earth Engine.

Referencias

  • GIS Applications for Water, Wastewater, and Stormwater Systems. Shamsi, U.M.Taylor & Francis Group. 2005.
  • LibroSIG: prendiendo a manejar los SIG en la gestión ambiental. Mancebo, S.; Ortega, E.;Martín, L.; Valentín, A. Madrid, España. 2009.
  • Sistemas de Información Geográfica. Olaya, Victor. Creative Commons Atribucion. 2012.
  • Getting Started with ArcGIS. Booth and Mitchell. ESRI. 2001

Control de versiones

Versión Descripción Autor Horas
2023.08 Versión inicial, definición de estructura general y contenido. juanrodace 1.0
2023.08 Inclusión de conceptos, esquemas y ejemplos. juanrodace 3.0
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