00.- que es un sig
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conocimiento sobre SIGTRANSCRIPT
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QU ES UN SIG?
PRINCIPIOS Y APLICACIONES
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Sistemas de Informacin Geogrfica
El trmino SIG procede del acrnimo de Sistema de
Informacin Geogrfica (en ingls GIS, Geographic
Information System).
Se puede definir como El conjunto de programas y aplicaciones
informticas que permiten la gestin de datos organizados en
bases de datos, referenciados espacialmente y que pueden ser
visualizados mediante mapas.
Los SIG han evolucionado a partir de la integracin de otras
disciplinas y tecnologas como teledeteccin, gestin bases de
datos, cartografa digital y el diseo asistido por computadora.
Qu es un SIG?
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Manejo de Bases de Datos
Teledeteccin Cartografa Digital
CAD
SIG
Maguire 1991
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Sistemas de Informacin Geogrfica
Qu es un SIG?
Alfaro
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Sistemas de Informacin Geogrfica
Los SIG estn conformados por varios componentes como los
son:
a. Los equipos, es decir las computadoras (hardware).
b. Los programas informticos especializados (software).
c. Datos espaciales, bases de datos digitales (informacin
geogrfica).
d. Componente de anlisis por un equipo profesional (personal).
e. El usuario final.
Qu es un SIG?
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Tambin integra informacin referenciada espacialmente con
bases de datos, proporcionando de forma cmoda informacin en
una plataforma con alto impacto visual.
Modelo informatizado del mundo real, descrito en un sistema de
referencia ligado a la Tierra, establecido para satisfacer
necesidades de informacin especficas respondiendo a un
conjunto de preguntas de modo ptimo.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Qu es un SIG?
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Muchos cuestionamiento en el mundo real requieren acceso a
varios tipos de datos para relacionarlo espacial y temporalmente.
Solos SIG, permiten almacenar y manejar la informacin
adecuada para analizar patrones, relaciones y tendencias para la
toma de decisiones.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Importancia de los SIG
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Riveros 2006
SIG
es Anlisis
Fenmenos
Geogrficos
(Mundo real)
SIG
Representacin
Sistematizada
(Informtica aplicada)
COMPONENTES
Visualizacin
(Mundo simulado)
A travs
Permite
RECURSOS
HUMANOS
Concepcin
Desarrollo
Operacin
Capacitacin
DATOS
Descriptivos
Grficos
Geomtricos
Metadatos TECNOLOGA
Equipos
Programas
Aplicaciones
PROCEDIMIENTOS
Proyectos
Operacin
Transferencia
Produccin
son
Caractersticas permite
Visualizar
Organizar
Integrar
Analizar
Modelar
DATOS
ESPACIALES
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Sistema de representacin grfica, que pueda mostrar lneas,
smbolos, imgenes, entre otros.
Base de datos, que permita en manejo de datos alfanumricos y
grficos en forma sencilla.
Organizacin de base de datos, que permita relaciones
espaciales (Topologa).
Sistema de acceso selectivo, como bases SQL para consultas y
modelaje con datos.
Sistema de generacin de documentacin alfanumrica
Leguaje de programacin de alto nivel para aplicaciones.
Sistemas de importacin y exportacin de datos.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Elementos que caracterizan un SIG
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Principios
En la actualidad entre los elementos que se consideran como
limitantes en el desarrollo de proyectos en SIG es la informacin
digital accesible y actualizada, hace 10 aos era tener equipos
potentes.
Pero adems de ser un elemento limitante, es tambin
diferenciador, pues de una base de datos se obtiene ms que lo
que se percibe.
La capacidad de asociacin de bases de datos temticas junto
con la descripcin espacial es lo que diferencia a un SIG de otros
sistemas informticos de gestin de informacin.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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El concepto de base de datos es la simplificacin del mundo real
a cdigos que comprenda una computadora, trabajando con
capas, donde:
a. Primero se trabaja con dibujos, reduciendo el mundo real a
puntos, lneas o polgonos.
b. Segundo se hacen relaciones espaciales los objetos, que implica
en SIG determinar que polgonos pertenece a cual lnea o
grupos de lneas una carretera.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Bases de Datos
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Bases de Datos
La estructuracin de la informacin espacial procedente del
mundo real en capas implica cierto nivel de dificultad.
1. La necesidad de abstraccin requiere que las mquinas
trabajen con formas bsicas de dibujo, donde toda la
complejidad de la realidad se reduce a puntos, lneas o
polgonos.
2. Existen relaciones espaciales entre los objetos geogrficos que
el sistema no puede ignorar el cual utiliza mtodos matemtico-
lgico para definir las relaciones espaciales entre los objetos
geogrficos.
Estas relaciones espaciales son conocidas como Topologa.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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TOPOLOGA
RELACIONES ESPACIALES ENTRE LOS DIFERENTES
ELEMENTOS GRFICOS (TOPOLOGA DE NODO/PUNTO,
TOPOLOGA DE RED/ARCO/LNEA, TOPOLOGA DE
POLGONO) Y SU POSICIN EN EL MAPA (PROXIMIDAD,
INCLUSIN, CONECTIVIDAD Y VECINDAD)
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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RELACIONES TOPOLGICAS
SON AQUELLAS QUE PERMANECEN INVARIABLES BAJO
TRANSFORMACIONES AFINES, COMO CAMBIO DE ESCALA O
ROTACIN DE UN MAPA, ESAS RELACIONES SON LAS DE
CONECTIVIDAD E INCLUSIN.
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Existe un sistema de modernizacin en las relaciones de la
topologa, como lo son: archivos Vectoriales y Raster.
a. Archivos Vectoriales: trabajan con vectores definidos por un par
de coordenadas X y Y, donde un grupos de puntos forman
una lnea y un grupo de lneas un polgono (arco-nodo).
b. Archivos Raster: trabaja con el concepto de vecindad, donde se
utiliza una malla formada por pixeles a los cuales se les asigna
una valor numrico, especialmente til para lmites difusos.
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Bases de Datos Vectoriales:
Con un par de coordenadas y su altitud crean un punto,
con dos puntos generan una lnea, y con una agrupacin de
lneas forman polgonos.
La metodologa para generar topologa vectorial, la forma
ms confiable es la topologa arco-nodo.
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Mundo Real Formato Vectorial
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Ventajas:
til para representaciones de divisiones (bordes o
linderos).
Estructura de base de datos compacta.
Topologa fcil de describir, utilizando uniones del sistema
de redes.
La informacin es fcilmente editable y se puede actualizar.
Es ms adecuado para generar salidas grficas (mapas)
que se aproximan mapas dibujados a mano.
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Desventajas:
Estructura de datos ms compleja que en el raster.
Cambio de polgonos e informacin en formato vectorial es
mas difcil.
La operacin de sobreposicin de mapas es ms compleja.
Es poco eficiente cuando la variacin espacial de los datos
es muy alta.
Es caro, especialmente para sistemas de alta complejidad.
La representacin de la variabilidad encontrada en
ambientes naturales es ineficiente.
El tratamiento y realce de las imgenes digitales no puede
ser realizado eficientemente por formato vector.
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Bases de Datos Raster:
Es una representacin discreta del mundo real,
empleando una malla de rejillas regulares que
denominaremos pxeles.
Para cada pxel se almacena un valor numrico que
representa el valor de un determinado aspecto del mundo
real en el interior de dicha malla.
Cada capa raster almacena en sus pxeles valores de un
nico aspecto del mundo real: usos del suelo, temperatura,
pendiente, entre otros, de tal forma que cada aspecto o
variable de la realidad sera representado por una capa
raster.
Bases de Datos
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Caractersticas:
Resolucin: es la dimensin lineal mnima de la unidad ms
pequea del espacio geogrfico para la se recogen los datos.
En SIG, los raster estn formados por celdas cuadradas, la
resolucin se expresa por medio de la medida lineal de la
superficie representada por una celda (30 x 30, 1000 x
1000).
Entre ms grande sea el pxel, la resolucin es menor y
entre ms pequeo es el pxel, la resolucin es mayor.
Otras caractersticas: orientacin, zona y clase, valor,
localizacin (ver material del curso SIG I)
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Ventajas:
Estructura de datos simples
Las operaciones de sobreposicin son rpidas y eficientes.
Modelado eficiente por presentar el mismo tamao de celda.
Es requerido para el tratamiento y realice de imgenes
digitales.
Apropiado para lneas artificiales.
Representa bien alta variabilidad ambiental.
Bueno para anlisis estadstico de superficies.
Tecnologa ms barata.
El anlisis espacial y filtrado al interior de polgonos es
factible.
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Desventajas:
Es menos compacto de que el vectorial.
Las relaciones topolgicas son ms difciles de representar.
Las salidas finales (mapas) son menos estticas, pues los
limites se representa por bloques, se puede resolver
aumentando la resolucin, pero el archivo se vuelve de mayor
volumen.
La resolucin de la celda define la exactitud de los datos,
mas grande, menos exactitud.
Difcil en anlisis de redes
Cambio de proyecciones es ms difcil, pues conlleva ms
tiempo.
Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Bases de Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
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El concepto de categora o cobertura se refiere a una unidad
bsica de agrupacin de varios mapas o capas de datos que
comparten alguna caracterstica en comn.
En un plano o mapa se definen objetos, los cuales estn
relacionados con atributos (grficos alfanumricos)
Al conjunto de mapas relacionados se les llama Categora, al
conjunto de categoras se les conoce como Tema y al conjunto
de temas en un rea son conocidos como ndices temticos
Sistemas de Informacin Geogrfica
Principios
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Funciones Propias de un SIG.
Captura, registro y almacenamiento de datos: el paso de
informacin analgica, en papel, a formato digital de una
computadora. Esto se puede realizar de varias maneras como
digitalizacin, vectorizacin, importacin.
Estructuracin de datos y manipulacin: creacin de bases
de datos, de nueva cartografa, modificacin, actualizacin de
bases de datos y cartografa.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Funciones Propias de un SIG.
Proceso, anlisis y gestin de datos: se puede realizar en
datos grficos y no grficos, se puede especificar la funcin de
contigidad de los elementos (topologa) en un rea en
especial, consultas alfanumricas, combinadas, superposicin.
Creacin de salidas: informes, ploteados (mapas), imgenes
georeferenciadas.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Cuestionamientos de tipo espacial: es la capacidad del sistema
de responder a cuestionamientos de tipo espacial dentro de las
bases de datos.
Las respuestas pueden requerir una varias capas de datos y
sobreponindolas entre s, dependiendo de la situacin o la
pregunta a responder.
Esto puede determinar desde distancias entre uno o varios
puntos, ubicaciones espaciales, hasta anlisis espaciales con
distintos tipos de informacin para combinar.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Problemas que resuelve un SIG
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Ajuste de Datos: es la capacidad de relacionar un conjunto de
datos distintos.
a. Ajuste exacto: se relaciona con una base cartogrfica nica
(capa de datos) y distintos atributos que le pueden acompaar.
Ejemplo, datos municipales pueden ir densidad poblacional con
la distribucin por edades.
b. Ajuste jerrquico: conjunto de elementos con un mismo lmite,
de un determinado rango jerrquico que se agrupan en un
rango superior. Ejemplo, pasar de conjunto de barrios a distrito.
c. Ajuste difuso: combinar dos o ms capas de datos, las cuales
no presentan el mismo lmite, Ejemplo, tipo de suelo con niveles
de contaminacin.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Problemas que resuelve un SIG
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Respuestas por medio del SIG
a. Localizacin: relaciona la informacin cartogrfica con la base
de datos (Qu hay?)
b. Condicin: muestra una condicin determinada, a partir de
parmetro determinado (Dnde sucede?)
c. Tendencias: compara entre situaciones temporales distintas
(Qu a cambiando?)
d. Rutas: puede calcular distancias ptimas (Cul es la va
optima?)
e. Pautas: deteccin de patrones regularidades espaciales (Qu
pauta existe?)
f. Modelos: crea modelos de simulacin (Qu ocurre?)
Sistemas de Informacin Geogrfica
Problemas que resuelve un SIG
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Permite una visin a escala del paisaje.
Facilita la integracin de bases de datos biolgicos, de
demografa humana, uso del suelo, calidad del paisaje, entre
otros: anlisis integral del entorno.
A partir de esta herramienta se pueden establecer modelos
o ndices para conocer la calidad de un determinado sitio y los
cambios en su cobertura.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Ventajas
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Se requiere de personal y equipo especializado.
Dependiendo del nivel de detalle de los productos finales, los costos de esta tcnica sern muy elevados.
Condicionante principal es la disponibilidad de datos geogrficos del rea a estudiar.
No existe una estandarizacin de criterios de calidad para para el procesamiento de datos y generacin de productos finales.
Mayora de las bases de datos actualizadas no estn accesibles para la investigacin.
Sistemas de Informacin Geogrfica
Desventajas
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Geoprocesos en SIG
Concepto
Serie de operaciones y procedimientos
dentro de un SIG, para manipular bases
geogrficas, en los cuales, se inicia con dos
ms capas de datos como entrada y
finalizando con informacin distinta o nueva.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Aplicacin
Comnmente las operaciones de geoprocesamiento son
utilizadas para el procesamiento de topologa, procesamiento
en archivos Raster y Vectorial, as como conversin de datos.
Estas operaciones permiten el manejo y anlisis de la
informacin con el propsito de poder tomar decisiones.
Datos iniciales
Herramientas de
Geoproceso
Nuevos Datos
Sistemas de Informacin Geogrfica
Geoprocesos en SIG
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Operaciones Funciones de Superposicin de capas (Overlay)
1.Unin (Union)
2.Interseccin (Intersect)
3. Fundir (Merge)
Funciones de generalizacin
1.Disolucin (Dissolve)
Funciones de extraccin
1.Recortar (Clip)
(ver material del curso SIG I)
Sistemas de Informacin Geogrfica
Geoprocesos en SIG
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Aplicaciones
Recursos Naturales:
a. Manejo de bosques, reas protegidas, recuperacin de zonas.
b. Manejo de fauna silvestre, rutas migratorias.
c. Manejo de zonas agrcolas.
d. Modelamiento de aguas subterrneas, contaminacin de mantos
freticos.
e. Manejo de Cuencas
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Aplicaciones
Redes de Calles:
a. Identificacin de direcciones.
b. Programacin de rutas de vehculos.
c. Anlisis de localizacin, seleccin de sitios.
d. Desarrollo de planes de evacuacin.
Parcelas:
a. Zonificacin.
b. Estudios de Impacto Ambiental.
c. Manejo de calidad del agua.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Aplicaciones
Instalaciones:
a. Localizacin de tuberas y cableados.
b. Balance en cargas y redes de electricidad.
c. Mantenimiento de instalaciones.
d. Monitoreo de uso de energa.
Varios:
a. Arqueologa, minera.
b. Geomarketing, fenmenos sociales, educacin.
c. Blicas, ocio.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Productos SIG en el mercado
Sistemas de Informacin Geogrfica
ABACO DbMAP IDRISI MapServer* SPRING
ArcGIS-ArcView ILWIS* Maptitude SuperGIS
Autodesk Map Generic Mapping Tools*
MapWindow GIS*
TatukGIS
Capaware* JUMP* Bentley Map TNTMips
Caris Kosmo* Quantum GIS* TransCAD
CartaLinx LocalGIS* SAGA GIS* uDIG
Geomedia LatinoGis GE Smallworld GeoStratum
GeoServer* Manifold SavGIS Erdas
GRASS* MapGuide Open Source*
SEXTANTE* DivaSIG*
gvSIG* MapInfo SITAL Maxent*
* Programas Gratuitos
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Sistemas de Informacin Geogrfica
SISTEMAS GNSS
Sistemas Globales de Navegacin Satelital (GNSS).
GPS (Global Positioning System)
GLONNAS (Global Orbiting Navigation Satellite
System)
GALILEO (European Satellite Navigation System)
BEIDOU (Repblica popular de China)
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Sistemas de Informacin Geogrfica
SISTEMAS GNSS
Sistema de Posicionamiento Global (SPG).
El sistema SPG se basa en la medicin de distancias
(pseudodistancias) desde satlites al receptor a travs de
la medicin del tiempo.
Distancia = Tiempo Empleado x La Velocidad de la Luz
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Sistemas de Informacin Geogrfica
SISTEMAS GNSS
Sistema de Posicionamiento Global (SPG).
Segmento Espacial: Est constituido por los satlites
NAVSTAR (Navigation System and Ranging)
Las caractersticas Orbtales son:
1. 6 orbitas casi circulares a 20180 km.
2. De altitud con 55 de inclinacin.
3. 4 satlites por rbita.
4. Periodo de 12 horas de tiempo sidreo
5. Visibilidad de cada satlite de 5 horas.
6. Existen hasta 4 satlites desactivados y disponibles en
reserva.
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Sistemas de Informacin Geogrfica
SISTEMAS GNSS
Sistema de Posicionamiento Global (SPG).
Constelacin NAVSTAR
24 Satlites
6 planos orbitales
4 satlites en cada plano
20.180 Km de altura.
55 grados de inclinacin.
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Los SPG estn formados por cuatro componentes: los satlites
o espacial, el control, la cartografa y el usuario.
El control son bases que se encargan de monitorear el estado
de los satlites.
Por lo general, un receptor puede acceder a 6 o ms satlites.
Por otro lado, los SPG trabajan en tres bandas, la primera es
para uso civil (L) y las otras dos solo uso militar (L1 L2).
Para recibir la seal en el receptor, como mnimo se ocupa
enlazar 3 satlites, configuracin 2D y 4 satlites para 3D
(recomendable).
Sistemas de Informacin Geogrfica
SISTEMAS GNSS
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Son sistemas que intentan mejorar la exactitud de la recepcin
de datos.
WAAS para Estados Unidos, EGNOS para Europa, MSAS para
Japn.
La seal de los satlites es recibida por una de las estaciones
bases.
Las estaciones base comparan la seal con la ubicacin de la
base.
Realiza la correccin y retransmite al satlite Geoestarionario,
que al mismo tiempo transmite a los receptores que tengan
cobertura del sistema.
WAAS, EGNOS, MSAS: Correccin Diferencial Satelital
Sistemas de Informacin Geogrfica
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El sistema WAAS es operacional para Estados Unidos, Canad,
Mxico.
La exactitud esperada en receptores que utilizan WAAS es de
aproximadamente de 1 a 7 metros horizontal y 1.5 a 4 metros
vertical.
Los WAAS, EGNOS y MSAS son sistemas compatibles entre s,
pero las lecturas pueden que no sean adecuadas segn la
ionosfera y efemrides.
WAAS, EGNOS, MSAS: Correccin Diferencial Satelital
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Evaluacin de la Precisin en el Geoposicinador Para evaluar la precisin de la ubicacin realizada con un
receptor de SPG es utilizando la probabilidad de error circular
(CEP, por sus siglas en Ingls).
La probabilidad de error circular (CEP) se define como el radio
de un crculo en el cual se encontrar el 50% de los valores
registrados por el receptor para probabilidades de 50%, 90%,
95% y 98%.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Evaluacin de la Precisin en el Geoposicinador
Dilucin de la precisin por geometra, que indica el efecto de
la geometra de los satlites en el error de posicionamiento.
Mala Geometra Buena Geometra
Sistemas de Informacin Geogrfica
(ver material del curso SIG I)
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Qu es la Cartografa Temtica o Especial?
Disciplina de las ciencias geogrficas que se preocupa
directa o indirectamente por las distribuciones
espaciales y su representacin grfica.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Cualidades de un Buen Mapa
Precisin: Un mapa es preciso cuando la posicin de los
objetos y de los lugares que en l figuran es rigurosamente
homloga a la que estos mismos objetos y lugares ocupan en el
terreno, en relacin dada por la escala.
Expresin: Un mapa es expresivo cuando valora
adecuadamente, la relacin a todas las dems , las
informaciones y los encadenamientos ms significativos, o
aquellos sobre los que el autor desea insistir espacialmente.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Cualidades de un Buen Mapa
Eficacia o Rendimiento:
a) til: es decir sea capaz de responder a todas las preguntas
del lector;
b) Conciso: es decir que conteniendo todos los datos necesarios
para las investigaciones, excluya al mismo tiempo todo
elemento extrao o superfluo;
c) Veraz: que la informacin que proporciona se mantenga en
los lmites de la observacin o de la documentacin
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Gua Rpida de Normas Mnimas para el Diseo de Mapas
Diseo: Libertad al crear, no hay formato definitivo, la forma
condiciona la distribucin de la informacin.
Simbologa
Elementos y Componentes Cartogrficos.
Puntos (Pozos, Torres, rboles, Basureros)
rbol
Lneas (Ros, Carreteras, Isoyetas)
Ro
reas (Bosques, Pastos, Rellenos)
Bosque
El smbolo debe ir a la izquierda.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Gua Rpida de Normas Mnimas para el Diseo de Mapas
Proyeccin y Datum: Se indica la proyeccin cartogrfica y el
datum geogrfico del mapa.
Fuente: Se indica la o las fuentes primarias de informacin con
las que se confeccion el mapa. Ejemplo, Hoja Topogrfica Barva
esc. 1:50.000.
Crditos: Nombre de la personas o personas que elaboraron el
mapa y el ao de creacin. Ejemplo, Elaborado por: Carlos
Cervantes, 2012.
Nota: La proyeccin, fuente y los crditos, se ubican en la parte inferior mapa, con letra de menor tamao.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Gua Rpida de Normas Mnimas para el Diseo de Mapas
Ttulo: En la medida de lo posible, debe ubicarse en la parte
superior del mapa.
Simbologa: Orden lgico de las temas, Puntos, Lneas, reas.
Escala Grfica.
Norte: No debe ser muy extravagante.
Diagrama de Ubicacin: Debe contener, el centro urbano de
mayor inters.
Sistemas de Informacin Geogrfica
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Si No
m mts, ms
Km Klm, Kms, km.
cm Cmts, cm.
mm mm. Ml
Expresin de unidades
Sistemas de Informacin Geogrfica
(ver material del curso SIG I)