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Geoprocesos utilizando Sistemas de Informacin GeogrficaObjetivo general e ideas claveDar una visin sinttica de la capacidad de un SIG para generar informacin nueva

El SIG es mucho ms que un productor de mapas de alta calidadEl corazn de un SIG son los llamados GeoprocesosSegn el modelo de datos utilizado, las formas de realizar los geoprocesos cambianCmo enfocar la informacin para procesarla con eficacia al momento de generar nuevas capas?EsquemaProcesos de anlisis y sntesis vectorial (geoprocesos vectoriales)Procesos de anlisis y sntesis raster (geoprocesos raster)

Procesos de anlisis y sntesis vectorial(geoprocesos vectoriales)4INFORMACIN+HERRAMIENTAS=NUEVA INFORMACIN1.1. Funciones de superposicin grfica (OVERLAY) Unin (Union) Interseccin (Intersect)1.2. Funciones de generalizacin Disolucin (Dissolve)1.3. Funciones de extraccin Recortar (Clip)1.4. Funciones de distancia Corredores (Buffers)1. GEOPROCESOS 5Union o unin

Funciones de superposicin Realiza una unin geomtrica de las capas de entrada. El resultado es una nueva capa con todos los elementos de las capas de entrada y sus atributos. Todas las capas de entrada deben contener polgonos.6C_IDA_IDA_ATRIBB_IDB_ATRIB12561516B_IDB_ATRIB11002200Union o uninFunciones de superposicin1234B_IDB_ATRIB110022002114151658101167121312349U=C_IDA_IDA_ATRIBB_IDB_ATRIB125615161Manuel--------2200ManuelManuel1122001100--------4Daniel2200A_IDA_ATRIB1Manuel2Andrs3Jos4DanielA_IDA_ATRIB1Manuel2Andrs3Jos4Daniel7

Predios rea influencia reas de afectacinUnin de predios y reas de afectacin

Union o uninFunciones de superposicinU=8

Predios rea influencia reas de afectacin

Unin de predios y reas de afectacinUnion o uninFunciones de superposicinU=9Intersect o interseccin

Realiza una interseccin geomtrica de las capas de entrada. El resultado es una nueva capa que contiene solo los elementos o partes de elementos que intersectan todas las capas de entrada y sus atributos. Las capas de entrada pueden ser de distinto tipo (puntos, lneas o polgonos); de modo que es posible realizar cualquier tipo de combinacin.Funciones de superposicin Al combinar capas que poseen elementos con distinta geometra, la geometra de la capa de salida ser por defecto la misma que la de la capa de entrada con menor dimensin. 10

Entrada y salida poligonalFunciones de superposicinIntersect o interseccinEntrada y salida lineal

Entrada y salida puntual

11Entrada lineal y poligonal / salida lineal

Entrada puntual, lineal y poligonal / salida puntualFunciones de superposicinIntersect o interseccin12

ComunasPobladosInterseccin de comunas y pobladosFunciones de superposicinIntersect o interseccinU=

13ComunasPobladosInterseccin de comunas y poblados

Funciones de superposicinIntersect o interseccinU=14

Parcelas

Interseccin de parcelas y suelosSuelosFunciones de superposicinIntersect o interseccinU=15ParcelasSuelosInterseccin de suelos y parcelas

Funciones de superposicinIntersect o interseccinU=

16Dissolve o disolucin

Funciones de generalizacin Agrega elementos a partir de uno o varios atributos especificados, mediante la disolucin de bordes. El resultado es una nueva capa en la cual los elementos con el mismo valor o combinacin de valores sern agregados en un solo elemento. Esta capa de salida contendr solo el o los campos a partir de los cuales se realice la disolucin. Se puede realizar un dissolve a una capa de puntos, lneas o polgonos.17Dissolve o disolucinDivisin comunalDivisin provincial

Funciones de generalizacin

18Clip

Funciones de extraccin Extrae los elementos de la capa de entrada que intersecten los elementos de la capa de corte. El resultado es una nueva capa con los elementos extrados y todos sus atributos originales. Los elementos a extraer pueden ser puntos, lneas o polgonos. Sin embargo el clip debe ser una capa de polgonos.19

Lmite PealolnRed vial PealolnClipFunciones de extraccin

Red vial Santiago

20Funciones de distancia

Buffer o corredor rea cuyos puntos se encuentran a una distancia menor o igual a aquella que se especifique respecto a otro elemento. Es posible construir corredores a partir de elementos con cualquier tipo de geometra (puntos, lneas y polgonos). El resultado es la creacin de nuevos objetos poligonales que rodean a los objetos sobre los que se realiza el anlisis. Buffer o corredor (simple) Es posible realizar un dissolvepara remover polgonos sobrepuestos. 21Estaciones de metroreas a 1000 m

Buffer o corredor (simple)Funciones de distanciaBuffer a 1000 mEstaciones de metro sobrepuestas a corredor

22Multiple Ring Buffer o corredor mltiple

Funciones de distancia23Multiple Ring Buffer o corredor mltiple

Roreas a 1000, 2000 y 3000 m

Funciones de distanciaRo sobrepuesto a corredoresBuffer a 1000, 2000 y 3000 m242. MODELADO CARTOGRFICO Tcnicas de tratamiento de las caractersticas espaciales y temticas de los datos geogrficos para crear nuevos objetos, cada uno con sus propias caractersticas geomtricas, topolgicas y temticas que resultan de las que tenan los objetos que les dieron origen. Estas tcnicas se aplican sobre dos o ms coberturas o capas de informacin para generar una nueva que se agrega a las ya existentes en la base de datos. A travs del modelado cartogrfico se pueden aprovechar todas las potencialidades de manejo y procesamiento de informacin que permiten los SIG como programa. No obstante, su utilidad adquiere sentido en la medida que colaboran en la solucin de problemas espaciales.25 Problema:El Alcalde desea saber qu poblados de su regin estn siendo afectados por una serie de industrias con efectos nocivos para la salud de las personas. Asimismo, requiere saber a qu comunas pertenecen estos poblados, y la cantidad de poblacin que se encuentra afectada. Modelado cartogrfico Criterios entregados:El Alcalde, asesorado por un equipo de expertos, ha sealado que el rea de influencia de los efectos de estas industrias corresponde a 8 km.Informacin base disponible:Shapefile con los lmites comunales, el cual tiene como atributos: el nombre de la comuna, el de la provincia a la cual pertenece y regin.Shapefile con los poblados de la regin, el cual tiene como atributos: el tipo de poblado al que corresponde y el nmero de personas que lo habita.Shapefile con las industrias nocivas en estudio.26

Modelado cartogrficoPobladosIndustriasComunas

27Modelado cartogrficoPobladosIndustriasComunasInterseccinPoblados_comunas_IntersectBufferIndustrias_BufferSeleccin por localizacinPoblados localizados en el rea de influencia28

Modelado cartogrficoPobladosComunasInterseccinPoblados_comunas_Intersect29Modelado cartogrficoIndustriasBufferIndustrias_Buffer

30Modelado cartogrfico

Poblados_comunas_IntersectIndustrias_BufferSeleccin por localizacinPoblados localizados en el rea de influencia31

32Procesos de anlisis y sntesis raster(geoprocesos raster)33 El proceso de creacin de un raster se puede comprender imaginando lo que ocurrira al superponer una malla regular sobre el rea de estudio; el espacio queda estructurado como una matriz compuesta de un nmero determinado de filas y columnas.INTRODUCCIN En el modelo raster el mundo real se representa por medio de celdas. El espacio o rea enmarcada en cada celda de la matriz espacial constituye la unidad de observacin para la cual se recoge en distintas capas la informacin relativa al componente temtico.Habitualmente cada variable se representa en una capa o cobertura distinta, tenindose tantas capas como variables se quieran medir.

Celda34 En ArcGIS el trabajo con capas raster se realiza a travs de la extensin Spatial Analyst. TRABAJO CON CAPAS RASTER EN ARCGIS Terminologa propia de ArcGIS:- Zona;- Regin;- NoData;- Tabla de atributos (VAT, Value Attribute Table). Las herramientas de Spatial Analyst estn destinadas principalmente para trabajar con datos temticos. Todas estas herramientas procesan la primera banda de cualquier raster. 35 Dos o ms celdas con el mismo valor pertenecen a la misma zona. Una zona puede estar formada por celdas conectadas, desconectadas, o ambas. ZONAS Las zonas cuyas celdas estn conectadas generalmente representan elementos nicos en un rea, como una construccin, un lago o un camino. Cada celda de un raster pertenece a una zona. Algunos raster contienen slo unas pocas zonas, mientras que otros contienen muchas. Zona con valor 1Zona con valor 2Zona con valor 3Zona con valor 4Zona con valor 5

Entidades compuestas, como tipos de suelos de una comuna o tipos de usos del suelo de una regin, son representadas mejor por zonas constituidas a partir de varios grupos de celdas desconectados.36El concepto zona se podra homologar al de clase. Cada grupo de celdas conectadas de una zona es considerado una regin. REGIONES El nmero de celdas que constituyen una regin no tiene lmites. Una zona que consiste en un nico grupo de celdas conectadas tiene una sola regin. Una zona puede estar compuesta por tantas regiones como sea necesario para representar un elemento.Zona con valor 1Zona con valor 2Zona con valor 3Zona con valor 4Zona con valor 5

1 regin2 regiones3 regiones37 Cada celda en un raster posee un valor; sin embargo cuando no se dispone de informacin suficiente para ella, puede ser asignada como NoData o valor nulo. NODATA NoData no es lo mismo que 0; este ltimo es un valor vlido. El valor NoData es tratado de forma distinta a cualquier otro valor por todas las operaciones y funciones. Zona con valor 1Zona con valor 2Zona con valor 3Zona con valor 4Zona con valor 5NoData

38 Los raster que describen fenmenos discretos, y que por tanto poseen valores enteros, usualmente tienen una tabla de atributos asociada (VAT, Value Attribute Table). LA TABLA DE ATRIBUTOS ASOCIADA (VAT) Al generar este tipo de tablas se crean por defecto 3 campos: OID, VALUE y COUNT. Estos campos son obligatorios y su contenido no se puede editar. Un nmero esencialmente ilimitado de campos opcionales pueden ser incorporados en esta tabla para representar otros atributos de cada zona.

TIPOCODIGOBosquesBQ00Cuerpos de aguaCA19PraderasPR25Suelo urbanoSU55OID0123El valor NoData no es incluido en la tabla de atributos asociada.Almacena el valor asignado a cada zonaAlmacena el nmero total de celdas que pertenecen a cada zonaIdentificador asignado por el sistema a cada registroCOUNT95911VALUE1234 Estas tablas se trabajan de forma similar a las tpicas (se pueden ver en ArcCatalog, editar en ArcMap, realizar join para aadirles campos).Campos opcionales39 ArcGIS permite trabajar con una gran variedad de capas raster, a continuacin se detallan algunos formatos: TIPOS DE CAPAS RASTER SOPORTADAS POR ARCGIS ESRI GRID Idrisi Raster Format (.RST) Intergraph Raster File (.CIT o .COT) JPEG (.JPG) PCI Geomatica (.PIX) Tagged Image File Format (.TIF) Windows Bitmap (.BMP) Formato nativo de ESRI para el almacenamiento de datos raster. 40Tipos de grids:ESRI GRIDEntre los archivos que se pueden encontrar en la carpeta de un grid estn:BND: almacena los lmites del grid.HDR: almacena informacin especfica acerca de las caractersticas del grid, como por ejemplo el tamao de la celda.STA: contiene estadsticas del grid.VAT: almacena los atributos asociados a las zonas del grid. (Existe solo en caso de datos discretos)w001001.adf: almacena los datos de las celdas.w001001x.adf: ndice que acompaa al archivo anterior.Forma de almacenamiento:Un grid es almacenado como un directorio (carpeta) separado, donde se guardan las tablas y archivos asociados que contienen informacin especfica acerca de l. Enteros (Integer) Datos discretos Poseen tabla de atributos Decimales (Floating point) Datos continuos No poseen tabla de atributos41 Qu es?Proceso mediante el cual se clasifica o reclasifica los valores originales de las celdas en nuevas categoras de valores enteros. ALGUNAS OPERACIONES SIMPLES: RECLASIFICACIONES Por qu reclasificar? Para reemplazar valores basndose en nueva informacin. Para agrupar ciertos valores. Para reclasificar valores en una escala comn. Para asignar ciertos valores como NoData.42- Para reemplazar valores basndose en nueva informacin: cambios en el uso del suelo que se producen con el tiempo.- Para agrupar ciertos valores: simplificacin de categora, por ejemplo: agrupar varios tipos de bosques en una sola categora.- Para reclasificar valores en una escala comn: cuando queremos trabajar con puntajes.- Para asignar ciertos valores como NoData: cuando se quiere remover del anlisis ciertos valores; por ejemplo debido a que ciertos tipos de uso del suelo poseen restricciones que implican que no se pueda construir ah.

Cmo funciona?ALGUNAS OPERACIONES SIMPLES: RECLASIFICACIONES

43When reclassifying by ranges of values, the reclassification functions require the lower and upper bounds of the existing values on the input raster and the alternative value to assign to the range of values. All values on the original raster that fall within the specified range of values will receive the alternative value assigned to that range. The range boundary breaks are handled differently in the various functions. That is, if two ranges are specified, such as 1 to 5 equal to 100 and 5 to 10 equal to 200, the value 5 will usually be assigned to the value 100 and 5.01 will be assigned 200 as output values.

Geoprocesos: Dnde se dan las condiciones adecuadas para la construccin de un aeropuerto?- Qu celdas cumplen con los requisitos mnimos para la instalacin de un relleno sanitario? CONSULTAS - INTRODUCCIN Consultas a la base de datos: Qu lugares tienen un uso del suelo agrcola? Qu celdas tienen una altitud mayor a 2.000 msnm y como cobertura del suelo bosque nativo? Cul es la pendiente media de cada comuna?lgebra de mapasINFORMACIN+HERRAMIENTAS=NUEVA INFORMACIN44 La principal capacidad de los SIG radica en la obtencin de nuevas capas de informacin a partir de otras preexistentes. Para ello, en el mbito del trabajo con capas raster, se dispone de un conjunto de herramientas de clculo a partir de matrices de datos que reciben el nombre genrico de lgebra de Mapas.LGEBRA DE MAPAS El lgebra de Mapas incluye un amplio conjunto de operadores y funciones que se ejecutan sobre una o varias capas raster de entrada para producir una nueva capa de salida. Cada capa raster es una matriz de nmeros y la operacin se realiza para todos los nmeros de esta matriz, por tanto para todas las celdas de la capa raster.1. Qu es?45 Se considera la misma celda en las distintas capas de entrada, es decir, las celdas que se encuentran en la misma posicin (tienen la misma fila y columna). En el lgebra de Mapas se define una ecuacin que relaciona la nueva variable temtica (a graficar en la capa de salida) en funcin de las variables temticas de las capas de entrada. Esto genera un conjunto de valores temticos sobre los cuales se puede realizar una serie de operaciones.LGEBRA DE MAPAS2. Cmo funciona? Estas expresiones algebraicas se calculan para cada una de las celdas en funcin de los valores que tienen en las capas de entrada.

46LGEBRA DE MAPAS3. Ejemplo de su funcionamiento111111110011000000000000001001100110000011111121012101100000rea de expansin industrialrea de proteccin ambientalREA AMENAZADA+=A menudo es necesaria la manipulacin de mltiples capas de datos para conseguir el objetivo de la operacin de superposicin. Esto se hace mediante un proceso por pasos, en el que dos capas de entrada se combinan para formar una capa intermedia, la cual se combina entonces con una tercera capa para formar otra capa intermedia, y as hasta que se consiga la capa resultante deseada. 47 Aritmticos Relacionales BooleanosLGEBRA DE MAPAS4. Tipos de operadoresTienen su origen en clculos lgicosSuma (+) Resta (-)Mutiplicacin (*) Divisin (/) Tienen su origen en clculos numricosAND (&) OR (|)XOR (!)NOT (^)= (==)>= 10Extraccin de valores > 1054OTRAS HERRAMIENTAS: EXTRACCIN POR ATRIBUTOS- Se tiene una cobertura con todas las comunas de la VI Regin, pero se requiere trabajar solo con las comunas de Navidad (2) y Litueche (4).Extraccin de valores = 2 OR = 4

Leyenda

Leyenda 55OTRAS HERRAMIENTAS: MEDICIN DE DISTANCIAS Straight Line Distance A partir de la funcin Straight Line Distance es posible determinar cuan alejada se encuentra cada celda respecto del elemento ms prximo de una capa especfica. El formato de la capa que contiene los elementos de origen puede ser cualquiera de los soportados por ArcGIS, tanto raster como vectorial. Opcionalmente es posible especificar una distancia mxima; las celdas que se encuentren fuera de esta distancia no sern consideradas en el clculo y sern asignadas como NoData. Ejemplos de posibles aplicaciones:- Se desea identificar todas aquellas zonas de la VI Regin que se encuentran a menos de 1.000 m de un curso de agua principal, para lo cual se dispone de un shapefile con los ros y esteros de la regin.56Las distancias son calculadas al centro de cada celda.OTRAS HERRAMIENTAS: MEDICIN DE DISTANCIAS Straight Line Distance

Leyenda Straight Line DistanceDistancia mxima = 1.000 m57Las distancias son calculadas al centro de cada celda.MODELADO CARTOGRFICO Problema:El Alcalde de Pichilemu desea realizar una primera prospeccin en su comuna acerca de lugares donde se podran desarrollar proyectos inmobiliarios de ndole turstica, siendo el primer requisito a evaluar la ausencia de bosques o plantaciones forestales en dichos lugares.Informacin base disponible: GRID de las comunas de la VI Regin. GRID de las coberturas del suelo de la VI Regin.58Las distancias son calculadas al centro de cada celda.MODELADO CARTOGRFICO

Valor de celda 5: bosques y plantaciones forestalesValor de celda 10: Pichilemu

59Las distancias son calculadas al centro de cada celda.MODELADO CARTOGRFICOComunasCoberturasSin_bosque:Sectores de Pichilemu que no estn cubiertos por bosques o plantaciones forestalesCalculadora:Pichilemu = [Comunas] = 10Calculadora:Bosque = [Coberturas] = 5PichilemuBosqueCalculadora:Sin_bosque = Pichilemu AND (NOT Bosque) 60Las distancias son calculadas al centro de cada celda.MODELADO CARTOGRFICO

ComunasCalculadora:Pichilemu = [Comunas] = 10Pichilemu

61Las distancias son calculadas al centro de cada celda.MODELADO CARTOGRFICO

CoberturasCalculadora:Bosque = [Coberturas] = 5Bosque

62Las distancias son calculadas al centro de cada celda.MODELADO CARTOGRFICOSin_bosquePichilemuBosqueCalculadora:Sin_bosque = Pichilemu AND (NOT Bosque)

63Las distancias son calculadas al centro de cada celda.Gracias.