1 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaCapítulo I 1.- Técnicas, principios y conceptos básicos 1.1.- Los sistemas de información geográfica 1.1.1 Definición Fig. 1.1 Fig. 1.2 Fig. 1.3 Componentes de un SIG Fig. 1.4 Equipo (Hardware) Programas (Software) Fig. 1.5 Fig. 1.6 Fig. 1.7 Datos Personal Métodos y procedimientos 1.1.3 Clasificación y estructura de la información en los SIG Datos geográficos Fig. 1.8 Fig. 1.9 Fig Fig Fig. 1.12 Fuentes de datos geográficos Fig. 1.13 Información no-geográfica Topología Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig. 1.28 Funciones operativas de un SIG Entrada de datos Fig. 1.30 Manipulación Fig Fig. 1.31 Administración Búsquedas o consultas. Funciones de recuperación, clasificación y medición Análisis espacial Fig Fig Fig Fig Fig. 1.36 Diseño y visualización de mapas Fig Fig. 1.38 Potencial de aplicación de los SIG en el transporte 1.2 El Sistema de Posicionamiento Global, definiciones conceptuales y principios operacionales Componentes Fig Fig Fig. 1.41 Funcionamiento Fig Fig. 1.43 Aplicaciones en el transporte Fig. 1.44 Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

2 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformática1.1.1 Definición Figura 1.1 El espacio real es desagregado en capas de información. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

3 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformática1.1.1 Definición Calle: Felipe Ángeles Colonia: Porvenir Propietario: Jesús Vélez Área: m2 Valor: $ 850,000 Clave: Figura 1.2 Aplicaciones. Los SIG pueden apoyar la compra-venta en el mercado inmobiliario. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

4 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformática1.1.1 Definición Figura 1.3 Los SIG son herramientas indispensables tanto en la prevención de desastres como en la atención de emergencias por fenómenos naturales, como los sismos. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

5 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaComponentes de un SIG Figura 1.4 Los 5 componentes fundamentales de un SIG. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

6 Características principalesTransporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformática Programas (Software) Software Desarrollador Costo Funcionalidad Características principales Arc Info Environmental Systems Research Institute (ESRI) Alto Alta Modular, con facilidades para desarrolladores de sistemas y usuarios de nivel profesional (Fig.1.6). Construcción de topología. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Interfaz gráfica mejorada. Altamente flexible. Curva de aprendizaje lenta. Soportado para plataformas Unix, Windows y Windows NT. ArcView Medio Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Interfaz gráfica muy amigable. Altamente flexible. Curva de aprendizaje rápida. Soportado para plataformas Unix, Windows y Windows NT. Genasys Genasys Inc Plataforma para servicios de localización con terminales móviles. Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos en formato vectorial y raster. Excelentes índices espaciales. Aceptable interfaz gráfica. Curva de aprendizaje lenta. Soportado para múltiples plataformas Unix y Windows NT. GeoMedia y Modular GIS Environment (MGE) Intergraph Corp. Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Buena interfaz gráfica. Soportado para Windows NT y para las máquinas propietarias de Intergraph con sistema operativo Unix propietario. Mapinfo Mapinfo Inc. Muy usado en aplicaciones urbanas para estadística demográfica. Buena interfaz gráfica. Soportado para Windows. Figura 1.5 Cuadro comparativo de algunos de los programas de SIG más usuales. (1/2) (2/2) Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

7 Características principalesTransporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformática Programas (Software) Software Desarrollador Costo Funcionalidad Características principales Erdas Imagine Erdas Inc. Alta Modular. Es un SIG raster. Muy usado en procesamiento de imágenes de satélite y radar. Integra datos vectoriales en formato nativo Arc Info. Excelente interfaz gráfica. Soportado para Unix y Windows NT. EASI/PACE PCI Remote Sensing Corp Modular. Es un SIG Raster. Muy usado en procesamiento de imágenes de satélite y radar. Soportado para Unix y Windows NT. Ilwis International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences, ITC Medio Manejo de información raster. Permite digitalización y cálculo de áreas. Soportado para DOS y Windows. ArcCAD Environmental Systems Research Institute (ESRI) SIG vectorial. Necesita de Autocad. Soportado para DOS y Windows. PC-Arcinfo Environmental Systems Research Institute (ESRI) SIG vectorial. Soportado para DOS, Windows y Windows NT. Modular. Manejo de grandes volúmenes de datos. Manejo de información en formato vectorial y raster. Interfaz gráfica mejorada. Idrisi Escuela de Geografía de la Universidad de Clark Bajo SIG raster. Muy usado para educación e investigación en sensores remotos. GRASS Armada de los EEUU SIG raster. Fue desarrollado para cumplir funciones muy específicas. Figura 1.5 Cuadro comparativo de algunos de los programas de SIG más usuales. (1/2) (2/2) Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

8 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaProgramas (Software) Tipos de SIG Autodesk ESRI Intergraph MapInfo GE Smallworld Internet MapGuide ArcIMS GeoMedia Web Map, GeoMedia Web Enterprise MapXtreme, MapXsite Smallworld Internet Application Server Explorador o visualizador Autocad LT ArcExplorer GeoMedia Viewer ProViewer Por Especificación o Customized Biblioteca para desarrollo o Component Incluido en diversos paquetes MapObjects Parte de GeoMedia MapX, MapJ Parte de Smallworld GIS Portátil o Hand-held OnSite ArcPad En desarrollo MapXtend Scout SIG de escritorio o Desktop World ArcView GeoMedia MapInfo professional Spatial Intelligence Professional Autocad/World ArcInfo GeoMedia Pro Smallworld GIS Servidor de Bases de Datos Vision ArcSDE Utiliza Oracle Spatial SpatialWare Parte de Smallworld GIS CAD Autocad MAP Arccad Figura 1.6 Clasificación de los principales programas de SIG, basada en su funcionalidad y tipo. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

9 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaProgramas (Software) Figura 1.7 Ejemplo de SIG portátil con interfaz de operación con receptor GPS, (ArcPad de ESRI con Garmin 12XL). Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

10 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaDatos geográficos Entidad Geométrica Representa Ejemplos PUNTOS Fenómenos puntuales en los cuales se desea conocer la posición x, y. Alcantarillas, casetas, bancos de material, pozos, señales, postes, hidrantes, etc. ARCOS Fenómenos lineales en los cuales se define su posición y longitud. Vías, drenajes, oleoductos, líneas eléctricas, etc. NODOS Fenómenos puntuales en la intersección de arcos. Intersecciones o entronques, semáforos, entregas de aguas en redes de drenaje, etc. POLÍGONOS Fenómenos superficiales definidos por regiones homogéneas acotadas por una frontera. Lotes, usos del suelo, cobertura vegetal, manzanas, barrios, derechos de vías, etc. Figura 1.8 Estructura vectorial de la información geográfica. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

11 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaDatos geográficos Figura 1.9 Tablas de atributos distintos ligadas por campos comunes de elementos espaciales vectoriales únicos. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

12 Área real del polígono : 679,707 m2 Celda pequeña = Alta resoluciónTransporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformática Datos geográficos Malla: 3x3 Lado celda: 400 m Área: 640,000 m2 Malla: 6x6 Lado celda: 200 m Área: 720,000 m2 Malla: 12x12 Lado celda: 100 m Área: 670,000 m2 Área real del polígono : 679,707 m2 Celda pequeña = Alta resolución Figura 1.10 Resolución espacial según tamaño de celda en formato raster. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

13 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaDatos geográficos Figura 1.11 Componentes de una malla o rejilla de celdas en el formato raster de información. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

14 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaDatos geográficos Una malla debe estar referenciada a coordenadas del mundo real por una proyección. Si todas las mallas están referenciadas por una proyección común, estarán referenciadas entre ellas. Convertir datos vector referenciados a raster es más fácil y rápido que en el sentido inverso. Figura 1.12 Esquema de conversión de datos vector-raster. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

15 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaFuentes de datos geográficos Figura 1.13 Sistema de Posicionamiento Global por satélite, GPS Modelo Magellan Meridian Line Marine. En el recuadro a la derecha, estación total Trimble 5600. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

16 Relaciones espaciales Propiedades espacialesTransporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformática Topología Relaciones espaciales Propiedades espaciales Cada arco tiene un nodo inicial y un nodo final Establece una dirección y una longitud del arco Arcos conectados entre si por medio de nodos Establece conectividad definiendo rutas Arcos conectados formando fronteras de polígonos Establece áreas y perímetros Arcos con polígonos a la izquierda y a la derecha Establece adyacencia Figura 1.14 Relaciones topológicas de los elementos espaciales. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

17 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 FNODE TNODE LPOLY RPOLY LONG ARC-ID 1 2 10.0 9 7.0 3 4.0 10 5.0 4 5 12 6 11 6.0 7 5.5 8 Figura 1.15 Topología de arco-nodo. Dos arcos estarán conectados siempre y cuando compartan un nodo. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

18 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ,6,5 ,2,3,4 ,8,3 ,8,9,5 Arco Polígono izquierdo Polígono derecho Polígono # de arco Lista de arcos ,9,7,2 Figura 1.16 La topología de polígono-arco. Dos polígonos son adyacentes si comparten un arco. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

19 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.17 Esquema de las relaciones topológicas de los elementos espaciales en un SIG. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

20 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Polígonos izquierda-derecha 1 3 2 6 5 4 7 9 10 8 Número de polígono Número de arco Polígono derecho izquierdo Arco número 5,3 5,5 8,5 8,5 20,5 ... 20,4 20,1 ... 18,1 5,1 5,3 7,4 8,5 7,4 6,3 ... ... Pares de coordenadas ( x, y ) Línea Coordenadas de los Arcos Figura 1.18 Adyacencia o contigüidad. Diagrama esquemático. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

21 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.19 Adyacencia. Lotes de terrenos contiguos destinados a diversos usos (departamentos, oficinas, parques, tiendas, etc.). Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

22 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.20 Ejemplo de utilización del principio topológico de adyacencia. Selección de los estados contiguos a Yucatán. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

23 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura La diferenciación de flujos de viajes entre ciudades se ve condicionada por la proximidad. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

24 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.22 Proximidad. Creación de un buffer de 60 m equivalente al derecho de vía. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

25 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.23 Contención. Los elementos puntuales (aeropuertos) contenidos en polígonos (entidades federativas). Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

26 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.24 Contención. Polígonos (lagos) contenidos completamente en otro polígono (Jalisco). Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

27 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 Número de arco Número de nodo 10 Al nodo Del Arco número Nodos de los Arcos 3 9 5 5,5 5,7 8,7 8,7 11,7 11,5 8,7 9,5 5,5 9,5 11,5 9,5 ... 1 2 4 6 7 8 . 12 Pares de Coordenadas ( x, y) Arco número Coordenadas de los Arcos Figura 1.25 Conectividad. Esquema diagramático de la conexión topológica de arcos y nodos. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

28 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.26 Conectividad entre distintos tipos de carreteras. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

29 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.27 Intersección. Puntos (puentes) que se intersectan con polígonos (llanuras de desborde) en el estado de Guanajuato. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

30 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaTopología Figura 1.28 Intersección. Autopistas que se intersectan con áreas de clima seco en el país. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

31 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaManipulación Figura 1.29 Diagrama de las funciones operativas de un SIG. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

32 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaEntrada de datos Figura 1.30 Funciones operativas de entrada y salida de un SIG. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

33 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaManipulación Querétaro Figura 1.31 Fuentes y formatos diversos de ingreso de datos a un SIG. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

34 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaAnálisis espacial ¿Cuáles propiedades están a 30 metros de la carretera? Figura 1.32 Análisis de proximidad. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

35 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaAnálisis espacial Figura 1.33 Superposición de diferentes temas de información geográfica. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

36 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaAnálisis espacial Figura 1.34 Esquema del proceso de generación de contornos, contouring. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

37 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaAnálisis espacial Figura 1.35 Contouring. Riesgo de deslizamientos de suelo sobre pendientes ocasionado por lluvias en San Francisco, Cal. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

38 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaAnálisis espacial Figura 1.36 Contouring. Probabilidad de riesgo sísmico en California. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

39 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaDiseño y visualización de mapas Densidad de población en México Densidad de población en Oaxaca Áreas de influencia R e d u r b a n a Figura 1.37 Múltiples niveles de escala. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

40 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaDiseño y visualización de mapas Imagen de satélite en falso color de la Ciudad de Querétaro Mapa Planimétrico de la Ciudad de Querétaro Fotografía Aérea Digital Georreferenciada de la Ciudad de Morelia, Michoacán Modelo Digital de Elevación. Cumbres volcánicas Popocatépetl Iztaccíhuatl Figura 1.38 Los SIG cuentan con funciones de visualización y representación multivariada del espacio geográfico. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

41 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaComponentes Figura 1.39 Constelación de satélites GPS. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

42 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaComponentes Figura 1.40 Control maestro y red de estaciones de monitoreo GPS. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

43 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaComponentes 1 3 2 4 Figura Ejemplos de receptores GPS: 1. Garmin GPSMAP76 CS, 2. Garmin 12 XL con tarjeta de adaptación a PC Pocket, 3. GPSMAP 276C, 4. Trimble Recon. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

44 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaFuncionamiento Figura 1.42 Satélite GPS. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

45 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaFuncionamiento Figura 1.43 Transformación de coordenadas cartesianas en geodésicas. Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía

46 Transporte y Espacio Geográfico Una aproximación geoinformáticaAplicaciones en el transporte 2 1 4 3 Figura 1.44 Equipos con base en GPS para: 1 y 2 sistemas de información al conductor (Magellan 750Nav y Magellan FX324 Map color); 3. localización y monitoreo de vehículos y para sistemas inteligentes de transporte, Trimble CrossCheck; y 4. Terminal Echo RTX). Introducción Capitulo I II III Corolario Bibliografía