Tema 3: Introducción a los Sistemas de
Información Geográfica Vectorial
Juan Carlos García Palomares
Profesor Titular de Geografía Humana
UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID
Tema 3: Introducción a los Sistemas de Información Geográfica
Vectorial:
1. Definición General de los Sistemas de Información Geográfica vectorial.
2. Los elementos de un SIG vectorial.
3. Entrada de datos. La componente espacial. Importancia de la topología.
4. La componente temática: el Sistema de Gestión de Base de Datos –SGBD-.
5. Funcionalidades básicas de un SIG vectorial: unión, intersección, combinación, unión
espacial, etc.
6. Principales aplicaciones de los SIG vectoriales: Aplicaciones Catastrales, Planificación y
Gestión Urbana, Geodemografía y Geomarketing.
7. Software para el tratamiento de datos SIG vectoriales
8. Sistemas de Información Geográfica vectorial más empleados, propietarios y libres.
¿Qué son los SIG?
Cartografía digital:
Sistemas de Información Geográfica:
“Sistema de hardware, software y procedimientos diseñado para realizar la captura, almacenamiento, manipulación, análisis, modelización y presentación de datos referenciados espacialmente para la resolución de problemas complejos de planificación y gestión” (NCGIA, 1991)
(National Center for Geographic Information and Analysis, de los Estados Unidos)
Herramientas informáticas utilizadas para el dibujo de mapas. Son programas de diseño y dibujo (CAD, Cartografía automática,...), que mejoran el proceso de producción tanto en calidad como en rapidez y coste.
Ej. Mapas topográficos.
Contenidos
CA
PAS D
E INFO
RM
AC
IÓN
Sistemas de Información Geográfica
Herramientas Topografía
Parcelario
Unidades
Administrativa
s Vegetación
Humedales
Usos de suelo
Suelos
Ríos
Superposición
capas
MODELOS DE DATOS
Mundo real
Vectorial
Ráster
Modelos de datos:
conceptualización del
espacio
Estructuras de datos:
implementación de esa
conceptualización en el
ordenador (forma física de
almacenamiento)
Entrada de datos (edición) • Crear o actualizar nuestras bases de datos
• Los cambios se pueden realizar tanto sobre las entidades cartográficas como las bases de datos
• En ArcGIS una sesión de edición se realiza sobre un directorio de trabajo: edición de varias capas simultáneamente (cuidado!!)
Opciones de entrada de datos espaciales
Cov = cobertura de ArcInfo
FC = geodatabase clase de
entidad/feature class
Ras = raster
Shape = shapefile
Otros vector SIG
Cov
Convertir
Shape
Direcciones Eventos de ruta
Coordenadas x, y
FC Shape
Exportar
Mapa en papel
Digitalizar Escanear
Vectorizar
Shape Ras Cov
Shape FC Cov Geodatabase
Importar / Exportar / Cargar
Exportar
Shape
Shape
FC
FC
Cov
XML Ras
CAD Ras
Fuente: ERI
Antes de empezar
Conceptos a conocer:
- Subtipos y dominios (Subtypes and domains):
- Subtypes are a subset of features in a feature class that share the same attributes. They are used as a method to categorize your data.
- Domains are rules applied to a field in a table. They enforce data integrity by allowing only those values specified for the domain to be entered into the field. Domains are defined for the geodatabase and can be applied to multiple feature classes, tables, or subtypes.
Antes de empezar Conceptos a conocer (TOPOLOGÏA):
- Tolerancia (Snapping tolerance): is the distance within which the pointer or a feature snaps to another location. If the element being snapped to—such as a vertex or edge—is within the distance you set, the pointer automatically snaps to the location.
- Vértice
- Punto final
- Arco vs segmento
- Nodo
Segmento
Arco
Punto final
Topología
• http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//001t000000sp000000
Definición de propiedades de capa/feature class
• Definir el nombre de clase de entidad/feature class
• Establecer
• Tipo de geometría (punto, línea…)
• Referencia espacial
• Agregar campos o importar esquemas de una tabla existente
Metadatos • Metadatos: «Información sobre los datos»
• Siempre que se crea información nueva es importante documentar las características de la información creada:
• Autor y fecha
• Objetivo, descripción, información de base…
• Escalas de digitalización, proyección,… En ArcCatalog
Códigos para usos del suelo
TIPOLOGÍA USOS USOS 2000
Facultad F
Escuela ESU
Equipamientos universitario EEU
Equipamiento sanitario ES
Otros Equipamientos ES
Servicios SE
Deportivo D
Verdes V
Solares S
Residencial R
…
Datos tabulares de localización para una clase de entidad/feature class puntual
Tabla con coordenadas sin elaborar Nueva clase de entidad/feature class
Geocodificación
Tabla con direcciones Nueva clase de entidad/feature class
Tema de eventos
Atributos
Representación de entidades en formato vectorial
4. La componente temática: el Sistema de Gestión de Base de Datos –SGBD-.
Tablas • Información descriptiva sobre las entidades/features
• Cada capa tiene una tabla asociada
• Una fila para cada entidad/feature geográfica (Ojo: multipartes)
Haga clic con el botón derecho
Fuente: ERI
6-24
Propiedades básicas de tabla • registros = filas y campos = columnas
• Los tipos de columna pueden almacenar números, texto, fechas
• Nombres de columna únicos
Columnas (campos)
Filas (registros) Valores de atributo
Fuente: ERI
Tipos de campos de datos
• Diferentes tipos de campo almacenan distintos tipos de valores
• Elegir el tipo de campo correcto para el valor correcto
Fuente: ERI
Útil: ver los tipos de campos que está usando una tabla
• Condiciona las uniones de tablas, los tipos de mapas (cualitativos, cuantitativos)…
• En las Propiedades de las capas -> pestaña Fields
6-27
Manejo de la tabla
Abrir tabla en ArcMap o previsualizar en ArcCatalog
• Orden ascendente o descendente
• Bloquear / liberar columnas
• Estadísticas
En ArcMap
• Seleccionar archivos
• Modificar valores de tabla
Calcular valores de campo para una tabla Cálculos simples o funciones avanzadas No es necesario abrir la sesión de edición
Calculadora de Campos (Field Calculator)
Calcular la geometría: • Coordenadas • Longitud (líneas) • Área y perímetro (polígono)
Fuente: ERI
Gráficos e Informes • Con la información de las tablas es posible crear gráficos e informes
• Los gráficos son dinámicos, permiten hacer consultas tanto en el gráfico como en el mapa de la posición de los elementos en los mismos (AEDE)
Asociaciones de tablas
• Puede almacenar atributos en tablas de entidades/features o en tablas separadas
• Asociar tablas con los valores de clave comunes que haya en las columnas
-> Deben ser los mismos tipos de campo de datos
-> Es necesario conocer el tipo de relación de las tabla
Tabla de atributos adicional Tabla de atributos de entidad/feature
Tipos de relaciones entre tablas • Una a uno
• Uno a muchos
• Muchos a uno
• Muchos a muchos
El tipo de relación nos condiciona la función a usar
o
Una parcela tiene un
propietario
Una parcela tiene muchos propietarios
Muchas parcelas tienen un
propietario
Muchas parcelas tienen muchos
propietarios
¿Joins/Uniones y relates/relaciones? Fuente: ERI
Joins/Uniones y relates/relaciones
Dos métodos de asociar tablas en ArcMap, tomando como base un campo común:
• Join/Unión añade atributos de una a la otra (los datos se incorporan a la primera tabla)
• Relate/Relación define una relación entre dos tablas (los datos se mantienen por separado)
Fuente: ERI
Join/unión • Conexión física entre dos tablas: añade los atributos de una tabla a otra
• Presupone una relación uno a uno o muchos a uno
Many-to-one
Fuente: ERI
Conexión de tablas con relate/relación
• Las tablas siguen siendo independientes
• Tipos de relaciones:
• Uno a muchos, muchos a muchos
• Descubre cualquier fila relacionada
2) Abrir tabla relacionada 1) Realizar selección
Fuente: ERI
Uniones de tablas mediante relaciones espaciales
Cuando carecemos de un campo común entre las tablas de dos capas pero podemos establecer una relación espacial entre ellas:
Ejemplo: Una capa de puntos a la que quiero incorporar la información del polígono en el que se encuentra (Ciudades de Ecuador -> Tipos de Climas)
Resultado: una nueva capa, con las entidades de la capa de entrada y el resultado de la unión
Uniones de tablas mediante relaciones espaciales
Ejemplo: Una capa de puntos a la que quiero incorporar la información del polígono en el que se encuentra (Ciudades de Ecuador -> Tipos de Climas)
Relación inversa: sobre la capa de climas, cuanta población tendríamos (información de la población en la capa de ciudades)
Uniones de tablas mediante relaciones espaciales
Todas las relaciones espaciales posibles: otro ejemplo, de línea (carreteras) a puntos (ciudades)
11-41
Funciones de análisis espacial
• Análisis de proximidad
• Ubicación de entidades/features tomando como base su distancia a otras entidades/features
• Use un área de influencia
• Cómo encontrar la entidad/feature más cercana
• Análisis de superposición
• Combinación de entidades/features y atributos
¿Qué parcelas hay a 50 pies de la carretera?
Tipo de pozo Perforado
Propiet. del edif. Smith
Tipo de suelo Arenoso
Fuente: ESRI
11-42
Crear área de influencia/Buffering • Herramienta de análisis de distancias para puntos, líneas y polígonos
• Crea un nuevo polígono que representa la distancia especificada
• Responde a preguntas basadas en la proximidad
• ¿Qué hay fuera o dentro del polígono de área de influencia?
área de influencia de 50 metros
área de influencia por valores de atributo
área de influencia de 100 metros, no disolver límites interiores
Fuente: ESRI
Distancias de incidentes de vandalismo a escuelas
Cómo encontrar la entidad más cercana
• Near/Próxima
• Calcula la distancia desde cada punto de la capa de entrada al punto más cercano o polilínea, en la capa cercana
• Point Distance/Distancia Puntual
• Computa las distancias entre entidades/features puntuales en una capa a todos los puntos en una segunda capa
• Resultados en la tabla de salida
Distancia del pozo a la corriente de agua más cercana
Fuente: ESRI
Operaciones
Para «preparar las capas» • Merge (fusión)
• Dissolve
• Clip (recortar) / Split
De superposición • Erase / Update
• Identity / Interset / Unión
• Symmetrical Deifference
Merge / fusionar
Para capas contiguas, normalmente hojas en una serie de mapas, permite
fusionarlas en una única capa.
11-53
Disolución de entidades/Dissolve
• Simplifica datos tomando como base valores de atributo comunes
Introduce
entidades/features
con valores de atributo
Menos
entidades/features de
salida con valores de
atributo
9 15
66 15
Princip
al
1st 1st 1st
9
66 15
Main
1st
Fuente: ESRI
Recorte de entidades/Clip • Utilice una clase de entidad/feature class para definir el límite de otra
Datos
originales
Recorte de clases
de entidad/feature
classes
Clase de
entidad/feature
class final
Fuente: ESRI
• Dinstinto de seleccionar por localización
Análisis de superposición
Línea-a-polígono Polígono-sobre-
polígono
Capa de
superposición
Punto-a-polígono
Capa
de entrada
La capa de salida hereda los atributos de la capa de superposición
Capa de
salida
Fuente: ESRI
Funciones de análisis de superposición
Puntos, líneas o
polígonos
Combinar atributos
Extensión limitada
Intersectar/Intersect
Polígonos únicamente
Combinar atributos
Extensión completa
Unión/Union
• Herramientas Union/Unión, Identity/Identidad e Intersect/Intersectar
Introducción de todas
las geometrías
La capa de entrada
mantiene su extensión
Combina la geometría y
los atributos con la capa de
identidad
Identidad/Identity
11-58
Unión
• Crea una nueva capa de geometría combinada de dos capas de entrada
• La capa de entrada y la de superposición deben ser polígonos
Superponer
cuatro
polígonos de
suelo Muchos polígonos de vegetación con
formas y atributos de suelo
heredados
+
Resultado
de polígono Introducción de
dos polígonos de
vegetación
Fuente: ESRI
11-60
Intersectar
• Crea una nueva capa de extensión espacial común
• Combina puntos, líneas o polígonos
• Puede especificar la geometría de salida
5 carreteras
con atributos
de suelo
heredados
Entrada 3
carreteras
4 polígonos de
suelo Superposición
Resultado
de línea
11-61
Identidad • Crea una nueva capa con extensión espacial de la capa de entrada inicial
• Puntos, líneas o polígonos de entrada; polígonos de superposición
5 pozos, 4 con
atributos de
suelo
heredados
Entrada 5 pozos
4 polígonos de
suelo Superposición
Resultado
Fuente: ESRI
6. Principales aplicaciones de los SIG vectoriales: Aplicaciones Catastrales, Planificación y Gestión Urbana, Geodemografía y Geomarketing.
¿Cuáles son los principales campos de aplicación de los Sistemas de Información Geográfica?
• Planificación y ordenación del territorio
• Estudios del medio ambiente y los recursos naturales. Evaluación de impactos
• Localización de las actividades humanas en el espacio
• Los análisis de mercados (geomarketing)
• Geografía social (de la salud, del crimen, de la desigualdad,…)
• El uso de inventarios de recursos o aplicaciones catastrales
• Análisis de las dinámicas de usos del suelo
• El estudio de los transportes y las infraestructuras