Tema 3: Introducción a los Sistemas de

Información Geográfica Vectorial

Juan Carlos García Palomares

Profesor Titular de Geografía Humana

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Tema 3: Introducción a los Sistemas de Información Geográfica

Vectorial:

1. Definición General de los Sistemas de Información Geográfica vectorial.

2. Los elementos de un SIG vectorial.

3. Entrada de datos. La componente espacial. Importancia de la topología.

4. La componente temática: el Sistema de Gestión de Base de Datos –SGBD-.

5. Funcionalidades básicas de un SIG vectorial: unión, intersección, combinación, unión

espacial, etc.

6. Principales aplicaciones de los SIG vectoriales: Aplicaciones Catastrales, Planificación y

Gestión Urbana, Geodemografía y Geomarketing.

7. Software para el tratamiento de datos SIG vectoriales

8. Sistemas de Información Geográfica vectorial más empleados, propietarios y libres.

¿Qué son los SIG?

Cartografía digital:

Sistemas de Información Geográfica:

“Sistema de hardware, software y procedimientos diseñado para realizar la captura, almacenamiento, manipulación, análisis, modelización y presentación de datos referenciados espacialmente para la resolución de problemas complejos de planificación y gestión” (NCGIA, 1991)

(National Center for Geographic Information and Analysis, de los Estados Unidos)

Herramientas informáticas utilizadas para el dibujo de mapas. Son programas de diseño y dibujo (CAD, Cartografía automática,...), que mejoran el proceso de producción tanto en calidad como en rapidez y coste.

Ej. Mapas topográficos.

Contenidos

CA

PAS D

E INFO

RM

AC

IÓN

Sistemas de Información Geográfica

Herramientas Topografía

Parcelario

Unidades

Administrativa

s Vegetación

Humedales

Usos de suelo

Suelos

Ríos

Superposición

capas

MODELOS DE DATOS

Mundo real

Vectorial

Ráster

Modelos de datos:

conceptualización del

espacio

Estructuras de datos:

implementación de esa

conceptualización en el

ordenador (forma física de

almacenamiento)

Representación de entidades en formato vectorial

Puntos

Comercios

Líneas

Calles

Polígonos

Parcelas

Base de datos asociada

Entrada de datos (edición) • Crear o actualizar nuestras bases de datos

• Los cambios se pueden realizar tanto sobre las entidades cartográficas como las bases de datos

• En ArcGIS una sesión de edición se realiza sobre un directorio de trabajo: edición de varias capas simultáneamente (cuidado!!)

Opciones de entrada de datos espaciales

Cov = cobertura de ArcInfo

FC = geodatabase clase de

entidad/feature class

Ras = raster

Shape = shapefile

Otros vector SIG

Cov

Convertir

Shape

Direcciones Eventos de ruta

Coordenadas x, y

FC Shape

Exportar

Mapa en papel

Digitalizar Escanear

Vectorizar

Shape Ras Cov

Shape FC Cov Geodatabase

Importar / Exportar / Cargar

Exportar

Shape

Shape

FC

FC

Cov

XML Ras

CAD Ras

Fuente: ERI

Antes de empezar

Conceptos a conocer:

- Subtipos y dominios (Subtypes and domains):

- Subtypes are a subset of features in a feature class that share the same attributes. They are used as a method to categorize your data.

- Domains are rules applied to a field in a table. They enforce data integrity by allowing only those values specified for the domain to be entered into the field. Domains are defined for the geodatabase and can be applied to multiple feature classes, tables, or subtypes.

Antes de empezar Conceptos a conocer (TOPOLOGÏA):

- Tolerancia (Snapping tolerance): is the distance within which the pointer or a feature snaps to another location. If the element being snapped to—such as a vertex or edge—is within the distance you set, the pointer automatically snaps to the location.

- Vértice

- Punto final

- Arco vs segmento

- Nodo

Segmento

Arco

Punto final

Topología

• http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//001t000000sp000000

Creación de una nueva capa en ArcCatalog

Tipos

Opciones dentro de la Geodatabase

Definición de propiedades de capa/feature class

• Definir el nombre de clase de entidad/feature class

• Establecer

• Tipo de geometría (punto, línea…)

• Referencia espacial

• Agregar campos o importar esquemas de una tabla existente

Metadatos • Metadatos: «Información sobre los datos»

• Siempre que se crea información nueva es importante documentar las características de la información creada:

• Autor y fecha

• Objetivo, descripción, información de base…

• Escalas de digitalización, proyección,… En ArcCatalog

Códigos para usos del suelo

TIPOLOGÍA USOS USOS 2000

Facultad F

Escuela ESU

Equipamientos universitario EEU

Equipamiento sanitario ES

Otros Equipamientos ES

Servicios SE

Deportivo D

Verdes V

Solares S

Residencial R

…

Ayuda

Datos tabulares de localización para una clase de entidad/feature class puntual

Tabla con coordenadas sin elaborar Nueva clase de entidad/feature class

Geocodificación

Tabla con direcciones Nueva clase de entidad/feature class

Tema de eventos

Cambios de tipos de entidades

Atributos

Representación de entidades en formato vectorial

4. La componente temática: el Sistema de Gestión de Base de Datos –SGBD-.

Tablas • Información descriptiva sobre las entidades/features

• Cada capa tiene una tabla asociada

• Una fila para cada entidad/feature geográfica (Ojo: multipartes)

Haga clic con el botón derecho

Fuente: ERI

6-24

Propiedades básicas de tabla • registros = filas y campos = columnas

• Los tipos de columna pueden almacenar números, texto, fechas

• Nombres de columna únicos

Columnas (campos)

Filas (registros) Valores de atributo

Fuente: ERI

Tipos de campos de datos

• Diferentes tipos de campo almacenan distintos tipos de valores

• Elegir el tipo de campo correcto para el valor correcto

Fuente: ERI

Útil: ver los tipos de campos que está usando una tabla

• Condiciona las uniones de tablas, los tipos de mapas (cualitativos, cuantitativos)…

• En las Propiedades de las capas -> pestaña Fields

6-27

Manejo de la tabla

Abrir tabla en ArcMap o previsualizar en ArcCatalog

• Orden ascendente o descendente

• Bloquear / liberar columnas

• Estadísticas

En ArcMap

• Seleccionar archivos

• Modificar valores de tabla

Calcular valores de campo para una tabla Cálculos simples o funciones avanzadas No es necesario abrir la sesión de edición

Calculadora de Campos (Field Calculator)

Calcular la geometría: • Coordenadas • Longitud (líneas) • Área y perímetro (polígono)

Fuente: ERI

Ejemplo uso de herramienta de estadísticas

Operaciones sobre la tabla desde ArcToolbox

Gráficos e Informes • Con la información de las tablas es posible crear gráficos e informes

• Los gráficos son dinámicos, permiten hacer consultas tanto en el gráfico como en el mapa de la posición de los elementos en los mismos (AEDE)

Gráficos e Informes

Asociaciones de tablas

• Puede almacenar atributos en tablas de entidades/features o en tablas separadas

• Asociar tablas con los valores de clave comunes que haya en las columnas

-> Deben ser los mismos tipos de campo de datos

-> Es necesario conocer el tipo de relación de las tabla

Tabla de atributos adicional Tabla de atributos de entidad/feature

Tipos de relaciones entre tablas • Una a uno

• Uno a muchos

• Muchos a uno

• Muchos a muchos

El tipo de relación nos condiciona la función a usar

o

Una parcela tiene un

propietario

Una parcela tiene muchos propietarios

Muchas parcelas tienen un

propietario

Muchas parcelas tienen muchos

propietarios

¿Joins/Uniones y relates/relaciones? Fuente: ERI

Joins/Uniones y relates/relaciones

Dos métodos de asociar tablas en ArcMap, tomando como base un campo común:

• Join/Unión añade atributos de una a la otra (los datos se incorporan a la primera tabla)

• Relate/Relación define una relación entre dos tablas (los datos se mantienen por separado)

Fuente: ERI

Join/unión • Conexión física entre dos tablas: añade los atributos de una tabla a otra

• Presupone una relación uno a uno o muchos a uno

Many-to-one

Fuente: ERI

Conexión de tablas con relate/relación

• Las tablas siguen siendo independientes

• Tipos de relaciones:

• Uno a muchos, muchos a muchos

• Descubre cualquier fila relacionada

2) Abrir tabla relacionada 1) Realizar selección

Fuente: ERI

Uniones de tablas mediante relaciones espaciales

Cuando carecemos de un campo común entre las tablas de dos capas pero podemos establecer una relación espacial entre ellas:

Ejemplo: Una capa de puntos a la que quiero incorporar la información del polígono en el que se encuentra (Ciudades de Ecuador -> Tipos de Climas)

Resultado: una nueva capa, con las entidades de la capa de entrada y el resultado de la unión

Uniones de tablas mediante relaciones espaciales

Ejemplo: Una capa de puntos a la que quiero incorporar la información del polígono en el que se encuentra (Ciudades de Ecuador -> Tipos de Climas)

Relación inversa: sobre la capa de climas, cuanta población tendríamos (información de la población en la capa de ciudades)

Uniones de tablas mediante relaciones espaciales

Todas las relaciones espaciales posibles: otro ejemplo, de línea (carreteras) a puntos (ciudades)

11-41

Funciones de análisis espacial

• Análisis de proximidad

• Ubicación de entidades/features tomando como base su distancia a otras entidades/features

• Use un área de influencia

• Cómo encontrar la entidad/feature más cercana

• Análisis de superposición

• Combinación de entidades/features y atributos

¿Qué parcelas hay a 50 pies de la carretera?

Tipo de pozo Perforado

Propiet. del edif. Smith

Tipo de suelo Arenoso

Fuente: ESRI

11-42

Crear área de influencia/Buffering • Herramienta de análisis de distancias para puntos, líneas y polígonos

• Crea un nuevo polígono que representa la distancia especificada

• Responde a preguntas basadas en la proximidad

• ¿Qué hay fuera o dentro del polígono de área de influencia?

área de influencia de 50 metros

área de influencia por valores de atributo

área de influencia de 100 metros, no disolver límites interiores

Fuente: ESRI

Herramientas de proximidad en ArcGIS

Tipos

Distancias de incidentes de vandalismo a escuelas

Cómo encontrar la entidad más cercana

• Near/Próxima

• Calcula la distancia desde cada punto de la capa de entrada al punto más cercano o polilínea, en la capa cercana

• Point Distance/Distancia Puntual

• Computa las distancias entre entidades/features puntuales en una capa a todos los puntos en una segunda capa

• Resultados en la tabla de salida

Distancia del pozo a la corriente de agua más cercana

Fuente: ESRI

Near/Próxima

Operaciones con capas

Operaciones

Para «preparar las capas» • Merge (fusión)

• Dissolve

• Clip (recortar) / Split

De superposición • Erase / Update

• Identity / Interset / Unión

• Symmetrical Deifference

Merge / fusionar

Para capas contiguas, normalmente hojas en una serie de mapas, permite

fusionarlas en una única capa.

11-53

Disolución de entidades/Dissolve

• Simplifica datos tomando como base valores de atributo comunes

Introduce

entidades/features

con valores de atributo

Menos

entidades/features de

salida con valores de

atributo

9 15

66 15

Princip

al

1st 1st 1st

9

66 15

Main

1st

Fuente: ESRI

Recorte de entidades/Clip • Utilice una clase de entidad/feature class para definir el límite de otra

Datos

originales

Recorte de clases

de entidad/feature

classes

Clase de

entidad/feature

class final

Fuente: ESRI

• Dinstinto de seleccionar por localización

Análisis de superposición

Línea-a-polígono Polígono-sobre-

polígono

Capa de

superposición

Punto-a-polígono

Capa

de entrada

La capa de salida hereda los atributos de la capa de superposición

Capa de

salida

Fuente: ESRI

Funciones de análisis de superposición

Puntos, líneas o

polígonos

Combinar atributos

Extensión limitada

Intersectar/Intersect

Polígonos únicamente

Combinar atributos

Extensión completa

Unión/Union

• Herramientas Union/Unión, Identity/Identidad e Intersect/Intersectar

Introducción de todas

las geometrías

La capa de entrada

mantiene su extensión

Combina la geometría y

los atributos con la capa de

identidad

Identidad/Identity

11-58

Unión

• Crea una nueva capa de geometría combinada de dos capas de entrada

• La capa de entrada y la de superposición deben ser polígonos

Superponer

cuatro

polígonos de

suelo Muchos polígonos de vegetación con

formas y atributos de suelo

heredados

+

Resultado

de polígono Introducción de

dos polígonos de

vegetación

Fuente: ESRI

A B

1

A

A1

A

B

1 +

B

B1

1

A

B

A 1

B 1

1

11-60

Intersectar

• Crea una nueva capa de extensión espacial común

• Combina puntos, líneas o polígonos

• Puede especificar la geometría de salida

5 carreteras

con atributos

de suelo

heredados

Entrada 3

carreteras

4 polígonos de

suelo Superposición

Resultado

de línea

11-61

Identidad • Crea una nueva capa con extensión espacial de la capa de entrada inicial

• Puntos, líneas o polígonos de entrada; polígonos de superposición

5 pozos, 4 con

atributos de

suelo

heredados

Entrada 5 pozos

4 polígonos de

suelo Superposición

Resultado

Fuente: ESRI

6. Principales aplicaciones de los SIG vectoriales: Aplicaciones Catastrales, Planificación y Gestión Urbana, Geodemografía y Geomarketing.

¿Cuáles son los principales campos de aplicación de los Sistemas de Información Geográfica?

• Planificación y ordenación del territorio

• Estudios del medio ambiente y los recursos naturales. Evaluación de impactos

• Localización de las actividades humanas en el espacio

• Los análisis de mercados (geomarketing)

• Geografía social (de la salud, del crimen, de la desigualdad,…)

• El uso de inventarios de recursos o aplicaciones catastrales

• Análisis de las dinámicas de usos del suelo

• El estudio de los transportes y las infraestructuras