Curso gvSIG - MODULO 01

Curso de Introducción al manejo de GVSIG 1

CURSO DE INTRODUCCIÓN AL

MANEJO DE gvSIG

Unidad didáctica1:

"Construyendo nuestro SIG de escritorio"


INDICE DE CONTENIDOS

1. MÓDULO DIDÁCTICO I: CONSTRUYENDO NUESTRO ‘SIG DE ESCRITORIO’

UNIDAD 0. INTRODUCCIÓN UNIDAD 1.MODELO FUNCIONAL DE UN SIG ( 2 HORAS)

1.1.UNA SOLUCIONES ARQUITECTÓNICA DE UN SIG 1.2.LOS CLIENTES ‘SIG DE ESCRITORIO’

UNIDAD 2.DATOS GEOGRÁFICOS (5 HORAS)

2.1.NATURALEZA Y COMPONENTES DEL DATO GEOGRÁFICO 2.2.MODELOS DE ALMACENAMIENTO DEL DATO GEOGRÁFICO 2.3.SOLUCIONES DE ALMACENAMIENTO DEL DATO GEOGRÁFICO 2.4.SOLUCIONES DE ACCESO AL DATO GEOGRÁFICO

UNIDAD 3.IDE (INFRAESTRUCTURAS DE DATOS ESPACIALES) (3 HORAS) UNIDAD 4.METADATOS (5 HORAS)

4.1.SOFTWARE PARA GENERAR METADATOS

UNIDAD 5.INTRODUCCIÓN A GVSIG ( 3 HORAS)

5.1.¿QUÉ ES GVSIG Y QUÉ PODEMOS HACER CON GVSIG? 5.2.INSTALACIÓN DE GVSIG 5.3.INTERFAZ DE GVSIG

PRÁCTICAS : 2 HORAS

PRÁCTICA 1: BUSCAR Y CLASIFICAR GEOINFORMACIÓN PRÁCTICA 2: ORGANIZAR NUESTRO ‘ESCRITORIO SIG’

CUESTIONARIO DE EVALUACIÓN DURACIÓN: 20 HORAS COORDINADOR: FRANCISCO AGUAYO CANELA PROFESORADO: JUAN MOTILLA GUZMÁN, ESTHER DEL CORRAL ROMERO


MÓDULO DIDÁCTICO I:

CONSTRUYENDO NUESTRO ‘SIG DE ESCRITORIO’


0. INTRODUCCIÓN

Si nos centramos en la denominación del término Sistema de Información

Geográfica (SIG), la palabra "sistema" hace referencia a un conjunto de partes o

componentes interrelacionados entre sí.

En un Sistema de Información Geográfica estos componentes son los siguientes:

• El hardware. Equipos informáticos formados por ordenadores y sus periféricos

(monitor, escáner, dispositivos de almacenamiento de datos, impresoras,

trazadores, etc., también por los dispositivos de captura de la información

como estaciones totales, GPS, sistemas fotográficos instalados en satélites,

etc.).

• El software. Programas informáticos con funciones para visualizar, consultar y

analizar los datos geográficos y que pueden presentar una Estructura modular

o una Estructura integrada en otros sistemas de información al cual ofrecen

funciones especializadas como Subsistema integrado.

• El liveware. Es el componente vivo del sistema. Comprende a los usuarios del

sistema (dependiendo de su especialización tendrán un mayor grado de

exigencia del sistema) y a los datos geográficos (Geoinformación), que son la

información digital que representa el territorio y que debe mantenerse

actualizada ya que, de otro modo, todo análisis posterior sería erróneo.


En los SIG el componente Usuarios está formado por todo el personal de una

Corporación, como por ejemplo, por todos los técnicos de un Ayuntamiento y sus

oficinas de servicios municipales asociadas (Bomberos, Limpieza municipal,

Transporte público, etc.) que construyen y explotan la información geográfica

para la coordinación de cada uno de sus recursos. Este tipo de SIG adquieren el

carácter de SIG Corporativos y ese es el tamaño habitual de este tipo particular

de sistemas de información.

En esta ocasión, -y a lo largo del curso-, cada uno de nosotros individualmente

constituirá el componente Usuarios del SIG. Emplearemos como único hardware

un ordenador personal en vez de grandes sistemas de almacenamiento,

distribución e impresión cartográfica. Como Datos se empleará Geoinformación

disponible en Internet y como software utilizaremos gvSIG. Estos serán los

componentes del ‘SIG de escritorio’ que nos vamos a construir. Será de gran

utilidad para acercarnos a esta tecnología, objetivo que -de otro modo- sería

imposible sin estar introducidos en un Departamento o Servicio destinado a la

producción o explotación de información geográfica.


MODELO FUNCIONAL DE UN SIG

Cuando hablamos sobre SIG, a un público no iniciado en estas tecnologías de la

información, cada persona imagina de manera distinta en su mente aquello que

representa esta palabra. No se pretende ahora ser exhaustivos sobre los distintos

significados que este concepto puede presentar, pero se insistirá en la necesidad

de que analicemos el contexto donde se encuentre la palabra SIG para

comprender a qué se refiere exactamente.

Este apartado, con un enunciado aparentemente inocente: ‘Modelo Funcional de

un SIG’ pretende enumerar y describir el Modelo de las funciones del

‘componente software’ de los SIG. Vea que fácil es confundirse leyendo

bibliografía o documentos que tratan de SIG. Para ser correctos debía haberse

enunciado como: ‘Modelo Funcional Abreviado del Componente Software de los

Sistemas de Información Geográfica’. Pero todo se va simplificando, el mal uso

del lenguaje lo convierte en jerga y finalmente esta tonta costumbre nos lleva a

errores.

Es difícil, si no imposible, encontrar bibliografía en el mercado que tenga en

cuenta este problema y esté redactada correctamente. Tampoco aquí, observando lo

que nos rodea, alzaremos la espada de la ortodoxia lingüística en este campo de

manera que, es importante tener siempre presentes los componentes que forman

intrínsecamente los SIG (repasando el apartado anterior, para unos autores son

cuatro; usuarios, hardware, software y datos, para otros autores, tres; software,

hardware y livewire), y durante ese instante de la lectura que encontramos el

término SIG, incorporar la muletilla ‘componente software de los SIG’, componente

hardware de los SIG’, etc. allá donde el contexto lo solicite.


Volviendo al asunto de este apartado, el Modelo Funcional está formado por las

funcionalidades principales exigibles al componente software de los Sistemas de

Información Geográfica. Son al menos las siguientes:

• Funciones de captura de la información. Funciones que permiten adquirir y

depurar de errores tanto la información geográfica espacial como temática

preparándola para que pueda ser tratada por el ordenador.

• Funciones de gestión. Con ellas es posible la estructuración de la información

original en diferentes capas de información coherentes. Después podemos

extraer la porción de información que interesa en cada momento para

analizarla y consultarla de forma más eficiente.

• Funciones de análisis. Son las que confieren a un SIG su mayor potencialidad.

Facilitan el procesado de los datos, permitiendo extraer información no

presente a simple vista, generar nuevos datos y realizar simulaciones de

comportamientos basados en modelos del territorio. Esto supone una

inestimable ayuda en la planificación del territorio puesto que podemos saber

qué pasará cuando se produzca un determinado fenómeno antes de que ocurra.

• Funciones de salida. Permiten mostrar al usuario tanto los propios datos

incluidos en el sistema como el resultado de las consultas y análisis sobre ellos.

El formato será muy diverso, permitiendo mapas, gráficas, tablas, listados,

etc.

Una representación (ilustrada) del Modelo Funcional del un SIG


Soluciones arquitectónica de un SIG

Estas agrupaciones de Funcionalidades del componente software de los Sistemas

de Información Geográfica se solventan mediante la construcción de paquetes o

aplicaciones software.

Para describir la solución constructiva, en su conjunto, se emplean esquemas y

diagramas donde se representan los Paquetes de Software. Hoy en día se emplea

un modelo de arquitectura de “n-capas” más una capa de Servicios Web con

funcionalidad geográfica.

El conocimiento de la información existente, -tanto la geográfica como su

información subyacente asociada a cada elemento geográfico-, así como su

disponibilidad, llega a los usuarios a través del catálogo de metadatos y, de forma

mucho más resumida, mediante la consulta de la tabla de contenidos (ToC Table of

Content) que permite acceder a cada uno de los atributos de cada una de las Capas

de información geográfica. Ambas funciones se tratan con más detalle en los

apartados 2.2.2 y 2.2.9 del curso.


Respecto del mantenimiento de la información geográfica, existen perfiles de

actualización y mantenimiento con la responsabilidad de mantener la información

de su competencia de acuerdo a los protocolos establecidos.

Con el paso del tiempo, estos Paquetes de Software que forman el componen

software de los SIG, han ido aumentando en número al igual que la consolidación

tecnológica de las comunicaciones ha permitido el aumento de flujo de

información que manejamos.

Las Funcionalidades Comunes de los SIG (ver el apartado anterior), pueden ser

accedidas directamente por interacción directa con el Software Base del SIG o

bien embebidas en aplicaciones verticales de gestión (como el caso de

MOSAICO), donde el acceso a los servicios SIG están controlados directamente por

las propias aplicaciones.

Los servicios SIG comunes se ofrecen como Servicios Web (WebServices) de

funcionalidad geográfica, accesibles mediante protocolos de comunicaciones

estándar. Existe una organización internacional, conocida como Open

Geoespatial Consortium, (OGC) que estableció un estándar de facto para la

interrogación de este tipo de servicios web geográficos. Los servicios web de

funcionalidad geográfica más conocidos son:

• Servicio Web cartográfico que entrega imágenes planas: WMS

• Servicio Web cartográfico que entrega geometrías (líneas, puntos, ...): WFS

• Servicio Web cartográfico que entrega modelos 3D del terreno: WCS

• Servicio Web cartográfico que permite búsqueda de metadatos: CSW

Existen otros, pero estos son básicos y debe reconocerlos. Serán material de

evaluación en el examen.


Las Aplicaciones Software que acceden al Software Base del SIG son conocidas

como Clientes SIG y presentan las siguientes naturalezas:

• Clientes en estaciones de trabajo para operaciones de edición avanzada y

operaciones complejas. Conocidos en argot SIG como ‘Clientes SIG

Pesados’.

o ArcGIS-ArcVIEW 9.x

o ArcGIS-ArcEDITOR 9.x

o gvSIG con Extensiones de Análisis de Redes y Análisis Territorial

o Udig

• Clientes en equipos PC (Arquitectura Intel), para operaciones de

visualización, consulta y maquetación de salidas impresas. Conocidos como

‘Clientes SIG de escritorio’.

o Qsig.

o ARCVIEW 3.x sin ninguna Extensión instalada. Aunque es una

aplicación informática cercana a cumplir 10 años, sigue

presentando un comportamiento y velocidad de ejecución en sus

funciones de visualización y consulta de datos excelente).

o gvSIG sin ninguna Extensión instalada.

• Clientes ligeros consumidores de servicios Web. Conocido como ‘Clientes

WebMapping ligeros’. La ventana de GoogleMaps integrada en una página

Web es una aplicación Cliente WebMapping ligera. Para que estas

aplicaciones WebMapping funciones necesitan de la existencia de un canal

de comunicaciones (Internet en este caso), y de un Servidor Cartográfico

que le entregue la imagen en el encuadre y la escala solicitados por el

Clientes WebMapping ligero que se ejecuta sobre el Navegador Web del

Usuario.


o Aplicaciones Web-Mapping integradas en el navegador Web

o Aplicaciones Web-Mappling de representación 2D y 3D embebidas

como componentes dentro de el navegador Web.

o Utilidades y librerías en lenguaje propio de navegadores Web para

interrogar servicios de mapas.

• Son aplicaciones de software SIG similares a los Clientes WebMapping

Ligeros, pero operan sobre dispositivos móviles. Hoy en día se reparten

entre las arquitecturas internas de los distintos móviles del mercado. Todos

los fabricantes de SIG, desde Microsoft hasta ESRI, permiten la descarga

gratuita de este tipo de aplicaciones de software que acceden a sus

servidores cartográficos para obtener información geográfica.

o La Consejería de Medio Ambiente ha desarrollado ENEBRO, una

aplicación para PDA que permite además la generación y envío de

geometrías dibujadas sobre la pantalla de estos dispositivos. Está

desarrollada en JAVA.

• Aplicaciones verticales con funcionalidades SIG embebidas.

o Sistemas de información de gestión que acceden a funciones del

Software base del SIG y las integran en sus procesos internos para

obtener y producir nuevos datos.


Observe detenidamente la solución arquitectónica para el Sistema de Información

Geográfica de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir.

Arquitectura del Sistema de Información Geográfica de GHG

Intente localizar dónde se encuentran los Clientes de Escritorio gvSIG dentro del

Sistema de información.


Los Clientes de escritorio ‘SIG’

Esta denominación ‘Clientes de escritorio’ es resultado de una mala traducción y,

posiblemente, del mal uso continuado en publicaciones y foros. Es conveniente

que tengamos claro que ‘Desktop GIS Client’, es un eslogan comercial de final de

los años 90, empleado en el lanzamiento de un paquete de software llamado

ArcVIEW 3.0 de la empresa ESRI. Fue una revolución en su tiempo y con él se han

formado al menos dos generaciones de técnicos y geógrafos.

El conjunto de funcionalidades que contenía aquel paquete de software (ArcVIEW

3.0) se limitaba a la visualización de la información geográfica en formato

vectorial y en formato Ráster, sin aportar las funciones de geoprocesamiento

mínimas para solventar sencillos problemas de inter-visibilidad espacial con

modelos digitales, análisis de pendientes, etc. Dichas funciones se vendían en

módulos aparte, como extensiones que suponían triplicar el coste del propio

paquete base. De aquella carencia surgieron de nuevo con fuerza Clientes de

escritorio ‘SIG’ especializados en el manejo de información geográfica ráster

como: IDRISI y MIRAMON.

Más tarde surgió otro eslogan ‘Desktop GIS application’ que también ha

permanecido hasta hoy y se traduce habitualmente con la expresión ‘Cliente SIG

Pesado’ para hacer referencia a aplicaciones que requieren instalación en un

equipo de usuario final y que son capaces de acceder a todos los tipos de

Geoinformación y que entregan entre un 60% a 80% de las posibles funciones de

análisis de geoinformación existentes en la actualidad.

Indicar que este aumento de funcionalidades hacia el análisis geográfico

(conocidas en argot como funciones de Geoprocesamiento), supone una

encrucijada para los constructores de software y cada ‘Cliente SIG Pesado’

presenta una clara tendencia a desarrollar sus Funcionalidades SIG orientando sus

capacidades de análisis de datos geográficos hacia el tratamiento de formato

Ráster o hacia el formato vectorial.


Otras tendencias

Los distintos productores de software, tanto nacionales como internacionales,

han generado este tipo de paquetes de software de la gama ‘Clientes SIG de

escritorio’. Son interesantes desde un punto de vista comercial, pues existe un

único bloque funcional llamado Software Base para una implantación de un

Sistema de Información Geográfica, sin embargo, el número de ‘Clientes SIG de

escritorio’ que se ejecutan en los ordenadores personales de usuarios y técnicos

para acceder a este núcleo pueden llegar a ser realmente numeroso. De ahí su

interés para las casas comerciales.

Todos son productos muy válidos para las tareas de usuario, tanto avanzado como

experto. Pero es necesario repasar y confirmar los requisitos y los objetivos de

cada proyecto SIG que se ponga en marcha para controlar qué ‘Clientes SIG de

Escritorio’ empleamos para conectar al Sistema de Información Geográfica Base.


Hoy existen tres productos destacados dentro del mundo OpenSource de los SIG,

son:

En el bloque de ‘Software de Base SIG’ están:

• Degree

• GeoServer

En el apartado de los ‘Cliente SIG Pesados’

• gvSIG con sus Extensiones instaladas

• uDig

En el apartado de los ‘Cliente SIG de escritorio’

• QGis

• Kosmo

• y otros...

Sí surge la pregunta ¿y entonces qué es MapServer? indicar que MapServer no es

un Software de Base para un Sistema de información geográfica, es un servidor

especializado en generar y en prestar Servicios Web de Mapas. Es muy completo y

dentro del esquema de funcionalidades de un Sistema de Información geográfica

es capaz de cubrir simultáneamente el 80% de las funciones requeridas para las

aplicaciones software de la Capa de Servicios Web.


El ‘Cliente SIG de escritorio’ conocido como gvSIG es desarrollado por la

Generalitat Valenciana y la empresa IVER, con la colaboración de la Universidad

Jaume I. Es una Herramienta orientada al manejo de información geográfica. Se

caracteriza por una interfaz amigable, siendo capaz de acceder a los formatos

más usuales de forma ágil tanto Ráster como vectoriales, e integra en una ‘Vista’

datos tanto del disco local como datos remotos a través de servicios WEB que

cumplan los estándares WMS o WFS, e incluso del Servidor ArcIMS. La

incorporación de extensiones y de la Librería de análisis territorial SEXTANTE lo

convierte en un ‘Cliente SIG Pesado’ con funciones para análisis experto de

información geográfica.


Realizando una simplificación, no exenta de errores al ser imposible un

tratamiento epistemológico del problema de clasificación de los paquetes de

software, se genera esta tabla de ‘Clientes SIG de escritorio’ tipo gvSIG, en

comparación con el ‘Cliente SIG Pesado’ ArcGIS-ArcVIEW 9.2, según grupos de

funcionalidades. (Se ha calculado con las funciones que vienen en los paquetes

tal y como resultan de la instalación simple, es decir, sin ampliar estos software

con otras extensiones).

Funciones

/

Clientes

SIG

Captura

Datos

Geográf

icos

Captura

Datos

temátic

os

Depuración Fusión Análisis Salida

ArcGIS-

ArcInfo

100 % 100 % 100 % 100 % 90 % 100 %

AutoCAD-

MAP

90 % 50 % 100 % - 40 % 100 %

ArcGIS-

ArcVIEW

50% 50 % 50 % - 50 % 90 %

gvSIG 40 % 25% 25% 25% 50% 25%

ArcGIS-ArcINFO no es un Cliente SIG, es una aplicación de gestión integral de un

Sistema de Información Geográfica y en sus DVD de instalación se acompañan de

paquetes de software para la creación de Librarians y Coverages que permite la

creación de repositorios de datos. Estos subconjuntos de funcionalidades pueden

además ser controladas por un Lenguaje de programación que los automatiza,

formando un bus de funciones que permiten organizar y tratar la información

geográfica para su tratamiento por los Clientes SIG Pesados, los Servidores de

Mapas, los Clientes SIG de escritorio, etc.


En el año 2006, la versión de ArcGIS-ArcINFO 9.1 aportaba por encima de las 840

funciones distintas para realizar operaciones de; Captura, Depuración, Fusión,

Análisis y Salida impresa de la información. Su uso está destinado a expertos,

pues -aunque su interfaz actual es aparentemente idéntica a la del conocido

ArcGIS-ArcVIEW -y podría funcionar como tal-, su coste y mantenimiento sólo se

justifican si se encuentra sometido a una intensa utilización en manos de un

equipo humano correctamente formado.


2.DATOS GEOGRÁFICOS

Los Sistemas de Información Geográfica miden su potencia empleando tres

indicadores de su capacidad de cálculo en operaciones de:

• Consulta,

• Manipulación y

• Análisis de datos geográficos.

Los datos geográficos son la materia prima que permite a los SIG realizar análisis

espaciales o simulando el comportamiento de los fenómenos del mundo real. Para

comprender y mejorar los Sistemas de Información geográfica es necesario

conocer la naturaleza de estos datos geográficos, así como aspectos que van

desde su captura y almacenamiento hasta la detección y corrección de los

errores que se pueden cometer al trabajar con ellos.

Los datos geográficos se diferencian en un aspecto fundamental respecto de los

datos alfanuméricos al expresar la ubicación, la forma y el comportamiento de

un objeto en el territorio.

Para aquellas personas que han crecido en el paradigma de la programación

orientada a objetos la afirmación anterior les resultará muy familiar. Para el

resto de nosotros, todos los que nacimos en el mundo alfanumérico, necesitamos

un ejemplo:

Los datos alfanuméricos los imaginamos con esta estructura tabular: ID-Catastral FechaAlta Propietario Num-Portal Nom-Calle 938376 20060130 Antonio 16 Lejanía 188378 20010324 José 21 Lagos verdes 188379 19991210 Eduardo 2 San José Cada registro de la tabla anterior está compuesto de los distintos campos que

conforman el dato alfanumérico.


Los datos geográficos, asimilando la misma estructura tabular anterior, se

representarían así:

Parcela ID-Catastral

� 938376

� 188378

� 188379

Cada dato geográfico es un registro en la Tabla anterior. Lo que existe dentro del

campo ‘Parcela’ es la forma de la parcela. Se conoce como la Geometría. Pero

no nos precipitemos en sacar conclusiones. Lo que hay dentro de dicho campo es

forzosamente el plano de la parcela catastral pero puede estar almacenado como

relación de coordenadas, empleando una estructura vectorial, o puede ser una

imagen resultado de una fotografía desde una posición elevada sobre la parcela.


En ambos casos se trata del mismo objeto, de la misma parcela, pero empleando

métodos de almacenamiento de la información distintos que veremos en el

próximo apartado. Los Sistemas de Información Geográfica deben permitir a los

Usuarios interrogar y Analizar la información contenida dentro de ese tipo de

campo mediante un leguaje de Consulta que entregue información sobre su

Contorno (forma), su tamaño (Área), la proximidad con las parcelas adyacentes

(Comportamiento), distancia al hipermercado más próximo (Localización).

También es posible incluir en cada registro información alfanumérica acerca del

‘objeto-geometría’. En el ejemplo, este campo alfanumérico es la ID-Catastral.

Por el momento basta saber que un identificador en cada registro nos permite

establecer la Conexión con tablas externas para conocer, además el nombre del

propietario, la fecha de alta del inmueble, el tipo de cultivo que soporta, etc.

Bien comprendido esto, ya podemos continuar con el curso de Introducción a

gvSIG. En resumen:

• Los Datos Geográficos son registros de una tabla.

• Las Tablas contienen un único Campo de tipo Geometría donde se

almacena el Objeto Geográfico.

• Dentro del Campo Geometría se almacena la información sobre la

entidad geográfica con una estructura vectorial o en estructura Ráster

• Los SIG permiten interrogar estos Campos de tipo Geometría con un

lenguaje de Consulta que amplia las funciones del lenguaje clásico de

interrogación de bases de datos.

La manera en que la Ingeniería del Software ha solucionado el almacenamiento se

verá dentro de este mismo tema en próximos apartados. No es habitual introducir

dentro de un campo de una tabla una estructura Ráster para almacenar la forma

de una geometría, siendo más habitual encontrar una solución mixta de ‘puntero

hacia’ la posición y nombre del archivo gráfico que contiene la imagen.

Sin embargo, todo debe estar almacenado en archivos o en gestores de Bases de

Datos que soporten el tipo ‘Geometría’ para definir sus Campos.


.1.NATURALEZA Y COMPONENTES DEL DATO GEOGRÁFICO

Antes de abordar el modelo de almacenamiento veamos otros aspectos, como la

naturaleza y los componentes del dato geográfico. El dato geográfico

representa Entidades Espaciales que, pueden estar directamente condicionadas

por causas naturales o por la acción humana.

Se establece esta clasificación de estas Entidades en:

• Entidades naturales

• Entidades artificiales

Por ejemplo: la línea de demarcación administrativa que separa dos Municipios,

es una Entidad Geográfica Artificial. No existe desde una imagen de satélite,

sólo como elemento geográfico de gestión administrativa.

En cuanto a la naturaleza del propio dato geográfico, diremos que el dato

geográfico tiene una naturaleza dual, estando integrado por dos componentes:

• la componente espacial y

• la componente temática

La componente espacial vendrá dada por la entidad geográfica a la que se refiere

el dato geográfico (expresada como un conjunto de coordenadas en un mapa o

como conjunto de píxeles de una imagen fotográfica), mientras que la

componente temática será la parte descriptiva del dato geográfico y estará

formada por los atributos o información asociada a la entidad geográfica. En la

tabla adjunta del ejemplo, el campo ID-Castastral es sólo el ‘conector’ que

permite enlazar con la parte alfanumérica cada uno de los distintos datos

geográficos.



� 938376

� 188378

� 188379

Es indistinto que la componente temática se encuentre ‘encapsulada’ dentro de

la definición del dato geográfico o en un campo adjunto, pero por convenio y por

la gran dificultad que entraña producir datos geográficos, los datos geográficos

presentan su componente temática separada en un campo alfanumérico de forma

extrínseca y visible, para que sean los Usuarios quienes decidan con qué, cómo y

cuándo conectarlos.

A partir de esta última idea podemos decir que dentro de un SIG es posible tratar

la información geográfica de tres formas:

• Analizando únicamente la parte temática (como haríamos en una base de

datos corriente).

• Analizando únicamente la parte espacial, estudiando sus características

geométricas.

• Analizando de forma conjunta ambos componentes, siendo esta forma la

más útil y potente desde el punto de vista de la filosofía de trabajo de los

SIG.


Por último, diremos que un aspecto muy importante del dato geográfico son las

relaciones existentes entre las diferentes entidades geográficas -de

subconjuntos temáticos distintos-, debido a que ocupan posiciones espaciales

idénticas.

Esta posibilidad de enlace entre dos Tablas empleando el Campos tipo Geometría

de dichas tablas se llama UNIÓN ESPACIAL. Con esta funcionalidad de los

Sistemas de información geográfica se derivan otras funciones para extraer

conocimiento que, de otra forma, sería imposible obtener.


Georreferenciación

La primera componente del dato geográfico es la componente espacial, (dicho de

otro modo: el primer campo de la tabla donde se almacena el dato geográfico es

el campo de tipo geometria espacial, conocido como FDO Feature Data Object

(objeto de datos de la entidad)), el cual contiene la forma de cada una de las

entidades geográficas. Gracias a esta componente (campo FDO), podemos

contestar a preguntas como ¿cómo se relaciona una entidad geográfica con el

resto de entidades?


� 938376

� 188378

� 188379

Pero algo está oculto detrás de las propiedades de este Campo Geometría de la

entidad geográfica, -ya se encuentre éste en formato Vectorial o en formato de

imágenes-, y es su posición espacial con respecto al planeta Tierra. Sí dicha

información está embutida dentro de las Entidades Geográficas entonces puede

responderse a preguntas del tipo: ¿qué entidad se encuentra en una posición

determinada? o ¿qué entidades forman parte de una entidad geográfica mayor?

Esa información es la Georreferencia o de manera más precisa: esa información

es la referencia espacial de localización geográfica de la entidad geográfica.

Definimos entonces que: Georreferenciación es la acción y efecto de

Georreferenciar o de establecer una localización espacial a un objeto empleando

un sistema de referencia espacial preestablecido. Atención: al establecer una

localización espacial es necesario también definir antes un sistema de

posicionamiento. (Todos esperamos que se incorpore pronto al Diccionario de la

RAE).


Surge la idea entonces de clasificar los distintos tipos de información que se

almacenan o encapsulan dentro del campo de geometría de cada Entidad

Geográfica en:

• Información sobre su forma

• Información sobre su posición espacial respecto al planeta

• Información sobre el sistema de posicionamiento empleado

Pero parece que está incompleta... Más adelante se detalla esta carencia.

Existen dos tipos de georreferenciaciones: la denominada georreferenciación

directa y la georreferenciación indirecta.

La georreferenciación directa, consiste en la utilización de una red de

coordenadas establecidas a nivel global o terrestre (Sistema de Referencia

Espacial SRS), lo que además tiene la ventaja de mejorar la integración entre

diferentes datos geográficos ya existentes, pues coexisten bajo el mismo sistema

de coordenadas.

La georreferenciación indirecta tiene un carácter menos global que la directa.

Podemos decir que es una georreferenciación relativa, puesto que los elementos

se localizan en relación con un elemento dado que sí tienen una posición

conocida. Así por ejemplo la dirección postal de una persona tendría una posición

asignada, referida al número de puerta de una calle situada en un código postal

de una ciudad determinada y en un país determinado. Este tipo de

georreferenciación tiene bastantes aplicaciones para estudios de marketing,

sociología, economía, etc. y es necesario cuando surge la necesidad de localizar

espacialmente a personas o a bienes muebles que son móviles y que por tanto

sólo mediante georreferenciación indirecta puede ser geoposicionados. Realizar

georreferenciación indirecta se conoce normalmente como Geocodificar

direcciones, o sencillamente Geocodificación.


Topología

Es una rama de la matemática que estudia las propiedades de la figuras con

independencia de su tamaño o su forma. Si los Sistemas de Información

Geográfica almacenasen información topológica sobre la propiedad de las

geometrías, entonces sería posible analizar el comportamiento entre las

Entidades Geográficas. No todos los Software Base de SIG son capaces de calcular

y almacenar en el dato geográfico este tipo de relaciones.

De esta manera contamos con las funciones de comportamiento espacial y con

posibilidades de hallar patrones de comportamiento espacial de las entidades

geográficas: pueden estar contenidas en otras, o comparten límites con otras o

están conectadas a otras. Preguntas como ¿qué colegios se encuentran dentro de

este distrito?, ¿qué parcelas son colindantes a mi propiedad? o ¿qué propietarios

se verán afectados por el corte de una determinada tubería? se resuelven

teniendo en cuenta estas relaciones topológicas.

De manera concreta los SIG deben contar al menos con funciones de análisis

topológico de:

• Contigüidad o adyacencia: permite determinar qué polígonos son colindantes

a otro dado. Así pues, un polígono será contiguo o adyacente a otro cuando

comparta una parte de su contorno.

• Conectividad: permite recorrer una red de entidades lineales que están

conectadas entre sí. Una entidad lineal (arco en terminología SIG) está

conectada a otra cuando comparte uno de sus puntos extremos (nodo en

terminología SIG).

• Inclusión: permite determinar qué entidades se encuentran en el interior de

otras entidades.

• Proximidad: permite el cálculo analítico de la proximidad de dos entidades.


Se completan ahora los distintos tipos de información que se almacena dentro

del campo-geometría de cada Entidad Geográfica en:

• Información sobre su forma

• Información sobre su posición espacial respecto al planeta

• Información sobre el sistema de posicionamiento empleado

Y finalmente

• Información topológica o de comportamientos sobre sus propiedades

La información topológica, una vez almacenada de forma apropiada, va a

ayudarnos a automatizar determinados procesos como el cálculo de áreas,

caminos críticos entre dos puntos de una red, grado de achatamiento o índices de

esbeltez entre otros muchos acerca de la forma y la relación con otras entidades

geográficas de una manera eficiente.


2.2.MODELOS DE ALMACENAMIENTO DEL DATO GEOGRÁFICO

Los SIG deben ser capaces de almacenar y representar las entidades geográficas.

Existen básicamente dos maneras de recopilar la información geográfica y

almacenarla dentro de los sistemas informáticos. Estos dos modelos son el

modelo RÁSTER y el modelo VECTORIAL.

Básicamente, la diferencia estriba en la manera que cada modelo almacena la

información de las entidades gráficas. Mientras que en el modelo Ráster el

almacenamiento emplea una matriz de posiciones que adoptan el valor de la

entidad que discurre por una posición concreta, el sistema Vectorial almacena las

coordenadas de cada entidad geográfica.

Un ejemplo de utilización del Modelo Vectorial lo tenemos en los programas de

diseño asistido por ordenador (CAD) que manejan gráficos vectoriales. Los

programas de retoque fotográfico emplean el Modelo Ráster para manipular las

imágenes. El algoritmo que empleen para dicho modelo de almacenamiento dará

lugar a los distintos formatos de datos que existen en el mercado.

Desde hace varios años se trabaja intensamente para llegar a estándares que

permitan emplear algoritmos de almacenamiento, tanto del Modelo Vectorial

como del Modelo Ráster, que nos permitan compartir la información de una

manera eficiente y con una actitud planetaria.


Modelo Vectorial

En este modelo las entidades geográficas son almacenadas las coordenadas que

definen su geometría. Así, para elementos puntuales se almacenaría un par de

coordenadas, para objetos lineales un conjunto de pares de coordenadas y para

entidades poligonales, el conjunto de pares de coordenadas que definen el

contorno de dicho polígono.


Esta es la manera más básica de almacenar la información en un modelo

vectorial. Existen múltiples formas de almacenar las relaciones topológicas,

aunque la más extendida es la estructura denominada Arco-Nodo, basada en los

siguientes elementos:

• Arco: sucesión de segmentos rectos conectados siguiendo el mismo sentido que

se comportan como un único elemento. En otras palabras, sería la línea

definida entre dos puntos extremos con un número indefinido (0 a n) de

vértices intermedios.

• Nodo: Son los puntos inicial y final de un arco y el punto donde conectan tres o

más arcos. Los nodos de un arco marcan el sentido de dicho arco (según fueron

capturados los arcos).

Modelo Ráster

En este modelo, el espacio geográfico es dividido en sectores de forma regular

denominada comúnmente píxel. De esta forma se establece una malla

coordenada (con el origen en la esquina superior izquierda) de píxeles en la que

cada píxel va a tomar el valor de la información geográfica que se encuentre en

la posición del píxel.


Cuanto más pequeño sea el tamaño de píxel más precisa será la representación

de la información.

El propio hecho de que el píxel tenga un tamaño que puede ser mayor que el

elemento geográfico que ha de almacenarse, puede hacer que los elementos

geográficos sean "desplazados" de su posición real a posiciones "enteras" que son

las que ocupan los píxeles, lo cual redunda en su precisión.

En cuanto a la forma de almacenamiento de la información Ráster se basa en

almacenar los valores asociados a la posición de cada píxel. Entre los métodos

más utilizados para el almacenamiento de la información Ráster podemos citar

que los hay que almacenan los valores de la imagen (método exhaustivo) o

almacenan posiciones que sustituyen a conjuntos de píxeles del mismo valor, es

decir, comprimiendo la imagen Ráster.


Comparación entre modelos

Modelo Vectorial Modelo Ráster

Ventajas

Ocupa menos espacio de memoria

Precisión elevada en la definición

de entidades

El cálculo de magnitudes

geométricas

Representación adecuada de las

relaciones topológicas

Mejores salidas gráficas

Facilidad de captura

Estructura de datos simple

Sencillez en la manipulación y gestión de la

información

Es más barato para una misma extensión

Tienen un amplio conjunto de aplicaciones

Inconvenientes

Captura de datos más costosa

Estructura de datos más compleja

Mayor dificultad a la hora de

realizar ciertas operaciones

(Comparación de mapas)

Menor precisión en el cálculo de áreas y

longitudes Ocupan mayor espacio de

memoria

Dificultad de representar ciertas relaciones

topológicas


2.3.SOLUCIONES DE ALMACENAMIENTO DEL DATO GEOGRÁFICO

Los datos geográficos en formato Ráster se presentan en archivos de imágenes.

Cada uno de ellos emplea algoritmos distintos de compresión para paliar el

tamaño que alcanzan en disco estos archivos. Sin embargo, cuando estos archivos

de imágenes son presentados o impresos sobre nuestras Pantallas o en el Plotter,

es bueno recordar que la CPU de nuestro equipo o del Servidor Cartográfico -que

los ha leído- tuvo que expandir dicha información con el algoritmo inverso de

descompresión y colocarlo íntegramente en su memoria RAM antes de presentarlo

en estos dispositivos (pantalla o plotter), o antes de realizar cualquier función de

análisis espacial.

Formatos más habituales de almacenamiento de datos geográficos

Modelo Vectorial Modelo Ráster

En archivos

ESRI Shapefiles (SHP)

MapInfo Files (TAB/MID/MIF)

Geography Markup Language

(GML)

TIGER Files

Microstation Design Files (DGN)

National Transfer Format (NTF)

En directorios

ESRI Binary Coverages (ADF)

En BasesDeDatos

PostGIS / PostgreSQL Database

ORACLE + Oracle Spatial

Virtual Spatial Data

(ODBC/OVF)

En archivos

Tiff

JPEG, WMF, BMP, JPEG200, GIF, etc.

MrSID

En directorios

Realmente no existen. Aunque podría

decirse que las Librarians de ArcINFO o

los archivos de TILES (Mosaicos de

ortofotos) son una solución tipo mixta,

pues se trata de una tabla con punteros

a localizaciones en directorios o

Workspaces.

En BasesDeDatos

Campos tipo BINARIO del Gestor de bases

de datos. (No se suele emplear con

grandes archivos, pero existen SIG que


ESRI ArcSDE (SDE)

MySQL + Spatial para MySQL

tratan huellas digitales, perfiles faciales,

etc. con gran eficiencia. Utilizan

formatos como MrSID que se han

popularizado y se emplean en formatos

públicos, aunque su uso está restringido

bajo Licencia)

Ahora que ya conocemos el nombre de alguna de las soluciones de

almacenamiento de los datos geográficos recomendaremos el trabajo con

información Ráster cuando:

• Trabajemos con grandes extensiones de terreno y a pequeñas escalas.

• No requiramos precisiones muy altas para nuestros cálculos.

• Requiramos análisis periódicos.

Estas condiciones se dan en casos de estudios sobre recursos naturales, impacto

medioambiental, estudios regionales y globales sobre climatología, cálculo de

superficies afectadas por incendios, análisis del paisaje, etc.

Por el contrario, se recomendará trabajar con información vectorial cuando:

• Necesitemos altas precisiones en cálculos y definición de entidades.

• Necesitemos tener reflejadas complejas relaciones topológicas.

Estos criterios se dan en casos como la gestión catastral, planificación urbana

local, arqueología, etc. Sin embargo, debe destacarse que la Arqueología no es un

buen ejemplo, porque debe utilizar el modelo Ráster para encontrar patrones de

comportamiento en el terreno empleando fotografías del terreno realizadas

mediante vuelos (ortofotos), o fotografías en distintas longitudes de onda y en el

espectro de los Rayos-X que le muestran materiales y edificios a distintas

profundidades sin necesidad de realizar excavaciones. Al igual que la

Arqueologías otras disciplinas presentarán unos requisitos mixtos que exigirán al

Sistema de Información Geográfica elegido, que soporte adecuadamente todos los


modelos de almacenamiento y análisis de la información geográfica en distintos

formatos de almacenamiento.

Captura de información geográfica

Cuando trabajamos con SIG, el coste más alto, en tiempo y dinero, recae sobre la

captura y el mantenimiento (actualización) de la información geográfica. Los

datos son "materia viva" y deben ser mantenidos en estado de "óptima calidad",

tanto desde el punto de vista geométrico (adecuada exactitud posicional, exentos

de errores topológicos, etc.), temático (fiabilidad de la información temática,

asociación adecuada con los datos gráficos, etc.) como temporal (los datos han de

ser lo más recientes posibles y estar catalogados por series continuas y

comparables en le tiempo).

Por lo tanto debemos ser capaces de conocer de qué tecnologías y metodologías

disponemos para capturar la información geográfica y qué errores podemos

cometer en este proceso. Esto será un indicador fundamental de la calidad de

nuestros datos y por extensión, de la calidad de nuestros análisis y resultados al

trabajar sobre el SIG.

Fuentes de error

Los tipos de errores que podemos encontrarnos al trabajar con información

geográfica dentro del entrono de los SIG pueden ser de dos tipos:

• Los errores propios debidos al método de captura de los datos.

• Errores debidos a la manipulación de la información original por aplicación de

sucesivos procesos de análisis y transformación dentro del propio SIG.

Ambos tipos de errores pueden aplicarse tanto a la información gráfica como a la

información temática e influir directamente sobre la calidad final de los datos.


2.4.SOLUCIONES DE ACCESO AL DATO GEOGRÁFICO

Ahora veremos las soluciones para leer y escribir, esto es, las soluciones de

mantenimiento de los datos geográficos. El Mantenimiento implica funciones de

edición y consulta, pero se va a diferenciar entre Soluciones de Acceso y

Soluciones de Edición.

El mejor lugar donde están representadas estas Soluciones de Acceso es en la

Ventana de carga de capas de los ‘Clientes SIG de escritorio’ convencionales,

porque están especializados en funciones de acceso a todo tipo de datos

geográficos para su posterior representación e impresión.

Las Soluciones de Edición comienzan a entrar en el grupo de funciones avanzadas

con las que no cuentan los ‘Clientes SIG de escritorio’ y pertenecen

habitualmente a los ‘Clientes SIG Pesados’.

Ésta es la ventana de gvSIG para cargar Capas de información geográfica.

El acceso a la información geográfica contempla si el dato geográfico se

encuentra en:

• El sistema de ficheros. Ya sean estos,

o Imágenes Ráster o

o Archivos vectoriales o

o Directorios de Coverturas ArcINFO.

• Sobre un servidor que entrega entidades en formato vectorial, esto es, tipo

WFS.


• Sobre un servidor que entrega entidades en formato vectorial 3D, o sea, tipo

WCS.

• Sobre un gestor de Bases de Datos, donde existe una tabla que contiene las

geometrías.

• Sobre un servidor que entrega imágenes en formato Ráster, conocidos como

servidores WMS.

• Y si ha ampliado, el conjunto de fuentes de datos a los que es posible acceder

desde gvSIG con Extensiones, también podrá cargar datos geográficos en

formato imagen desde servidores ArcIMS de ESRI.


3.IDE (INFRAESTRUCTURAS DE DATOS ESPACIALES)

La historia de las infraestructuras de datos espaciales (IDE) (acrónimo en inglés

SDI), comienza con el entonces presidente norteamericano William J. Clinton, al

publicar en el año 1994 una orden presidencial para poner en marcha la

Infraestructura Nacional de Datos Espaciales de EEUU conocida como la (NSDI).

Puede consultarse en: http://www.archives.gov/federal-register/executive-

orders/pdf/12906.pdf

Executive Order 12906: COORDINATING GEOGRAPHIC DATA ACQUISITION AND

ACCESS: THE NATIONAL SPATIAL DATA INFRASTRUCTURE, signed by President Bill

Clinton on April 11, 1994, launched the initiative to create the NSDI. President

George W. Bush amended EO 12906 by issuance of Executive Order 13286 on

March 5, 2003.

Una de las fuentes de información importantes en esta área es: Comité

Federal de Datos Geográficos (The Federal Geographic Data Committee FGDC).

El Comité Federal de Datos Geográficos es un comité interdepartamental que

promueve el desarrollo coordinado, utilización, compartición, y distribución de

datos geoespaciales de la Cartografía Nacional Base. En la dirección de Internet:

http://www.fgdc.gov/

Desde entonces hubo una serie de salidas en falso en Europa, intentando

seguir el modelo americano, pero existía una dificultad adicional: la necesidad de

soportar una comunidad de proveedores y usuarios mucho más diversa, por las

diferencias obvias de nacionalidad, cultura, política, idioma, etc.

Después de varios intentos fracasados (el

más llamativo, GI2000) de crear una normativa

oficial europea sobre el tema, por fin, en el mes

de julio de 2004, la Comisión Europea consiguió

la admisión a debate parlamentario europeo del

borrador “DIRECTIVA DEL PARLAMENTO EUROPEO

Y DEL CONSEJO por la que se establece una

infraestructura de información espacial en la

Comunidad (INSPIRE)”. La documentación se

encuentra en: http://inspire.jrc.it


Sin embargo, antes de la aparición de aquel borrador de 2004, los representantes

de la comisión europea y expertos medioambientales y de la información

geográfica de todos los estados miembros, habían estado redactando

documentos, diseños, y recomendaciones sobre el contenido y la forma de

construir las IDE’s con el objetivo de poder publicar, en forma de la directiva

INSPIRE, las ‘reglas de juego’ que aseguren que las IDE’s locales y nacionales

puedan formar algún día piezas de un único puzzle

El borrador fue el apoyo definitivo para impulsar una serie de iniciativas de IDE’s

a varios niveles:

• Nacional (IDEE), Infraestructura de datos espaciales Española

• En las CCAA (destacándose Cataluña, Galicia, Andalucía, Navarra y la

Comunidad Valenciana),

• A nivel de Gobierno Local (la pionera IDE de Zaragoza)

• Y algunas diputaciones y grandes municipios.

Todos con el mismo objetivo: maximizar el acceso a los datos geográficos a los

usuarios, minimizando así la duplicación de esfuerzo e inversiones.


Definición de IDE

Una definición, entre varias posibles, de una IDE, es la del recetario de la

iniciativa global sobre IDE’s, GSDI ( Global Spatial Data Infraestructure) traducido

por el grupo Mercator de la UPM (Universidad Politécnica de Madrid)

http://www.gsdi.org/pubs/cookbook/recetario_es0515.pdf

“Se suele usar el término "Infraestructura de Datos Espaciales" (IDE) para indicar

la acumulación importante de tecnologías, normas y planes institucionales que

facilitan la disponibilidad y el acceso a datos espaciales. La IDE provee una base

para el descubrimiento de datos espaciales, con evaluación y aplicación para

usuarios y proveedores a todos los niveles gubernamentales, para el sector

comercial, instituciones no lucrativas, sector académico y público en general.”

(p. 7)

Y en la misma página matizan:

“Una IDE tiene que ser más que una serie única de datos o una base de datos;

una IDE incluye datos y atributos geográficos, documentación suficiente

(metadatos), un medio para descubrir, visualizar y valorar los datos

(catálogos y cartografía en red) y algún método para proporcionar acceso a

los datos geográficos. Además, debe haber servicios adicionales o software para

permitir aplicaciones de los datos. Para hacer funcional una IDE, también debe

incluir los acuerdos organizativos necesarios para coordinarla y administrarla

a escala regional, nacional y transnacional.”


¿Cuál es el fin de una IDE?

Es notable que la orden Clinton, comience destacando los beneficios que una IDE

aporta a los usuarios finales de la información geográfica. Dice:

“La información geográfica es crítica para promover el desarrollo económico,

mejorar la preservación de nuestros recursos naturales, y proteger el medio

ambiente.”

En este sentido la IDE es comparable con otras infraestructuras más conocidas,

como por ejemplo las de transporte de electricidad o gas ya que estas se trazan

por el beneficio del desarrollo económico en general, no por el beneficio sólo de

la industria eléctrica.

Por otro lado hay una diferencia clave entre esas otras infraestructuras y las

IDE’s: mientras que las primeras suministran un producto consumible y finito, las

IDE’s transportan información digital, la cual no se gasta y se puede duplicar con

facilidad y repartir a múltiples consumidores de forma simultánea.

Para ilustrar la idea, preguntamos:

“¿Porque rehacer una cartografía digital a escala 1:10.000 de una zona de

Andalucía, cuando estos datos ya existen en la base de datos (asequible en

Internet) del Instituto Cartográfico de Andalucía?”


En este ejemplo la IDEAndalucia de la Comunidad Autónoma de Andalucía,

facilitaría:

1. El descubrimiento de la existencia de estos datos

2. El acceso a sus descripciones detalladas o metadatos

3. En muchos casos, (donde además se encuentre configurado un visor

cartográfico), una vista preliminar a los datos y las cartografías

4. Y finalmente, podría dar acceso directo a la base de datos a través de un

sistema de e-comercio.

Para poder llegar a la implementación de esta visión de la IDE, que facilite una

variedad de posibilidades para mejorar el acceso a, o compartir, datos

geográficos, hay que plantear cuáles son los componentes básicos que habrá que

poner en marcha.

Puede visitar la IDE de Andalucía en:

http://andaluciajunta.es/IDEAndalucia/IDEA.shtml


4.METADATOS

La definición más habitual de los metadatos es la que dice que son “datos sobre

los datos”.

Describen el contenido, la calidad, la condición y otras características de los

mismos. Ayudan a una persona a localizar y entender los datos espaciales

disponibles. En definitiva, se debe pensar en los metadatos espaciales como en

una leyenda, mucho más detallada que la del mapa en formato papel, que

describe a las personas que han producido los datos, las fuentes documentales

utilizadas en la producción, los atributos que poseen los datos, la fecha de

publicación, el sistema de referencia, la frecuencia de mantenimiento.

INSPIRE menciona que los metadatos han de ser mantenidos al día por una

autoridad responsable de los datos, y han de presentar un perfil compatible con

el estándar de metadatos ISO19115 (obligatorio dentro de INSPIRE).

Los metadatos que los describirán son creados y almacenados en formato de texto

(XML). Cada texto de descripción de metadatos pertenece a una fuente de datos

espacial (llamadas datasets en la documentación en inglés).


Principales usos de los metadatos

Invertir en organización y mantenimiento de los datos.

Los metadatos ayudan a que la inversión de las organizaciones en los datos sea

segura. A medida que se produce un cambio de personal o el tiempo pasa, la

información sobre los datos de una organización se pierde y los datos pueden

perder su valor.

Proporcionar información a catálogos de datos y GeoPortales.

Las aplicaciones de sistemas de información geográfica a menudo requieren

muchos tipos (categorías de temas) de datos. Pocas organizaciones pueden

permitirse crear todos los datos que necesitan. A menudo los datos creados por

una organización también pueden ser usados por otras. Haciendo disponibles los

metadatos a través de catálogos de datos y “geoportales”, las organizaciones

pueden encontrar datos para usar y colaboradores con quien compartir

colecciones de datos y esfuerzos de mantenimiento, así como potenciales

consumidores de sus datos.

Los comités centrales están dirigiendo el desarrollo de las Infraestructuras de

Datos Espaciales Global y Nacional de modo que los productores de datos puedan

proporcionar metadatos a otros usando Internet. Los gobiernos regionales están

haciendo lo mismo, en el tercer nivel del conjunto geográfico, creando IDE’s

regionales que, si están construidas siguiendo los estándares internacionales,

podrán encajar entre ellas como las piezas de un puzzle, siendo posible cubrir las

necesidades locales y al mismo tiempo ayudar a la creación de la IDE Nacional.

Proporcionar información para ayudar a la transferencia de los datos.

Los metadatos deberían acompañar la transferencia de un conjunto de datos. El

metadato ayudará a la organización receptora de los datos a procesar e


interpretar los datos, a incorporarlos a su dominio y a actualizar los catálogos

internos que describen los datos de su dominio.

Niveles de metadatos

Los metadatos pueden usarse a diferentes niveles:

1. Metadatos de descubrimiento

¿Qué conjuntos de datos contienen la clase de datos en que estoy interesado?

Esto habilita a las organizaciones a conocer y publicitar qué posesiones de datos

tienen.

2. Metadatos de exploración

¿Contienen suficiente información los conjuntos de datos como para permitir

hacer un análisis sensato para mis propósitos?

Esta es documentación a proveer con los datos para asegurarse de que otros los

usan correcta y juiciosamente.

3. Metadatos de explotación

¿Cuál es el proceso por medio del cual se obtienen y utilizan los datos que se

requieren?

Esto ayuda a los usuarios finales y a las organizaciones proveedoras a almacenar,

volver a utilizar, mantener y archivar con efectividad sus posesiones de datos.


4.1.SOFTWARE PARA GENERAR METADATOS

Ha venido siendo habitual utilizar la herramienta ArcGIS ArcCatalog de ESRI,

basada en el estándar ISO 19115 para la generación de MetaDatos. Así se comenzó

la tarea de documentar los datos en algunos de los centros productores de

cartografía digital de la Junta de Andalucía.

Posteriormente, con motivo del mayor interés por las IDE, se dieron a conocer

otras herramientas y se consideró realizar un análisis de las ventajas e

inconvenientes de utilizar la herramienta de libre distribución que el Instituto

Geográfico Nacional estaba desarrollando para la IDE Española, el CatMDedit,

frente a ArcCatalog.

Como principales ventajas:

• CatMDEdit tiene una mayor interoperabilidad con otras IDE que utilicen la

misma herramienta (entre ellas la IDE española). Esta interoperabilidad está

entendida en cuanto a que cualquier cambio en los estándares ISO 19139 e

ISO19115-2 (todavía no definitivos) que pudiera repercutir en la herramienta,

será cambiado en un corto plazo de tiempo, y los mismos inconvenientes que

podamos tener en la catalogación, serán encontrados en otras comunidades.

Por otro lado, ArcCatalog utiliza actualmente una versión desfasada del

estándar ISO19115, lo que significaría que los metadatos creados con dicha

herramienta no serán entendidos por otras herramientas con la versión

actualizada del estándar.

• La herramienta CatMDEdit aporta tesauros, con un interfaz amigable para su

utilización. ArcCatalog, aunque dispone de un apartado para introducir

palabras clave y especificar los tesauros de donde proceden (cuando proceden

de alguno), no aporta ningún tesauro en la herramienta, teniendo que realizar

una búsqueda en Internet o en otras bases de datos, lo que ralentiza el proceso

de creación de metadatos.

• Esta herramienta es muy extensa y recoge la mayoría de los metadatos de la

norma ISO19115, resultando, por lo tanto, muy precisa.


Como principales inconvenientes:

• No hay una relación directa de los datos con los metadatos. En ArcCatalog hay

algunos metadatos que se actualizan automáticamente según son actualizados

los datos.

• Esta falta de relación directa entre los datos y los metadatos hace que en la

versión simple de la herramienta CatMDEdit (la que se distribuye desde el IGN),

no se pueda extraer automáticamente cierta información de los datos, como

las coordenadas límite, el sistema de referencia y el sistema de coordenadas,

los conjuntos de caracteres de los datos y de los metadatos, etc.

• El CatMDEdit resulta una herramienta complicada en cuanto a la diversidad de

campos que hay para completar, mientras que el editor de ArcCatalog contenía

menos campos de información, y además no mostraba la información que

extraía directamente de los datos.

La versión actual, (septiembre de 2007) presenta notables mejoras. Puede

descargarse en:

http://sourceforge.net/services/project_services.php?project_id=120326


5.INTRODUCCIÓN A GVSIG

gvSIG se presenta como un Cliente pesado de escritorio para explotación de

Sistemas de Información Geográfica. Es multiplataforma y desarrollado como

software libre. gvSIG va más allá de los proyectos desarrollados hasta la

actualidad, convirtiéndose en una potente herramienta de gestión de información

geográfica, desarrollado bajo los estándares internacionales y que garantiza su

interoperabilidad.

El proyecto gvSIG

gvSIG es un proyecto que surge por iniciativa de la Generalitat Valenciana

(gobierno local), a través de la Conselleria de Infraestructuras y en el que

participan la Universidad Jaume I realizando las tareas de supervisión, con el

objetivo de que el desarrollo siga todos los estándares internacionales (Open

Geospatial Consortium) e IVER Tecnologías de la Información S.A., empresa

ganadora del concurso y que lleva el peso del desarrollo


Arquitectura del proyecto

El proyecto tiene tres partes claramente diferenciadas:

1.- ANDAMI: Aplicación base extensible mediante "plugins". Se encarga de crear

las ventanas, cargar y gestionar las extensiones, seleccionar el "look & feel"

adecuado, habilitar el inicio de la aplicación mediante "Java Web Start",

inicializar el idioma de la aplicación, etc. Esta aplicación es totalmente genérica,

y sirve como semilla a cualquier aplicación MDI (MDI son aplicaciones que

presentan ventanas hijas contenidas dentro de una ventana principal de la

aplicación).

2.- FMAP: Librería de clases que permite crear aplicaciones GIS a medida. Incluye

un núcleo interno ("core") con los objetos de bajo nivel necesarios para su

funcionamiento (entidades JTS (Java Topology Suite) y entidades Java2D

modificadas) + los conversores adecuados y un conjunto de objetos para trabajar

con esas entidades. Dentro de esta librería encontramos clases para leer y

escribir los formatos soportados, dibujar los mapas a las escalas adecuadas,

asignar leyendas, definir simbologías, realizar búsquedas, consultas, análisis, etc.

Los "drivers" (lectores/escritores) de formatos se incluyen dentro de este

apartado.

3.- GUI: Extensiones a la aplicación base que contienen además todo lo necesario

para interactuar con el usuario. En esta librería de clases encontraremos la mayor

parte de cuadros de diálogo que utiliza la aplicación final, así como las clases de

soporte a esos cuadros de diálogo. Por ejemplo, aquí se encuentran los

formularios para asignar leyendas, crear mapas, definir escalas, etc.


Descripción técnica (lenguaje de desarrollo, librerías utilizadas...) de gvSIG

• Propósito: Cliente avanzado SIG de consulta, edición y creación de planos.

• Lenguaje de desarrollo: Java 100 % + algunas librerías externas para el acceso

a formatos propietarios como ECW o MrSid.

• Multiplataforma: Funciona en sistemas Windows, Linux, Mac… etc. (Siempre y

cuando esté instalada la máquina virtual java adecuada).

• Licencia GNU GPL

• Multilingüe. Soporta internacionalización de manera nativa, y es muy fácil

crear nuevas traducciones del programa.


5.1.¿QUÉ ES GVSIG Y QUÉ PODEMOS HACER CON GVSIG?

El programa gvSIG está orientado al manejo de información geográfica. Se

caracteriza por una interfaz amigable y sencilla, con capacidad para acceder a los

formatos más usuales (ráster y vectoriales). gvSIG además es capaz de integrar

datos en una vista, tanto locales como remotos, a través de un origen WMS (Web

Map Service), WFS (Web Feature Service) WCS (Web Coverage Service) O JDBC

(Java Database Connectivity).

¿Quién puede usarlo?

Está orientada tanto a usuarios finales de información de naturaleza geográfica,

sean profesionales o de administraciones públicas (ayuntamientos, diputaciones,

consejerías o ministerios) como a posibles desarrolladores que gracias a la

extensibilidad el proyecto, puedan ampliar las funcionalidades de la aplicación,

así como desarrollar aplicaciones totalmente nuevas a partir de las librerías

utilizadas en gvSIG (siempre y cuando cumplan la licencia GPL).

¿Qué licencia tiene?

gvSIG está licenciado con la licencia GNU GPL (General Public License) con la

intención de garantizarle la libertad de compartir y modificar el Software para

asegurar así de que se trata de Software libre para todos los usuarios. GNU GPL es

una licencia registrada por la Free Software Foundation, allí puedes encontrar

todos los aspectos que recoge esta licencia.

Está orientado a usuarios finales de información geográfica, profesionales o

personal de Administraciones Públicas (Ayuntamientos, Diputaciones, Consejerías

o Ministerios). También resulta de especial interés para los ambientes

universitarios, debido a su componente I+D+I

(Investigación+Desarrollo+Innovación).


La aplicación es de código abierto, con licencia GPL (General Public License o

licencia pública general) y gratuita. Se ha hecho especial hincapié desde sus

inicios, en que gvSIG sea un proyecto extensible, de forma que los desarrolladores

puedan ampliar las funcionalidades de la aplicación fácilmente, así como

desarrollar aplicaciones totalmente nuevas a partir de las librerías utilizadas en

gvSIG (siempre y cuando cumplan la licencia GPL).


5.2.INSTALACIÓN DE GVSIG

A lo largo del curso se empleará la versión gvSIG 1.1.1, de 21 de diciembre de

2007.

Todos trabajaremos con la misma versión durante el curso. De esa forma no habrá

incompatibilidades para compartir y corregir las prácticas.

Deben descargar esta versión desde:

http://www.gvsig.gva.es/fileadmin/conselleria/images/Documentacion/

descargas/ficheros/11/gvSIG-1_1_1-windows-i586-withjre.exe

Su tamaño ronda los 68.8 MBytes y son necesarios Privilegios de Administrador

Local de la Máquina para poder realizar una instalación correcta.


5.3.INTERFAZ DE GVSIG

El Interfaz de gvSIG proporciona los elementos necesarios para comunicarnos con

el programa.

El interfaz de gvSIG se compone de una ventana principal en la que se sitúan las

distintas herramientas y ventanas secundarias que conforman los documentos

propios del programa, tal y como veremos en los siguientes puntos.

Antes de conocer los distintos documentos y herramientas es necesario conocer

la interfaz de gvSIG, cuanto más familiar te resulte la misma, más fácil será

orientarte en los temas siguientes.


1 Barra de título: se encuentra en la parte superior de la ventana de gvSIG.

Contiene el nombre del programa, en este caso “gvSIG” y el nombre del proyecto

una vez salvado.

2 Casillas con las que poder maximizar o minimizar la ventana activa del

programa, o bien cerrarlo completamente.

3 Ventana principal: Espacio de trabajo, donde encontrar las distintas ventanas

que nos muestran el “Gestor de proyectos” y los distintos documentos propios

de gvSIG.

4 Barra de menús: Aquí podemos encontrar agrupadas en forma de menús y

submenús algunas de las funciones que gvSIG puede realizar.

5 Barra de herramientas: contiene los iconos de los comandos más usuales. Es

la forma más fácil de acceder a ellos. Haciendo clic y arrastrando, podemos

mover de su posición inicial las barras de herramientas, siendo flotantes. No es

necesario memorizar el significado de cada uno de los iconos, con situar el

puntero sobre ellos aparecerá inmediatamente una casilla con la descripción de

su función. Se trata simplemente de una casilla de información rápida.

6 Barra de estado: proporciona información sobre coordenadas y distancias.


Ventana de Preferencias de gvSIG 1.0.2

La ventana de preferencias le permite personalizar gvSIG. Puede acceder a la

ventana de preferencias mediante dos formas. Desde la barra de menús

“Ventana/Preferencias”

o mediante el botón de la barra de herramientas “Preferencias”.

Esta es la ventana de preferencias.


Carpetas

A lo largo del Curso, emplearemos estas carpetas para alojar los proyectos y los

datos geográficos. Configure estos valores tal y como aparecen en la imagen.

Firewall/PROXY

Si se conecta a través de un proxy puede establecer aquí los parámetros de

conexión para que gvSIG los utilice. Confiemos que no tenga que configurar esta

pantalla. En el FORO le daremos toda la ayuda necesaria. Tiene un Botón de

comprobación de conexión a Internet en la página anterior.


VISTAS

Las vistas son documentos de gvSIG que permiten añadir capas. Por favor,

configure el valor EPSG como 23030, de esa forma trabajaremos todos en el

sistema de referencia espacial ED50 y en con la Proyección UTM en el Huso 30

Norte.


Ya tienes preparado el ‘SIG de escritorio’

Y con esto has terminado de configurar, no sólo gvSIG por completo, sino un mini

Sistema de Información Geográfica con Información Geográfica y con Acceso a

cientos de servidores cartográficos repartidos por todo el planeta. Y todo ello en

tu propio escritorio.

Nos será de una gran utilidad para realizar las prácticas y para entrar

adecuadamente en el Mundo de los Sistemas de Información Geográfica.

Notificada la conclusión de las prácticas 1ª y 2ª puedes realizar el examen del

primer módulo didáctico del Curso: introducción a gvSIG: software OpenSource

para tratamiento de Geoinformación.


Extensión de funciones de gvSIG

Este apartado queda fuera del objetivo marcado en este curso de Introducción a

gvSIG, pero resultaba incompleto si no se indicaban las extensiones más

importantes que se pueden añadir a gvSIG para extender sus funciones.

Indicar que, ninguna parte del material de este apartado será objeto de

examen parcial ni final en este curso.

Encontrará información completa en: http://www.gvsig.gva.es/index.php

Funciones de Análisis territorial con SEXTANTE

La versión 1.0.2 con la que se desarrolla el curso puede ejecutar Análisis

territorial con las Librerías de SIG SEXTANTE (Sistema Extremeño de Análisis

Territorial) ©Junta de Extremadura, 2007

Funcionalidades de análisis Ráster y vectorial para gvSIG.

Pueden encontrarlo en: http://www.sextantegis.com/Descargas.htm

Funciones de gestión de Sistemas Espaciales de Referencia con Extesión JCRS

V 0.1

Extensión para el manejo de Sistemas de Referencia de Coordenadas:

Nuevos repositorios de CRS: EPSG, IAU2000

Transformaciones EPSG

Transformaciones por fichero Rejilla


Se ha incluido en el núcleo, en la versión de 21 de septiembre de 2007

A partir de la versión de 21 de septiembre, está extensión ha quedado incluida

dentro del núcleo de gvSIG, por lo que no será necesario instalarla como

extensión de funcionalidades.

Función de acceso a servidores ArcIMS para gvSIG

Acceso a servidores ArcIMS. Permite añadir capas a las Vistas.

http://www.prodevelop.es

Funciones de acceso a ORACLE como Cliente JDBC Oracle Spatial para gvSIG

Prodevelop S.L. ha mejorado y ampliado la extensión extJDBC y ha añadido el

driver para el acceso a información geográfica en bases de datos Oracle.

http://www.prodevelop.es


TRABAJOS PRÁCTICOS


Práctica 1ª: Buscar y clasificar Geoinformación

Sigan los siguientes pasos. Es necesario empezar a construir nuestro pequeño ‘SIG de escritorio’ para seguir con el curso. Tenemos que hacernos con herramientas Software, pero lo principal es contar con Datos Geográficos y con Datos Tabulares que nos lleven a comprender los siguientes apartados del curso. Esta práctica está dedicada a enseñarle como conseguir Cartografía Digital en formato FICHERO y conocer Fuentes de información geográfica disponibles en Internet. A continuación aprenderá como clasificarla y ordenarla adecuadamente y como preparar nuestro escritorio cartográfico. Estos datos son ofrecidos por el Instituto de Cartografía de Andalucía de la Consejería de Obras Públicas y Transportes de la Junta de Andalucía. 1. Desde un navegador, descarguen el Mapa Topográfico de Andalucía a Escala 1:1.000.000. Esta

Cartografía es entregada por el Instituto de Cartografía de Andalucía a través de su página Web.

a. Consejo: busque en la web de la Consejería de Obras Públicas y Transporte de la Junta de Andalucía.

b. Descargue todo el MODELO de DATOS del Mapa Topográfico de Andalucía

1:1.000.000. Es conocido como MTA1M c. Es posible que encuentren un error en la descarga de la Capa de películas de agua

(capa de Hidrología Poligonal). Intente solventar el error observando lo que le falta a la dirección de descarga en Internet. Sí no, ven al Foro, allí tienes la solución...

Recuerde, descargue sólo la zona rallada en verde


d. Se encontrará con la siguiente relación de archivos.

Resultado de las descargas: 11 archivos .ZIP

e. Lea e intente memorizar los encabezados marcados en Negrita del modelo de datos geográfico que acaba de descargar. Será necesario que lo repase más adelante. Estúdielo con detenimiento. Es muy útil comprender la estructura de organización de los datos geográficos que el Instituto de Cartografía de Andalucía aplica al Modelo Topográfico a escala un millón.

Modelo de datos del Mapa Topográfico de Andalucía escala 1:1.000.000

1. Relieve

1.1. Relieve de Andalucía

• RL6-1500.jpg (capa en formato Ráster)

2. Hidrología superficial

2.1. Red hidrográfica (línea)

• HS1-1500.shp • Descripción de códigos • H2 Río • H3 Arroyo • H4 Rambla • H5 Caño

2.2. Superficies de agua (polígono)

• HS2-1500.shp • Descripción de códigos • H7 Lámina de agua


3. Sistema urbano

3.1. Núcleos de población (polígono)

• SU1-1500.shp • Descripción de códigos: • U1 Cabecera municipal • U2 Núcleo secundario • U3 Urbanización • U10 Polígonos industriales

3.2. Núcleos de población (punto)

• SU2-1500.shp • Descripción de códigos: • U5 Centroide de cabecera municipal • U6 Centroide de núcleo secundario • U7 Centroide de urbanización

4. Vías de comunicación

4.1. Red de carreteras

• VC1-1500.shp • Descripción de códigos: • V1 Eje autopista o autovia RIGE • V2 Eje autovía básica • V3 Eje autovía intercomarcal • V4 Eje autovía secundaria • V5 Eje carretera RIGE • V6 Eje carretera red básica • V7 Eje carretera red intercomarcal • V8 Eje carretera secundaria

4.2. Red ferroviaria

• VC3-1500.shp • Descripción de códigos: • V10 AVE • V11 Vía doble • V12 Vía normal

4.3. Sistema portuario

• IO1-1500.shp • Descripción de códigos: • Puerto

4.4. Sistema aeroportuario

• IO3-1500.shp • Descripción de códigos:


• O3 Aeropuerto

5. División administrativa

5.1. Límites administrativos (línea)

• DA01-1500.shp • Descripción de códigos: • A1 Límite municipal • A2 Límite provincial • A3 Límite autonómico • A4 Límite internacional • A5 Límite de costa

5.2. División administrativa (polígono)

• DA2-1500.shp • Descripción de códigos: • A6 Municipio • A7 Otras Comunidades Autónomas • A8 Otros territorios • A9 Mar

Esto es todo. Nos vemos en el Foro para comentar las posibles incidencias durante la instalación.

No es necesario que envíe una captura de la pantalla. Notifique sencillamente que ha finalizado la Práctica 1º por el correo interno de la Plataforma de Formación. .

Práctica 2ª: Organizar nuestro ‘escritorio SIG’ Primera parte: Preparar los datos geográficos Ahora resulta necesario que realice una de las funciones más importantes a ejecutar en todo sistema de información geográfica: la organización de los datos geográficos. Por el momento no contamos con una BASE DE DATOS para almacenar las capas del Modelo MTA 1:1.000.000 que acabamos de descargar, por lo tanto, emplearemos otra base de datos “más cercana”: nuestro disco duro.


Siga estos pasos para la consecución de la Práctica 2ª. Crearemos una imagen de DIRECTORIOS y SUBDIRECTORIOS idéntica para que todo el grupo de participantes en el curso podamos intercambiar posteriormente nuestros proyectos gvSIG. 1. Desde un EXPLORADOR, genere la siguiente estructura de directorios.

2. Observe bien el gráfico: se ha creado un directorio curso-gvSIG con dos directorios; home e ig 3. A continuación se ha creado una árbol de directorios \cder\mta\1m\ccaa\


¿Es necesaria esta estructura?

No, esa sería la respuesta más cómoda. Realmente no es necesaria. Sin embargo, desde un punto de vista didáctico, es correcto que nos acostumbremos a ser muy organizados en lo que a información geográfica se refiere cuando no contemos con un Administrador de Bases de Datos Geográficas que nos prepare y nos mantenga los datos y el acceso a los mismos. Esta estructura permitirá separar los datos geográficos y almacenarlos con pulcritud en un lugar lógico del disco local de usuario, llamado: C:\curso-gvSIG\ig\cder\mta\1m\ccaa\ Su significado es el siguiente: \ig = Información geográfica \cder = Cartografía derivada \mta = Mapa topográfico de Andalucía \1m = Escala de restitución 1:1.000.000 \ccaa = Ámbito territorial abarcado, Comunidad Autónoma A continuación, descomprima en dicho directorio todos los archivos de capas del modelo topográfico conseguidos en la Práctica 1ª.

Emplee para ello WinZIP. Este es el aspecto final que persigue esta Práctica 2ª, dedicada a la ordenación de DATOS GEOGRÁFICOS. El directorio debería contener 51 archivos.


Para terminar la primera parte de la práctica, y con la pantalla mostrando el directorio con los archivos listados, realice la siguiente operación: Saque una foto de su escritorio (Mayús. + ImrPant). Arranque Paint (inicio-programas-accesorios-paint), copie la foto (Ctrl + V) y salve el archivo como JPG (Archivo-Guardar como- Formato JPEG). Envíelo por el Correo interno de la plataforma de formación a su Tutor como archivo adjunto.

Segunda parte: Instalar gvSIG 1.1.2

Al finalizarla este apartado contaremos con un Software SIG de escritorio realmente potente y útil para aprender. Se ha intentado dar el máximo número de detalles para realizar la

instalación de gvSIG sin problemas. Será necesario que cuente con privilegios de Administrador Local de la Máquina. Consulte con su Administrador de Sistemas. No se desespere sí algo no funciona a la primera Sin embargo, en el mundo de la casuística de tipos de hardware que tenemos los usuarios, pretender que se alcance el objetivo de instalación “sin problemas” en todas las situaciones es sencillamente imposible. No olviden emplear el Foro y el Correo. Entre todos podemos ayudarnos a solventar este proceso inicial y necesario para la correcta ejecución de las prácticas 3ª a la 7ª del curso.


Este curso se ha realizado empleando la versión gvSIG 1.1.2 (la ultima versión estable disponible) Todos trabajaremos con la misma versión durante el curso. De esa forma no habrá incompatibilidades para compartir / corregir las prácticas. Descarguen la versión del curso (gvSIG 1.1.2), desde: http://www.gvsig.gva.es/fileadmin/conselleria/images/Documentacion/descargas/ficheros/11/gvSIG-1_1_1-windows-i586-withjre.exe

Su tamaño ronda los 69 MBytes y son necesarios Derechos Administrativos en la máquina para poder instalarlo correctamente. Solicite a su Administrador de Red que le instale la aplicación en su equipo, o que le conceda durante unos minutos el privilegio de ser Administrador Local de la Máquina para finalizar la instalación.

Sí se encuentra en su casa, es muy posible que sea Administrador Local de la Máquina, por lo que el paso anterior no es necesario realizarlo.

En la secuencia de Instalación, confirme que ‘DESEA COMPROBAR.....’ los requisitos de la aplicación. De esta forma se instala las librerías JAVA adecuadas.


Una vez creado el ICONO sobre el Escritorio Windows, compruebe que su Cliente gvSIG funciona correctamente realizando doble clic sobre él o mediante el acceso clásico a través de:


INICIO -> Todos los programas -> Gva -> GvSIG

Pantalla inicial de gvSIG 1.0.2

Nos vemos en el Foro para comentar las posibles incidencias durante la instalación.

No es necesario que envíe una captura de la pantalla de la instalación de gvSIG. Notifique sencillamente que ha podido instalar gvSIG. Es necesario para continuar con el Curso.

Curso gvSIG - MODULO 01

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