Sistemas de Información Geográfica (SIG): Proyecciones, Coordenadas y Aplicaciones

Sistemas de Coordenadas y Proyecciones

Norte Verdadero y Norte UTM

El Norte verdadero es la dirección de la transformada del meridiano geográfico en un punto (norte geográfico). El Norte UTM es la dirección del eje de ordenadas o eje Y del huso.

El ángulo que forman entre ellos es la convergencia plana o UTM. El acimut en una línea es el ángulo que forma esta alineación con el Norte verdadero, y el acimut UTM u orientación es el que forma con el UTM o Norte cartográfico. La diferencia entre ambos es también la convergencia.

Tipos de Proyecciones Planas

1. Según la posición del vértice de proyección:
   1. Proyección gnomónica o central (V en punto central a la Tierra)
   2. Proyección ortogonal u ortográfica (V punto impropio)
   3. Proyección estereográfica (V punto de la superficie de la Tierra)
   4. Proyección escenográfica (V en punto exterior a la Tierra)
2. Según la posición del plano de tangencia:
   1. Polares o ecuatoriales
   2. Meridianas o transversas
   3. Oblicuas u horizontales
3. Proyección geométrica analítica

Sistema de Coordenadas UTM

La proyección UTM emplea distintos cilindros de eje coincidente con el ecuador separados entre sí 6º, de forma que cada huso de 6º emplea uno diferente. Dentro de cada huso, se toma el eje Y como paralelo al meridiano central, y con origen a 500 km al oeste de éste (para evitar abscisas negativas). El eje X en el hemisferio norte es el ecuador, medido desde su intersección con el eje Y hacia la derecha. En el hemisferio sur (para evitar ordenadas negativas), este queda desplazado 10,000 km al sur.

Proyección UTM

Universal Transverse Mercator: Se basa en una proyección Mercator en la que el eje del cilindro pasa por dos puntos del ecuador. Es una proyección cilíndrica, analítica, secante, transversa y conforme. Considera a la Tierra como un elipsoide de revolución, tomando como referencia Hayford.

Su "universalidad" se logra utilizando distintos cilindros tangentes a una serie de meridianos, separados entre sí 6º (formando un total de 360º/6 = 60 husos). Cada huso de 6º emplea un cilindro diferente. Hay 60 husos y 30 cilindros. En cada proyección, solo el meridiano origen (central) de cada huso y el ecuador aparecen como rectas perpendiculares. Los meridianos centrales serán 3º. Empiezan a enumerarse desde el antimeridiano de Greenwich de oeste a este. Greenwich separa los husos 30 del 31.

Anamorfismo

Es imposible que se conserven las tres dimensiones reales, por lo que la representación de una superficie terrestre tendrá anamorfismos o deformaciones. Hay tres tipos:

1. Lineal (también llamado módulo de deformación lineal)
2. Angular
3. Superficial (módulo de deformación superficial)

Cada sistema de proyección tiende a eliminar o reducir alguna de las anamorfosis, pero ninguno de ellos las elimina todas. Según la dimensión conservada, las proyecciones son:

1. Proyecciones automecoicas o equidistantes: conservan las distancias a lo largo de direcciones espaciales.
2. Proyecciones conformes: conservan los ángulos del terreno.
3. Proyecciones equivalentes: conservan áreas del terreno, aunque las figuras no sean semejantes.
4. Proyecciones afilácticas: no son conformes ni equivalentes, pero reducen el número de deformaciones.

Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Un SIG es un sistema de hardware, software y procedimientos diseñado para realizar la captura, almacenamiento, análisis, modelización y presentación de datos referenciados para la resolución de problemas complejos de planificación y gestión.

1. Son un conjunto de mapas.
2. Poseen información alfanumérica.
3. Poseen capacidad de análisis.
4. Tecnología aplicada a la resolución de problemas territoriales.
5. Permiten la disponibilidad rápida y en el momento oportuno de la información.

Fases de un SIG

1. Inventario: la mayoría de las aplicaciones permiten digitalizar y corregir errores.
2. Análisis
3. Gestión: proporcionar al usuario la información de una manera estandarizada.

Funciones de un SIG

1. Funciones para la entrada de datos.
2. Funciones para la salida de datos y representación gráfica y cartográfica de la información.
3. Funciones de gestión.
4. Funciones analíticas.

Tipos de SIG

1. Por tamaño y complejidad:
   1. Monousuario
   2. Multiusuario
2. Por la representación de la información:
   1. Vectoriales (formado por puntos, líneas y polígonos)
   2. Raster (formado por píxeles)

Problemas que puede resolver un SIG

1. Espaciales
2. Ajuste de datos
3. Otras como localización, condición, tendencia, etc.

Campos de Aplicación de un SIG

1. Medio ambiente y recursos naturales
2. Catastro
3. Transporte
4. Redes de infraestructuras básicas
5. Protección civil
6. Análisis de mercados
7. Planificación urbana

Ventajas e Inconvenientes de SIG Vectorial y Raster

SIG Vectorial

Ventajas: Calidad de representación gráfica buena e intuitiva, genera una estructura de datos más compacta, algunas operaciones de análisis espacial son más sencillas y rápidas de realizar, como el análisis de redes.

Desventajas: Organización de datos compleja, implantación de los algoritmos de superposición compleja, cálculos largos y complicados, laboriosa actualización de la base de datos, el tratamiento y realce de las imágenes digitales no puede ser realizado de manera eficiente.

SIG Raster

Ventajas: Organización simple de datos, la implementación de las operaciones de superposición es sencilla, cuando la variación espacial de datos es muy alta es la forma más eficiente de representación, facilidad en la realización de análisis, si se poseen muchas imágenes digitales es el formato más conveniente.

Desventajas: Gran volumen de almacenamiento, estructura de datos poco compacta, ciertas relaciones topológicas son de difícil representación, la salida gráfica es de poca calidad.

SIG Vectorial

Los mapas que gestionan están formados por puntos, líneas y polígonos. La calidad de representación es muy buena porque las líneas se forman a partir de puntos. Representa los objetos espaciales codificados de modo explícito, sin fronteras. Hay codificación continua de coordenadas, por eso se emplean números reales. Las líneas que actúan de frontera se representan mediante las coordenadas de los puntos o vértices que determinan los segmentos rectos que la forman. El elemento fundamental de la representación es la línea.

Funciones: digitalización, filtrado de líneas, transformación de coordenadas, localización de errores, georreferenciación, borrado selectivo, creación de topologías, creación de mapas raster, vectorización, corte y unión de redes de polígonos y arcos, tratamientos de mapas, análisis de imagen procedentes de sensores remotos.

SIG Raster

Los mapas están formados por píxeles. Trabaja con matrices de filas y columnas (organización de datos simple). En lugar de definir las fronteras de los objetivos, se registra y se almacena el interior y sus límites. Para obtener este tipo de codificación, se superpone al mapa una rejilla de unidades regulares en forma y tamaño, y en cada rejilla se registra el valor que el mapa analógico adopta.

Tipos de Filtrado

En el filtrado de mapas se trabaja generalmente con ventanas móviles de 3x3 celdas (5x5, etc.) y a la celda central de cada ventana se le asigna en el nuevo mapa un valor que suele ser una media ponderada o no de los valores de todas las celdas de la ventana.

• Suavizados: El resultado de esta operación es un suavizado de los valores temáticos del mapa original, que tiene como objetivo destacar las tendencias generales, eliminando las variaciones locales.
• Realces: Si en vez de resaltar tendencias generales, se quiere realzar detalles locales, se utilizan pesos negativos en los valores de las celdas vecinas. Se exageran las diferencias existentes en el mapa fuente entre la celda y las vecinas.