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SIG: qué son y cómo funcionan

SIG: qué son y cómo funcionan

Técnicamente se puede definir un SIG como una tecnología de manejo de información geográfica formada por equipos electrónicos (hardware) programados adecuadamente (software) que permiten manejar una serie de datos espaciales (información geográfica) y realizar análisis complejos con éstos siguiendo los criterios impuestos por el equipo científico. [L. Sánchez].

Son por tanto cuatro los elementos constitutivos de un sistema de estas características: hardware, software, datos geográficos y equipo humano.

En función del modelo de datos implementado en cada sistema podemos distinguir tres grandes grupos de Sistemas de Información Geográfica: SIG vectoriales, SIG ráster y SIG con modelo de datos orientado a objetos. Aunque en la actualidad, la mayor parte de los sistemas existentes pertenecen a los dos primeros grupos. [L. Sánchez]

  1. Los vectoriales utilizan vectores (básicamente líneas), para delimitar los objetos geográficos.
  2. Los ráster utilizan una retícula regular para documental los elementos geográficos que tienen lugar en el espacio.
  3. Orientados a objetos. Organizan la información geográfica a partir del propio objeto geográfico y sus relaciones con otros. Es aconsejable para situaciones en las que la naturaleza de los objetos que tratamos de modelar es cambiante en el tiempo y/o espacio.

Los SIG ráster

Los Sistemas de Información Geográfica Ráster basan su funcionalidad en una concepción implícita de las relaciones de vecindad entre los objetos geográficos. Su forma de proceder es dividir la zona de afección de la base de datos en una retícula o malla regular de pequeñas celdas (pixeles) y atribuir un valor numérico a cada celda como representación de su valor temático.

Dado que la malla es regular, el tamaño del pixel es constante, y dado que conocemos la posición en coordenadas del centre de una de las celdas se puede decir que todos los píxeles están georreferenciados. Lógicamente, para tener una descripción precisa de los objetos geográficos contenidos en la base de datos el tamaño del pixel ha de ser reducido, lo que dotará a la malla de una resolución elevada.

Sin embargo, a mayor número de filas y columnas en la malla (mayor resolución), mayor esfuerzo en el proceso de captura de la información y mayor costo computacional a la hora de procesar la misma. El sistema ráster proporciona una aproximación basada en objetos elementales (celdas), que pueden agruparse para constituir objetos complejos que representan el mundo real. [L. Sánchez]

  1. Un punto, se representa mediante una celda
  2. Una línea, se representa mediante una sucesión de celdas alineadas
  3. Un polígono, se representa mediante una agrupación de celdas contiguas

Uno de los inconvenientes es la falta de exactitud en la localización de los elementos, sin embargo, las celdas podrían ser tan pequeñas, que podrían llegar a una exactitud similar a la del modelo vectorial, pero producirían unas necesidades bastante altas en almacenamiento y procesamiento de datos.

La resolución se define como la cantidad de detalle.

Es la mínima dimensión lineal que debe tener un objeto geográfico para que se considere presente en la base de datos:

  1. La resolución ráster se corresponde con el tamaño de la celda
  2. Si el área asignada a una celda es pequeña, la resolución es grande, y viceversa
  3. Existe una interrelación entre la resolución y el coste de almacenamiento y por lo tanto con el procesamiento de la información

Herramientas en operaciones ráster

Podemos distinguir cuatro tipos de operaciones básicas en los ráster: [L. Sánchez]:

  1. Aritméticas (+,-,*,/)
  2. Relacionales (<,>,=)
  3. Operadores lógicos (and, or, xor, not)
  4. Condicionales (if, then, else)

Los SIG vectoriales

Un SIG vectorial se define por la representación vectorial de sus datos geográficos. De acuerdo a las peculiaridades de este modelo de datos, los objetos geográficos se representan explícitamente y, junto a sus características espaciales, se asocian sus valores temáticos. [L. Sánchez]

Normalmente, los sistemas vectoriales tienen dos componentes: el almacén de datos espaciales y el almacén de datos temáticos. Es, por tanto, un sistema de organización híbrido por unir una base de datos relacional, para los aspectos temáticos, con una base de datos topológica, para los geográficos. La representación vectorial consiste en describir la realidad por medio de puntos o cadenas de puntos que marcan los límites de cada objeto.

El almacenamiento de los vectores implica el almacenamiento explícito de la topología, sin embargo, solo almacena aquellos puntos que definen las entidades y todo el espacio fuera de éstas no está considerado.

Como ya sabemos, los tipos de objetos espaciales que soportan los SIG vectoriales son fundamentalmente:

  1. Puntos: Son objetos espaciales de 0 dimensiones. Se pueden representar mediante puntos cualquier elemento cuyas dimensiones sean despreciables desde la perspectiva cartográfica.
  2. Líneas: Objetos espaciales de una dimensión. Las líneas están definidas mediante una sucesión de puntos.
  3. Polígonos: Son objetos espaciales de dos dimensiones. Se representan mediante una sucesión de líneas que se cierran formando un anillo.

Los SIG vectoriales pueden mantener en las coordenadas de los elementos que soporta toda la precisión que se desee. Esta precisión requiere una dedicación de recursos de espacio y tiempo que hay que sopesar en relación a los objetos que se almacena y las posibles aplicaciones. [L. Sánchez]

La rama de las matemáticas que trata la topografía se centra principalmente en el estudio de la continuidad y otros conceptos más generales originados de ella, como las propiedades de las figuras con independencia de su tamaño y forma.

En las bases de datos estructuradas tiene una gran importancia las relaciones entre los objetos que almacena. En los SIG vectoriales los objetos están explícitos en la base de datos y sus relaciones también deben estarlo, para que los sistemas tengan realmente capacidades de análisis.

Se puede considerar que existen tres tipos de relaciones:

  1. De construcción de objetos complejos a partir de otros más simples (punto-línea, línea-área, etc.)
  2. Derivadas de las coordenadas (cruce, dentro de, fuera de, etc.)
  3. Relaciones que no se derivan de las coordenadas y que hay que codificar de alguna forma en la base de datos

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