Ingeniera Informtica
Localizacin de reas prioritarias de actuacin para la ubicacin de
cortafuegos usando software libre GIS: gvSIG, SEXTANTE y
PostGIS
Alumno: Oscar Lozano Caadilla Dirigido por: Jess de Diego Alarcn
Proyecto fin de carrera Curso 2007-2008 Semestre de otoo
Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera
Oscar Lozano Caadilla
INDICE1. Resumen 2. ndice de contenidos 3. Introduccin 3.1.
Objetivos 3.2. Planificacin 3.2.1. Tareas y actividades 3.3.
Incidencias y plan de contingencia 3.4. Producto obtenido 3.5.
Descripcin de captulos 4. Sistemas de Informacin Geogrfica 4.1.
Historia 4.2. Definiciones 4.3. Funcionalidad de un SIG 4.4. Flujo
de trabajo 4.5. Aplicaciones de un SIG 4.6. El dato geogrfico 4.7.
Modelos de representacin 4.7.1. Modelo vectorial 4.7.2. Modelo
Raster 4.7.3. Cul es el mejor modelo 4.8. Captura de informacin
geogrfica. Errores 4.9. Sistemas de coordenadas 5.
PostgreSQL/PostGIS 5.1. Introduccin 5.2. Historia 5.3.
Caractersticas 5.4. Justificacin 6. GvSIG/SEXTANTE 6.1. Introduccin
6.2. Historia 6.3. Caractersticas 6.4. Justificacin 7. Metodologa a
usar 7.1. Tcnicas 7.2. Clculo de la calidad del medio 7.2.1.
Anlisis de los usos del suelo 7.2.2. Anlisis de la clasificacin y
rgimen jurdico de los montes 7.2.3. Anlisis de la red de espacios
naturales 7.2.4. Anlisis de asentamientos urbanos 7.2.5. Obtencin
de la capa de calidad del medio 4 5 6 7 7 7 10 11 11 12 12 13 16 16
17 18 20 21 23 25 27 28 30 30 30 31 32 33 33 33 34 36 37 37 38 38
40 42 44 46
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera7.3. Clculo del riesgo potencial de incendio
7.3.1. Anlisis de la peligrosidad estadstica 7.3.2. Anlisis de la
peligrosidad de incendio 7.3.3. Obtencin riesgo potencial de
incendio 7.4. Clculo de escenarios de actuacin 8. Diseo flujo de
datos
Oscar Lozano Caadilla47 47 49 50 51 52 54 54 56 57 57 59 62 63
64 65 65 66 71 73 75 76
9. Localizacin de reas prioritarias 9.1. Calculo del rea de
influencia de carreteras 9.2. Calculo del rea de influencia de ros
9.3. Calculo del rea de influencia de la frontera de Catalua 9.4.
Unin de reas de influencia 9.5. Obtencin de reas prioritarias
10.Resultados Mapas 10.1. Mapa uno 10.2. Mapa dos 11.Programacin
extensin gvSIG 11.1. Incidencias 11.2. Requerimientos y
configuracin del entorno de desarrollo 11.3. Programar una extensin
11.4. Compilar y generar una extensin 12.Conclusin
13.Bibliografa
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1. ResumenLocalizacin de reas prioritarias de actuacin para la
ubicacin de cortafuegos usando software libre GIS: gvSIG, SEXTANTE
y PostGIS. Los eventos catastrficos ligados a los incendios
forestales causan anualmente cuantiosas prdidas tanto econmicas
como, en ocasiones, en vidas humanas. Los SIG (Sistemas de
Informacin Geogrfica) son utilizados de forma habitual tanto en la
prevencin como en la gestin de este tipo de eventos una vez
comenzados. El presente proyecto se centrar en la aplicacin de los
SIG en la prevencin de los incendios forestales en Catalua. En
concreto en la localizacin de zonas ptimas para la instalacin de
cortafuegos, mediante la utilizacin de los programas libres gvSIG y
SEXTANTE, adems de la base de datos (BDD) espacial
PostgreeSQL/PostGIS.
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2. ndice de contenidosFigura Pgina14 14 17 18 19 20 21 22 23 23
28 29 35 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 48 49 49 50 51 52 54
55 56 57 57 58 59 60 61 62 67 67 68 69 69 69 70 71 73 74 26 38
42
Figura 1 Relacin entre elemento geogrfico e informacin temtica
Figura 2 Relacin entre los componentes de un SIG Figura 3 Flujo de
trabajo en un SIG Figura 4 Componente espacial componente temtico
Figura 5 Relaciones topolgicas Figura 6 Modelo raster vs. Modelo
vectorial Figura 7 Representacin de objetos vectoriales Figura 8
Relacin Estructura arco-nodo Figura 9 Representacin en pixeles.
Figura 10 Relacin pxel precisin. Figura 11 Ejemplos de proyecciones
Figura 12 Divisin en zonas segn la proyeccin UTM Figura 13
Arquitectura de GvSIG Figura 14 Matriz proteccin del medio/riesgo
potencial de incendio Figura 15Capa vectorial de usos del suelo
Figura 16Capa raster de usos del suelo categorizada en 4 clases
Figura 17Capa vectorial clasificada segn la titularidad de los
bosques Figura 18Capa raster con la titularidad de los bosques
Figura 19Capa vectorial de espacios naturales protegidos Figura
20Capa raster de espacios naturales protegidos reclasificada Figura
21Capa vectorial de ncleos urbanos Figura 22Capa raster de
presencia de ncleos urbanos Figura 23Capa raster Calidad del medio
Figura 24Capa raster de peligrosidad estadstica de incendios Figura
25Capa vectorial de municipios Figura 26Capa raster de peligrosidad
estadstica Figura 27Capa vectorial de peligrosidad de incendio por
simulacin Figura 28Capa raster de peligrosidad de incendio Figura
29Capa raster de riesgo potencial de incendio Figura 30Capa raster
con escenarios de actuacin Figura 31Flujo de datos para la
aplicacin de la metodologa propuesta Figura 32Clculo de rea de
influencia mediante geoproceso Figura 33Capa vectorial de las zonas
de influencias de carreteras Figura 34Capa vectorial de las zonas
de influencias de ros Figura 35Capa vectorial de las zonas de
influencias de frontera Figura 36Herramienta de Geoproceso Unin
Figura 37Capa raster de zonas de influencias Figura 38Capa raster
con zonas de actuacin prioritaria Figura 39Capa vectorial con zonas
de actuacin prioritaria atendiendo a los criterios seleccionados
Figura 40Capa vectorial con las siete mayores zonas de actuacin
prioritaria marcadas en negro Figura 41Capas WMS aadidas Figura
42Entorno de desarrollo Eclipse con Workspace de gvSIG Figura
43Compilacin de gvSIG Figura 44Ejecucin de gvSIG Figura 45Aadir
proyecto desde SVN Figura 46SVN de SEXTANTE Figura 47Proyectos de
SEXTANTE disponibles en SVN Figura 48Compilacin proyectos SEXTANTE
Figura 49Incorporacin de plantilla para nuevos proyectos de
extensin SEXTANTE Figura 50Compilacin de nueva extensin SEXTANTE
Figura 51Ejecucin de gvSIG con la extensin de ejemplo de SEXTANTE
Tabla 1 Tabla de comparacin modelo Vectorial vs. Modelo Raster
Tabla 2Tabla de categorizacin de los usos del suelo Tabla 3Tabla de
categorizacin de los espacios naturales protegidos
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3. IntroduccinEl objetivo de este proyecto fin de carrera (PFC)
es la localizacin de reas prioritarias de actuacin para la ubicacin
de cortafuegos usando software libre GIS: gvSIG, SEXTANTE y
PostGIS. La correcta planificacin de las reas de cortafuegos
permite una actuacin rpida, eficaz y segura a los medios de
extincin a la hora de enfrentarse con grandes incendios forestales.
A continuacin se describe la estructura del documento, comenzando
con una introduccin a los SIG, en la cual se expondr su evolucin,
tipos y estructuras de datos espaciales as como conceptos y
definiciones propios de los SIG. Posteriormente se describir la
base de datos (BD) espacial usada en la elaboracin del proyecto:
PostgreSQL/PostGIS. Respecto a esta base de datos justificaremos su
uso, centrndonos en sus caractersticas ms relevantes.
Adicionalmente nos ocuparemos del software GIS a utilizar en el
proyecto, gvSIG y SEXTANTE. De igual manera que haremos con el
software de BD justificaremos su uso, comentaremos sus
caractersticas ms relevantes y como nos ayudara en la elaboracin
del resultado final del proyecto. Finalmente se abordara la tarea
de localizar los emplazamientos ms idneos para la construccin de
elementos de ruptura o cortafuegos que mediante un fraccionamiento
del territorio permitan minimizar la superficie potencialmente
afectada por incendios forestales en Catalua. La localizacin de
estos emplazamientos estar priorizada de forma que se responda
adecuadamente tanto al riesgo potencial de incendio forestal como a
la calidad del medio a proteger. En particular, para efectuar la
localizacin de los elementos de ruptura se analizaran los
siguientes aspectos: Anlisis del medio a proteger: Teniendo en
cuenta la presencia o no de ncleos de poblacin, los distintos
espacios naturales protegidos, los distintos usos del suelo as como
la categorizacin de los bosques segn el rgimen de montes. Anlisis
del riesgo potencial de incendio: Teniendo en cuenta la
peligrosidad estadstica por cada municipio as como la peligrosidad
de incendio obtenida mediante simulaciones.
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Proyecto Fin de Carrera 3.1. ObjetivosEl siguiente PFC tiene como
objetivos:
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Conocer qu es un SIG y manejar las tareas ms habituales de
anlisis. Acceder y manejar diferentes orgenes de datos (shapes,
bases de datos espaciales, servicios WMS,) tanto en formato
vectorial como raster. Familiarizarnos con el entorno
gvSIG/SEXTANTE, as como con la base de datos espacial PostGIS.
Obtener, empleando las herramientas anteriores, una cartografa en
la que se reflejan las prioridades en la ubicacin de cortafuegos en
Catalua.
3.2. PlanificacinLa realizacin del PFC se planifico en las
siguientes actividades: 3.2.1 Tareas y actividades Las tareas se
descomponen segn las actividades (se indica la duracin prevista en
horas): 1 Definicin del proyecto. 1.1 Documentacin inicial, revisin
de las comunicaciones del tutor, obtener documentacin disponible en
el aula. 1 hora. 1.2 Leer el enunciado, y obtener referenciada en
el enunciado. 2 horas. documentacin siguientes
1.3 Obtener software segn indicaciones del enunciado. 1 hora. 2
Plan de trabajo 2.1 Leer documentacin referente a la elaboracin del
plan de trabajo, ejemplos, etc. 3 horas. 2.2 Buscar bibliografa,
tanto la recogida en el enunciado como bibliografa adicional. 1
hora.
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2.3 Redactar ndice de contenidos del borrador del plan de
trabajo. 2 horas. 2.4 Redactar contenido del borrador del plan de
trabajo. 5 horas. 2.5 Planificacin de las tareas, definir los hitos
de acuerdo al calendario de entregas. Establecer calendario de
trabajo, teniendo en cuenta la disponibilidad. 6 horas. 2.6
Establecer los posibles riesgos e incidentes, elaborando los planes
de accin. 3 horas. 2.7 Finalizar el borrador, antes de su entrega,
realizar un repaso exhaustivo. 2 horas. 2.8 Enviar el borrador al
tutor del proyecto. 2.9 Efectuar las correcciones sugeridas.
Repasar de nuevo el documento. 18 horas. 2.10 Efectuar entrega del
plan de trabajo.
3 Documentacin SIG 3.1 Obtener documentacin, enfocada a aprender
de manera genrica los componentes y el funcionamiento de un SIG. 2
horas. 3.2 Redactar documentacin sobre el estudio anterior,
mencionar conceptos relativos al modelado de datos, cartografa y
geodesia, sistemas de coordenadas, proyecciones, etc. 5 horas. 3.3
Revisar la documentacin. 2 horas. 4 Instalacin y documentacin BDD
PostgreeSQL/PostGIS 4.1 Obtener documentacin sobre el proceso de
instalacin, asegurarse de cumplir los requisitos
(hardware/software). 3 horas. 4.2 4.3 4.4 Realizar instalacin. 1
hora. Documentar funcionalidad de la herramienta. 16 horas. Revisar
la documentacin. 2 horas.
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5 Instalacin y documentacin gvSIG/SEXTANTE 5.1 Obtener
documentacin sobre el proceso de instalacin, asegurarse de cumplir
los requisitos (hardware/software). 1 hora. 5.2 5.3 5.4 Realizar
instalacin. 2 horas. Documentar funcionalidad de la herramienta. 20
horas. Revisar la documentacin. 2 horas.
6 Diseo del SIG 6.1 Definir la metodologa a usar, basndose en
los datos del enunciado, para la generacin de la cartografa. 14
horas. 6.2 Establecer la base cartogrfica, siguiendo las
indicaciones del enunciado, teniendo en cuenta las fuentes de
informacin espacial y vectorial. 15 horas. 6.3 Diseo del flujo de
datos siguiendo la metodologa propuesta. 10horas. 6.4 Programacin
de la extensin en gvSIG/SEXTANTE (Java) que permita la ejecucin del
flujo de datos anterior. 30 horas. 6.5 Elaboracin del mapa que
muestre la localizacin de las reas de actuacin prioritaria. 10
horas. 6.6 Redactar documentacin. 5 horas. 6.7 Revisar
documentacin. 2 horas. 7 Realizar memoria 7.1 Integrar la
documentacin realizada en la memoria, de acuerdo a la estructura
presentada en el plan de trabajo. 20 horas. 7.2 Redactar
conclusiones. 12 horas 7.3 Revisar estructura de la memoria.
ndices, captulos, introduccin, etc. 4 horas.
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7.4 Revisar de forma exhaustiva la memoria, prestando atencin a
la ortografa sintaxis y semntica de la redaccin. 5 horas. 8
Realizar presentacin 8.1 Seleccionar los memoria a incluir en
inclusin de figuras, comprensin frente horas. contenidos ms
relevantes de la la presentacin. Prestar atencin a la esquemas y
grficos que faciliten la a excesiva presencia de texto. 15
8.2 Construir presentacin mediante PowerPoint. 15 horas. 8.3
Revisar presentacin. 3 horas. 9 Participacin en debate virtual 9.1
Durante el periodo de debate virtual, permanecer lo mas atento
posible a el espacio de debate, de forma que se puedan responder
las preguntas de manera rpida.
3.3. Incidencias y plan de contingenciaDesde la planificacin del
PFC se estableci un plan de contingencia para paliar posibles
incidencias que afectasen la ejecucin del proyecto tal y como se
planific, este plan cubra las siguientes incidencias:
Averas o incidencias en Hardware (PC Standard UOC) Coincidencia
con entregas de otras asignaturas Periodos de mayor dedicaron
laboralSin embargo, se ha producido una incidencia que no estando
planificada si ha afectado a la ejecucin del proyecto. Formaba
parte de la planificacin del PFC el desarrollo de una extensin en
gvSIG/SEXTANTE que permitiese la ejecucin del flujo de datos
utilizados en gvSIG de forma automtica (tarea 6.4 con 30 horas de
dedicacin), sin embargo, a pesar de haber dedicado un nmero
superior de horas, no ha sido posible desarrollar dicha extensin.
El motivo por el cual no ha sido posible efectuar el desarrollo ha
sido la falta de documentacin, no solo del entorno de desarrollo
sino de la propia estructura con las que estn creadas las
extensiones de SEXTANTE. Despus de mucho esfuerzo, incluyendo la
dedicacin del tutor del proyecto, ha sido posible documentar la
correcta configuracin del entorno de desarrollo necesario para
poder efectuar el desarrollo de extensiones SEXTANTE as como su
estructura.
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En el plan de contingencia no se haba previsto que al trabajar
con software libre pudiera ser que no existiese documentacin (bien
por ser un software novedoso, desarrollado recientemente, o bien
por ser de los primeros, exceptuando a los propios desarrolladores
del SIG, que acometan esta tarea). Finamente, puesto que no ha sido
posible desarrollar la extensin, se ha incluido en el proyecto en
su lugar la documentacin necesaria para en el futuro facilitar
dicho desarrollo. Describiendo tanto la configuracin del adecuado
entorno de desarrollo como la compresin de la estructura usada por
los desarrolladores de gvSIG/SEXTANTE en las extensiones del
SIG.
3.4. Productos obtenidosFinalmente, tras realizar las tareas
descritas en la planificacin, se obtendrn uno o varios mapas en los
que se apreciarn las reas prioritarias de actuacin para la ubicacin
de cortafuegos segn la metodologa propuesta. Dichos mapas se
consideran el producto final del PFC, su obtencin ser posible
mediante un SIG, en este caso gvSIG.
3.5. Descripcin de captulosEl presente proyecto se puede dividir
en cinco partes claramente diferenciadas en sus correspondientes
captulos. En el capitulo Introduccin se establecen la justificacin,
los objetivos y la planificacin efectuada para la realizacin del
PFC. El capitulo dedicado a los sistemas de Informacin Geogrfica
presenta una visin resumida de dichos sistemas, desde sus comienzos
histricos a su situacin actual, haciendo hincapi en las
definiciones y conceptos propios de estos sistemas. El software
libre que se ha usado en la elaboracin del proyecto se trata en los
captulos BD PostgreeSQL/PostGIS y gvSIG/SEXTANTE en donde nos
ocupamos de la base de datos espacial y el SIG que se ha utilizado
respectivamente. En ambos casos se repasa la historia del software,
sus caractersticas ms relevantes as como su justificacin de uso.
Por ultimo, el capitulo Diseo del SIG se ocupa de la metodologa
usada para la resolucin del problema de localizacin de reas
propuesto, presentando los pasos realizados hasta la consecucin
final del producto.
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4. Sistemas de informacin geogrficaLos Sistemas de Informacin
Geogrfica permiten resolver, mediante el uso de herramientas de
anlisis geogrfico o espacial, problemas relacionados con el
territorio. En este capitulo se expondrn los conceptos bsicos de un
SIG, su historia, el flujo de trabajo, sus aplicaciones, etc., de
forma que permita conocer estos sistemas.
4.1. HistoriaEs conocido el inters del hombre desde las ms
antiguas civilizaciones por recopilar y almacenar datos espaciales.
Histricamente se conoce la importancia de los agrimensores en la
poca romana y el auge de los gegrafos en el Renacimiento.
Cartgrafos como Mercator destacaron en el siglo XVII demostrando
como el uso de un sistema de proyeccin matemtico y un sistema de
coordenadas ajustado, mejoraba la fiabilidad de las medidas, la
localizacin de reas terrestres, la navegacin y clculo de rutas, de
vital importancia en el mbito militar. Ya en el siglo XVIII la
mayor parte de estados europeos haban descubierto la importancia
del cartografiado de sus territorios, fomentando la creacin de
institutos que produjesen mapas catastrales y geogrficos. Estos
institutos han continuado, con mayores o menores cambios, hasta
nuestros das. En el siglo XX la gran demanda de mapas topogrficos y
de recursos naturales ha acelerado el desarrollo de tcnicas de
estereofotogrametra (Juli, 2000) y adquisicin de imgenes por
satlite. Hasta la llegada del ordenador la mayor parte de los mapas
y bases de datos espaciales tenan su soporte en el papel,
encontrndose la informacin codificada con lneas, puntos y reas,
mientras que las entidades bsicas se representaban mediante smbolos
colores y cdigos de texto. La utilizacin de sistemas informticos
comienza en las dcadas de 1960 y 1970, fundamentalmente en la
realizacin de mapas que permitieran conocer datos de los recursos
naturales del suelo y del paisaje para su posterior gestin,
evaluacin y planificacin. El desarrollo de los SIG se ha producido
de forma paralela a las tcnicas de cartografiado y anlisis espacial
y este desarrollo est motivado por la demanda de reas de
conocimiento como topografa, cartografa, geografa, ingeniera civil,
planificacin rural y urbana, edafologa, fotogrametra, etc.
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El uso de los sistemas de informacin est ntimamente ligado a los
SIG aportando rapidez y bajo coste en la realizacin de mapas
especficos, la realizacin de anlisis y la incorporacin de datos
estadsticos, facilidad de almacenaje (sin papel), creacin de vistas
3D, facilidad de actualizacin y revisin. En la actualidad, los
avances en fotografa area as como imagen satlite hacen posible la
interpretacin dinmica del paisaje as como de sus cambios en el
tiempo. Paralelamente, los SIG estn surgiendo aspectos novedosos
ligados a los SIG, como por ejemplo:
Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE) y estandarizacin.
Metadatos. Computacin distribuida, anlisis GIS en servidor WEB 2.0
: Google Maps, Earth, Virtual Earth, mashups, GML, GeoJSON,etc
Movilidad :Global Positioning Systems (GPS), Location Based
Services (LBS) , SIG de cdigo abierto,. Integracin de los SIG en
los sistemas TI corporativos.
4.2. DefinicionesSe pueden encontrar mltiples definiciones para
un SIG, pero uno de las ms aceptadas es esta: Sistema compuesto por
hardware, software y procedimientos para capturar, manejar,
manipular, analizar, modelizar y representar datos
georreferenciados, con el objetivo de resolver problemas de gestin
y planificacin. NCGIA (1990) De una manera aun ms genrica, podemos
resumir que los SIG son herramientas que ayudan a la resolucin de
problemas. Estn compuestos por metodologas, procedimientos y
programas informticos especialmente diseados para manejar
informacin geogrfica y datos temticos asociados. Definirlo como una
herramienta tiene como objetivo destacar que un SIG no es el
objetivo final sino el medio, es decir, usaremos generalmente una
pequea parte del potencial de un SIG en nuestro beneficio. A
continuacin se enumeran algunas de las propiedades bsicas de un
SIG: Su propsito es la visualizacin de informacin geogrfica
expresada en forma de mapas. La clave reside en la relacin entre la
posicin de un elemento geogrfico, representado por puntos, lneas o
polgonos y su informacin temtica asociada (Figura 1).
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Figura 1 Relacin entre elemento geogrfico e informacin
temtica
Un SIG dispone de mltiples funciones de anlisis y consulta con
el objetivo de explotar la informacin geogrfica para la resolucin
de un determinado problema. Almacena relaciones espaciales entre
diferentes elementos, de forma que sea posible analizar estas
relaciones (por ejemplo, el mejor camino entre dos puntos, cuantos
elementos hay dentro de una entidad geogrfica, poblacin por
provincia, etc.). ha de tener unos componentes
Como todo sistema, un SIG interrelacionados entre si (Figura
2):
Figura 2 Relacin entre los componentes de un SIG
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Proyecto Fin de Carrera Usuarios.
Oscar Lozano Caadillatendrn una
Dependiendo de su especializacin exigencia distinta sobre el
sistema.
Hardware.
Equipo informtico compuesto no slo por ordenadores, sino tambin
por los perifricos necesarios (monitor, escner, dispositivos de
almacenamiento, impresoras, etc.) Programas informticos que
permiten visualizar, consultar y analizar datos geogrficos; ms
detalladamente podemos encontrar sistemas de BD, interface grfica
de usuario, programas para la captura y manejo de informacin
geogrfica y programas que permiten la realizacin de consultas,
anlisis y visualizacin de datos geogrficos.
Software.
Datos. Es el componente ms importante del SIG y es
fundamental su correcta actualizacin o nos enfrentaramos a
anlisis errneos debidos al desfase de los datos.
Es posible encontrar en alguna literatura especializada que los
componentes usuarios y datos se engloban en uno solo denominado
liveware o componente vivo del sistema.
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Proyecto Fin de Carrera 4.3. Funcionalidad de un SIG
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Podemos agrupar las funcionalidades genricas de un SIG en los
siguientes apartados: Funciones de captura de informacin. Permiten
adquirir y depurar errores en la informacin geogrfica y temtica.
Funciones de gestin. Permite estructurar la informacin en varias
capas de informacin de forma que posteriormente sea ms fcil acceder
a la parte de informacin que se desea analizar en cada momento.
Posibilita adems, acceder a la informacin espacial en diferentes
formatos e incluso localizaciones (servidores remotos de mapas).
Funciones de anlisis. Permiten procesar datos, extrayendo
informacin, generando nuevos datos as como simulaciones de
comportamiento en modelos basados en el territorio. Funciones de
salida. Permiten mostrar al usuario tanto los datos incluidos en el
sistema como los resultados de las consultas y anlisis efectuados.
El formato puede ser muy variado, desde mapas a grficos, tablas,
etc.
4.4. Flujo de trabajoComo hemos visto, un SIG sirve para
ayudarnos a resolver un problema planteado; sin embargo es
importante tener en cuenta las fases que el usuario ha de realizar
y su secuencia: Modelizacin. El primer paso se corresponde a la
Modelizacin tanto del problema como de los datos que posteriormente
se capturarn. Esta fase est condicionada por la propuesta de
resolucin del problema. Captura de la informacin. La informacin
necesaria tanto espacial como temtica, est ntimamente ligada al
problema que se plantee. La calidad de las informaciones har que
los resultados sean ms o menos fiables. Preparacin de la
informacin. Es habitual que en la captura de informacin se cometan
errores que han de ser depurados para posteriormente dotar a la
informacin de una estructura que facilite la consulta y el anlisis
de forma eficiente por el sistema. Fusin de informacin espacial y
temtica. Si el problema a resolver est enfocado en herramientas
CAD, es necesario establecer una asociacin entre la informacin
espacial y cada elemento geogrfico, con la informacin temtica
mediante un enlace biunvoco. Sin embargo, gracias al paradigma de
la Orientacin a Objetos, es posible modelar el mundo real
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integrando la informacin espacial con la informacin temtica de
forma que el vnculo entre ambas llegue a ser transparente para el
usuario. Anlisis de la informacin. Despus de fusionar los datos, se
sometern a diversos anlisis segn los criterios del problema
planteado para encontrar su solucin.
La siguiente figura representa el flujo de trabajo en un
SIG:
Figura 3 Flujo de trabajo en un SIG
4.5. Aplicaciones de un SIGLos SIG pueden ser aplicables a
cualquier mbito en el que sea necesario resolver un problema
asociado a una variable espacial (un elemento geogrfico o bien una
asociacin a un elemento geogrfico). Es destacable tambin cmo los
cambios socio-tecnolgicos experimentados han contribuido a la
popularizacin de los SIG. Por un lado, se ha popularizado la
informacin visual, por lo que es muy habitual apoyar todo tipo de
argumentos con datos cartogrficos. Por otro lado el intercambio
masivo y libre de informacin geogrfica a travs de Internet ha
posibilitado referenciar una idea con una posicin en el planeta.
Hay que mencionar la cada vez mayor importancia de la gestin y
planificacin del territorio as como de la explotacin de los
recursos naturales. Estos factores nos indican la importancia que
tiene no solo conocer nuestro territorio sino explotar la
informacin implcita.
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Actualmente los campos de aplicacin ms usuales de los SIG son
los siguientes: Planificacin urbana y regional. Ingeniera de
transportes. Explotacin de recursos. Anlisis de mercados.
Aplicaciones de seguridad pblica. Aplicaciones de sanidad pblica.
Turismo. Prevencin de riesgos naturales.
4.6. El dato geogrficoLa potencia y funcionalidad de los SIG est
basada en su capacidad para realizar operaciones de consulta,
manipulacin y anlisis de datos geogrficos. Un dato geogrfico, es
decir el contenido de la informacin, se puede referenciar sobre una
entidad geogrfica (soporte del contenido) que representa una
simplificacin de un elemento real. Un dato geogrfico tiene dos
componentes (figura 4), por un lado la componente espacial que se
refiere a una entidad geogrfica y por otro lado una componente
temtica que compone la parte descriptiva del dato geogrfico
(atributos y/o informacin asociada a la entidad geogrfica). Por
ejemplo, el dato geogrfico de una provincia est compuesto por un
componente espacial, la propia geometra de la provincia, y un
componente temtico que puede ser el nombre, poblacin, PIB, etc.
Figura 4 Componente espacial componente temtico
Esta caracterstica del dato geogrfico nos permite tratarlo de
tres formas distintas: Anlisis de la componente temtica. De manera
anloga a como se hara en una BD corriente. Anlisis de la parte
espacial. Es decir, analizando solo sus caractersticas topolgicas
(adyacencia, proximidad, etc.). Anlisis de ambos componentes. Esta
es la ms habitual y la que caracteriza a los SIG.
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Es necesario que la componente espacial de un dato geogrfico se
pueda relacionar con otras componentes espaciales de otros datos
geogrficos. Esto se consigue mediante la georreferenciacin. La
georreferenciacin consiste en asignar a los datos geogrficos unas
coordenadas de un sistema coordenado predefinido. De esta forma,
ser posible relacionar el dato geogrfico con una entidad real en el
terreno. Una vez que un dato geogrfico est georreferenciado,
podemos hablar de su relacin con los datos geogrficos de su
alrededor. Esta relacin se denomina relacin espacial o topolgica. A
continuacin se presentan algunas relaciones topolgicas (Figura 5):
Contigidad o adyacencia. Determina qu polgonos (dato geogrfico) son
colindantes a uno dado, pues comparten parte de su contorno.
Conectividad. Permite recorrer una red de entidades lineales
conectadas entre si. Se entiende que una entidad lineal (arco) est
conectada a otra cuando comparten uno de sus puntos extremos o
nodos. Inclusin. Determina qu entidades geogrficas estn contenidas
en otra entidad. Proximidad. Determina el clculo analtico de la
proximidad entre dos entidades geogrficas.
Figura 5 Relaciones topolgicas
Gracias a estas relaciones topolgicas podemos resolver preguntas
como: Qu pueblos componen cierta provincia?, Qu usuarios se vern
afectados por una nueva infraestructura? etc., as como efectuar
clculos como reas, caminos crticos entre puntos, etc.
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Proyecto Fin de Carrera 4.7. Modelos de representacin
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Un SIG ha de ser capaz de representar y almacenar entidades
geogrficas del mundo real mediante la representacin y
almacenamiento de las entidades grficas en un sistema informtico,
es decir convertir los datos geogrficos en registros discretos que
puedan ser tratados informticamente. Existen dos formas de
representar la informacin geogrfica en un sistema informtico, el
modelo raster y el modelo vectorial (figura 6). La diferencia entre
uno y otro est en la manera de almacenar la informacin geogrfica.
Mientras que el modelo vectorial almacena las coordenadas de las
formas geomtricas que definen cada entidad, el modelo raster
almacena una matriz de posiciones que adoptan el valor de la
entidad que se representa en cada posicin.
Figura 6 Modelo raster vs. Modelo vectorial
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Proyecto Fin de Carrera 4.7.1. Modelo vectorial
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En un modelo vectorial, las entidades geogrficas se representan
mediante elementos grficos. Estos elementos se almacenan mediante
el conjunto de coordenadas que forman su geometra. Si por ejemplo
se trata de un punto, slo se almacenan un par de coordenadas. Si se
trata de objetos lineales, se almacenan un conjunto de pares de
coordenadas. Y si se trata de un objeto poligonal se almacena el
conjunto de pares de coordenadas que define el contorno de dicho
objeto (figura 7).
Figura 7 Representacin de objetos vectoriales
La caracterstica ms importante de estos objetos vectoriales es
que su localizacin geogrfica puede ser definida independientemente,
y con mucha precisin, mediante sus relaciones topolgicas.
Tradicionalmente las relaciones topolgicas mediante la estructura
nodo-arco (figura 8): se almacenaban
Arco: Conjunto de segmentos rectos conectados de forma que se
comportan como un nico elemento. Nodo: Son los puntos inicial y
final de un arco o bien el punto inicial o final donde conectan
tres o ms arcos. Mediante los nodos se establece el sentido de un
arco.
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Figura 8 Relacin Estructura arco-nodo
Sin embargo, actualmente la topologa nodo-arco est en decadencia
decantndose la mayor parte de SIG por modelos orientados a objetos
(OO). De esta forma, se almacena cada una de las geometras de
manera independiente. Esto supone duplicar informacin (se acepta
este inconveniente debido al bajo coste del almacenamiento) pero, a
cambio, permite asociar comportamiento a los diferentes elementos
del modelado. En estos modelos no se suele almacenar toda la
topologa de forma explicita, sino que parte se genera al vuelo
calculndola segn sea necesaria en tiempo real.
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Proyecto Fin de Carrera 4.7.2. Modelo Raster.
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En el modelo raster el espacio geogrfico es dividido en sectores
formando una matriz. Estos sectores reciben el nombre de pxel
(figura 9). El origen de la matriz, tambin denominada malla
coordenada, se establece en la esquina superior izquierda. Cada
pxel tendr un valor de forma que se establezca una correspondencia
con la informacin geogrfica que se encuentra en la posicin del
pxel.
Figura 9 Representacin en pixeles.
El tamao del pxel marcar el tamao de la malla y por tanto la
precisin de la informacin representada. A menor tamao de pxel,
mayor precisin (figura 10).
Figura 10 Relacin pixel precisin.
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Hay que tener en cuenta la resolucin de la malla dado que ste
valor definir el tamao de la unidad mnima representada. Es decir,
hay que tener en cuenta la precisin segn los elementos geogrficos
que se deseen representar. A la hora de almacenar la informacin, en
el modelo raster a diferencia del modelo vectorial, se pueden
establecer menos relaciones espaciales -en este caso entre pxeles-
pues cada pxel es independiente del resto de pixeles que componen
la malla. Es decir, no existen elementos lineales o poligonales,
sino un conjunto de pxeles con el mismo valor que dan la sensacin
visual de formar figuras geomtricas. Esto hace que se puedan
establecer relaciones simples como la vecindad entre un pxel
determinado y todos sus adyacentes. La informacin en el modelo
raster se almacena teniendo en cuenta los valores asociados a cada
pxel y su posicin. Existen varios mtodos de almacenar esta
informacin, pero entre los ms usados esta el denominado mtodo
exhaustivo (que almacena los valores de la imagen) o bien mediante
compresin de la imagen raster, almacenando posiciones que
sustituyen a conjuntos de pxeles con el mismo valor.
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4.7.3.
Cul es el mejor modelo
A la hora de elegir entre el modelo vectorial y el modelo raster
se ha de tener en cuenta que cada modelo se adapta particularmente
bien a determinados escenarios, Por ejemplo, si la variable a
modelizar se comporta de forma continua en el espacio se usa de
forma habitual el modelo raster. Sin embargo si la variable es
discreta se usan ambos modelos no pudindose decir que uno sea mejor
que otro de manera genrica. S se pueden establecer unas pautas que
nos indiquen qu modelo es el ms adecuado (en caso de modelar
variables discretas). De esta forma el modelo raster resulta ptimo
en situaciones: Trabajos con grandes extensiones de terreno a
pequea escala (necesaria buena resolucin). Los clculos no necesitan
de gran precisin. Necesidad de rapidez a la hora de realizar
estudios de variabilidad temporal. En general, estudios sobre
recursos naturales, impactos medioambientales, estudios
climatolgicos, impacto en superficies (como por ejemplo, zonas
afectadas por incendios forestales), etc.
Por otro lado, ser ms conveniente el uso de un modelo vectorial
en las siguientes situaciones: Trabajos con pequeas extensiones de
terreno ya sea a medianas o grandes escalas. Alta precisin en los
clculos y definicin de entidades geogrficas. Sea preciso definir
relaciones topolgicas de cierta complejidad. En general, estudios
sobre edafologa, gestin catastral, planificacin urbana o local,
prospecciones arqueolgicas, etc.
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La siguiente tabla nos muestra una comparativa entre el formato
vectorial y raster:Tabla 1Tabla de comparacin modelo Vectorial vs.
Modelo Raster
Modelo Vectorial Ventajas
Modelo raster
La captura de datos es ms sencilla La ocupacin de espacio de
memoria es menor La estructura de datos es ms simple La definicin
de entidades y el clculo de magnitudes geomtricas es ms precisa La
manipulacin y gestin de la informacin resulta La representacin de
las relaciones ms sencilla topolgicas es ms ptima La representacin
grfica est optimizada Inconvenientes La captura de datos es ms
costosa La estructura de datos es ms compleja La realizacin de
ciertas operaciones (Comparacin de mapas) es ms dificultosa La
precisin en el clculo de reas y longitudes es menor
La ocupacin de espacio de memoria es mayor La representacin de
ciertas relacionestopolgicas es ms dificultosa
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4.8. Captura de informacin geogrfica. ErroresYa hemos mencionado
al tratar los componentes de un SIG que los datos son la parte ms
importante del sistema. La captura y mantenimiento o actualizacin
de la informacin geogrfica tiene, sin duda, el mayor coste en
tiempo y dinero del sistema. Los datos geogrficos pueden estar
disponibles de mltiples formas, tato analgicas como digitales
(mapas, fotografas areas, imgenes de satlite, tablas, etc.) Una
base de datos espacial puede ser construida de varios modos, o
incluso usando varios de estos modos simultneamente: Adquirir los
datos digitales desde un especializado. Digitalizar datos
analgicos. Interpolar desde distintas observaciones superficies
continuas. suministrador puntuales a
Los datos son materia viva, con esto queremos decir que no son
estticos, sino que cambian en mayor o menor medida a lo largo del
tiempo. Esto significa que en un SIG se han de mantener los datos
en un estado de calidad ptimo, bien sea desde el punto de vista
geomtrico (posicin exacta, carencia de errores topolgicos, etc.)
bien temtico (fiabilidad de la informacin temtica, correcta
asociacin con los datos grficos, etc.) o bien temporal (los datos
han de ser de la versin ms actual posible). En la captura de
informacin geogrfica es esencial prestar atencin a los posibles
errores cometidos durante el proceso de forma que se garantice la
calidad de dichos datos y por extensin la calidad de los anlisis y
resultados posteriores. Se pueden distinguir dos tipos de errores
al trabajar con informacin geogrfica en SIG: Errores debidos al
mtodo de captura de informacin. Errores debidos a la manipulacin de
informacin dentro del propio SIG.
Ambos tipos de errores se pueden producir tanto en la informacin
grfica como en la informacin temtica y tienen como consecuencia
directa una baja calidad de los resultados finales.
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Proyecto Fin de Carrera 4.9. Sistemas de coordenadas
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Al trabajar con un SIG es importante analizar las relaciones
entre los objetos del mundo real. Debido a que un SIG debe dibujar
la realidad, pero sin ser la realidad, es necesario que el dibujo
sea tan preciso como sea posible. Las entidades del mundo real
representadas en un SIG necesitan la referencia espacial de los
datos que las describen respecto a la situacin fsica en la
superficie terrestre. Esta referencia se denomina
georreferenciacin, la cual se realiza mediante un sistema de
coordenadas. Un sistema de coordenadas est constituido por un
elipsoide, un datum, una proyeccin y unas unidades. Para poder
generar un mapa plano de una parte o la totalidad de la superficie
terrestre, es necesario realizar una proyeccin partiendo de la
superficie de una esfera (la tierra). Esta proyeccin de una esfera
(asimilamos el cuerpo geomtrico de la Tierra a una esfera aun
cuando no lo es estrictamente) en una superficie plana, ha de
contener forzosamente algn tipo de distorsin. Existen varios tipos
de proyecciones (figura 11), la cuales pueden estar clasificadas
segn distintos criterios: segn la superficie usada para realizar la
proyeccin de la esfera terrestre (cilndrica, cnica, etc.), segn la
distorsin que contienen y las caractersticas que mejor se
conservan, etc.
Figura 11 Ejemplos de proyecciones
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El sistema de coordenadas ms usado en el mbito de los SIG es el
denominado UTM (Universal Transverse Mercator) desarrollado por la
US Army en los aos 40. UTM utiliza la proyeccin de Gauss-Krer
(cilndrica), la unidad de medida es el metro. El mundo queda
dividido Este-Oeste en 60 zonas numeradas del 1 al 60, teniendo
cada una 6 de longitud. Las zonas estn numeradas de Oeste a Este
teniendo la zona 1 su lmite Oeste con el meridiano 180. La divisin
Norte-Sur se efecta en 20 zonas de latitud, comenzando en el
ecuador. Estas zonas son de 8 exceptuando las ms prximas a los
Polos, las cuales son de 12 grados. Estas zonas tienen su propio
sistema de coordenadas (figura 12).
Figura 12 Divisin en zonas segn la proyeccin UTM
La proyeccin UTM se basa en un cilindro cuyo eje est orientado
paralelo al plano del Ecuador. Esta proyeccin est diseada para que
el error de escala no exceda del 0,1% dentro de cada zona,
aumentando en regiones que abarquen ms de una zona. Es importante
sealar que no es una proyeccin que se adapte por igual a todos los
casos, conserva los ngulos pero distorsiona todas las superficies
sobre los objetos originales, as como las distancias. NOTA: Esta
fuera del alcance de este proyecto efectuar un anlisis ms completo
sobre las distintas proyecciones, pero es posible consultar
abundante literatura al respecto, en concreto es recomendable el
documento Las coordenadas geogrficas y la proyeccin UTM de Ignacio
Alonso Fernndez-Coppel, de la universidad de Valladolid, disponible
en la siguiente direccin:
http://www.elagrimensor.com.ar/elearning/lecturas/Las%20coord
enadas%20geograficas.pdf
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5. PostgreSQL/PostGISUna vez definidos los conceptos bsicos
ligados a los Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG), se presentarn
a continuacin las herramientas SIG que se emplearn a lo largo del
proyecto. En primer lugar, se introducir el gestor de BBDD PostGIS
y su extensin espacial PostGIS. Una base de datos espacial ha de
permitir el almacenamiento y manipulacin de datos espaciales
mediante el lenguaje SQL extendido. En este proyecto se har uso de
la BD PostgreSQL adems de su mdulo espacial PostGIS que permite
implementar metadatos y funciones geomtricas y topolgicas para el
tratamiento de datos espaciales basndose en el estndar Simple
Features for SQL del OpenGis Consortium1.
5.1. IntroduccinLas bases de datos espaciales tienen como
caracterstica el contener adems de datos habituales en cualquier
otra BD (texto, nmeros, fechas, etc.) informacin relativa a la
localizacin espacial de elementos geomtricos. PostgreSQL es un
servidor de base de datos objeto relacional libre, el cual se
distribuye bajo licencia BSD (Wikipedia, Licencia BSD). Se trata de
un proyecto de cdigo abierto, por lo que el desarrollo no est
manejado por una sola compaa, sino que es una comunidad de
desarrolladores y organizaciones comerciales las que trabajan en su
desarrollo. Esta comunidad recibe el nombre de PGDG (PostgreSQL
Global Development Group)2. PostGIS es un modulo que aade soporte
de objetos geogrficos a PostgreSQL para su uso en sistemas GIS.
Este mdulo se distribuye bajo licencia GNU (Wikipedia, Licencia
GNU).
5.2. HistoriaLos comienzos de PostgreSQL se remontan al proyecto
Ingres de la universidad de Berkeley. Este proyecto fue uno de los
primeros intentos de implementar una base de datos relacional.
Despus de intentar explotar comercialmente el proyecto su jefe de
proyecto, Michael Stonebraker, retorno a la universidad para
trabajar en un nuevo proyecto basado en su experiencia con Ingres.
Este proyecto se denomino post-ingres o Postgres. Este nuevo
proyecto pretenda resolver algunos de los problemas con el modelo
de base de datos relacional planteados a comienzos de los 80.1
2
http://www.opengeospatial.org/ http://www.postgresql.org
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Principalmente trataba de resolver la incapacidad del modelo
relacional para comprender objetos. Entre las funcionalidades
aadidas se poda definir tipos y describir relaciones de forma que
la BD poda obtener informacin de las tablas relacionadas mediante
el uso de reglas. En 1994 el proyecto se da por concluido, pero
poco despus dos graduados de la universidad empiezan a trabajar
sobre el cdigo de Postgres (licenciado bajo BSD) aadiendo soporte
para SQL creando el denominado Postgres95. Durante el ao 1996 se
incorporan al proyecto desarrolladores no pertenecientes a la
universidad, decidindose cambiar el nombre a PostgreSQL, de forma
que reflejase la caracterstica del lenguaje SQL. Posteriormente y
hasta la fecha se han unido multitud de desarrolladores que han
permitido incorporar nuevas caractersticas entre las que se incluye
el mdulo espacial PostGIS. PostGIS es un mdulo desarrollado en su
mayor parte por la empresa Refractions Research3, siendo su
responsable Paul Ramsey4.
5.3. CaractersticasAlgunas de las caractersticas ms relevantes
de PostgreSQL/PostGIS se detallan a continuacin: Alta concurrencia.
Se permite que mientras un proceso escribe en una tabla, otros
accedan a dicha tabla sin necesidad de bloqueos. El sistema se
denomina MVCC, y gracias al mismo cada usuario tiene una visin
consistente de los datos cuando se efectu el ltimo commit. Amplia
variedad de tipos nativos. Se dispone de una amplia variedad de
tipos nativos y adicionalmente los usuarios pueden crear sus
propios tipos de datos los cuales son completamente indexables.
Esto es lo que ha realizado el proyecto PostGIS, creando los tipos
de datos GIS. Otras. Permite el uso de claves ajenas, disparadores
vistas, permite mantener integridad relacional, herencia de tablas
y tipos de datos y operaciones geomtricas.
3 4
http://www.refractions.net/ http://geotips.blogspot.com/
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Proyecto Fin de Carrera 5.4. Justificacin de uso
Oscar Lozano Caadilla
PostgreSQL/PostGIS es un motor de base de datos muy usado en el
mbito de los SIG, fundamentalmente por su licencia de software
libre. Adicionalmente, este tipo de licencia lo hace ideal para su
uso acadmico frente a soluciones que pasan por la adquisicin de
licencia. Esto hace que exista una gran comunidad de usuarios, lo
que permite un continuo desarrollo y la disposicin de una gran
fuente de consulta de documentacin y casos prcticos5.
5
http://postgis.refractions.net/documentation/casestudies/
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6. gvSIG/SEXTANTEEn este capitulo se presenta la ultima de las
herramientas SIG que se emplearan en la elaboracin de este
proyecto, utilizaremos como cliente SIG la herramienta GvSIG, adems
incorporaremos a GvSIG las extensiones SEXTANTE y Piloto Raster que
nos permitirn ampliar sus funcionalidades bsicas.
6.1. IntroduccinGvSIG es un sistema que permite manejar
informacin geogrfica con precisin cartogrfica. Esta herramienta nos
permite usar informacin digital tanto en el modelo vectorial como
en el raster as, como acceder a servidores de mapas que cumplan las
especificaciones del OGC (Wikipedia, Licencia OGC). En definitiva,
se trata de un cliente GIS de consulta, edicin y creacin de
planos.
6.2. HistoriaA finales del ao 2003 la Consellera de
Infraestructuras y Transportes de la Comunidad Valenciana publica
el concurso para el desarrollo e implantacin de un nuevo programa
para el manejo de informacin geogrfica (SIG). Este concurso contaba
con financiacin del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y
de la propia Consellera. Finalmente es la empresa IVER6 la que
participa en el desarrollo de la herramienta. Desde entonces, ha
sido continuo el desarrollo, adoptando en cada versin nuevas
funcionalidades. De hecho, se puede consultar la hoja de ruta en su
pagina Web donde se especifican las funcionalidades que se tienen
previsto implementar en las versiones lanzadas durante el ao 2008.
Mencionar tambin la participacin de la universidad Jaume I que
supervisa el desarrollo para que cumpla los estndares
internacionales (Open GIS Consortium).
6
http://iver.es
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Proyecto Fin de Carrera 6.3. Caractersticas
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Algunas de las caractersticas ms relevantes de gvSIG se detallan
a continuacin: El lenguaje de desarrollo es Java en su totalidad,
aunque se incorporan algunas libreras externas para el acceso a
formatos propietarios como ECW o MrSid. Software libre distribuido
bajo licencia GNU GPL. Es multilenguaje, siendo muy sencillo
incorporar el soporte para nuevos idiomas. Permite la creacin de
mdulos o extensiones que aaden funcionalidad al sistema. De entre
los mdulos disponibles en el presente proyecto se utilizaran Piloto
Raster que agrega nuevos formatos de imagen, paletas de color a un
MDT, histogramas, recorte de capas as como nuevos filtros y
SEXTANTE un modulo desarrollado por la Universidad de Extremadura
junto con la Junta de Extremadura (Servicio de ordenacin forestal,
caza y pesca) que aporta mejoras en el anlisis raster y vectorial
mediante un conjunto de extensiones (ms de 170) que dotan a GvSIG
de las capacidades de anlisis de la versin 1.0 de SEXTANTE.
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Desde un punto de vista arquitectnico GvSIG se divide en tres
partes como se aprecia en el diagrama representado en la figura
12:
Figura 13 Arquitectura de GvSIG
ANDAMI: Aplicacin base extensible mediante "plugins". Se encarga
de crear las ventanas, cargar y gestionar las extensiones,
seleccionar la interfaz de usuario adecuada, habilitar el inicio de
la aplicacin mediante "Java Web Start", inicializar el idioma de la
aplicacin, etc. Esta aplicacin es totalmente genrica, y sirve como
semilla a cualquier aplicacin MDI que se desee crear. FMAP o
subsistemas: Librera de clases que permite crear aplicaciones GIS a
medida. Incluye un ncleo interno ("core") con los objetos de bajo
nivel necesarios para su funcionamiento (entidades JTS (Java
Topology Suite) y entidades Java2D modificadas) adems de los
conversores adecuados y un conjunto de objetos para trabajar con
esas entidades. Dentro de esta librera encontramos clases para leer
y escribir los formatos soportados, dibujar los mapas a las escalas
adecuadas, asignar leyendas, definir simbologas, realizar bsquedas,
consultas, anlisis, etc. Los drivers (lectores/escritores) de
formatos se incluyen dentro de este apartado.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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GUI: Extensiones a la aplicacin base que contienen adems todo lo
necesario para interactuar con el usuario. En esta librera de
clases encontraremos la mayor parte de cuadros de dilogo que
utiliza la aplicacin final, as como las clases de soporte a esos
cuadros de dilogo. Por ejemplo, aqu se encuentran los formularios
para asignar leyendas, crear mapas, definir escalas, etc.
6.4. Justificacin de usoGvSIG no solo ofrece una interfaz
amigable y sencilla, adems nos permite acceder a los formatos ms
usuales, tanto raster como vectoriales y permite integrar datos
locales y remotos. Es una herramienta orientada a usuarios finales,
profesionales y administraciones pblicas, adems de ser
especialmente interesante en el mbito docente por su componente de
investigacin desarrollo e innovacin. Dentro del mbito acadmico, que
es el que nos engloba, es destacable su licencia GPL, es decir, se
trata de cdigo abierto y gratuito, de forma que se pueden ampliar
sus funciones, e incluso desarrollar aplicaciones nuevas basndose
en las libreras de GvSIG (utilizando la licencia GPL).
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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7. Metodologa a usarLa metodologa que nos permitir generar una
cartografa que identifique las areas de actuacin prioritaria para
la ubicacin de nuevos cortafuegos esta basada en la utilizada en el
Plan de reas cortafuegos de Aragn (Ramrez, 2007).
7.1. TcnicasLa tcnica que se va a utilizar se basa en el uso del
algebra de mapas que permitan calcular escenarios partiendo de
variables medioambientales georreferenciadas. Usaremos la propuesta
de Ramrez adaptada de forma que se combine el riesgo potencial de
incendio con la proteccin o calidad del medio. El resultado de
sumar los valores de ambas capas se reclasificar en 5 clases de
igual amplitud centrndonos en los valores (valores 7 y 8 de la
suma) y 5 (valores 9 y 10 de la suma). De esta forma, se obtendrn
los escenarios de actuacin prioritaria en Catalua segn la matriz
expuesta en la figura 1.
Figura 14 Matriz proteccin del medio/riesgo potencial de
incendio
El objetivo ser determinar aquellas zonas con una clasificacin
de 4 o 5 (valores finales obtenidos despus de combinar dos capas
raster segn la matriz anterior).
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 7.2. Clculo de la calidad del medio
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Para poder obtener la primera entrada de la matriz, la capa
raster de proteccin del medio, es necesario efectuar diversos
anlisis relacionados con parmetros que permiten evaluar la calidad
del medio. A continuacin se argumentan dichos anlisis:
7.2.1.
Anlisis de los usos el suelo.
Partimos de una capa vectorial en la que tenemos categorizados
los distintos usos del suelo segn la tabla 1.
Figura 15Capa vectorial de usos del suelo Tabla 2Tabla Categora
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 de categorizacin de los usos del
suelo Usos del suelo Fuera de Catalua Agua continental Agua marina
Ventisqueros Infraestructuras viarias Urbanizaciones Ncleos urbanos
Zonas industriales y comerciales Cultivos herbceos de secano
Cultivos herbceos de regado Frutales de secano Frutales de regado
Via
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Proyecto Fin de Carrera14 15 16 17 18 19 20 21 22
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Prados supraforestales Monte bajo y prados Bosque de esclerfilos
Bosque de caducifolios Bosque de aciculifolios Vegetacin de zonas
hmedas Suelo con vegetacin escasa o nula Zonas quemadas Arenales y
playas
Partiendo de la categorizacin descrita, se efecta una
reclasificacin de los valores del campo categora (tabla 1) segn el
siguiente criterio:1 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 21,22 2 9, 10 ,11 ,12
,13,20 3 14,15 4 16, 17, 18, 19,
Para realizar esta clasificacin, mediante gvSIG crearemos un
nuevo campo en la tabla asociada a la capa. Este campo adoptar los
valores segn el anterior criterio de reclasificacin, mediante la
herramienta de filtros y calculadora de campos. Una vez calculado
los valores del nuevo campo, procederemos a rasterizar (transformar
de representacin vectorial a raster) obteniendo la siguiente capa
raster:
Figura 16Capa raster de usos del suelo categorizada en 4
clases
Como se puede apreciar las categoras 3 y 4 corresponden a los
usos del suelo ms susceptibles de sufrir un incendio forestal o
demandantes de mayor proteccin.
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Proyecto Fin de Carrera 7.2.2.
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Anlisis de la clasificacin y rgimen jurdico de los montes.
En este caso partimos de una capa vectorial en la que, entre
otros, tenemos un atributo que nos indica la titularidad del
bosque:
Figura 17Capa vectorial clasificada segn la titularidad de los
bosques
Crearemos un campo nuevo que nos permita categorizar la
titularidad el bosque segn el siguiente criterio: se clasificar
como 2 los bosques con algn tipo de gestin pblica, con 1 los
bosques con gestin privada y 0 el resto. Posteriormente,
rasterizamos segn este nuevo campo para obtener una capa raster
clasificada segn los criterios de titularidad expuestos
anteriormente.
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Figura 18Capa raster con la titularidad de los bosques
De esta forma priorizamos los bosques de titularidad publica
(valor 2, verde) sobre aquellos cuya titularidad es privada (valor
1, azul) o el resto (valor 0, rojo).
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Proyecto Fin de Carrera 7.2.3.
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Anlisis de la red de espacios naturales.
La capa de partida ser una capa vectorial representando los
espacios naturales protegidos:
Figura 19Capa vectorial de espacios naturales protegidos
Esta capa contiene un atributo que nos indica las diferentes
nueve reas segn su tipo de proteccin: Parque Nacional pnac Parque
Natural pnat Paraje Natural de Inters Nacional pnin Reserva Natural
de Fauna Salvaje rnfs Reserva Natural Integral - rni Reserva
Natural Parcial rnp Zona Perifrica de Proteccin de Parque Nacional
zpnac Zona Perifrica de Proteccin de Parque Natural zpnat Zona
Perifrica de Proteccin de Reserva Natural - zrpn
Crearemos un nuevo campo o atributo que nos permita reclasificar
estas reas segn el siguiente criterio:Tabla 3Tabla de categorizacin
de los espacios naturales protegidos
1 pnac
2 pnat, pnin, rni
3 rnfs,rnp,zpnac
4 zpnat, zrpn
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Una vez reclasificada la capa se rasterizar segn el nuevo
atributo, obteniendo la siguiente capa raster:
Figura 20Capa raster de espacios naturales protegidos
reclasificada
El objetivo es categorizar como reas ms susceptibles de actuacin
aquellas zonas perifricas a parques o reservas naturales, zonas
estas en las que la construccin de un cortafuegos es menos deseable
al significar la destruccin de una parte de la zona a proteger,
siendo preferible que las actuaciones se concentren en las zonas
perifricas.
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Proyecto Fin de Carrera 7.2.4.Anlisis de asentamientos urbanos.
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Partimos de una capa vectorial que nos indica los ncleos urbanos
de Catalua:
Figura 21Capa vectorial de ncleos urbanos
Podemos rasterizar dicha capa segn el atributo PERMETRO pues
nuestro objetivo es saber la presencia o no de un ncleo urbano.
Para que en la capa raster aparezca un 1 sobre la ocurrencia de
ncleo urbano, efectuamos una reclasificacin mediante las
herramientas SEXTANTE de gvSIG (Herramientas de capas raster
categricas) utilizando en la tabla de asignacin una lnea para el
rango de valores a reclasificar.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera
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Figura 22Capa raster de presencia de ncleos urbanos
Evidentemente, las zonas de ncleo urbano no son de inters en
nuestro objetivo. En la reclasificacin efectuada se intercambian
los valores 1 por el valor 0 y viceversa, de esta forma, los ncleos
urbanos tienen valor 0, es decir, no tienen valor medioambiental,
mientras el resto de superficie tiene valor 1.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 7.2.5.
Oscar Lozano Caadilla
Obtencin de la capa de calidad del medio.
La capa raster de calidad del medio se obtiene mediante la
herramienta SEXTANTE Calculadora de mapas (Herramientas de clculo
para capas raster). En este caso sumamos las capas obtenidas
anteriormente mediante la herramienta de clculo de capas raster de
SEXTANTE para posteriormente reclasificarla en 5 clases (Dividir en
n clases de igual amplitud) para finalmente obtener la capa raster
de calidad del medio que muestra la siguiente figura. Aunque en
este caso se han ponderado todas las capas de idntica manera,
pudiera haberse dado un peso distinto a cada una de las capas
realizando la suma mediante una formula similar a esta:(Parmetro
1)*(Capa A) + (Parmetro 2)*(Capa B) + (Parmetro 3)*(Capa C)
Figura 23Capa raster Calidad del medio
Esta capa nos ofrece informacin acerca de las zonas que segn los
criterios expuestos consideramos objetivos de actuacin (por ahora
solo desde el punto de vista de la calidad del medio) categorizadas
del 1 al 5 de menor a mayor importancia.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 7.3. Clculo del riesgo potencial de
incendio
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Tras el clculo de la primera entrada de la matriz que usaremos
en nuestra metodologa, es necesario calcular la segunda entrada,
referida a riesgo potencial de incendio. Como ocurra en la capa de
calidad del medio, ser necesario efectuar un anlisis de los datos
relacionados con los riesgos de incendio.
7.3.1.
Anlisis de la peligrosidad estadstica.
En este caso el anlisis parte de dos capas. Por un lado, una
capa raster de peligrosidad estadstica de incendios:
Figura 24Capa raster de peligrosidad estadstica de incendios
Adems, contamos con la capa vectorial de municipios de
Catalua:
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Proyecto Fin de Carrera
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Figura 25Capa vectorial de municipios
El objetivo es obtener una capa vectorial que nos indique la
peligrosidad estadstica por municipios. Mediante la herramienta
SEXTANTE (Herramientas para capas vectoriales/Estadsticas de Grid
en polgonos) obtenemos esta capa vectorial, que hay que
reclasificar en 4 clases atendiendo a la distribucin de los valores
de peligro. Esta capa tendr 4 rangos de peligrosidad con
independencia de su superficie. Rasterizamos esta capa y mediante
la herramienta (Herramientas para capas raster categricas/ Dividir
en n clases de igual amplitud) obtenemos la capa raster de
peligrosidad estadstica:
Figura 26Capa raster de peligrosidad estadstica
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Proyecto Fin de Carrera 7.3.2.Anlisis de la peligrosidad de
incendio.
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Partiendo de la capa vectorial de peligrosidad de incendio (por
simulacin) obtenida de Medio Ambiente de la Generalitat:
Figura 27Capa vectorial de peligrosidad de incendio por
simulacin
Rasterizamos la capa anterior y mediante las extensiones
SEXTANTE (Herramientas sobre capas raster categricas/Dividir en n
clases de igual amplitud) obtenemos una capa raster con un nuevo
campo o atributo que presenta una distribucin de peligrosidad de 1
a 4:
Figura 28Capa raster de peligrosidad de incendio
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Proyecto Fin de Carrera 7.3.3.
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Obtencin del riesgo potencial de incendio.
Efectuamos una suma de las dos capas anteriores (peligrosidad
estadstica y peligrosidad de incendio), reclasificando nuevamente
en 5 clases, para obtener la capa raster final de riesgo potencial
de incendio:
Figura 29Capa raster de riesgo potencial de incendio
De nuevo sera posible parametrizar ambas capas al realizar la
suma (por ejemplo si se desease otorgar ms peso o importancia a los
datos de la capa de peligrosidad estadstica frente a la capa de
peligrosidad de incendio, o viceversa). Sin embargo, el clculo se
ha realizado ponderando ambas capas por igual. En todo caso la
formula usada sera:(Parmetro 1)*(peligrosidad estadstica) +
(Parmetro 2)*(peligrosidad de incendio)
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Proyecto Fin de Carrera 7.4. Clculo de escenarios de actuacin
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El siguiente paso consiste en cruzar la informacin de la capa de
calidad del medio con la capa de riesgo potencial de incendio,
siguiendo la matriz propuesta en la metodologa inicial. Para ello
podemos sumar ambas capas mediante la herramienta de SEXTANTE
clculo de capas raster (Calculadora de mapas) para posteriormente
reclasificar la capa resultante en 5 clases. Esta reclasificacin
otorga a los valores 9 y 10 la categora 5, a los valores 7 y 8 la
categora 4, a los valores 5 y 6 la categora 3, a los valores 3 y 4
la categora 2 y a los valores 1 y 2 la categora 1. Si recordamos la
matriz de la figura 14, sern las categoras 4 y 5 las que finalmente
nos interesen (zonas de actuacin prioritaria y zonas de actuacin
muy prioritaria respectivamente). Obteniendo la siguiente capa:
Figura 30Capa raster con escenarios de actuacin
De esta forma hemos obtenido una capa raster categorizada con
valores del 1 al 5 indicando la importancia del escenario de
actuacin en orden creciente.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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8. Diseo flujo de datosEl siguiente esquema ilustra el
procedimiento de flujo de datos de manera resumida:
Figura 31Flujo de datos para la aplicacin de la metodologa
propuesta
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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En figura anterior (31) se pueden apreciar los pasos previos
efectuados para aplicar la metodologa propuesta. De manera
resumida, se diferencian por un lado, los pasos efectuados para
obtener la capa de calidad del medio, y por otro lado los pasos
efectuados para obtener la capa de riesgo potencial. Para efectuar
el clculo de la calidad del medio se han utilizado cuatro capas
(Espacios naturales protegidos, ncleos urbanos, usos del suelo y
rgimen de montes). En cada una de estas capas se ha realizado una
reclasificacin previa de las variables medioambientales objeto de
estudio, y en aquellas capas vectoriales se ha efectuado una
rasterizacin para convertirlas a formato raster. La suma de estas
cuatro capas tiene como resultado la capa de calidad del medio
(capa raster) clasificada en cinco clases atendiendo a la prioridad
en orden ascendente (de 1 a 5). Respecto a la capa de riesgo
potencial en primer lugar partimos de una capa raster de
peligrosidad estadstica para junto con una capa vectorial con los
municipios obtener una capa vectorial de peligrosidad estadstica
por municipio (clasificada en 4 rangos de peligrosidad con
independencia de la superficie que ocupen). Paralelamente, se
obtiene una capa vectorial de peligrosidad de incendio (partiendo
de la capa de peligrosidad de incendio obtenida por simulacin) con
un campo de distribucin de peligrosidad de 1 a 4. Esta capa junto
con la capa de peligrosidad estadstica de municipio se rasterizan y
se suman para reclasificar en 5 clases. De esta forma ya tenemos
las dos capas de entrada para la matriz de decisin calidad-riesgo.
De dicha matriz obtendremos una nica capa con los escenarios
prioritarios de actuacin. Nos interesremos por los valores del 7 al
10 que se reclasificaran como 4 (valores 7 y 8) y 5 (valores 9 y
10).
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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9. Localizacin de areas prioritariasUna vez definidas las reas
prioritarias de actuacin se ha de tener en cuenta la fragmentacin
del medio, esto es, hay que tener en cuenta la presencia de ros y
carreteras as como las fronteras propias de Catalua para delimitar
correctamente las reas prioritarias. El primer paso es partir de
las capas vectoriales con la infraestructura de carreteras, los ros
as como de la frontera, posteriormente definiremos para cada una de
estas capas un rea de influencia. De esta forma estableceremos un
rea de 200 metros englobando a ambos lados. Esta zona no ser
considerada como zona prioritaria. A continuacin se describe el
proceso seguido en cada una de estas capas.
9.1. Clculo del rea de influencia de carreterasPartimos de una
capa vectorial con la infraestructura de carreteras. Mediante la
herramienta gestor de geoprocesos de gvSIG calculamos el rea de
influencia definida por una distancia de 200 metros:
Figura 32Clculo de rea de influencia mediante geoproceso
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Obteniendo la capa vectorial que representa el rea de influencia
calculada:
Figura 33Capa vectorial de las zonas de influencias de
carreteras
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Proyecto Fin de Carrera 9.2. Clculo del rea de influencia de
ros
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De igual forma que se ha procedido con la capa vectorial de
carreteras calculamos el rea de influencia de los ros de Catalua
partiendo de una capa vectorial en la que se encuentran
representados todos los ros.
Figura 34Capa vectorial de las zonas de influencias de ros
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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9.3. Clculo del rea de influencia de la frontera de CataluaPor
ultimo y repitiendo el proceso seguido para el clculo de las reas
de influencia de ros y carreteras, calculamos el rea de influencia
de la frontera de Catalua.
Figura 35Capa vectorial de las zonas de influencias de
frontera
9.4. Unin de reas de influenciaEl siguiente paso consiste en
efectuar una unin de todos los polgonos generados en las tres capas
de reas de influencia en una sola capa vectorial que represente el
conjunto de reas de influencia. Esta operacin se realiza con la
herramienta gestor de geoprocesos, concretamente mediante el
geoproceso de solape Unin:
Figura 36Herramienta de Geoproceso Unin
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera
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Este proceso de unin se realizar dos veces, pues hay que unir
tres capas vectoriales. El resultado es una capa vectorial con el
conjunto de zonas de influencia. Si rasterizamos esta capa
obtendremos una nueva capa raster que tendr valor 1 en las zonas de
influencia y 0 en el resto, sin embargo, nuestro propsito es
justamente el contrario. Las zonas cerradas, sern aquellas de
nuestro inters, por lo que el valor que han de tener es 1 y las
zonas de influencia, donde no se ubicaran reas prioritarias, tendrn
valor 0. Esto se consigue mediante las herramientas SEXTANTE.
Concretamente invirtiendo los valores de la capa raster. Finalmente
obtendremos una capa raster con las reas de influencia a valor 0 y
el resto 1:
Figura 37Capa raster de zonas de influencias
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 9.5. Obtencin de reas prioritarias
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Partiendo de la capa raster de zonas de influencia y de la capa
raster con los escenarios de actuacin podemos obtener las zonas
prioritarias de actuacin. Para obtener la capa raster que
represente dichas zonas utilizamos la calculadora de mapas de las
herramientas SEXTANTE. En concreto efectuamos una multiplicacin
entre ambas capas, de esta forma el resultado presentara el valor 0
en las zonas de influencia y el valor original de la capa raster de
escenarios de actuacin (valores reclasificados en 5 clases).
*
Figura 38Capa raster con zonas de actuacin prioritaria
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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Partiendo de la capa raster con las zonas de actuacin
prioritaria, procedemos a vectorizar dicha capa mediante las
herramientas SEXTANTE (Vectorizacin / Vectorizar capa raster). A
continuacin se representa esta capa vectorial mostrando los
polgonos con los valores escogidos como de actuacin
prioritaria:
Figura 39Capa vectorial con zonas de actuacin prioritaria
atendiendo a los criterios seleccionados
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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An cuando esta capa es la que utilizaremos para construir los
mapas, sera posible clasificar las zonas de actuacin prioritaria
(ambas o alguna de las dos) atendiendo a su tamao. Puesto que no se
dispone de valores de referencia para considerar un rea mnima no se
efecta esta clasificacin a la hora de realizar los mapas finales.
Sin embargo, al considerarlo un paso lgico, se muestra a
continuacin un ejemplo de las siete reas de mayor extensin (en
negro) en la figura 50. En este caso se han buscado las siete reas
de mayor extensin de ambas zonas de actuacin (muy prioritaria y
prioritaria) observndose que las de mayor extensin se corresponden
todas a zonas de actuacin prioritaria
Figura 40Capa vectorial con las siete mayores zonas de actuacin
prioritaria marcadas en negro
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera
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10. Resultados MapasUna vez obtenida la capa vectorial
representando las reas objetivo de acciones prioritarias se han de
presentar adecuadamente mediante la creacin de mapas. En gvSIG la
creacin de mapas se basa en las vistas creadas, pudiendo adems
incorporar diversos elementos habituales en un mapa cartogrfico
como pudieran ser escala, indicacin de norte, leyenda, imgenes as
como texto explicativo. En nuestro caso se optado por incorporar
una nueva capa WMS que obtiene datos del servidor WMS del instituto
cartogrfico de Catalua. En concreto se ha optado por incorporar dos
capas distintas, por un lado la capa con el mapa topogrfico de
Catalua a escala 1:250000 as como otra capa con el mapa imagen de
satlite tambin a escala 1:250000.
Figura 41Capas WMS aadidas
Evidentemente, estos mapas podran ser personalizados, incluyendo
otras capas, segn la utilidad o destino de los mismos.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 10.1. Mapa uno
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 10.2. Mapa dos
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11. Programacin extensin gvSIG SEXTANTEEn el captulo anterior
hemos podido calcular los escenarios de actuacin mediante un
conjunto de herramientas presentes en gvSIG, especialmente las
extensiones SEXTANTE, que se pueden encontrar en el gestor de
extensiones. Uno de los paradigmas de este Proyecto Fin de Carrera,
es el uso de software libre para su realizacin. Esto significa que
existe la posibilidad de modificar o ampliar las funcionalidades de
gvSIG y en particular de las extensiones SEXTANTE, de forma que se
puedan implementar algoritmos de anlisis geogrfico sobre gvSIG
valindose de la estructura creada por sus desarrolladores. En este
captulo se presentara cmo programar una nueva extensin de SEXTANTE,
basndonos en un proyecto plantilla preparado por los
desarrolladores de SEXTANTE para ser utilizado en la creacin de una
nueva extensin. Finalmente comprobaremos como este proyecto de
ejemplo se incorpora al gestor de extensiones.
11.1. IncidenciasEl objetivo inicial pasaba por realizar la
programacin de una extensin de gvSIG/SEXTANTE que permitiese
automatizar de algn modo parte del proceso que se ha seguido para
la obtencin de la capa de escenarios de actuacin. Sin embargo,
dicho objetivo no se ha podido cumplir debido a los siguientes
condicionantes: No se dispona de documentacin alguna para la
configuracin del entorno de desarrollo. Aun as, se ha realizado una
bsqueda exhaustiva, revisando la documentacin tanto de gvSIG como
de SEXTANTE. Incluso documentacin de jornadas para desarrolladores
de gvSIG se encontraba incompleta, faltando los captulos dedicados
a la configuracin del entorno de desarrollo. Finalmente, despus de
establecer contacto con el principal desarrollador de SEXTANTE se
ha tenido acceso a informacin que ha permitido redactar este
capitulo y documentar los requerimientos y la configuracin del
entorno de desarrollo. An sigue existiendo una carencia de
informacin importante que impide afrontar la tarea de programacin,
y es la falta de datos acerca de clases y mtodos SEXTANTE que
permitan una adecuada reutilizacin a la hora de realizar la
programacin de nuevos geoprocesos. A la fecha de entrega de este
trabajo, an no se dispona de dicha informacin, aunque todo indica
que desde gvSIG/SEXTANTE se prev subsanar esta deficiencia.
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Proyecto Fin de Carrera
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Como consecuencia, no ha sido posible realizar la programacin de
una extensin como estaba previsto. De hecho, la configuracin del
entorno de trabajo solo ha sido posible despus de una ardua labor
de investigacin. Una vez disponible dicho entorno la programacin
slo podra llevarse a cabo mediante ingeniera inversa de las
extensiones existentes.
11.2. Requerimientos y configuracin del entorno de
desarrolloTanto gvSIG como SEXTANTE estn desarrollados con el
lenguaje Java. Aunque no es estrictamente necesario, es muy
aconsejable disponer de un entorno de desarrollo. Los
desarrolladores de gvSIG y SEXTANTE trabajan sobre el entorno de
desarrollo Eclipse7 por lo que es muy recomendable utilizar dicho
entorno (de esta forma podremos usar sus propios ficheros de
configuracin que facilitaran labores como la compilacin y
ejecucin). El primer paso es obtener los ficheros fuentes de gvSIG,
disponibles en su pagina Web, descomprimindolos en un directorio
(no importa cual, puede ser directamente en C:\gvSIG-1_1-src, por
ejemplo). Para poder compilar el proyecto descargar una librera de
Oracle para librera (ojdbc14.jar) la obtenemos obtenida dicha
librera, la copiamos cdigo fuente de gvSIG. extOracleSpatial ser
necesario conexin a travs de JDBC. Dicha de la Web de Oracle8. Una
vez en el directorio libFmap/lib del
En cuanto a Java, es necesario tener instalado el SDK de SUN en
su versin 1.5.0 en versin 12 o posterior9. Una vez instalado este
SDK, es necesario instalar las siguientes libreras (en este SDK,
prestar especial atencin en el caso de disponer de ms de un SDK):
Libreras JAI10. Libreras JAI Image I/O11.
El siguiente paso es ejecutar Eclipse y abrir el directorio
donde previamente se han dejado los ficheros fuente de gvSIG como
un workspace de Eclipse (cambiar el workspace por defecto),
obtendremos un entorno como el siguiente:
www.eclipse.org
http://www.oracle.com/technology/software/tech/java/sqlj_jdbc/htdocs/jdbc_10201.html,
buscar en el apartado "Oracle Database 10g Release 2 (10.2.0.3)
JDBC Drivers" 9 http://java.sun.com/javase/downloads/index_jdk5.jsp
10 https://jai.dev.java.net/binary-builds.html 11
https://jai-imageio.dev.java.net/binary-builds.html8
7
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Figura 42Entorno de desarrollo Eclipse con Workspace de
gvSIG
Antes de intentar compilar el proyecto, es importante asegurarse
de tener seleccionado el SDK correcto, junto con las libreras de
imagen, en Eclipse. Podemos comprobarlo en
Windows/Preferences/Java/Installed JREs. Pueden mostrase varios,
pero ha de estar marcada la versin 1.5.0. En este momento ya es
posible compilar el proyecto. Aunque hay varias alternativas, es
preferible realizar una compilacin automtica pues disponemos de una
External Tool Configuration preconfigurada obtenida en los ficheros
fuente llamada Buil All. Podemos acceder a este comando en el men
Run/External Tools/External Tools tal como se muestra en la
siguiente imagen:
Figura 43Compilacin de gvSIG
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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Una vez compilado el proyecto, la ejecucin se realiza basndonos
tambin en una Run Configuration de Eclipse (como se puede apreciar,
el utilizar el mismo entorno de desarrollo que los desarrolladores
originales aporta ventajas, facilitando la compilacin y ejecucin).
Este comando se ejecuta desde el men Run/Open Run Dialog,
escogiendo el comando segn sea nuestro sistema operativo, tal y
como se muestra en la siguiente imagen (en este caso gvSIG
windows):
Figura 44Ejecucin de gvSIG
Siguiendo todos los pasos anteriores, disponemos de un entorno
que nos permite compilar y ejecutar gvSIG, pero aun hemos de aadir
las extensiones SEXTANTE. A la hora de aadir los proyectos que
conforman las extensiones SEXTANTE en Eclipse tenemos dos opciones:
bajar los ficheros fuente desde la propia pgina de SEXTANTE, o bien
acceder al repositorio de Subversion (SVN) de SEXTANTE. Es ms
recomendable optar por incorporar los proyectos desde el
repositorio de SVN, pues de esta manera incorporamos las ltimas
versiones (puede que incluso incorporemos proyectos que aun no estn
disponibles en los propios ficheros fuente disponibles en la Web).
Para incorporar los proyectos mediante SVN en Eclipse es necesario
disponer de un Plugin adecuado, por ejemplo Subclipse12. Aunque es
posible escoger cualquier otro. Una vez instalado el Plugin
incorporamos los proyectos mediante el men File/New/Project
escogiendo la opcin Checkout Projects from SVN, tal como muestra la
siguiente figura:
12
http://subclipse.tigris.org
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
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Figura 45Aadir proyecto desde SVN
La direccin actual del SVN de SEXTANTE es:
http://sextantegis.googlecode.com/svn/trunk .
Figura 46SVN de SEXTANTE
Es importante seleccionar y aadir los proyectos disponibles uno
a uno.
Figura 47Proyectos de SEXTANTE disponibles en SVN
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Una vez aadidos todos los proyectos ser necesario compilarlos.
Para compilar todos los proyectos que forman las extensiones
SEXTANTE solo tenemos que ejecutar el fichero Build.xml que se
encuentra en el proyecto extStandardExtension, tal como muestra la
siguiente imagen:
Figura 48Compilacin proyectos SEXTANTE
Una vez compilado SEXTANTE, volvemos a ejecutar gvSIG tal y como
se indic previamente, y dispondremos del entorno gvSIG con las
extensiones SEXTANTE.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 11.3. Programar una extensin
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A la hora de programar una nueva extensin en SEXTANTE es muy
aconsejable seguir la estructura de extensiones definida por los
desarrolladores de SEXTANTE. Gracias a esta estructura, el esfuerzo
en la implementacin de un nuevo geo-algoritmo y su extensin se
centrar en el algoritmo en s, posibilitando al propio gestor de
extensiones incorporarla y darla presencia dentro de gvSIG. En
definitiva, se persigue separar el algoritmo de anlisis del resto
de elementos. Esta estructura se denomina extensin-algoritmo. Una
extensin esta compuesta no solo de ficheros de cdigo, sino tambin
de ficheros que especifican cmo realizar la compilacin y cmo
integrar la extensin en gvSIG. Si bien es posible crear la
estructura de una extensin partiendo desde cero, es muy
recomendable partir del proyecto extTemplate que se puede descargar
de la pgina Web de SEXTANTE, siendo un buen punto de partida para
comenzar el desarrollo de una extensin. Una vez incorporado este
proyecto en el entorno de desarrollo podremos ver su estructura tal
y como se muestra en la siguiente imagen:
Figura 49Incorporacin de plantilla para nuevos proyectos de
extensin SEXTANTE
Podemos observar como la plantilla no se corresponde
estrictamente a una sola extensin, sino a dos extensiones
(myFirsExtension y mysecondExtension) agrupadas en lo que se
denomina librera de extensiones. Se podra emplear un proyecto para
cada extensin, pero es ms conveniente agrupar aquellas extensiones
con algn rasgo en comn
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera
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en libreras. En este caso, tenemos una librera extTempalte con
dos extensiones de ejemplo. El ncleo de la extensin se encuentra en
el algoritmo que se pretende desarrollar, este algoritmo se
codificar en el fichero MyFirstExtensionAlgorithm.java el cual
contiene dos mtodos (defineCahracteristics() y processAlgorithm())
que son los mtodos que se tendran que sobrescribir al crear una
nueva extensin. El primer mtodo se ejecuta al crear el objeto y
contiene la definicin del algoritmo como tal, incluyendo el nombre
con el que aparecer en el gestor de extensiones as como los valores
de entrada necesarios para ejecutar el algoritmo. La ejecucin del
algoritmo, el clculo, se efecta en el segundo mtodo. Este mtodo se
encarga de recuperar la informacin introducida por el usuario en
forma de variables, operar con dichas variables y producir un
resultado. Queda fuera del alcance de este proyecto revisar las
clases de SEXTANTE que se pueden usar para codificar un algoritmo,
sin embargo se puede encontrar informacin en la Web de SEXTANTE,
especialmente interesante resulta el documento ManualStdExtension
que es posible encontrar dentro de los materiales de desarrollo
descargables de dicha Web. El segundo fichero,
myFirsExtensionExtension.java se encarga, como ya hemos mencionado,
de darle presencia a la extensin en gvSIG. Solo ser necesario
modificar dos lneas, para indicarle cual es el algoritmo que genera
la informacin y el nombre de la librera, o grupo dentro del gestor
de extensiones. En el caso de la plantilla serian las lneas
marcadas en negrita:package
es.unex.sextante.extTemplate.myFirstExtension; import
es.unex.sextante.StandardExtension.core.StandardExtension; public
class MyFirstExtensionExtension extends StandardExtension{ public
void initialize(){ m_Algorithm = new MyFirstExtensionAlgorithm();
setGroup("Extensiones de ejemplo"); } }
Una vez codificada la extensin o librera de extensiones solo
resta compilarla para incorporarla a las extensiones de SEXTANTE de
gvSIG.
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera 11.4. Compilar y generar una extensin
Oscar Lozano Caadilla
Para compilar la nueva extensin solo ser necesario ejecutar el
fichero Buil.xml de la extensin, sealndolo y mediante el men
Run/Run.
Figura 50Compilacin de nueva extensin SEXTANTE
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Localizacin reas prioritaria para ubicacin de cortafuegos.
Proyecto Fin de Carrera
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Posteriormente volvemos a compilar todas las extensiones
SEXTANTE, mediante la ejecucin del fichero Build.xml de la extensin
StandardExtension tras lo cual, solo tenemos que ejecutar de nuevo
gvSIG para comprobar como estn incorporadas las extensiones de
ejemplo dentro del gestor de extensiones:
Figura 51Ejecucin de gvSIG con la extensin de ejemplo de
SEXTANTE
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Localizaci