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Universidad de Costa Rica Maestría en Diseño Urbano Curso: SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Definiciones introductorias a los conceptos de SIG 9 de marzo de 2009

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DEFINICIÓN DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

Un Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS por las siglas inglesas -Geographic Information Systems-) no tiene sentido si no cumple un objetivo, si no es parte de una organización. Muchos valedores de los Sistema de Información Geográfica ven esta tecnología de la información como un medio para añadir grandes dosis de eficiencia en la gestión de datos. Los vendedores utilizan la espectacularidad de los mapas digitales mezclados con imágenes de satélite, de edificios o de espacios naturales, visiones tridimensionales, autoanimación e incluso, incorporación de sonido, para convencer a sus clientes.

La eficiencia de un Sistema de Información Geográfica para procesar cartografía digital no es más que la punta del iceberg, por un SIG en una organización es una herramienta potencial para la eficiencia. Aporta eficacia en la integración horizontal de registros digitales de información, como el control urbanístico, la fiscalidad de la propiedad o el censo de población. Aporta eficacia en el intercambio vertical entre niveles jerárquicos, como el directivo, el de gestión y el operativo. Como todo sistema de información, un SIG necesita ser mantenido, necesita de los usuarios que le sacan partido, de la persona gestora del sistema que asegura su buen funcionamiento.

Un Sistema de Información Geográfica es una tecnología de la información cuya implantación comporta implícitamente un cambio organizativo y un planteamiento metodológico que puede llegar a ser muy profundo. Un cambio por el aumento de la eficacia productiva y por el mayor control de la organización o del proyecto. Como describe, toda institución, pública o privada, tiene tres tipos de niveles jerárquicos o verticales: operativo, de gestión y directivo o político. El nivel operativo agrupa la mayoría del personal y se ocupa de la producción o entrega de un bien o servicio. El nivel de gestión traduce las decisiones políticas o de dirección en planes de actuación. El nivel directivo fija las líneas de la organización, asigna recursos, regula su funcionamiento con normativa.

La información fluye bidireccionalmente en sentido vertical entre los tres niveles y un sistema de información debe facilitarlo. En sentido ascendente el flujo aporta información del cumplimiento de las decisiones ordenadas, las cuales habían fluido previamente en sentido descendente.

En las organizaciones que gestionan el territorio, una proporción muy elevada del total de tareas se basa en información localizada o localizable en el espacio. Gran parte de estas organizaciones acometieron durante los años sesenta y ochenta la informatización de muchas tareas y en la actualidad disponen de varios sistemas específicos, a menudo integrados en un ordenador central del tipo mainframe, dispuestos de forma horizontal, departamentalmente, que manejan vastas cantidades de datos. Su explotación alfanumérica, manejando textos y listados estadísticos, y gráfica suele ser satisfactoria para las tareas propias de cada sistema.


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La heterogeneidad de usos de estas nuevas técnicas es manifiesta, porque los diferentes usuarios y organismos, públicos o privados, tienen distintas y particulares necesidades. Ciertamente, todas las aplicaciones que se mencionan de SIG sugieren que se trata de una tecnología que es usada por muy diversas disciplinas. Obviamente, no sólo los geógrafos la utilizan sino también profesionales técnicos como ingenieros, arquitectos paisajistas o urbanistas e informáticos hacen de su uso algo cotidiano, pero cada uno le confiere un matiz de utilización y de orientación intrínseco a cada disciplina.

En síntesis, un SIG no opera en el vacío, ni puede autopropulsarse, necesita de un mantenimiento continuado. Tampoco es un juguete de alta eficiencia sino un medio para ganar en eficacia.

DEFINICIÓN.

No existe una definición consensuada de un Sistema de Información Geográfica (SIG) y precisamente veremos en este apartado algunas razones para establecer una definición que nos sea útil en el avance de su conocimiento. El término SIG ha sido definido de decenas de formas diferentes sin existir un consenso claro sobre cual es la más adecuada. Tiene varias acepciones y puede ser enfocado desde varios puntos de vista. Múltiples son las definiciones comúnmente aceptadas sobre lo que es un SIG, pudiéndose concebir éste, en un primera aproximación, como mínimo bajo tres perspectivas, de modo muy general: SIG como software o programa informático, SIG

como proyecto y sistema de información orientado a fundamentalmente a la gestión o

planificación territorial y SIG como campo o ambiente de trabajo de múltiples

disciplinas profesionales orientado fundamentalmente al análisis espacial dentro de

la Ordenación del Territorio.

Hablar de un Sistema de Información Geográfica como programa informático suele hacer referencia a productos comercializados, como los SIG Arc View, Arc/Info, Map

Info, etc., es decir, con mención especial solamente a los programas informáticos o software y no al resto de componentes del sistema información. La segunda acepción entiende precisamente que un Sistema de Información Geográfica es un todo, un sistema integrado por cuatro componentes principales (Software SIG, Hardware, Información Geográfica -datos- y Personal especializado). Por ejemplo esta acepción aparece cuando nos referimos al Sistema de Información Geográfica Catastral -SIGCA-, al Sistema de Información para la Gran Área Metropolitana -SIGAM-. La tercera acepción sirve para denominar un campo profesional y científico que tiene vida propia y en la que entra la disciplina correspondiente (geografía, arquitectura, ingeniería, economía..). Se habla pues, del sector de los SIGs como una comunidad de agentes ligados a los negocios, la tecnología e incluso la disciplina de la información geográfica que utiliza un recurso privilegiado para el análisis, la planificación urbana y la gestión del territorio.

Enfoques de los SIG

El primer enfoque, el cartográfico es respaldado por un grupo nutrido de usuarios y se basa en concebir un Sistema de Información Geográfica como una herramienta para el manejo de cartografía automática y temática y la modelización cartográfica. La


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producción cartográfica determina los datos a entrar, la estructura que organiza la base de datos y la forma de representar los datos. Este enfoque es propio de organismos productores de cartografía digital o analógica oficial como el Instituto Geográfico Nacional.

El segundo enfoque entiende un SIG como un tipo especial de bases de datos. El énfasis está puesto en las características y el funcionamiento de la base de datos, y es un punto de vista propio de organismos dedicados al uso de información geográfica para la gestión diaria y cotidiana del territorio, como por ejemplo la administración municipal, el catastro, las empresas de servicios públicos y ministerios.

El tercer enfoque es el que concibe los SIG como sistemas capaces de poner en práctica el rico campo del análisis espacial, siendo éste un punto de vista muy extendido entre las entidades dedicadas al estudio y análisis del territorio. Por ejemplo, es una visión propia de servicios de estudios, de universidades, de centros de investigación, de departamentos de planeamiento urbanístico.

Ante el dinamismo del sector nos parece compresible que convivan una larga lista de definiciones, según algunos autores tantas como usos posibles de estos sistemas, siendo algunas de las más representativas las siguientes:

Un Sistema de Información Geográfica definido como: « Base de datos computarizada

que contiene información espacial» o también como: « Una tecnología informática

para gestionar y analizar información espacial».

Otra definición más amplia, y sin duda durante muchos años, la más difundida, sería: « Un conjunto de herramientas para reunir, introducir (en el computador), almacenar,

recuperar, transformar y cartografiar datos espaciales sobre el mundo real para un

conjunto particular de objetivos».

Otros autores insisten más en su aspecto informático: « Un sistema informático capaz

de realizar las tareas para manejar datos georeferenciados: entrada, almacenamiento,

recuperación, manipulación, análisis y representación» o también, « Un Sistema de

Información Geográfica es un tipo especializado de base de datos, que se caracteriza

por su capacidad de manejar datos geográficos, es decir, espacialmente referenciados,

los cuales se pueden representar gráficamente como imágenes» .

Finalmente, es importante recordar la definición « Un sistema de hardware, software y

procedimientos elaborados para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis,

modelado, representación y salida de datos espacialmente referenciados, para resolver

problemas complejos de planificación y gestión». De manera más simple e inmediata un Sistema de Información Geográfica se puede contemplar como un conjunto de capas de información digital con tablas de datos alfanuméricas asociadas a cada una de ellas referidas a la misma porción del territorio, donde un lugar concreto tiene la misma localización (las mismas coordenadas) en todos los mapas incluidos en el sistema de información. De este modo, resulta posible realizar


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análisis de sus características espaciales y temáticas para obtener un mejor conocimiento de esa zona.

En las anteriores definiciones no queda demasiado claro el propósito práctico de este dispositivo, lo que es fundamental, ya que un Sistema de Información Geográfica se puede considerar esencialmente como una tecnología aplicada a la resolución de problemas territoriales. En principio, las áreas de uso práctico de un Sistema de Información Geográfica son muy variadas: desde el inventario de los recursos naturales y humanos hasta el control y la gestión de los datos catastrales y de propiedad urbana y rural (catastro multipropósito), la planificación y la gestión urbana y de los equipamientos, la cartografía y el control de grandes instalaciones (red telefónica, redes de abastecimiento y evacuación de aguas, redes de transporte...), el marketing geográfico, etc. En realidad un Sistema de Información Geográfica es útil en cualquier área donde sea necesario el manejo de información espacial.

Los SIG forman parte del ámbito más extenso de los denominados « Sistemas de

Información» (SI), que se pueden definir como un « sistema [ informático o no] que

está creado para dar respuesta a preguntas no predefinidas de antemano» . Por lo tanto, un SI incluye una base de datos, una base de conocimiento (conjunto de procedimientos de análisis y manipulación de datos) y un sistema de interacción con el usuario. Los mismos elementos se pueden encontrar en la organización general de un Sistema de Información Geográfica. Un elemento muy relacionado con los SI son los Sistemas de Apoyo a la Decisión, que constituyen un nuevo paso adelante y forman una herramienta especializada, aunque de utilidad más parcial, pero más potente. En ellos los datos y la base de conocimientos (reglas, etc.) se estructuran para servir de ayuda a la toma de decisiones, facilitando posibles contestaciones y simulaciones de lo que podría ocurrir en caso de adoptar esta o aquella postura. Los Sistema de Información Geográfica son, en algunos casos, simultáneamente, un Sistema de Información y un Sistema de Apoyo a la Decisión.

El contexto general donde surgieron y se están desarrollando los Sistema de Información Geográfica, tal y como se han definido, es el de la « sociedad de la

información», o de la recién nacida « economía de la información». Este tipo de organización social, producto de una nueva revolución industrial, otorga un papel esencial a la disponibilidad rápida, y en el momento oportuno, de la información, lo que permite resolver problemas y contestar a las preguntas de modo inmediato. En ella los « sistemas de información» tienen un papel central, en cierto modo semejante al de las siderurgias o las fábricas de automóviles en las anteriores fases de la Revolución Industrial. El proceso clave de todo este proceso es la «comercialización o mercantilismo de la información» , la cual se convierte en un bien económico más, que se compra y se vende, como cualquier otro. En esta situación, las técnicas de Análisis Geográfico (empaquetadas en un SIG) « permiten, usadas de modo adecuado, añadir

valor a la información y ofrecen excelentes oportunidades para muchas aplicaciones en

el mundo real». Las nuevas tecnologías (informática, organización del conocimiento, inteligencia artificial, nuevos sistemas de telecomunicaciones, etc.), que estructuran a la « sociedad de la información», son las que se usan en los Sistemas de Información Geográfica. Los problemas sociales y políticos de esta nueva sociedad: la información


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como un bien de intercambio, la privacidad de muchos datos personales, etc., son, por tanto, igualmente significativos para los SIGs.

Se ha planteado una cierta discusión sobre el verdadero significado y la esencia principal de un Sistema de Información Geográfica, en especial para diferenciarlo de un programa de cartografía asistida por ordenador o de uno de Gestión de Bases de Datos. Algunos autores insisten en que lo más característico de un SIG es su capacidad de análisis, de generar nueva información de un conjunto previo de datos mediante su manipulación y reelaboración. Por tanto, un SIG es bastante más que un sistema de diseño asistido por computador (CAD), y es por su capacidad de relacionar elementos gráficos (puntos, líneas, polígonos), que también son manejados por un sistema CAD con los elementos de una base de datos temáticos, aspecto que falta en el CAD. Por otra, parte las diferencias con los programas de cartografía asistida por computador estriban en su posibilidad de manejar más de un conjunto de elementos gráficos al mismo tiempo y, sobre todo, la capacidad de construir nuevos datos a partir de los ya existentes en las bases de datos, lo cual es poco habitual en los programas de este tipo.

LOS SIG FRENTE A OTROS SISTEMAS AFINES.

Existe una cierta dificultad para fijar los límites de los SIG con respecto a otras herramientas informáticas, como el CAD, la cartografía automática, los sistemas de gestión de bases de datos y los sistemas de tratamiento de imágenes de satélite. Todos ellos son anteriores en el tiempo a los SIG. Dado que los SIG han evolucionado a partir de esos sistemas, poseen muchos rasgos en común con ellos, pero también ciertos riesgos diferenciales.

SIG vs. CAD. Los sistemas CAD (Computer-Aided Design, Diseño Asistido por Computador), nacieron para diseñar y dibujar nuevos objetos. Son herramientas muy utilizadas por diseñadores, delineantes, arquitectos e ingenieros. El acento se pone en las funcionalidades gráficas. Por ello pronto fueron utilizados para dibujar mapas, que se estructuraban en capas temáticas, mejorando el proceso de producción tanto en calidad como en rapidez y coste. La mayor diferencia entre los sistemas SIG y CAD estriba en el volumen y diversidad de datos mucho mayor que maneja el SIG y en los métodos de análisis que utiliza (es decir, la base de datos y el análisis espacial). Lo que distingue al SIG del CAD es la capacidad de aquel para integrar datos georreferenciados y para realizar ciertas operaciones de análisis, como la búsqueda espacial (que incluye el análisis de proximidad o buffer) y las superposiciones de mapas. SIG vs. Cartografía Automática. Los sistemas de cartografía automática ofrecen grandes ventajas a la hora de realizar cartografía de alta calidad. El punto de interés se sitúa en el dibujo de los mapas, pero no en el análisis. La principal diferencia con respecto a los SIG estriba en que los sistemas de cartografía automática no generan topología, lo que limita extraordinariamente sus capacidades de análisis: los mapas son simplemente dibujos. Estos mapas digitales son asimilables a trasparencias que se pueden superponer. Se puede ver dónde se produce un cruce de carreteras general y otra secundaria, pero el sistema no tiene conocimiento de ello. La geometría está presente, pero la topología y la


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conectividad de la red están ausentes. Por otra parte, auenque estos sistemas puedan conectarse a las bases de datos, éstas no constituyen una parte esencial de ellos. El concepto de base de datos es básico y constituye para algunos la principal diferencia entre un SIG y un sistema de confección de mapas informatizados, el cual sólo puede producir mapas de calidad. SIG vs. los Sistemas Gestores de Bases de Datos (SGBD). Los SGBD son sistemas desarrollados para almacenar y tratar información alfanumérica. Pueden tratar grandes volúmenes de información, pero apenas poseen funcionalidades gráficas. Evidentemente constituyen un componente esencial de los SIG, pero solo cuando están especialmente diseñados para trabajar con información espacial. SIG vs. Teledetección. Los sistemas para el tratamiento de imágenes satélite constituyen un campo cada vez más próximo al de los SIG, de manera que hoy la teledetección se considera como una fuente para alimentas a los Sistemas de Información Geográfica. Estos sistemas están diseñados para tratar la información obtenida a partir de sensores remotos, que son capaces de captar la radiación que emite la superficie terrestre. Ponen un especial énfasis en las operaciones de clasificación de esos datos, pero sus capacidades de análisis suelen ser reducidas. Algunos de estos sistemas pueden conectarse a un SIG para la realización de posteriores análisis o incluso ambos sistemas pueden estar plenamente integrados en un mismo producto. Es importante la complementariedad de ambas tecnologías aunque se desarrollaran separadamente desde un principio. En resumen Se puede establecer una diferenciación fundamental de estas tecnologías atendiendo a sus objetivos. El CAD pretende producir un dibujo de un objeto, una casa, el esquema de una red viaria, etc. El objetivo de la cartografía automática es muy parecido, pero su producto final es más específico (un mapa), por lo que ofrece herramientas específicas para la elección de tramas, símbolos cartográficos, leyendas, etc. El objetivo de los SGBD es el tratamiento de datos dispuestos en forma de tablas, de acuerdo a los requerimientos del usuario. Finalmente, el objetivo de la teledetección es la interpretación de los valores de radiación emitidas en la superficie terrestre y registrada por medio de un sensor remoto, lo que en realidad supone producir atributos temáticos.

Por su parte, los SIG tienen en uno de sus principales objetivos la producción de nueva información espacial a través del análisis. Sin embargo, los SIG utilizan la tecnología CAD para introducir los mapas en el sistemas, la tecnología cartográfica para elaborar mapas y la información proveniente de los sensores remotos tanto para alimentar la base de datos como para representar directamente esa información en forma de mapas raster.

Si bien hay muchas cosas en común entre los SIG y cada una de las tecnologías descritas, también los SIG presentan rasgos diferenciales. La principal característica de los SIG es el énfasis que se pone en la operaciones de análisis espacial. De entre éstas hay algunas que son especialmente propias de los SIG. Muchos señalan que la superposición de mapas constituye la quintaesencia de los SIG.

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