CÓDIGOS PARA LA TRANSMISIÓN DE LA
INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Sistema de información geográfica (también conocido con los acrónimos SIG en español o GIS en inglés) es un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes (usuarios, hardware, software, procesos) que permiten la organización, almacenamiento, manipulación, análisis y modelización de grandes cantidades de datos procedentes del mundo real que están vinculados a una referencia espacial, facilitando la incorporación de aspectos sociales-culturales, económicos y ambientales que conducen a la toma de decisiones de una manera más eficaz.
En el sentido más estricto, es cualquier sistema de información capaz de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir y mostrar la información geográficamente referenciada. En un sentido más genérico, los SIG son herramientas que permiten a los usuarios crear consultas interactivas, analizar la información espacial, editar datos,mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones.
La tecnología de los SIG puede ser utilizada para investigaciones científicas, la gestión de los recursos, la gestión de activos, la arqueología, la evaluación del impacto ambiental, la planificación urbana, la cartografía, la sociología, la geografía histórica, el marketing, la logística por nombrar unos pocos. Por ejemplo, un SIG podría permitir a los grupos de emergencia calcular fácilmente los tiempos de respuesta en caso de un desastre natural, o encontrar los humedales que necesitan protección contra la contaminación, o pueden ser utilizados por una empresa para ubicar un nuevo negocio y aprovechar las ventajas de una zona de mercado con escasa competencia.
El SIG funciona como una base de datos con información geográfica (datos alfanuméricos) que se encuentra asociada por un identificador común a los objetos gráficos de los mapas digitales. De esta forma, señalando un objeto se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando por un registro de la base de datos se puede saber su localización en la cartografía.
La razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información espacial. El sistema permite separar la información en diferentes capas temáticas y las almacena independientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y sencilla, facilitando al profesional la posibilidad de relacionar la información existente a través de latopología geoespacial de los objetos, con el fin de generar otra nueva que no podríamos obtener de otra forma.
Las principales cuestiones que puede resolver un sistema de información geográfica, ordenadas de menor a mayor complejidad, son:
- Localización: preguntar por las características de un lugar concreto.
- Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema.
- Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales distintas de alguna característica.
- Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos.
- Pautas: detección de pautas espaciales.
- Modelos: generación de modelos a partir de fenómenos o actuaciones simuladas.
Por ser tan versátiles, el campo de aplicación de los sistemas de información geográfica es muy amplio, pudiendo utilizarse en la mayoría de las actividades con un componente espacial. La profunda revolución que han provocado las nuevas tecnologías ha incidido de manera decisiva en su evolución.
Técnicas utilizadas en los sistemas de información geográfica
La creación de datos:
Las modernas tecnologías SIG trabajan con información digital, para la cual existen varios métodos utilizados en la creación de datos digitales. El método más utilizado es la digitalización, donde a partir de un mapa impreso o con información tomada en campo se transfiere a un medio digital por el empleo de un programa de Diseño Asistido por Ordenador (DAO o CAD) con capacidades de georreferenciación.
Dada la amplia disponibilidad de imágenes orto-rectificadas (tanto de satélite y como aéreas), la digitalización por esta vía se está convirtiendo en la principal fuente de extracción de datos geográficos. Esta forma de digitalización implica la búsqueda de datos geográficos directamente en las imágenes aéreas en lugar del método tradicional de la localización de formas geográficas sobre un tablero de digitalización.
La representación de los datos
Los datos SIG representan los objetos del mundo real (carreteras, el uso del suelo, altitudes). Los objetos del mundo real se pueden dividir en dos abstracciones: objetos discretos (una casa) y continuos (cantidad de lluvia caída, una elevación). Existen dos formas de almacenar los datos en un SIG: raster y vectorial.
Los SIG que se centran en el manejo de datos en formato vectorial son más populares en el mercado. No obstante, los SIG raster son muy utilizados en estudios que requieran la generación de capas continuas, necesarias en fenómenos no discretos; también en estudios medioambientales donde no se requiere una excesiva precisión espacial (contaminación atmosférica, distribución de temperaturas, localización de especies marinas, análisis geológicos, etc.).
Raster
Un tipo de datos raster es, en esencia, cualquier tipo de imagen digital representada en mallas. El modelo de SIG raster o de retícula se centra en las propiedades del espacio más que en la precisión de la localización. Divide el espacio en celdas regulares donde cada una de ellas representa un único valor. Se trata de un modelo de datos muy adecuado para la representación de variables continuas en el espacio.
Cualquiera que esté familiarizado con la fotografía digital reconoce el píxel como la unidad menor de información de una imagen. Una combinación de estos píxeles creará una imagen, a distinción del uso común de gráficos vectoriales escalables que son la base del modelo vectorial. Si bien una imagen digital se refiere a la salida como una representación de la realidad, en una fotografía o el arte transferidos a la computadora, el tipo de datos raster reflejará una abstracción de la realidad. Las fotografías aéreas son una forma de datos raster utilizada comúnmente con un sólo propósito: mostrar una imagen detallada de un mapa base sobre la que se realizarán labores de digitalización. Otros conjuntos de datos raster podrán contener información referente a las elevaciones del terreno (un Modelo Digital del Terreno), o de la reflexión de la luz de una particular longitud de onda (por ejemplo las obtenidas por el satélite LandSat), entre otros.
Los datos raster se compone de filas y columnas de celdas, cada celda almacena un valor único. Los datos raster pueden ser imágenes (imágenes raster), con un valor de color en cada celda (o píxel). Otros valores registrados para cada celda puede ser un valor discreto, como el uso del suelo, valores continuos, como temperaturas, o un valor nulo si no se dispone de datos. Si bien una trama de celdas almacena un valor único, estas pueden ampliarse mediante el uso de las bandas del raster para representar los colores RGB (rojo, verde, azul), o una tabla extendida de atributos con una fila para cada valor único de células. La resolución del conjunto de datos raster es el ancho de la celda en unidades sobre el terreno.
Los datos raster se almacenan en diferentes formatos, desde un archivo estándar basado en la estructura de TIFF, JPEG, etc. a grandes objetos binarios (BLOB), los datos almacenados directamente en Sistema de gestión de base de datos. El almacenamiento en bases de datos, cuando se indexan, por lo general permiten una rápida recuperación de los datos raster, pero a costa de requerir el almacenamiento de millones registros con un importante tamaño de memoria. En un modelo raster cuanto mayores sean las dimensiones de las celdas menor es la precisión o detalle (resolución) de la representación del espacio geográfico.
Vectorial
En un SIG, las características geográficas se
expresan con frecuencia como vectores, manteniendo las características
geométricas de las figuras.
Representación de curvas de nivel
sobre una superficie tridimensional generada por una malla TIN.
En los datos vectoriales, el
interés de las representaciones se centra en la precisión de
la localización de los elementos geográficos sobre el espacio y donde los
fenómenos a representar son discretos, es decir, de límites definidos. Cada una
de estas geometrías está vinculada a una fila en una base de datos que describe
sus atributos. Por ejemplo, una base de datos que describe los lagos puede
contener datos sobre la batimetría de
estos, la calidad del agua o el nivel de contaminación. Esta información puede
ser utilizada para crear un mapa que describa un atributo particular contenido
en la base de datos. Los lagos pueden tener un rango de colores en función del
nivel de contaminación. Además, las diferentes geometrías de los elementos
también pueden ser comparadas. Así, por ejemplo, el SIG puede ser usado para
identificar aquellos pozos (geometría de puntos) que están en torno a 2
kilómetros de un lago (geometría de polígonos) y que tienen un alto nivel de
contaminación.
Dimensión espacial de los datos
en un SIG.
Los elementos vectoriales pueden crearse respetando
una integridad territorial a través de la aplicación de unas normastopológicas tales
como que "los polígonos no deben superponerse". Los datos vectoriales
se pueden utilizar para representar variaciones continuas de fenómenos. Las
líneas de contorno y las redes irregulares de triángulos (TIN)
se utilizan para representar la altitud u otros valores en continua evolución.
Los TIN son registros de valores en un punto localizado, que están conectados
por líneas para formar una malla irregular de triángulos. La cara de los triángulos
representan, por ejemplo, la superficie del terreno.
Para modelar digitalmente las entidades del mundo
real se utilizan tres elementos geométricos: el punto, la línea y
el polígono.9
·
Puntos
Los puntos se utilizan para las entidades
geográficas que mejor pueden ser expresadas por un único punto de referencia.
En otras palabras: la simple ubicación. Por ejemplo, las localizaciones de los
pozos, picos de elevaciones o puntos de interés. Los puntos transmiten la menor
cantidad de información de estos tipos de archivo y no son posibles las
mediciones. También se pueden utilizar para representar zonas a una escala
pequeña. Por ejemplo, las ciudades en un mapa del mundo estarán representadas
por puntos en lugar de polígonos.
·
Líneas o polilíneas
Las líneas unidimensionales
o polilíneas10 son
usadas para rasgos lineales como ríos, caminos, ferrocarriles, rastros, líneas
topográficas o curvas de nivel. De igual forma que en las entidades puntuales,
en pequeñas escalas pueden ser utilizados para representar polígonos. En los
elementos lineales puede medirse la distancia.
·
Polígonos
Los polígonos bidimensionales
se utilizan para representar elementos geográficos que cubren un área
particular de la superficie de la tierra. Estas entidades pueden representar
lagos, límites de parques naturales, edificios, provincias, o los usos del
suelo, por ejemplo. Los polígonos transmiten la mayor cantidad de información
en archivos con datos vectoriales y en ellos se pueden medir el perímetro y el
área.
La captura de los datos.
La captura de datos, y la introducción de
información en el sistema consume la mayor parte del tiempo de los
profesionales de los SIG. Hay una amplia variedad de métodos utilizados para
introducir datos en un SIG almacenados en un formato digital.
Los datos impresos en papel o mapas en
película PET pueden ser digitalizados o
escaneados para producir datos digitales.
Con la digitalización de cartografía en soporte
analógico se producen datos vectoriales a través de trazas de puntos, líneas, y
límites de polígonos. Este trabajo puede ser desarrollado por una persona de
forma manual o a través de programas de vectorización que automatizan la labor
sobre un mapa escaneado. No obstante, en este último caso siempre será
necesario su revisión y edición manual, dependiendo del nivel de calidad que se
desea obtener.
Los datos obtenidos de mediciones
topográficas pueden ser introducidos directamente en un SIG a
través de instrumentos de captura de datos digitales mediante una técnica
llamada geometría analítica. Además, las coordenadas de
posición tomadas a través un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) también pueden ser
introducidas directamente en un SIG.
Los sensores remotos
también juegan un papel importante en la recolección de datos. Son sensores,
como cámaras, escáneres oLIDAR acoplados a plataformas móviles como aviones o satélites.
Actualmente, la mayoría de datos digitales
provienen de la interpretación de fotografías aéreas. Para ello se utilizan
estaciones de trabajo que digitalizan directamente elementos geográficos a
través de pares estereoscópicos de fotografías
digitales. Estos sistemas permiten capturar datos en dos y tres dimensiones,
con elevaciones medidas directamente de un par estereoscópico de acuerdo a los
principios de la fotogrametría.
Errores topológicos y de
digitalización en los sistemas de información geográfica (SIG).
La teleobservación por satélite proporciona otra fuente
importante de datos espaciales. En este caso los satélites utilizan diferentes
sensores para medir la reflectancia de las partes del espectro electromagnético, o las ondas de
radio que se envían a partir de un sensor activo como el radar. La teledetección recopila
datos raster que pueden ser procesados usando diferentes bandas para determinar
las clases y objetos de interés, tales como las diferentes cubiertas de la
tierra.
Cuando se capturan los datos, el usuario debe
considerar si estos deben ser tomados con una exactitud relativa o con una
absoluta precisión. Esta decisión es importante ya que no solo influye en la
interpretación de la información, sino también en el costo de su captura.
Además de la captura y la entrada en datos
espaciales, los datos de atributos también son introducidos en un SIG. Durante
los procesos de digitalización de la cartografía es frecuente que se den fallos
topológicos involuntarios (dangles, undershoots, overshoots, switchbacks, knots, loops, etc.) en los datos vectoriales y que deberán ser
corregidos. Tras introducir los datos en un SIG, estos normalmente requerirán
de una edición o procesado posterior para eliminar los errores citados. Se
deberá de hacer una "corrección topológica" antes de que puedan ser
utilizados en algunos análisis avanzados y, así por ejemplo, en una red de
carreteras las líneas deberán estar conectadas con nodos en las intersecciones.
En el caso de mapas escaneados, quizás sea
necesario eliminar la trama resultante generada por el proceso de
digitalización del mapa original. Así, por ejemplo, una mancha de suciedad
podría unir dos líneas que no deberían estar conectadas.
Conversión de datos raster-vectorial
Los SIG pueden llevar a cabo una reestructuración
de los datos para transformarlos en diferentes formatos. Por ejemplo, es posible
convertir unaimagen de satélite a un mapa de elementos
vectoriales mediante la generación de líneas en torno a celdas con una misma
clasificación determinando la relación espacial de estas, tales como proximidad
o inclusión.
La vectorización no asistida de imágenes raster
mediante algoritmos avanzados
es una técnica que se viene desarrollado desde finales de los años 60 del siglo
XX. Para ello se recurre a la mejora del contraste,
imágenes en falso color así como el diseño de filtros
mediante la implementación detransformadas de Fourier en dos
dimensiones.
Al proceso inverso de conversión de datos vectorial
a una estructura de datos basada en un matriz raster se le denomina
rasterización.
Dado que los datos digitales se recogen y se
almacenan en ambas formas, vectorial y raster, un SIG debe ser capaz de
convertir los datos geográficos de una estructura de almacenamiento a otra.
Proyecciones, sistemas de coordenadas y reproyección
Antes de analizar los datos en el SIG la
cartografía debe estar toda ella en una misma proyección y sistemas de
coordenadas. Para ello muchas veces es necesario reproyectarlas
capas de información antes de integrarlas en el sistema de información
geográfica.
La Tierra puede
estar representada cartográficamente por varios modelos matemáticos, cada uno de los cuales
pueden proporcionar un conjunto diferente de coordenadas (por
ejemplo, latitud, longitud, altitud)
para cualquier punto dado de su superficie. El modelo más simple es asumir que
la Tierra es una esfera perfecta. A medida que se han ido acumulando más
mediciones del planeta los modelos del geoide se
han vuelto más sofisticados y más precisos. De hecho, algunos de estos se
aplican a diferentes regiones de la Tierra para proporcionar una mayor
precisión (por ejemplo, el European
Terrestrial Reference System 1989 - ETRS89 –
funciona bien en Europa pero no en América del Norte).
La proyección es
un componente fundamental a la hora de crear un mapa. Una proyección matemática
es la manera de transferir información desde un modelo de la Tierra, el cual
representa una superficie curva en tres dimensiones, a otro de dos dimensiones
como es el papel o la pantalla de un ordenador. Para ello se utilizan
diferentes proyecciones cartográficas según el
tipo de mapa que se desea crear, ya que existen determinadas proyecciones que
se adaptan mejor a unos usos concretos que a otros. Por ejemplo, una proyección
que representa con exactitud la forma de los continentes distorsiona, por el
contrario, sus tamaños relativos.
Dado que gran parte de la información en un SIG
proviene de cartografía ya existente, un sistema de información geográfica
utiliza la potencia de procesamiento de la computadora para transformar la
información digital, obtenida de fuentes con diferentes proyecciones y/o
diferentes sistemas de coordenadas, a una proyección
y sistema de coordenadas común. En el caso de las imágenes (ortofotos, imágenes de satélite, etc.) este proceso se
denomina rectificación.
Análisis espacial mediante SIG
Ejemplo de un proceso llevado a
cabo en un SIG vectorial para la obtención de ejes de calles mediante el uso
de polígonos de Thiessen.
Dada la amplia gama de técnicas de análisis
espacial que se han desarrollado durante el último medio siglo, cualquier
resumen o revisión sólo puede cubrir el tema a una profundidad limitada. Este
es un campo que cambia rápidamente y los paquetes de software SIG incluyen cada
vez más herramientas de análisis, ya sea en las versiones estándar o como
extensiones opcionales de este. En muchos casos tales herramientas son
proporcionadas por los proveedores del software original, mientras que en otros
casos las implementaciones de estas nuevas funcionalidades se han desarrollado
y son proporcionados por terceros. Además, muchos productos ofrecen kits de
desarrollo de software (SDK), lenguajes de programación, lenguajes
de scripting,
etc. para el desarrollo de herramientas propias de análisis u otras funciones.
Modelo topológico
Un SIG puede reconocer y analizar las relaciones
espaciales que existen en la información geográfica almacenada. Estas
relaciones topológicas permiten realizar modelizaciones y análisis espaciales
complejos. Así, por ejemplo, el SIG puede discernir la parcela o parcelas catastrales que
son atravesadas por una línea de alta tensión, o bien saber qué agrupación de
líneas forman una determinada carretera.
En suma podemos decir que en el ámbito de los
sistemas de información geográfica se entiende como topología a las relaciones
espaciales entre los diferentes elementos gráficos (topología de nodo/punto,
topología de red/arco/línea, topología de polígono) y su posición en el mapa
(proximidad, inclusión, conectividad y vecindad). Estas relaciones, que para el
ser humano pueden ser obvias a simple vista, el software las debe establecer
mediante un lenguaje y unas reglas de geometría matemática.
Para llevar a cabo análisis en los que es necesario
que exista consistencia topológica de los elementos de la base de datos suele
ser necesario realizar previamente una validación y corrección topológica de la
información gráfica. Para ello existen herramientas en los SIG que facilitan la
rectificación de errores comunes de manera automática o semiautomática.
Redes
Un SIG destinado al cálculo de rutas óptimas para
servicios de emergencias es capaz de determinar el camino más corto entre dos puntos teniendo
en cuenta tanto direcciones y sentidos de circulación como direcciones
prohibidas, etc. evitando áreas impracticables. Un SIG para la gerencia de una
red de abastecimiento de aguas sería capaz de determinar, por ejemplo, a
cuantos abonados afectaría el corte del servicio en un determinado punto de
la red.
Un sistema de información geográfica puede simular
flujos a lo largo de una red lineal. Valores como la pendiente, el límite de
velocidad, niveles de servicio, etc.
pueden ser incorporados al modelo con el fin de obtener una mayor precisión. El
uso de SIG para el modelado de redes suele ser comúnmente empleado en la
planificación del transporte, hidrológica o la gestión de infraestructura lineales.
Superposición de mapas
La combinación de varios conjuntos de datos
espaciales (puntos, líneas o polígonos) puede crear otro nuevo conjunto de
datos vectoriales. Visualmente sería similar al apilamiento de varios mapas de
una misma región. Estas superposiciones son similares a las superposiciones
matemáticas del diagrama de Venn. Una unión de capas superpuestas combina las
características geográficas y las tablas de atributos de todas ellas en una
nueva capa. En el caso de realizar una intersección de capas esta definiría
la zona en las que ambas se superponen, y el resultado mantiene el conjunto de
atributos para cada una de las regiones. En el caso de una superposición de diferencia simétrica
se define un área resultante que incluye la superficie total de ambas capas a
excepción de la zona de intersección.
En el análisis de datos raster, la superposición de
conjunto de datos se lleva a cabo mediante un proceso conocido como álgebra de mapas, a través
de la aplicación de métodos matemáticos simples que permiten combinar los
valores de cada matriz raster. En el álgebra de mapas es posible ponderar
determinadas coberturas que asignen el grado de importancia de diversos
factores en unfenómeno geográfico.
Cartografía automatizada
Tanto la cartografía digital como los sistemas de
información geográfica codifican relaciones espaciales en representaciones
formales estructuradas. Los SIG son usados en la creación de cartografía digital
como herramientas que permiten realizar un proceso automatizado o
semiautomatizado de elaboración de mapas denominado cartografía automatizada.
En la práctica esto sería un subconjunto de los SIG
que equivaldría a la fase de composición final del mapa, dado que en la mayoría
de los casos no todos los software de sistemas de información geográfica poseen
esta funcionalidad.
El producto cartográfico final resultante puede
estar tanto en formato digital como impreso. El uso conjunto
que en determinados SIG se da de potentes técnicas de análisis espacial junto
con una representación cartográfica profesional de los datos, hace que se
puedan crear mapas de alta calidad en un corto período. La principal dificultad
en cartografía automatizada es el utilizar un único conjunto de datos para
producir varios productos según diferentes tipos de escalas, una
técnica conocida como generalización.
Geoestadística
La geoestadística analiza
patrones espaciales con el fin de conseguir predicciones a partir de datos
espaciales concretos. Es una forma de ver las propiedades estadísticas de los
datos espaciales. A diferencia de las aplicaciones estadísticas comunes, en la
geoestadística se emplea el uso de la teoría de grafos y de matrices algebraicas para reducir el
número de parámetros en los datos. Tras ello, el análisis de los datos
asociados a entidad geográfica se llevaría a cabo en segundo lugar.
Cuando se miden los fenómenos, los métodos de
observación dictan la exactitud de cualquier análisis posterior. Debido a la
naturaleza de los datos (por ejemplo, los patrones de tráfico en un entorno
urbano, las pautas meteorológicas en el océano, etc.), grado de precisión
constante o dinámico se pierde siempre en la medición. Esta pérdida de
precisión se determina a partir de la escala y la distribución de los datos
recogidos. Los SIG disponen de herramientas que ayudan a realizar estos
análisis, destacando la generación de modelos de interpolación espacial.
Geocodificación
Geocodificación es el proceso de asignar
coordenadas geográficas (latitud-longitud) a puntos del mapa (direcciones,
puntos de interés, etc.). Uno de los usos más comunes es la georreferenciación de direcciones
postales. Para ello se requiere una cartografía base sobre la que referenciar
los códigos geográficos. Esta capa base puede ser, por ejemplo, un tramero de
ejes de calles con nombres de calles y números de policía. Las direcciones
concretas que se desean georreferenciar en el mapa, que suelen proceder de
tablas tabuladas, se posicionan mediante interpolación o estimación.
El SIG a continuación localiza en la capa de ejes de calles el punto en el
lugar más aproximado a la realidad según los algoritmos de geocodificación que
utiliza.
La geocodificación puede realizarse también con
datos reales más precisos (por ejemplo, cartografía catastral). En este caso el
resultado de la codificación geográfica se ajustará en mayor medida a la
realizada, prevaleciendo sobre el método de interpolación.
En el caso de la geocodificación inversa el proceso
sería al revés. Se asignaría una dirección de calle estimada con su número de
portal a unas coordenadas x,y determinadas. Por ejemplo, un
usuario podría hacer clic sobre una capa que representa los ejes de vía de una
ciudad y obtendría la información sobre la dirección postal con el número de
policía de un edificio. Este número de portal es calculado de forma estimada
por el SIG mediante interpolación a partir de unos números ya presupuestos. Si
el usuario hace clic en el punto medio de un segmento que comienza en el portal
1 y termina con el 100, el valor devuelto para el lugar seleccionado será
próximo al 50. Hay que tener en cuenta que la geocodificación inversa no
devuelve las direcciones reales, sino sólo estimaciones de lo que debería
existir basándose en datos ya conocidos.
Software
SIG
La información geográfica puede ser
consultada, transferida, transformada, superpuesta, procesada y mostradas
utilizando numerosas aplicaciones de software. Dentro de la industria empresas
comerciales como ESRI, Intergraph, MapInfo, Bentley
Systems, Autodesk o Smallworld ofrecen
un completo conjunto de aplicaciones. Los gobiernos suelen optar por
modificaciones ad-hoc de
programas SIG, productos de código
abierto o software especializado que responda a una necesidad
bien definida.
El manejo de este tipo de sistemas son llevados a
cabo generalmente por profesionales de diversos campos del conocimiento con
experiencia en sistemas de información geográfica (cartografía, geografía, topografía,
etc.), ya que el uso de estas herramientas requiere una aprendizaje previo que
necesita de conocer las bases metodológicas sobre las que se fundamentan.
Aunque existen herramientas gratuitas para ver información geográfica, el
acceso del público en general a los geodatos está dominado por los recursos en
línea, como Google Earth y otros basados en
tecnología web mapping.
Originalmente hasta finales de los 90, cuando los
datos del SIG se localizaban principalmente en grandes ordenadores y se
utilizan para mantener registros internos, el software era un producto
independiente. Sin embargo con el cada vez mayor acceso a Internet/Intranet y
a la demanda de datos geográficos distribuidos, el software SIG ha cambiado
gradualmente su perspectiva hacia la distribución de datos a través de redes.
Los SIG que en la actualidad se comercializan son combinaciones de varias
aplicaciones interoperables y APIs.
Hoy por hoy dentro del software SIG se distingue a
menudo seis grandes tipos de programas informáticos:
·
SIG de escritorio. Son aquellos que se utilizan para crear, editar,
administrar, analizar y visualizar los datos geográficos. A veces se clasifican
en tres subcategorías según su funcionalidad:
·
Visor SIG. Suelen ser software sencillos que permiten
desplegar información geográfica a través de una ventana que funciona como
visor y donde se pueden agregar varias capas de información.
·
Editor SIG. Es aquel software SIG orientado principalmente al
tratamiento previo de la información geográfica para su posterior análisis.
Antes de introducir datos a un SIG es necesario prepararlos para su uso en este
tipo de sistemas. Se requiere transformar datos en bruto o heredados de otros
sistemas en un formato utilizable por el software SIG. Por ejemplo, puede que
una fotografía aérea necesite ser ortorrectificada mediante fotogrametría de
modo tal que todos sus píxeles sean corregidos digitalmente para que la imagen
represente una proyección ortogonal sin efectos
de perspectiva y
en una mismaescala.
Este tipo de transformaciones se pueden distinguir de las que puede llevar a
cabo un SIG por el hecho de que, en este último caso, la labor suele ser más
compleja y con un mayor consumo de tiempo. Por lo tanto es común que para estos
casos se suela utilizar un tipo de software especializado en estas tareas.
·
SIG de análisis. Disponen de funcionalidades de análisis espacial
y modelización cartográfica de procesos.
·
Sistemas de gestión de bases de datos espaciales o geográficas (SGBD espacial). Se emplean
para almacenar la información geográfica, pero a menudo también proporcionan la
funcionalidad de análisis y manipulación de los datos. Una base de datos geográfica o espacial
es una base de datos con extensiones que dan soporte de objetos geográficos
permitiendo el almacenamiento, indexación, consulta y manipulación de
información geográfica y datos espaciales. Si bien algunas de estas bases de
datos geográficas están implementadas para permitir también el uso de funciones
de geoprocesamiento, el principal beneficio
de estas se centra en la capacidades que ofrecen en el almacenamiento de datos
especialmente georrefenciados. Algunas de estas capacidades incluyen un fácil
acceso a este tipo de información mediante el uso de estándares de acceso a
bases de datos como los controladores ODBC, la capacidad de unir
o vincular fácilmentetablas de datos o la posibilidad de
generar una indexación y agrupación de datos espaciales, por ejemplo.
·
Servidores cartográficos. Se utilizan para distribuir
mapas a través de Internet (véase también los estándares de normas Open Geospatial Consortium WFS y WMS).
·
Servidores SIG. Proporcionan básicamente la misma funcionalidad
que los SIG de escritorio pero permiten acceder a estas utilidades de
geoprocesamiento a través de una red informática.
·
Clientes web SIG. Permiten la visualización de datos y acceder a
funcionalidades de análisis y consulta de servidores SIG a través de Internet o
intranet. Generalmente se distingue entre cliente ligero y pesado. Los clientes
ligeros (por ejemplo, un navegador web para visualizar mapas de Google) sólo
proporcionan una funcionalidad de visualización y consulta, mientras que los
clientes pesados (por ejemplo, Google Earth o un SIG de escritorio) a menudo
proporcionan herramientas adicionales para la edición de datos, análisis y
visualización.
·
Bibliotecas y extensiones espaciales. Proporcionan características
adicionales que no forman parte fundamental del programa ya que pueden no ser
requeridas por un usuario medio de este tipo de software. Estas nuevas
funcionalidades pueden ser herramientas para el análisis espacial (por
ejemplo, SEXTANTE), herramientas para la lectura de
formatos de datos específicos (por ejemplo, GDAL/OGR), herramientas para la correcta
visualización cartográfica de los datos geográficos (por ejemplo, PROJ4), herramientas para funciones
geométricas fundamentales (JTS), o para la implementación de las
especificaciones del Open Geospatial Consortium (por ejemplo, GeoTools).
·
SIG móviles. Se usan para la recogida de datos en campo a
través de dispositivos móviles (PDA, teléfonos inteligentes, tabletas, etc.). Con la adopción
generalizada por parte de estos de dispositivos de localización GPS integrados,
el software SIG permite utilizarlos para la captura y manejo de datos en campo.
En el pasado la recogida de datos en campo destinados a sistemas de información
geográfica se realizaba mediante la señalización de la información geográfica
en un mapa de papel y, a continuación, se volcaba esa información a formato
digital una vez de vuelta frente al ordenador. Hoy en día a través de la
utilización de dispositivos móviles los datos geográficos pueden ser capturados
directamente mediante levantamientos de información en trabajo de
campo.