¿Para qué sirve aprender SIG?
A través del análisis y definición anteriores, se pueden plantear los siguientes conceptos básicos de SIG:
1. La envoltura física del sistema de información geográfica es un sistema técnico computarizado, que consiste en de varios interrelacionados Consta de subsistemas, como el subsistema de adquisición de datos, el subsistema de gestión de datos, el subsistema de procesamiento y análisis de datos, el subsistema de procesamiento de imágenes, el subsistema de salida de productos de datos, etc. La calidad y estructura de estos subsistemas afectan directamente la plataforma de hardware, las funciones, la eficiencia, los métodos de procesamiento de datos y los tipos de resultados de los productos SIG.
2. El objeto de operación de los SIG son los datos espaciales, es decir, entidades geográficas con elementos tridimensionales como puntos, líneas, superficies y volúmenes. La característica más fundamental de los datos espaciales es que cada dato se codifica según coordenadas geográficas unificadas, logrando su posicionamiento, descripción cualitativa y cuantitativa. Ésta es la diferencia fundamental entre SIG y otros tipos de sistemas de información, y también es una dificultad técnica.
3. La ventaja técnica de los SIG radica en sus capacidades de síntesis, simulación, análisis y evaluación de datos. Puede obtener información importante que es difícil de obtener mediante métodos convencionales o sistemas de información ordinarios, y realizar la simulación y. Predicción de la evolución de procesos geoespaciales.
4.El SIG está estrechamente relacionado con la topografía y la geografía. La geodesia, los estudios de ingeniería, los estudios de minas, los estudios catastrales, la fotogrametría aérea y la tecnología de detección remota proporcionan varias escalas y diferentes números de posicionamiento de precisión para entidades espaciales en velocímetros electrónicos, tecnología de posicionamiento global GPS, fotogrametría analítica o digital. El uso de topografía y cartografía modernos; Las tecnologías como las estaciones de trabajo y los sistemas de procesamiento de imágenes de teledetección pueden obtener directa, rápida y automáticamente productos de información digital de objetivos espaciales, proporcionar a los SIG fuentes de información ricas y en tiempo real y promover el desarrollo de los SIG a un nivel superior. La geografía es el soporte teórico de los sistemas de información geográfica.
Algunos académicos afirman que “los sistemas de información geográfica y la geografía de la información son las principales herramientas y medios de la segunda revolución en la ciencia geográfica, si el surgimiento y el desarrollo de los SIG son la clave para la revolución de la información en la ciencia geográfica”. Entonces, el surgimiento y desarrollo de la geografía de la información será una puerta a la revolución de la información en la ciencia geográfica y ciertamente abrirá un nuevo mundo para el desarrollo y la mejora de la ciencia geográfica. "Los SIG se denominan el lenguaje de tercera generación de las ciencias de la Tierra, que describe entidades espaciales en forma digital. La clasificación de los sistemas de información geográfica se basa en el alcance de la investigación. Los sistemas de información geográfica se pueden dividir en globales, regionales y locales. Según los diferentes contenidos de la investigación , se pueden dividir en Es integral y temático. Varios sistemas de solicitud profesionales del mismo nivel se pueden concentrar en las áreas correspondientes para formar un sistema integrado regional al mismo nivel al planificar y establecer el sistema de solicitud. Se deben planificar dos sistemas de manera uniforme para reducir la duplicación y el desperdicio y mejorar la apreciación y la practicidad de los datos. Extensión: Sistema de información geográfica de distribución El Sistema de información geográfica (SIG) es una parte importante del sistema de automatización de distribución: porque la red de distribución tiene muchos nodos y. equipos dispersos, su trabajo de operación y gestión a menudo está relacionado con la ubicación geográfica, la introducción del sistema de información geográfica de distribución puede hacer que la gestión de operaciones sea más intuitiva. Su contenido incluye principalmente: gestión de equipos (FM), que refleja los datos técnicos de las subestaciones; alimentadores, transformadores, interruptores, postes y otros equipos en el mapa de fondo geográfico. El sistema de información del cliente (CIS) se refiere al procesamiento de una gran cantidad de información del usuario, como nombres de usuario, direcciones, números de cuenta, números de teléfono, consumo de energía; y cargas, prioridades de suministro de energía, registros de cortes de energía, etc., con la ayuda de SIG, es fácil determinar rápidamente el alcance de la falla. La información estadística del consumo de electricidad y la carga también se puede utilizar como base para el análisis de la red. El sistema de gestión de cortes de energía (OMS) significa que después de que GIS recibe una queja de corte de energía, puede encontrar rápidamente la ubicación de la falla y el alcance de la influencia llamando a las funciones CIS y SCADA, y elegir la secuencia y la ruta razonables, y mostrar el progreso. en el proceso de procesamiento y transmitir automáticamente información relevante al sistema de respuesta telefónica de quejas de los usuarios, además, el SIG también puede tener la función de ayudar a la planificación y el diseño del desarrollo de la red de distribución. El desarrollo de los sistemas de información geográfica en mi país comenzó más tarde. el impulso de desarrollo es bastante rápido y se puede dividir aproximadamente en las siguientes tres etapas.
La primera es la etapa inicial. A principios de la década de 1970, China comenzó a popularizar la aplicación de las computadoras electrónicas en los campos de. topografía, cartografía y teledetección Con el desarrollo de la tecnología de teledetección internacional, mi país comenzó a introducir imágenes satelitales de Recursos Terrestres de EE. UU. en 1974 para llevar a cabo el procesamiento e interpretación de imágenes de teledetección.
La primera reunión de planificación de tecnología de teledetección se celebró en 1976, creando una nueva situación de vigoroso desarrollo de experimentos y aplicaciones de tecnología de teledetección. Se llevaron a cabo sucesivamente experimentos de teledetección por infrarrojos en la región de Beijing-Tianjin-Tangshan. Experimento de teledetección aérea de Xinjiang Hami, investigación de teledetección ambiental de la bahía de Tianjin Bohai, inventario de teledetección de recursos de tierras agrícolas de Tianjin. Durante mucho tiempo, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía ha llevado a cabo sistemáticamente una serie de trabajos de fotogrametría aérea y levantamiento topográfico, sentando una base sólida para el establecimiento de una base de datos del sistema de información geográfica. También se llevan a cabo simultáneamente la investigación y aplicación de cartografía analítica y cartografía digital, cartografía asistida por ordenador y modelos digitales de elevación. En 1977, nació el primer mapa de elementos completos generado por computadora. En 1978, la Comisión de Planificación Estatal celebró el primer simposio nacional de bases de datos en Huangshan. Estos han realizado preparativos técnicos para el desarrollo y aplicación de sistemas de información geográfica.
La segunda es la etapa experimental. Después de entrar en la década de 1980, China implementó el "Sexto Plan Quinquenal" y el "Séptimo Plan Quinquenal", y la economía nacional se desarrolló de manera integral y respondió rápidamente con entusiasmo a la "revolución de la información". Mientras se desarrollan vigorosamente las aplicaciones de teledetección, los SIG también han entrado en la etapa experimental. En experimentos típicos, se estudiaron principalmente especificaciones y estándares de datos, construcción de bases de datos espaciales, algoritmos de análisis y procesamiento de datos y desarrollo de software de aplicaciones. Tomando como objetivo la agricultura, estudiamos modelos y software para la evaluación de la calidad y el análisis y predicción dinámicos, y los aplicamos a la investigación experimental sobre pérdidas por inundaciones de embalses, estimación de recursos hídricos, inventario de recursos terrestres, evaluación de la calidad ambiental y análisis de tendencias poblacionales. En términos de experimentos y aplicaciones especiales, sobre la base de estudios geodésicos nacionales y el establecimiento de modelos terrestres digitales, un sistema nacional de bases de datos terrestres 1:10.000, un sistema nacional de información terrestre, un sistema nacional de información sobre recursos y medio ambiente 1:400.000 y un sistema nacional 1:400.000 de información sobre recursos y medio ambiente. :2,5 millones El Sistema de Información sobre Conservación de Suelos y Aguas ha llevado a cabo experimentos de investigación especiales en el Sistema de Información de la Meseta de Loess y el Sistema de Análisis y Predicción de Desastres de Inundaciones. Los departamentos de planificación y construcción urbana también han reconocido varios pequeños sistemas de información utilizados para ayudar a la planificación urbana.
Se han logrado grandes avances en el intercambio académico y la formación de talentos. Muchos seminarios académicos internacionales sobre sistemas de información geográfica se llevan a cabo en China. En 1985, la Academia de Ciencias de China estableció el Laboratorio Nacional Abierto Clave de Sistemas de Información Ambiental y de Recursos. En 1988 y 1990, la Universidad de Topografía y Cartografía de Wuhan estableció sucesivamente el Laboratorio Nacional Abierto Clave de Ingeniería de la Información e Información de Topografía, Cartografía y Teledetección. Ingeniería. Muchas universidades de China han abierto cursos y talleres de teledetección a diferentes niveles y han capacitado a un gran número de doctores y maestros dedicados a la investigación y aplicación de sistemas de información geográfica.
La tercera es la etapa de desarrollo integral de los SIG. Desde finales de los años 1980 y 1990, con el desarrollo de la economía de mercado socialista, el sistema de información geográfica de China ha entrado en una etapa de desarrollo integral. La Administración Estatal de Topografía y Cartografía está estableciendo una industria de información topográfica y cartográfica digital en todo el país. Se ha puesto a la venta pública la base de datos de mapas 1:10.000, también se ha creado la base de datos de mapas Wei:250.000 y se ha iniciado la producción y construcción de la base de datos de mapas nacional 1:10.000. La Oficina Provincial de Topografía y Cartografía está trabajando arduamente para establecer un sistema de información geográfica básica provincial de 1:10.000. La aplicación de la fotogrametría digital y la teledetección ha pasado gradualmente de experimentos típicos a sistemas operativos que pueden garantizar el suministro continuo de información topográfica y temática a los sistemas de información geográfica. Desde la década de 1990, el desarrollo de zonas de desarrollo económico costeras y ribereñas, el uso remunerado de la tierra y la introducción de inversión extranjera han requerido con urgencia servicios SIG, que han promovido efectivamente el desarrollo de sistemas de información geográfica urbana. Muchas ciudades de China han establecido sistemas de información urbana para la planificación urbana, la gestión del suelo, el transporte, la electricidad y la gestión de diversas infraestructuras.
En materia de investigación básica y desarrollo de software, el Ministerio de Ciencia y Tecnología ha incluido "la aplicación integral de la teledetección, los sistemas de información geográfica y los sistemas de posicionamiento global" en el "Noveno Plan Quinquenal" y ha invertido una cantidad considerable de investigación en este proyecto. Los fondos apoyan a la Universidad de Ciencia y Tecnología de Topografía y Cartografía de Wuhan, la Universidad de Pekín, la Universidad de Geociencias de China, la Academia Forestal de China y el Instituto de Geografía de la Academia de Ciencias de China para desarrollar software SIG básico con la tecnología de mi país. derechos de autor independientes. Después de varios años de arduo trabajo, la brecha entre el software SIG básico de mi país y los países extranjeros se ha reducido rápidamente, y han surgido varios software SIG como GeoStar, MapGIS, OityStar y ViewGIS. En términos de teledetección, con el apoyo de este proyecto, se estableció un sistema nacional de información de monitoreo de la dinámica terrestre basado en los resultados de clasificación de tierras de imágenes de teledetección IK4. La implementación de este importante proyecto nacional ha impulsado en gran medida el desarrollo de los sistemas de teledetección y de información geográfica en nuestro país. Los expertos nacionales y extranjeros tienen diferentes definiciones de sistemas de información geográfica (algunas definiciones extranjeras de sistemas de información geográfica están tomadas de David J. Maguire, 1991).
1. DoE(1987:132)
Un sistema para capturar, almacenar, examinar, procesar, analizar y mostrar datos de referencia espacial de la Tierra.
2. Aronoff (1989:39)
Cualquier programa manual o informático para almacenar y manipular datos referenciados geográficamente.
3. Carter (1989:3)
Una institución en su conjunto refleja una estructura organizacional que combina tecnología con bases de datos, experiencia y apoyo financiero continuo.
4. Parker (1988:1547)
Una tecnología de la información que almacena, analiza y muestra datos espaciales y no espaciales.
5. Duke (1979:106)
Un caso especial de sistemas de información en los que la base de datos consta de observaciones de características, actividades o eventos distribuidos espacialmente. Los eventos se pueden definir en el espacio como puntos, líneas o áreas. SIG procesa datos sobre estos puntos, líneas y áreas para recuperar los datos para consultas y análisis ad hoc.
6. Smith et al. (1987:13)
Un sistema de base de datos en el que la mayoría de los datos están indexados espacialmente y sobre esta base se ejecutan un conjunto de procesos, para dar respuesta. consultas sobre entidades espaciales en la base de datos.
7. Ozermoy, Smith y Sichelman (1981:92)
Un conjunto de funciones automatizadas que proporcionan a los profesionales la capacidad de almacenar, recuperar, manipular y mostrar la ubicación geográfica. Funciones avanzadas para datos.
8. Burrough (1986:6)
Un conjunto de potentes herramientas para recopilar, almacenar, recuperar, transformar y mostrar libremente datos espaciales del mundo real.
9. Cowen (1988:1544)
Un sistema de apoyo a la decisión que implica la integración de datos referenciados espacialmente en un entorno de resolución de problemas.
10. Koshkarev, Tikunov y Trofimov (1989:256)
Sistema con capacidades avanzadas de modelado geológico.
11. Devine y Field (1986:18)
Una forma de MIS [Sistema de Información de Gestión] que permite la visualización en mapas de información general.
12. Chen et al. (1999, Introducción a los sistemas de información geográfica):
Consta de sistemas informáticos, datos geográficos y usuarios. Genera y genera diversa información geográfica a través de la integración, almacenamiento, recuperación, operación y análisis de datos geográficos, proporcionando así a los departamentos gubernamentales servicios de uso de la tierra, gestión de recursos, monitoreo ambiental, transporte, construcción económica, planificación urbana y gestión administrativa. decisiones de diseño, planificación y gestión de ingeniería. La especialidad de ingeniería es la ingeniería de cartografía e información geográfica, que pertenece a la topografía y la cartografía y se centra en la medición. No hay ninguna diferencia esencial entre los dos. Según sus propias preferencias, las carreras de ingeniería generalmente se establecen en facultades de ciencias e ingeniería, y las carreras de ciencias generalmente se establecen en universidades integrales o universidades normales. En términos de ciencia, el sistema de información geográfica de la Facultad de Recursos y Ciencias Ambientales de la Universidad de Wuhan es bastante poderoso, especialmente la dirección de cartografía. Antecedentes del desarrollo del SIG Hace 35.000 años, los cazadores de Cromagnon en Francia dibujaron patrones de los animales que cazaban en las paredes de las cuevas cercanas a Lascaux. Asociados con estas imágenes de animales hay líneas y símbolos que describen rutas y trayectorias migratorias. Estos primeros registros se ajustaban a la estructura binaria de los sistemas de información geográfica modernos: un archivo de gráficos corresponde a una base de datos de atributos. En el siglo XVIII se habían logrado técnicas topográficas modernas para mapas topográficos, junto con las primeras versiones de cartografía temática, como aspectos científicos o datos censales. A principios del siglo XX, se desarrolló la "litografía", una técnica para superponer imágenes. Hasta principios de la década de 1960, con el avance de la investigación sobre armas nucleares, el desarrollo del hardware informático condujo a la aplicación del "dibujo" informático de uso general.
1967 El primer sistema SIG práctico del mundo fue desarrollado por el Departamento federal de Energía, Minas y Recursos en Ottawa, Ontario. El sistema fue desarrollado por Roger Tomlinson y se llamó Sistema Canadiense de Información Geográfica (CGIS). Se utiliza para almacenar, analizar y procesar datos recopilados en el Canadian Land Survey (CLI). CLI mide la capacidad de la tierra en las zonas rurales de Canadá mapeando una variedad de información sobre suelos, agricultura, recreación, vida silvestre, aves acuáticas, silvicultura y uso de la tierra a una escala de 1:250,000 y agregando factores de clasificación jerárquica para el análisis.
CGIS es el primer "sistema" del mundo y ha sido mejorado en la aplicación del "dibujo".
Tiene la capacidad de superponer, medir y digitalizar/escanear datos, admite sistemas de coordenadas nacionales transcontinentales, codifica líneas en "arcos" con una verdadera topología integrada y almacena información sobre atributos y ubicaciones en archivos separados. Su desarrollador, el geógrafo Roger Tomlinson, es conocido como el "padre de los sistemas de información geográfica".
CGIS no se completó hasta la década de 1970, pero tomó tanto tiempo, por lo que en sus años iniciales de desarrollo no pudo competir con proveedores como Intergraph que vendían varias aplicaciones comerciales de mapeo. A medida que el hardware de microcomputadoras ha evolucionado, proveedores como ESRI y Caris han fusionado con éxito la mayoría de las funciones CGIS y han combinado métodos de primera generación para separar información espacial y de atributos con métodos de primera generación para organizar datos de atributos en estructuras de bases de datos. El crecimiento industrial en las décadas de 1980 y 1990 impulsó un rápido crecimiento de las estaciones de trabajo UNIX y las computadoras personales que utilizaban SIG. A finales del siglo XX, el rápido crecimiento entre varios sistemas llevó a su consolidación y estandarización en un pequeño número de plataformas relevantes. Y los usuarios comenzaron a proponer el concepto de ver datos SIG en Internet, lo que requiere la estandarización del formato y la transmisión de datos. Las técnicas utilizadas en SIG obtienen información relevante de diferentes fuentes.
Si puedes correlacionar las precipitaciones en tu estado con fotografías de tu condado, puedes determinar qué humedales se secan en determinadas épocas del año. Este análisis puede realizarse mediante SIG, que puede aplicar información de diferentes fuentes en diferentes formas. El requisito básico para los datos fuente es determinar la ubicación de las variables. Las ubicaciones pueden marcarse mediante coordenadas X, Y y Z de longitud, latitud y elevación, o representarse mediante otros sistemas de codificación geográfica, como códigos postales o marcadores de kilometraje de carreteras. Cualquier variable que pueda localizarse y almacenarse puede retroalimentarse al SIG. Algunas agencias gubernamentales y organizaciones no gubernamentales están produciendo bases de datos informáticas que pueden acceder directamente a los SIG. Puede importar diferentes tipos de formatos de datos desde mapas a SIG. Al mismo tiempo, el sistema SIG puede convertir información digital en un formato no cartográfico en un formato que pueda reconocerse y utilizarse. Por ejemplo, al analizar imágenes digitales de satélite generadas por sensores remotos, se puede generar una capa de información digital similar a un mapa sobre la cubierta vegetal. De manera similar, los datos del censo o de las tablas hidrográficas pueden convertirse en mapas y utilizarse como capa de información temática en un sistema SIG.
Visualización de datos
Los datos SIG representan objetos del mundo real (carreteras, uso del suelo, altitud) en forma de datos digitales. Los objetos objetivos en el mundo real se pueden dividir en dos conceptos abstractos: objetos discretos (como casas) y áreas de objetos continuos (como lluvia o altitud). Estas dos abstracciones Hay dos formas principales de almacenar datos en sistemas SIG: cuadrícula y vector. Los datos de la cuadrícula constan de filas y columnas que contienen celdas de almacenamiento de valores únicos. Es similar a una imagen de cuadrícula. Además de utilizar colores apropiados, el valor registrado para cada celda también puede ser un grupo categórico como uso de la tierra, valor continuo o lluvia, o un valor nulo registrado cuando no hay datos disponibles. La resolución del conjunto de datos ráster depende del ancho de la cuadrícula de las unidades terrestres. Normalmente, una celda de memoria representa un área cuadrada de terreno, pero también se puede utilizar para representar otras formas. Los datos ráster se pueden utilizar para representar áreas u objetos, almacenados como... Los datos vectoriales utilizan formas geométricas como puntos, líneas (una serie de coordenadas de puntos) o polígonos (la forma depende de la línea) para representar objetos objetivos. Por ejemplo, en la subdivisión de casas, se utilizan polígonos para representar los límites de la propiedad y puntos para representar ubicaciones con precisión. Los vectores también se pueden utilizar para representar campos con variabilidad continua. Utilice contornos y redes irregulares trianguladas (TIN) para representar la elevación u otros valores cambiantes. Los registros TIN evalúan puntos conectados en una cuadrícula irregular de triángulos. Las caras triangulares representan la superficie del terreno. Existen ventajas y desventajas al utilizar modelos de datos rasterizados o vectoriales para representar la realidad. Los datos ráster están configurados para registrar el mismo valor para todos los puntos del plano, mientras que el formato vectorial solo almacena datos cuando es necesario, lo que hace que los primeros requieran más espacio de almacenamiento que los segundos. Superponer datos ráster es fácil, pero es mucho más difícil con datos vectoriales. Los datos vectoriales se pueden mostrar como gráficos vectoriales en un mapa tradicional, mientras que cuando los datos rasterizados se muestran como una imagen, los límites de los objetos mostrados se vuelven borrosos. Además de los datos espaciales representados por coordenadas vectoriales geométricas o posiciones de celdas de cuadrícula, también se pueden almacenar otros datos no espaciales. En los datos vectoriales, estos datos adicionales son propiedades del objeto objetivo. Por ejemplo, un polígono de un recurso forestal puede contener valores de identificador e información sobre especies de árboles.
Los valores de celda en datos ráster pueden almacenar información de atributos, pero también pueden usarse como identificadores relacionados con registros en otras tablas.
Recuperación de datos
La recuperación de datos (ingresar datos en el sistema) ocupa la mayor parte del tiempo de los profesionales de SIG. Hay muchas formas de ingresar datos en un SIG, donde los datos se almacenan en formato digital. Los datos existentes impresos en papel o mapas Mylar se pueden digitalizar o escanear para generar datos digitales. El digitalizador genera datos vectoriales a partir del mapa como puntos de trayectoria del operador, líneas y límites de polígonos. Escanear un mapa puede producir datos rasterizados, que pueden procesarse aún más para producir datos vectoriales. Los datos de medición se pueden importar directamente al SIG desde el sistema de adquisición de datos digitales del instrumento de medición. Las posiciones obtenidas de otra herramienta de medición, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), también se pueden ingresar directamente en un SIG. Los datos de teledetección también desempeñan un papel importante en la recopilación de datos y constan de múltiples sensores conectados a la plataforma. Los sensores incluyen cámaras, escáneres digitales y lidar, mientras que las plataformas suelen consistir en aviones y satélites. Actualmente, la mayoría de los datos digitales provienen de la interpretación de fotografías y de la fotografía aérea. La estación de trabajo de copia electrónica se utiliza para digitalizar características obtenidas directamente de pares de imágenes estereoscópicas de imágenes digitales. Estos sistemas permiten adquirir datos en dos o tres dimensiones y medir su altura directamente a partir de pares de imágenes estéreo basadas en fotogrametría. Las fotografías aéreas analógicas actuales se escanean y luego se ingresan en el sistema de copia electrónica, pero a medida que las cámaras digitales de alta calidad se vuelven más asequibles, este paso puede omitirse. La teledetección por satélite proporciona otra fuente importante de datos espaciales. En este caso, los satélites utilizan diferentes paquetes de sensores para medir pasivamente el coeficiente de reflexión del espectro electromagnético o partes de las ondas de radio emitidas por sensores activos como el radar. Los datos de teledetección se pueden procesar aún más para identificar objetos y categorías de interés, como datos rasterizados de cobertura terrestre. Además de recopilar e ingresar datos espaciales, también se deben ingresar datos de atributos en el SIG. Para datos vectoriales, esto incluye información adicional sobre los objetos representados en el sistema. Una vez que los datos se ingresan en un SIG, a menudo se editan para eliminar errores o para su posterior procesamiento. Para algunos análisis avanzados, los datos vectoriales deben ser "topológicamente correctos". Por ejemplo, en una red de carreteras, las líneas deben conectarse a nodos en las intersecciones. También se deben eliminar errores como el contragolpe o el exceso. Para mapas escaneados, es posible que sea necesario eliminar las manchas del mapa de origen del ráster resultante. Por ejemplo, una mancha de tierra puede conectar dos líneas que no deberían estar conectadas.
Manipulación de datos
Los SIG pueden realizar reconstrucción de datos y convertirlos a diferentes formatos. Por ejemplo, los SIG pueden convertir imágenes de satélite en estructuras vectoriales generando líneas alrededor de todas las celdas con la misma clasificación y determinando las relaciones espaciales de las celdas, como la adyacencia y la inclusión.
Debido a que los datos digitales se recopilan y almacenan de diferentes maneras, es posible que las dos fuentes de datos no sean totalmente compatibles. Por tanto, los SIG deben ser capaces de transformar datos geográficos de una estructura a otra.
Sistemas de proyección, sistemas de coordenadas y transformaciones
Los mapas de propiedad y los mapas de distribución del suelo pueden mostrar datos a diferentes escalas. Los datos cartográficos en un SIG deben manipularse para que sean coherentes o colaborativos con los datos obtenidos de otros mapas. Antes de poder analizar los datos digitales, es posible que deban pasar por otros procesos antes de integrarlos en un SIG, como la proyección y la transformación de coordenadas. La Tierra puede representarse mediante muchos modelos. Para cualquier punto determinado de la superficie de la Tierra, cada modelo puede proporcionar un conjunto diferente de coordenadas (como latitud, longitud y altitud). El modelo más simple supone que la Tierra es una esfera ideal. A medida que los datos de medición de la Tierra se acumulan gradualmente, los modelos de la Tierra se vuelven cada vez más complejos y precisos. De hecho, algunos modelos se aplican a diferentes regiones de la Tierra para proporcionar una mayor precisión (como el Sistema de Coordenadas de América del Norte, 1983 - NAD83 - sólo para Estados Unidos, no para Europa).
La proyección es una parte fundamental en la elaboración de mapas. Este es un método matemático para convertir información de un modelo de la Tierra. Convierte superficies tridimensionales en medios bidimensionales (como papel o pantallas de computadora). Los diferentes tipos de mapas deben utilizar diferentes sistemas de proyección, ya que cada uno tiene sus propios usos apropiados. Por ejemplo, una proyección que refleje con precisión la forma de un continente distorsionaría el tamaño relativo de los continentes.
Análisis espacial SIG
La capacidad de análisis espacial es la función principal de SIG y la característica principal que distingue a SIG del software de gráficos por computadora. El análisis espacial consiste en estudiar cosas espaciales desde la posición espacial y la conexión de los objetos espaciales, y describir cuantitativamente cosas espaciales.
En términos generales, sólo respondemos preguntas como qué (¿qué?), dónde (¿dónde? ¿cómo?), etc., en lugar de (podemos) responder por qué (¿por qué?). El análisis espacial requiere herramientas matemáticas complejas, las más importantes de las cuales son la estadística espacial, la teoría de grafos, la topología, la geometría computacional, etc. [1] Su tarea principal es describir y analizar la composición espacial para obtener, describir e identificar datos espaciales. Comprender e interpretar procesos subyacentes de patrones geográficos; simulación y predicción de procesos espaciales con el propósito de regular eventos en el espacio geográfico [2].
La tecnología de análisis espacial involucra múltiples disciplinas, y disciplinas profesionales como geografía, economía, ciencia regional, atmósfera, geofísica e hidrología proporcionan conocimientos y mecanismos.
Además de los módulos de análisis espacial incluidos con el software SIG, también existen algunos software de análisis espacial especializados, como GISLIB, SIM, PPA, Fragstats, etc.
Modelado de datos
Es difícil conectar mapas de humedales con precipitaciones registradas en diferentes lugares, como aeropuertos, estaciones de televisión y escuelas. Sin embargo, los SIG pueden describir características bidimensionales y tridimensionales de la superficie, el subsuelo y la atmósfera.
Por ejemplo, los SIG pueden dibujar rápidamente líneas pluviómetros que reflejen las cantidades de lluvia.
Un mapa de este tipo se llama pluviómetro. Las características de toda la superficie pueden estimarse midiendo un número limitado de puntos, un método que está bien establecido. En SIG, los mapas de lluvia 2D se pueden superponer y analizar con otras capas en la misma área.
Modelado topológico
¿Ha habido gasolineras o fábricas cerca del humedal en los últimos 35 años? ¿Existen instalaciones de este tipo que cumplan con el requisito de estar a menos de 2 millas de un humedal? Los SIG pueden identificar y analizar dichas relaciones espaciales en datos espaciales digitales. Estas relaciones topológicas permiten un modelado y análisis espacial complejo. Las relaciones topológicas de los sonidos de entidades geográficas incluyen conexión (qué está conectado con qué), inclusión (qué está en qué) y proximidad (la distancia entre los dos).
Modelado de redes
Si todas las fábricas cercanas al humedal vierten productos químicos al río al mismo tiempo, ¿cuánto tiempo tardará la cantidad de contaminantes vertidos en el humedal en alcanzar un nivel determinado? cantidad dañina para el medio ambiente? Los SIG pueden simular las rutas de difusión de contaminantes a lo largo de redes lineales (ríos). Se pueden incorporar al modelo valores numéricos como pendiente, límites de velocidad y diámetro de tubería para que la simulación sea más precisa. El modelado de redes se usa comúnmente para la planificación del transporte, el modelado hidrológico y el modelado de redes de tuberías subterráneas.