Geografía aplicada estudios_ambientales_iii

Universidad del Caribe, Cancún, Quintana Roo, México

26 y 27 de mayo – 2 y 3 de junio 2005

Taller de Geografía Aplicada a

Estudios Ambientales

Datos Espaciales y su

Representación

¿Dato Espacial?

• Origen

– Cartográficos

(Croquis, Mapas,

Cartas, Planos)

– Digitales

– Tabulares (Cuadro de

construcción)

– Referenciales

• Tipo de

representación

– Vector

– Raster

Tipos de Representación

• Plano– Cuenta con dimensiones

– Cuenta con forma

– Cuenta con escala

– No esta referido a un sistema geográfico de coordenadas

– Tiende a perder confianza cuando su proporción es afectada por el elipsoide de la tierra

– Representa un fin arquitectónico o ingenieril

• Mapa– Cuenta con dimensiones

– Cuenta con forma

– Cuenta con escala

– Esta referido a un sistema geográfico de coordenadas

– Cuenta con Datum que le da validez en todos sus segmentos dentro de los limites del mismo.

– Representa la tierra.

– Se puede integrar a otros mapas.

• Croquis– Representación no formal del

territorio

Raster

• Arreglo matricial

limitado, organizado

en renglones y

columnas.

• Celda: unidad mínima

de una matriz que

incluye al menos un

valor y cuenta con un

número de renglón y

de columna.

• Imágenes de Satélite

• Fotografía digital

• Modelos Digitales del

Terreno

• Imágenes

Datos Espaciales• Datos Vectoriales

– Punto: es el atributo que se puede representar con un par de valores numéricos ordenados y representan una localización en el espacio.

• Estaciones meteorológicas

• Postes

• Elevaciones

• Puntos de control geodésicos

– Línea: Atributo espacial definido por la secuencia de por lo menos dos pares de coordenadas.

• Limite de propiedad

• Curva de nivel

• Eje de calle

• Línea de agua

– Área: es una colección de líneas con por lo menos tres puntos conectados entre sí formando una unidad cerrada donde el primero y último punto cuenta con el mismo par de coordenadas.

• Poligonal

• Límite de construcción

• Unidad de Vegetación

RESUMEN DE OBJETOS ESPACIALES EN

SIG

• Mapa de puntos

• Mapa de segmentos

• Mapa de polígonos

• Mapa de Raster píxeles

• Tablas

• Único par de coordenadas X, Y

• Serie de coordenadas X, Y

• Líneas cerradas definen áreas

• Filas (row)/ columnas (Col) y

• Para almacenar datos en formato

tabular

Comparación Raster / Vector

• Raster

– Ventajas

• Es una estructura de datos simple.

• Las operaciones de superposición de mapas se implementan de forma más rápida y eficiente.

• Cuando la variación espacial de los datos es muy alta el formato raster es una forma más eficiente de representación.

• El formato raster es requerido para un eficiente tratamiento y realce de las imágenes digitales.

• Vector

– Ventajas

• Genera una estructura de datos más compacta que el modelo raster.

• Genera una codificación eficiente de la topología y, consecuentemente, una implementación más eficiente de las operaciones que requieren información topológica, como el análisis de redes.

• El modelo vectorial es más adecuado para generar salidas gráficas que se aproximan mucho a los mapas dibujados a mano.

Comparación Raster / Vector• Raster

– Desventajas• La estructura de datos raster

es menos compacta. Las técnicas de compresión de datos pueden superar frecuentemente este problema.

• Ciertas relaciones topológicas son más difíciles de representar.

• La salida de gráficos resulta menos estética, ya que los límites entre zonas tienden a presentar la apariencia de bloques en comparación con las líneas suavizadas de los mapas dibujados a mano. Esto puede solucionarse utilizando un número muy elevado de celdas más pequeñas, pero entonces pueden resultar ficheros inaceptablemente grandes.

• Vector– Desventajas

• Es una estructura de datos más compleja que el modelo raster.

• Las operaciones de superposición de mapas son más difíciles de implementar.

• Resulta poco eficiente cuando la variación espacial de los datos es muy alta.

• El tratamiento y realce de las imágenes digitales no puede ser realizado de manera eficiente en el formato vectorial.

Origen de los Datos

• Impresos

– Normalmente planos

– No cuentan con

referencias espaciales

– Requieren establecer

puntos de control

• Fuentes legales

– Son referidos atributos

no permanentes no

identificables.

– Responden a un

régimen legal

• Captura

– Escaneo o fotografiado

– Selección de puntos de control

– Conversión a vectores

• Digitalización o Vectorización

• Georrefenciación

Origen de los Datos

• CAD– Normalmente en un

sistema métrico.

– Respeta las distancias.

– Rotado para facilitar impresión.

– Generalmente no georreferenciado.

• Conversión– Orientación

– Georreferenciación

– Limpieza

– Clasificación

– Conversión

– Si es topográfico mayor a 10 km requiere su captura en un software geográfico.

Origen de los Datos

• Geográficos

– Divididos en capas

(layers)

– Incluyen datos

espaciales y bases de

datos

• Conversión

– Reproyección

GIS o CAD ?• CAD

– Ejes cartesianos

– Para imprimir

– Generación de planos

• GIS– Ejes cartográficos

– Para analizar

– Generación de mapas

Georreferenciar Datos• Georreferenciación:

– Proceso mediante el cual se logra una definición geográfica precisa de la ubicación de puntos, líneas y polígonos presentes en un mapa o foto, gracias a la correlación de éstos y sus respectivos representados en un sistema de coordenadas reales.

Georreferenciar Datos

• Responde a una definición previa de la expresión geográfica destino

• Requiere de correlación de puntos confiables para la correlación de los originales

• Requiere correspondencia en expresión espacial de ambas fuentes

• Puede lograrse con:– Datos ya georreferenciados

– Levantamiento de campo• Topográfico

• GPS

GPS• El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento

Global (aunque se le suele conocer más con las siglas GPS su nombre más correcto es NAVSTAR GPS)

• Es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual permite determinar en todo el mundo la posición.

• Sistema de Posicionamiento Galileo, es un Sistema global de navegación por satélite desarrollado por la Unión Europea (UE), con el objeto de evitar la dependencia de los sistemas GPS y GLONASS, entre otros motivos porqueel sistema de defensa americano (GPS),de carácter militar, se reserva la posibilidad de introducir errores de entre 15 y 100 metros en la localización y si hay algún accidente debido a estos errores no hay ningún tipo de responsabilidad.

Red GPS• Sistema de satélites: Formado

por 24 (4 mas de reserva) unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosadas a sus costados.

• Estaciones terrestres: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.

• Terminales receptores: que nos indica la posición en la que estamos, conocidas también como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.

GPS MUY SIMPLIFICADO

• El GPS es un radiotransmisor y un radio muy eficientes

• El receptor GPS funciona midiendo su distancia de los satélites, y usa esa información para calcular su posición.

• Esta distancia se mide calculando el tiempo que la señal tarda en llegar al receptor. Conocido ese tiempo y basándose en el hecho de que la señal viaja a la velocidad de la luz, se puede calcular la distancia entre el receptor y el satélite.

• Toda lectura GPS esta sujeta a las condiciones ambientales.

TIPOS DE EQUIPOS GPS

• Por receptor:– Secuenciales

– Continuos

– Múltiplex

• Método de funcionamiento– Correlación de código

– Análisis de frases de la portadora

• Resolución– Métricos

– Submétricos

– Estacionario

Funciones del GPS

• Setup– Definición de los patametros de funcionamiento del GPS: Uso Horario,

Unidades, Proyección, Sistema de Coordenadas, Datum

• Position– Funcion de definir la posicion donde se toma la lectura

• Waypoint– Capacidad de almacenar en una base de datos una posición determinada

• Track– Registro y graficado del recorrido generado con el GPS funcionando

• Route– Función de establecer dos o mas punto para realizar un recorrido, basados en la

base de datos de Waypoints.

• Compas– Brujula digital basada en el ulltimo segmento de recorrido, indicando el Norte

real o magnetico.

• Bearing– Sistema de navegación para llegar a un punto determinado en relación a la

posición inmediata.

Fuentes de Error• Debido al carácter militar del

sistema GPS, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos se reserva la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio que puede variar de los 15 a los 100 metros. La llamada Disponibilidad selectiva (S/A) fue eliminada el 2 de mayo de 2000.

• Aunque actualmente no aplique tal error inducido, la precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Sin aplicar ningún tipo de corrección y con ocho satélites a la vista, la precisión es de 6 a 15 metros; pero puede obtenerse más precisión usando sistemas de corrección (Ej: DGPS).

• Retraso de la señal en la ionosfera y troposfera.

• Señal multirruta, producida por el rebote de la señal en edificios y montañas cercanos.

• Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.

• Número de satélites visibles.

• Geometría de los satélites visibles.

• Errores locales en el reloj del GPS.