Fundamentos de los Sistemas de Información Geográfica: Modelos de Datos y Bases Geográficas

Sistemas de Información Geográfica (SIG): Conceptos Fundamentales

Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es una herramienta de procesamiento. Es un conjunto de métodos, herramientas y datos que están diseñados para actuar coordinada y lógicamente para manipular toda la información geográfica y sus atributos.

Modelos de Representación de Datos Geográficos

Modelo Ráster

El modelo ráster es una estructura de datos basada en celdas. Sus tipos incluyen:

• Enumeración exhaustiva
• Codificación "run-length"
• Estructura jerárquica (árbol cuaternario)
• Formato ASCII

Modelo Vectorial

El modelo vectorial representa la información geográfica mediante puntos, líneas y polígonos.

Geocodificación

• Directa: Utiliza un sistema de ejes coordenados, respecto a los cuales determina la posición de cada punto de manera absoluta.
• Indirecta: Cada objeto queda localizado por un código de carácter descriptivo.

Estructuras de Datos Cartográficos

• Forma + Posición
• Topológicas: Conectividad + Contigüidad

Tipos de Estructura Vectorial

• Lista de coordenadas
• Diccionario de vértices
• Arco-nodo
• Estructura TIN (Triangulated Irregular Network)

Bases de Datos Geográficas

Modelo Entidad-Relación

Las bases de datos geográficas se basan en el modelo entidad-relación, que consta de tres elementos básicos:

• Entidad: Objetos relevantes.
• Atributos: Variables o propiedades asociadas a cada entidad.
• Relaciones: Conexiones entre entidades.

Tipos de Modelos de Bases de Datos

• Jerárquico
• En red
• Relacional (filas: registros y columnas: campos)
• Dirigido a objetos

Modelo de Base de Datos Relacional: Operadores

Los operadores fundamentales en un modelo de base de datos relacional son:

• Juntar (Join): Unir tablas horizontalmente.
• Selección: Creación de una nueva tabla a partir de filas que cumplen una condición.
• Proyección: Extraer de una tabla un campo o conjunto de campos.
• Unión: Unir tablas en sentido vertical.
• Intersección: Extraer de dos tablas las filas que son comunes.

Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD)

Los SGBD pueden ser:

• Sistema dual: Orientado a datos vectoriales.
• Sistema integrado: Orientado a SIG ráster.

Comparativa: Modelos Vectorial y Ráster

• Modelo Ráster: Permite guardar datos en cada una de las celdas que componen la imagen, estudiar variables (lluvia, vegetación, etc.), utilizar imágenes de teledetección y está orientado al análisis espacial.
• Modelo Vectorial: Facilita la manipulación de la base de datos, es menos eficiente en ciertos aspectos para el análisis de superficies continuas, y permite conocer los datos que contiene un objeto de forma precisa.

Operaciones en Sistemas Vectoriales

Métodos de Observación y Captura de Datos

Observación Directa

• Sistema GPS
• Topografía clásica
• Tecnología LIDAR

Fuentes Secundarias

• Tableta digitalizadora

Errores Comunes en la Digitalización

• Generalización: Eliminar aquellos puntos que se consideran de menor relevancia en el perfil trazado.
• Suavizado: Añadir puntos en una línea para redondearla, eliminando ángulos afilados.

Operación de Superposición de Polígonos: Interpolación Areal

En esta operación, en una de las dos capas a intersecar, se conoce la distribución de una variable, mientras que la segunda se halla vacía, deseando conocer cuál sería la distribución de valores en esta nueva partición del territorio.

Agregación de Objetos Geográficos

• Agregación: Agrupar elementos en nuevos, reduciendo el número de objetos.
• Integración: Agregación que no implica la contigüidad de los elementos.