Técnicas de recolección de información geográfica 

La creación de datos

Dada la amplia disponibilidad de imágenes orto-rectificadas (tanto de satélite y como aéreas), la digitalización por esta vía se está convirtiendo en la principal fuente de extracción de datos geográficos. Esta forma de digitalización implica la búsqueda de datos geográficos directamente en las imágenes aéreas en lugar del método tradicional de la localización de formas geográficas sobre un tablero de digitalización.Las modernas tecnologías SIG trabajan con información digital, para la cual existen varios métodos utilizados en la creación de datos digitales. El método más utilizado es la digitalización, donde a partir de un mapa impreso o con información tomada en campo se transfiere a un medio digital por el empleo de un programa de Diseño Asistido por Ordenador (DAO o CAD) con capacidades de georreferenciación.

La representación de los datos

Los datos SIG representan los objetos del mundo real (carreteras, el uso del suelo, altitudes). Los objetos del mundo real se pueden dividir en dos abstracciones: objetos discretos (una casa) y continuos (cantidad de lluvia caída, una elevación). Existen dos formas de almacenar los datos en un SIG: raster y vectorial.

Los SIG que se centran en el manejo de datos en formato vectorial son más populares en el mercado. No obstante, los SIG raster son muy utilizados en estudios que requieran la generación de capas continuas, necesarias en fenómenos no discretos; también en estudios medioambientales donde no se requiere una excesiva precisión espacial (contaminación atmosférica, distribución de temperaturas, localización de especies marinas, análisis geológicos, etc.).

Raster

Un tipo de datos raster es, en esencia, cualquier tipo de imagen digital representada en mallas. El modelo de SIG raster o de retícula se centra en las propiedades del espacio más que en la precisión de la localización. Divide el espacio en celdas regulares donde cada una de ellas representa un único valor. Se trata de un modelo de datos muy adecuado para la representación de variables continuas en el espacio.

Los datos raster se compone de filas y columnas de celdas, cada celda almacena un valor único. Los datos raster pueden ser imágenes (imágenes raster), con un valor de color en cada celda (o píxel). Otros valores registrados para cada celda puede ser un valor discreto, como el uso del suelo, valores continuos, como temperaturas, o un valor nulo si no se dispone de datos. Si bien una trama de celdas almacena un valor único, estas pueden ampliarse mediante el uso de las bandas del raster para representar los colores RGB (rojo, verde, azul), o una tabla extendida de atributos con una fila para cada valor único de células. La resolución del conjunto de datos raster es el ancho de la celda en unidades sobre el terreno.Cualquiera que esté familiarizado con la fotografía digital reconoce el píxel como la unidad menor de información de una imagen. Una combinación de estos píxeles creará una imagen, a distinción del uso común de gráficos vectoriales escalables que son la base del modelo vectorial. 

Los datos raster se almacenan en diferentes formatos, desde un archivo estándar basado en la estructura de TIFF, JPEG, etc. a grandes objetos binarios (BLOB), los datos almacenados directamente en Sistema de gestión de base de datos. El almacenamiento en bases de datos, cuando se indexan, por lo general permiten una rápida recuperación de los datos raster, pero a costa de requerir el almacenamiento de millones registros con un importante tamaño de memoria. En un modelo raster cuanto mayores sean las dimensiones de las celdas menor es la precisión o detalle (resolución) de la representación del espacio geográfico.

Vectorial

En un SIG, las características geográficas se expresan con frecuencia como vectores, manteniendo las características geométricas de las figuras.

Para modelar digitalmente las entidades del mundo real se utilizan tres elementos geométricos: el punto, la línea y el polígono.⁹Los elementos vectoriales pueden crearse respetando una integridad territorial a través de la aplicación de unas normas topológicas tales como que "los polígonos no deben superponerse". Los datos vectoriales se pueden utilizar para representar variaciones continuas de fenómenos. Las líneas de contorno y las redes irregulares de triángulos (TIN) se utilizan para representar la altitud u otros valores en continua evolución. Los TIN son registros de valores en un punto localizado, que están conectados por líneas para formar una malla irregular de triángulos. La cara de los triángulos representan, por ejemplo, la superficie del terreno.En los datos vectoriales, el interés de las representaciones se centra en la precisión de la localización de los elementos geográficos sobre el espacio y donde los fenómenos a representar son discretos, es decir, de límites definidos. 

• Puntos

Los puntos se utilizan para las entidades geográficas que mejor pueden ser expresadas por un único punto de referencia. En otras palabras: la simple ubicación. Por ejemplo, las localizaciones de los pozos, picos de elevaciones o puntos de interés. Los puntos transmiten la menor cantidad de información de estos tipos de archivo y no son posibles las mediciones. También se pueden utilizar para representar zonas a una escala pequeña. Por ejemplo, las ciudades en un mapa del mundo estarán representadas por puntos en lugar de polígonos.

• Líneas o polilíneas

Las líneas unidimensionales o polilíneas¹⁰ son usadas para rasgos lineales como ríos, caminos, ferrocarriles, rastros, líneas topográficas o curvas de nivel. De igual forma que en las entidades puntuales, en pequeñas escalas pueden ser utilizados para representar polígonos. En los elementos lineales puede medirse la distancia.

• Polígonos

Los polígonos bidimensionales se utilizan para representar elementos geográficos que cubren un área particular de la superficie de la tierra. Estas entidades pueden representar lagos, límites de parques naturales, edificios, provincias, o los usos del suelo, por ejemplo. Los polígonos transmiten la mayor cantidad de información en archivos con datos vectoriales y en ellos se pueden medir el perímetro y el área.

Datos no espaciales

Los datos no espaciales también pueden ser almacenados junto con los datos espaciales, aquellos representados por las coordenadas de la geometría de un vector o por la posición de una celda raster. En los datos vectoriales, los datos adicionales contiene atributos de la entidad geográfica. Por ejemplo, un polígono de un inventario forestal también puede tener un valor que funcione como identificador e información sobre especies de árboles. En los datos raster el valor de la celda puede almacenar la información de atributo, pero también puede ser utilizado como un identificador referido a los registros de una tabla.

La captura de los datos 

Los datos impresos en papel o mapas en película PET pueden ser digitalizados o escaneados para producir datos digitales.La captura de datos, y la introducción de información en el sistema consume la mayor parte del tiempo de los profesionales de los SIG. Hay una amplia variedad de métodos utilizados para introducir datos en un SIG almacenados en un formato digital.

Con la digitalización de cartografía en soporte analógico se producen datos vectoriales a través de trazas de puntos, líneas, y límites de polígonos. Este trabajo puede ser desarrollado por una persona de forma manual o a través de programas de vectorización que automatizan la labor sobre un mapa escaneado. No obstante, en este último caso siempre será necesario su revisión y edición manual, dependiendo del nivel de calidad que se desea obtener.

Los datos obtenidos de mediciones topográficas pueden ser introducidos directamente en un SIG a través de instrumentos de captura de datos digitales mediante una técnica llamada geometría analítica. Además, las coordenadas de posición tomadas a través un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) también pueden ser introducidas directamente en un SIG.

Los sensores remotos también juegan un papel importante en la recolección de datos. Son sensores, como cámaras, escáneres o LIDAR acoplados a plataformas móviles como aviones o satélites.

Cuando se capturan los datos, el usuario debe considerar si estos deben ser tomados con una exactitud relativa o con una absoluta precisión. Esta decisión es importante ya que no solo influye en la interpretación de la información, sino también en el costo de su captura.La teleobservación por satélite proporciona otra fuente importante de datos espaciales. En este caso los satélites utilizan diferentes sensores para medir la reflectancia de las partes del espectro electromagnético, o las ondas de radio que se envían a partir de un sensor activo como el radar. La teledetección recopila datos raster que pueden ser procesados usando diferentes bandas para determinar las clases y objetos de interés, tales como las diferentes cubiertas de la tierra.

Además de la captura y la entrada en datos espaciales, los datos de atributos también son introducidos en un SIG. Durante los procesos de digitalización de la cartografía es frecuente que se den fallos topológicos involuntarios (dangles, undershoots, overshoots,switchbacks, knots, loops, etc.) en los datos vectoriales y que deberán ser corregidos. Tras introducir los datos en un SIG, estos normalmente requerirán de una edición o procesado posterior para eliminar los errores citados. Se deberá de hacer una "corrección topológica" antes de que puedan ser utilizados en algunos análisis avanzados y, así por ejemplo, en una red de carreteras las líneas deberán estar conectadas con nodos en las intersecciones.

Conversión de datos raster-vectorial

Los SIG pueden llevar a cabo una reestructuración de los datos para transformarlos en diferentes formatos. Por ejemplo, es posible convertir una imagen de satélite a un mapa de elementos vectoriales mediante la generación de líneas en torno a celdas con una misma clasificación determinando la relación espacial de estas, tales como proximidad o inclusión.

La vectorización no asistida de imágenes raster mediante algoritmos avanzados es una técnica que se viene desarrollado desde finales de los años 60 del siglo XX. Para ello se recurre a la mejora del contraste, imágenes en falso color así como el diseño de filtros mediante la implementación de transformadas de Fourier en dos dimensiones.

Al proceso inverso de conversión de datos vectorial a una estructura de datos basada en un matriz raster se le denomina rasterización.

Dado que los datos digitales se recogen y se almacenan en ambas formas, vectorial y raster, un SIG debe ser capaz de convertir los datos geográficos de una estructura de almacenamiento a otra.

Proyecciones, sistemas de coordenadas y reproyección

Antes de analizar los datos en el SIG la cartografía debe estar toda ella en una misma proyección y sistemas de coordenadas. Para ello muchas veces es necesario reproyectar las capas de información antes de integrarlas en el sistema de información geográfica.

La proyección es un componente fundamental a la hora de crear un mapa. Una proyección matemática es la manera de transferir información desde un modelo de la Tierra, el cual representa una superficie curva en tres dimensiones, a otro de dos dimensiones como es el papel o la pantalla de un ordenador. Para ello se utilizan diferentes proyecciones cartográficas según el tipo de mapa que se desea crear, ya que existen determinadas proyecciones que se adaptan mejor a unos usos concretos que a otros. Por ejemplo, una proyección que representa con exactitud la forma de los continentes distorsiona, por el contrario, sus tamaños relativos.

Dado que gran parte de la información en un SIG proviene de cartografía ya existente, un sistema de información geográfica utiliza la potencia de procesamiento de la computadora para transformar la información digital, obtenida de fuentes con diferentes proyecciones y/o diferentes sistemas de coordenadas, a una proyección y sistema de coordenadas común. En el caso de las imágenes (ortofotos, imágenes de satélite, etc.) este proceso se denomina rectificación.

Análisis espacial mediante SIG

Modelo topológicoDada la amplia gama de técnicas de análisis espacial que se han desarrollado durante el último medio siglo, cualquier resumen o revisión sólo puede cubrir el tema a una profundidad limitada. Este es un campo que cambia rápidamente y los paquetes de software SIG incluyen cada vez más herramientas de análisis, ya sea en las versiones estándar o como extensiones opcionales de este. En muchos casos tales herramientas son proporcionadas por los proveedores del software original, mientras que en otros casos las implementaciones de estas nuevas funcionalidades se han desarrollado y son proporcionados por terceros. Además, muchos productos ofrecen kits de desarrollo de software (SDK), lenguajes de programación, lenguajes de scripting, etc. para el desarrollo de herramientas propias de análisis u otras funciones.

Para llevar a cabo análisis en los que es necesario que exista consistencia topológica de los elementos de la base de datos suele ser necesario realizar previamente una validación y corrección topológica de la información gráfica. Para ello existen herramientas en los SIG que facilitan la rectificación de errores comunes de manera automática o semiautomática.

Redes

Un sistema de información geográfica puede simular flujos a lo largo de una red lineal. Valores como la pendiente, el límite de velocidad, niveles de servicio, etc. pueden ser incorporados al modelo con el fin de obtener una mayor precisión. El uso de SIG para el modelado de redes suele ser comúnmente empleado en la planificación del transporte, hidrológica o la gestión de infraestructura lineales.Un SIG destinado al cálculo de rutas óptimas para servicios de emergencias es capaz de determinar el camino más corto entre dos puntos teniendo en cuenta tanto direcciones y sentidos de circulación como direcciones prohibidas, etc. evitando áreas impracticables. Un SIG para la gerencia de una red de abastecimiento de aguas sería capaz de determinar, por ejemplo, a cuantos abonados afectaría el corte del servicio en un determinado punto de la red.

Superposición de mapas

La combinación de varios conjuntos de datos espaciales (puntos, líneas o polígonos) puede crear otro nuevo conjunto de datos vectoriales. Visualmente sería similar al apilamiento de varios mapas de una misma región. Estas superposiciones son similares a las superposiciones matemáticas del diagrama de Venn. Una unión de capas superpuestas combina las características geográficas y las tablas de atributos de todas ellas en una nueva capa. En el caso de realizar una intersección de capas esta definiría la zona en las que ambas se superponen, y el resultado mantiene el conjunto de atributos para cada una de las regiones. En el caso de una superposición de diferenciasimétrica se define un área resultante que incluye la superficie total de ambas capas a excepción de la zona de intersección.

Cartografía automatizada

En la práctica esto sería un subconjunto de los SIG que equivaldría a la fase de composición final del mapa, dado que en la mayoría de los casos no todos los software de sistemas de información geográfica poseen esta funcionalidad.Tanto la cartografía digital como los sistemas de información geográfica codifican relaciones espaciales en representaciones formales estructuradas. Los SIG son usados en la creación de cartografía digital como herramientas que permiten realizar un proceso automatizado o semiautomatizado de elaboración de mapas denominado cartografía automatizada.

El producto cartográfico final resultante puede estar tanto en formato digital como impreso. El uso conjunto que en determinados SIG se da de potentes técnicas de análisis espacial junto con una representación cartográfica profesional de los datos, hace que se puedan crear mapas de alta calidad en un corto período. La principal dificultad en cartografía automatizada es el utilizar un único conjunto de datos para producir varios productos según diferentes tipos de escalas, una técnica conocida como generalización.

Geoestadística

Cuando se miden los fenómenos, los métodos de observación dictan la exactitud de cualquier análisis posterior. Debido a la naturaleza de los datos (por ejemplo, los patrones de tráfico en un entorno urbano, las pautas meteorológicas en el océano, etc.), grado de precisión constante o dinámico se pierde siempre en la medición. Esta pérdida de precisión se determina a partir de la escala y la distribución de los datos recogidos. Los SIG disponen de herramientas que ayudan a realizar estos análisis, destacando la generación de modelos de interpolación espacial.La geoestadística analiza patrones espaciales con el fin de conseguir predicciones a partir de datos espaciales concretos. Es una forma de ver las propiedades estadísticas de los datos espaciales. A diferencia de las aplicaciones estadísticas comunes, en la geoestadística se emplea el uso de la teoría de grafos y de matrices algebraicas para reducir el número de parámetros en los datos. Tras ello, el análisis de los datos asociados a entidad geográfica se llevaría a cabo en segundo lugar.

Geocodificación

La geocodificación puede realizarse también con datos reales más precisos (por ejemplo, cartografía catastral). En este caso el resultado de la codificación geográfica se ajustará en mayor medida a la realizada, prevaleciendo sobre el método de interpolación.Geocodificación es el proceso de asignar coordenadas geográficas (latitud-longitud) a puntos del mapa (direcciones, puntos de interés, etc.). Uno de los usos más comunes es la georreferenciación de direcciones postales. Para ello se requiere una cartografía base sobre la que referenciar los códigos geográficos. Esta capa base puede ser, por ejemplo, un tramero de ejes de calles con nombres de calles y números de policía. Las direcciones concretas que se desean georreferenciar en el mapa, que suelen proceder de tablas tabuladas, se posicionan mediante interpolación oestimación. El SIG a continuación localiza en la capa de ejes de calles el punto en el lugar más aproximado a la realidad según los algoritmos de geocodificación que utiliza.

Software SIG

El manejo de este tipo de sistemas son llevados a cabo generalmente por profesionales de diversos campos del conocimiento con experiencia en sistemas de información geográfica (cartografía, geografía, topografía, etc.), ya que el uso de estas herramientas requiere una aprendizaje previo que necesita de conocer las bases metodológicas sobre las que se fundamentan. Aunque existen herramientas gratuitas para ver información geográfica, el acceso del público en general a los geodatos está dominado por los recursos en línea, como Google Earth y otros basados en tecnologíaweb mapping.La información geográfica puede ser consultada, transferida, transformada, superpuesta, procesada y mostradas utilizando numerosas aplicaciones de software. Dentro de la industria empresas comerciales como ESRI, Intergraph,MapInfo, Bentley Systems, Autodesk o Smallworld ofrecen un completo conjunto de aplicaciones. Los gobiernos suelen optar por modificaciones ad-hoc de programas SIG, productos de código abierto o software especializado que responda a una necesidad bien definida.

Hoy por hoy dentro del software SIG se distingue a menudo seis grandes tipos de programas informáticos:

SIG de escritorio. Son aquellos que se utilizan para crear, editar, administrar, analizar y visualizar los datos geográficos. A veces se clasifican en tres subcategorías según su funcionalidad:

Visor SIG. Suelen ser software sencillos que permiten desplegar información geográfica a través de una ventana que funciona como visor y donde se pueden agregar varias capas de información.

Editor SIG. Es aquel software SIG orientado principalmente al tratamiento previo de la información geográfica para su posterior análisis. Antes de introducir datos a un SIG es necesario prepararlos para su uso en este tipo de sistemas. Se requiere transformar datos en bruto o heredados de otros sistemas en un formato utilizable por el software SIG. Por ejemplo, puede que una fotografía aérea necesite ser ortorrectificada mediantefotogrametría de modo tal que todos sus píxeles sean corregidos digitalmente para que la imagen represente una proyección ortogonal sin efectos de perspectiva y en una misma escala. Este tipo de transformaciones se pueden distinguir de las que puede llevar a cabo un SIG por el hecho de que, en este último caso, la labor suele ser más compleja y con un mayor consumo de tiempo. Por lo tanto es común que para estos casos se suela utilizar un tipo de software especializado en estas tareas.

SIG de análisis. Disponen de funcionalidades de análisis espacial y modelización cartográfica de procesos.

Sistemas de gestión de bases de datos espaciales o geográficas (SGBD espacial). Se emplean para almacenar la información geográfica, pero a menudo también proporcionan la funcionalidad de análisis y manipulación de los datos. Una base de datos geográfica o espacial es una base de datos con extensiones que dan soporte de objetos geográficos permitiendo el almacenamiento, indexación, consulta y manipulación de información geográfica y datos espaciales. Si bien algunas de estas bases de datos geográficas están implementadas para permitir también el uso de funciones de geoprocesamiento, el principal beneficio de estas se centra en la capacidades que ofrecen en el almacenamiento de datos especialmente georrefenciados. Algunas de estas capacidades incluyen un fácil acceso a este tipo de información mediante el uso de estándares de acceso a bases de datos como los controladores ODBC, la capacidad de unir o vincular fácilmente tablas de datos o la posibilidad de generar una indexación y agrupación de datos espaciales, por ejemplo.

Servidores cartográficos. Se utilizan para distribuir mapas a través de Internet (véase también los estándares de normas Open Geospatial Consortium WFS yWMS).

Servidores SIG. Proporcionan básicamente la misma funcionalidad que los SIG de escritorio pero permiten acceder a estas utilidades de geoprocesamiento a través de una red informática.

Clientes web SIG. Permiten la visualización de datos y acceder a funcionalidades de análisis y consulta de servidores SIG a través de Internet o intranet. 

Bibliotecas y extensiones espaciales. Proporcionan características adicionales que no forman parte fundamental del programa ya que pueden no ser requeridas por un usuario medio de este tipo de software. 

SIG móviles. Se usan para la recogida de datos en campo a través de dispositivos móviles (PDA, teléfonos inteligentes, tabletas, etc.). Con la adopción generalizada por parte de estos de dispositivos de localización GPS integrados, el software SIG permite utilizarlos para la captura y manejo de datos en campo. 

Comparativa de software SIG

Listado incompleto de los principales programas SIG existentes en el sector y los sistemas operativos en los que pueden funcionar sin emulación, así como su tipo de licencia.

Código para transmitir información geográfica

Códigos para la transmisión de la información geográfica

En una disciplina como la didáctica de la geografía el emisor se corresponde con el profesor o docente, el receptor con el alumno o discente, el mensaje con el contenido propio de esta ciencia (adaptado a las necesidades, intereses y edades del receptor), y los medios o canales el libro de texto, las fichas, la pizarra, el proyector, el ordenador, etc. El código, sistemas de signos, señales y reglas que permite hacer comprensible y significativo el mensaje geográfico, puede adoptar diferentes formas. En geografía este código se suele expresar, entre otros, mediante un lenguaje verbal. Pero también, y muy especialmente en esta disciplina, por medio de un lenguaje cartográfico, a través de mapas. A finales del siglo XVIII el cartógrafo y astrónomo E. Halley expresaba que «mediante el uso de mapas ciertos fenómenos pueden ser comprendidos mejor que a través de cualquier descripción verbal» (N.J.W. Thrower, 2002:10). 

 Mapa: Esta representación incluye una serie de elementos propios del lenguaje cartográfico, como son la escala, la orientación, la localización, la distribución y los símbolos, que pueden ser puntos, líneas y/o polígonos, además de textos. Algunos autores consideran que un mapa no tiene por qué ser gráfico ni de la superficie terrestre (hay mapas de la Luna, mapas genéticos, etc.). Según D. Buisseret (2004: 16) «lo que hace que un mapa sea un mapa es su cualidad de representar una situación local; tal vez deberíamos llamarlo imagen de situación o sustituto situacional. La función principal de esa imagen es transmitir información situacional». El mapa como instrumento técnico tiene una función concreta como medio para conocer y comprender un territorio y los diferentes fenómenos geográficos, así como base de datos y de información territorial y espacial. El mapa como instrumento didáctico tiene la función principal de «alfabetizar cartográficamente», de enseñar y aprender a leer en este lenguaje, a interpretar y comprender el lenguaje cartográfico y a construir significados a partir del mismo. «El estudio del mapa no es sólo una herramienta geográfica sino un lenguaje que toda persona educada debe de dominar puesto que es imprescindible para el hombre adulto y, por ese valor que su conocimiento tiene, el trabajo con el mapa y la manera de transmitir su lenguaje se ha convertido en una preocupación de los profesores de geografía en muchos países» (M.R. Piñeiro Peleteiro, 2003: 350). Por último, el mapa como instrumento educativo tiene la función de comunicar una realidad que permita al receptor del mensaje interpretarlo de manera crítica, con el fin de desarrollar sus capacidades intelectuales, cognitivas, procedimentales y actitudinales. La educación se produce en un medio concreto, en un contexto geográfico, natural, social y cultural que proporciona estímulos, valores, actitudes, conductas y, en definitiva, contenidos educativos. Y puesto que la finalidad socializadora de la educación es ayudar al educando a integrarse y adaptarse a su medio, los mapas como instrumento educativo cumplen esa función educadora. Permiten conocer el mundo en el que viven, los fenómenos que les afectan, sus relaciones con el medio, etc. 

Algunos contenidos geográficos que se pueden enseñar a través del lenguaje cartográfico, según esta clasificación, son los siguientes: — Conceptos: los propios de la geografía, pues en un mapa se puede ver, de forma gráfica y simbólica, los diferentes conceptos estudiados en esta disciplina. Por ejemplo, monte, depresión, meseta, cuenca fluvial, falla, tipos de litologías, formas de relieve, clima, vegetación, actividades humanas, etc. 488 Óscar JEREZ GARCÍA – Procedimientos: el hecho de constituir un instrumento de análisis geográfico permite que los mapas contribuyan a desarrollar diferentes tipos de habilidades, destrezas, aptitudes y procedimientos geográficos (B.S. Atwood, 1976). Por una parte, los relacionados con la lectura, interpretación, traducción y análisis del mapa. Pero por otra parte aquellos relativos a la confección del mismo. Entre los diferentes procedimientos que se pueden llevar a cabo en el aula destacan: – La comprensión, interpretación, comentario y análisis crítico de los diversos fenómenos geográficos. – El conocimiento del código empleado, leyendas, claves, símbolos y colores, lo cual implica una «alfabetización cartográfica», un proceso de enseñanzaaprendizaje de la lectura y de la escritura de este lenguaje geográfico. – La investigación del medio local, de los elementos del entorno reflejados en mapas de gran escala, la comparación de los fenómenos locales con los regionales, nacionales y mundiales (el uso de diferentes escalas). – La identificación de los recursos naturales y humanos de un territorio, con especial atención a los efectos positivos que ofrece el medio geográfico (provisión de recursos) y negativos (necesidades, obstáculos, catástrofes naturales, etc.). – La utilización del mapa como instrumento para recoger información y para comunicar, codificando los datos, fenómenos y mensajes por medio de símbolos significativos. – El análisis de la organización de la información del mapa y la representación matemática de los datos: la orientación, situación, localización, distribución, distancia, superficie. – La identificación de los objetivos y finalidades del mapa (informativo, bélico, explotación de recursos, ordenación del territorio, conservación, etc.) otorgándole la función adecuada según nuestros intereses y necesidades. – Actitudes: resulta evidente y certera la función instrumental de los mapas para desarrollar capacidades procedimentales y habilidades técnicas geográficas, así como fuente de información geográfica. Pero como medio para potenciar el desarrollo actitudinal, la capacidad crítica y la reflexión sobre los valores ambientales o geográficos (ecología, respeto hacia el medio natural, social y cultural, solidaridad, tolerancia, compromiso, justicia, paz, etc.), puede resultar menos habitual. De hecho, a la hora de educar en valores, se utilizan diversas estrategias y métodos entre los que el uso de la cartografía no presenta una especial relevancia, o a lo sumo como recurso didáctico complementario. 489 El lenguaje cartográfico como instrumento para la enseñanza de una geografía ... Entre las metodologías y recursos más empleados en la educación de valores ambientales destacan el Laissez faire, la inculcación, el análisis y la clarificación de valores, el desarrollo moral, las técnicas de comunicación persuasiva y los juegos de simulación (J. García y J. Nando, 2000: 85). Es precisamente mediante los juegos de simulación como se consigue poner en práctica esta triple intencionalidad educativa (saber, saber hacer y saber ser) y en los que el empleo del lenguaje cartográfico adquiere una especial significación. En estos juegos los mapas, croquis y esquemas cartográficos permiten el desarrollo de toda una serie de actitudes críticas y positivas hacia el medio geográfico, a la vez que presentan numerosas ventajas didácticas, como la motivación, el favorecer un aprendizaje significativo, el desarrollo de la capacidad para tomar decisiones, del aprendizaje globalizado, de una visión de conjunto, la modificación de la clásica relación profesor-alumno, el favorecer el aprendizaje significativo y duradero, el desarrollo de la sociabilidad y el espíritu de cooperación y, en definitiva, la educación integral del alumno (M. J. Marrón Gaite, 1996: 100). Es indiscutible la importancia del mapa para el desarrollo de conceptos y procedimientos. Cuando utilizamos un mapa para responder a cuestiones como ¿qué?, ¿cómo?, ¿dónde?, ¿cuándo? ó ¿cuánto? hacemos un uso informativo del mismo como fuente de datos. Pero si nos preguntamos ¿por qué?, podemos hacer un uso crítico de esta fuente geográfica. Un mapa que exprese indicadores sociales, de desarrollo humano o de conservación de la naturaleza nos podrá informar sobre la deforestación del Amazonas, la destrucción de la capa de ozono, el desigual reparto de los recursos en el mundo o la esperanza de vida. Nos permitirá conocer e interpretar qué está pasando, cómo ha ocurrido ese fenómeno, dónde se localiza, la magnitud del mismo y la diferenciación espacial. Pero si nos preguntamos acerca de las causas, el porqué de ese fenómeno, podemos avanzar hacia un desarrollo de los valores y de los contenidos actitudinales del discente. Para ello se hace necesario cambiar el discurso del mapa a través de una nueva funcionalidad educativa. Manteniendo el mismo emisor, receptor, mensaje, código y canal, el lenguaje cartográfico puede adquirir una nueva función didáctica si se cambia la intencionalidad.

Diagrama de sistemas que ilustra un SIG

Clasificación de las funciones de los SIG 

A)INTRODUCCION Y CODIFICACION DE LOS DATOSi)Adquisición de datos, por ejemplo digitalización e integración de datos externos.ii)Validación y edición de datos, es decir, verificación y corrección.iii)Estructuración y almacenamiento de datos, por ejemplo construcción de diferentes tipos de superficies y codificación de datos

.B)MANIPULACION DE LOS DATOSi)Conversión de estructura, por ejemplo de vectores a cuadrículas.ii)Conversión geométrica: superposición de mapas, cambios de escala, diversas transformaciones, cambios de proyección cartográfica, etc.iii)Generalización y clasificación: reclasificación de datos, agregación o desglose de datos, etc.iv)Integración, por ejemplo combinación de estratos de diferentes superficies.v)Mejoras, como la acentuación de contornos de la imagen.vi)Cálculos abstractos, por ejemplo de los centroides de las áreas y de polígonos de Thiessen. C)RECUPERACION DE LOS DATOSi)Recuperación selectiva de información sobre la base de temas o criterios definidos por los usuarios, incluidos servicios de consulta rápida D)ANALISIS DE LOS DATOSi)Análisis espacial: asignación de rutas, cálculos de pendientes y aspectos, etc.ii)Análisis estadístico: histogramas, análisis de frecuencias, medidas de dispersión, etc.iii)Mediciones, como la longitud de líneas, cálculos de superficies y volúmenes, distancias y direcciones. E)PRESENTACION VISUAL DE LOS DATOSi)Representación gráfica, por ejemplo mapas y gráficos.ii)Presentación descriptiva, como informes escritos o cuadros. F)GESTION DE LA BASE DE DATOSi)Apoyo y vigilancia del acceso multiusuario a la base de datos.ii)Arreglo de los fallos del sistema.iii)Enlaces de comunicación con otros sistemas.iv)Actualización de las bases de datos.v)Organización de la base de datos para un almacenamiento y recuperación eficientes.vi)Mantenimiento de la seguridad e integridad de la base de datos.vii)Provisión de una visión de la base de datos “independiente de los datos”.

Adquisición de datos:

A continuación se exponen los métodos de adquisición utilizados para las distintas fuentes de datos:

A) Para datos tabulares y encuestas sobre el terreno

Los datos se pueden adquirir con métodos manuales, utilizando un teclado y una VDU para crear bases de datos o ficheros de forma interactiva, o sea, para introducir los resultados de la labor de campo o de las encuestas de cuestionario. Los datos pueden registrarse en un paquete de hojas electrónicas normalizadas o en cualquiera de los muchos módules de entrada de datos especializados asociados con determinados paquetes o programas de computadora, por ejempio, los paquetes estadísticos, como SPSS o Minitab, los cartográficos, como MICROMAP, o los de análisis de encuestas, como SNAP. Estos programas o paquetes requieren que los datos se introduzcan en un formato estructurado; luego se puede proceder a su edición y corrección y a cualesquiera manipulaciones numéricas.

Se pueden emplear registradores cronológicos de los datos. Estos son dispositivos especializados que automatizan el proceso de acopio y registro de los datos sobre el terreno. Pueden ser automáticos o semiautomáticos. Efectúan una gama limitada de funciones, registrando datos sobre variables tales como el contenido de humedad del suelo, el flujo de agua, el tamaño de las partículas de sedimento, variables climáticas, etc. En el caso de los registradores analógicos, los datos deben traducirse a la forma digital. Existen dispositivos de entrada de datos especializados que automatizan parcialmente la recolección en vivo de datos de cuestionarios: las respuestas se introducen directamente en la memoria previamente programada de un terminal de mano portátil alimentado por batería. También hay arias otras microcomputadoras que se están volviendo asequibles gracias a los adelantos en el campo de los microprocesadores y a la consiguiente disminución de los precios. En Maguire (1989) se encontrará más información útil sobre muchos métodos de adquisición de datos sobre el terreno.

B) Para los datos cartográficos

Los datos de mapas se pueden adquirir mediante digitalizadores o diversos tipos de exploradores; por ejemplo:

1. La digitalización electromecánica entraña el uso de una mesa o tablilla inclinable sobre la que se coloca el mapa (Figura 6.4) y que tiene una superficie cartesiana (red de coordenadas) incorporada, con intersecciones energizadas de una resolución típica de 0,01 mm. A la mesa está conectada una plumilla o cruz de seguimiento (cursor) que puede desplazarse a lo largo de las líneas o de punto en punto y detectar la señal en cualquier intersección de la retícula.

Representación de los estratos captados por telepercerpción o digitalización de mapas

Estructura de los datos espaciales

Una ojeada general al mundo tal como aparece en una superficie cartografiada revela que la superficie consiste en puntos, líneas o áreas bidimensionales que en cartografía se denominan polígonos. Así pues, los caminos serían líneas, las casas puntos, y los jardines y campos polí gonos. Toda la información adquirida con cualquiera de los métodos y tiene que poderse representar visualmente, para lo cual ha de ser codificada de manera que presente alguna de estas tres formas. Hay dos modos básicos de organización en los que puede operar la computadora para representar las formas espaciales: el modo vectorial y el modo cuadriculado (respectivamente (b) y (c).

A) Modo vectorial. En este caso el mapa consiste en puntos, cuyas posiciones están definidas por las coordenadas geográficas x,y. Se puede definir un punto aislado, para representar un ú nico objeto relativamente pequeño, como una cabina telefónica, un edificio o un asentamiento, en consonancia con la escala del mapa. Se puede definir asimismo una serie de puntos y unirlos para obtener una línea, lo que podría representar un lindero, un camino, un río, etc. Y también se pueden definir líneas y unirlas para delimitar una superficie (un polígono), que podría representar cualquier característica bidimensional, como un campo, lago o país, o cualquier área temática, como una zona de suelo.

La digitalización en el modo vectorial puede ser sumamente exacta, ya que al representar líneas no rectas se puede aumentar la precisión registrando (digitalizando) un mayor número de puntos de la curva. El modo vectorial se utiliza generalmente cuando es necesario integrar técnicas de gráficos manuales y computerizadas y cuando se requieren frecuentes anotaciones. Debido a que este modo emplea estructuras de datos muy complejas, la tecnología es cara, y también lo son la visualización y el trazado, particularmente en el caso de los productos de color de alta calidad.

B) Modo cuadriculado o de retícula. En este modo toda la superficie cartografiada se compone de una retícula de celdas que forman una matriz de filas y columnas. El tamaño de cada celda determina la resolución (o detalle) de la superficie cartografiada. Las celdas muy pequeñas se denominan pixels (como en las imágenes telepercibidas), y cada celda o pixel es un dato que muestra, por medio de la codificación digital o de un código cromático en el mapa final, la presencia de diferentes rasgos en distintos lugares.

Los gráficos cuadriculados se utilizan generalmente cuando se quiere integrar datos de mapas topográficos y temáticos, ya sea entre sí o con datos telepercibidos. El principal problema que presenta este modo es que el uso de celdas puede hacer que se pierdan las estructuras reconocibles, pudiendo producirse una grave pérdida de información.

Modos de organizar los datos cartografiados (Maguire, 1989)

Algunas manipulaciones geométricas fundamentales de los ficheros de la base de datos de un SIG (Dangermond, 1983)