Libro_SIG

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S i s t e m a s d e
I n f o r m a c i ó n G e o g r á f i c a
V́ıctor Olaya
Versión 1.0 — Rev. 25 de noviembre de 2011
Sistemas de Información Geográfica
Copyright c©2010 Vı́ctor Olaya
Versión 1.0
Revisada el 25 de noviembre de 2011
Se concede permiso para copiar, distribuir o modificar esta obra bajo los términos expresados en
la licencia Creative Common Atribución, la cual puede encontrarse en www.creativecommons.org.
La licencia se aplica a todo el texto, aśı como las imágenes creadas por el propio autor, que serán
aquellas para las que no se especifique de modo expĺıcito una distinta procedencia. Este libro puede
descargarse de forma libre en varios formatos, incluyendo formatos editables, en la dirección Web
http://wiki.osgeo.org/wiki/Libro_SIG.
Los nombre de productos o corporaciones que aparecen en el texto pueden constituir marcas regis-
tradas y se emplean sin otro afán que el meramente identificativo. Asimismo, la inclusión o no de
uno de tales productos no expresa recomendación alguna por parte del autor.
www.creativecommons.org
http://wiki.osgeo.org/wiki/Libro_SIG
In coming to Alaska, McCandless yearned to
wander uncharted country, to find a blank spot
on the map. In 1992, however, there were no
more blank spots on the map —not in Alaska,
not anywhere. But Chris, with his idiosyncratic
logic, came up with an elegant solution to this
dilemma: He simply got rid of the map. In his
own mind, if nowhere else, the terra would
thereby remain incognita
Jonn Krakauer. Into the Wild.
—Y no olvides llevar un mapa, pero úsalo tan
solo cuando sea realmente necesario. Como una
bengala que no has de lanzar salvo en caso de
emergencia, o como un ant́ıdoto que no debes
tomar si no probaste veneno alguno.
Ella se quedo mirando en silencio con cara de no
entender nada.
—El mapa te dirá dónde estás —aclaró él—, y
eso no es algo que un viajero deba saber antes de
decidir volver a casa.
Lućıa Arganzúa. El alma que no tuve.
For E.
[...]
But all remembered beauty is no more
Than a vague prelude to the thought of you –.
[...]
Sara Teasdale. Love songs.
Con la intención de favorecer la difusión de los conocimientos recogidos en esta obra en la
medida de lo posible y hacerlos accesibles con carácter general y sin restricciones ni impedi-
mentos, esta se distribuye de forma libre bajo una licencia Creative Commons Atribución.
Esto significa que
Tienes total libertad para:
Copiar o distribuir partes o la totalidad de este trabajo.
Crear nuevos trabajos a partir de este, modificarlo o tomar y utilizar alguno de sus
elementos.
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Colabora con este libro
Este libro es un proyecto abierto a la colaboración de la comunidad. Puedes participar
en su desarrollo aportando ideas o comentando errores o deficiencias que encuentres, entre
otras tareas. Como proyecto, dispone de herramientas tales como un wiki, un sistema de
seguimiento de errores o una lista de correo, a las cuales puedes acceder a través de su
página oficial en la siguiente dirección.
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No dudes en usarlas para ayudar a que el proyecto siga avanzando.
Al final del libro, en el apéndice C, encontrarás información más técnica sobre cómo
se ha elaborado este texto, en caso de que quieras involucrarte de forma más activa en su
desarrollo.
http://wiki.osgeo.org/wiki/Libro_SIG
El autor
Vı́ctor Olaya es el creador y desarrollador principal de SEXTANTE,
una plataforma libre de análisis geoespacial de uso extendido. Ha estado
vinculado al mundo de los SIG durante toda su carrera profesional, en
especial en lo relacionado con análisis geográfico, habiendo publicado sus
experiencias en trabajos para organismos como FAO–UN o la Comisión
Europea.
email:volayaf@gmail.com
http://volaya.es
http://volaya.es
Agradecimientos
Este libro no seŕıa posible sin la ayuda de quienes contribuyeron directa o indirectamente
a él, apoyándolo de una u otra manera. Quiero expresar mi agradecimiento a todos ellos por
su relevante colaboración para que este libro saliera adelante.
Por encima de todo, a mis padres. Hay muchas razones por las que un d́ıa decid́ı escribir
este libro, pero, como en todo lo que hago, saber que ellos se sentirán orgullosos de mı́ por
hacerlo es, sin duda, la principal de todas ellas. Además, y aun no siendo expertos en SIG,
me han enseñado la lección más importante acerca de cómo entender correctamente estos:
que la mejor forma de conocer el mundo no es a través de un mapa o un SIG, sino viviéndolo
uno mismo. Las dos citas que he añadido al inicio del libro creo que ilustran muy bien esa
filosof́ıa que tanto ellos como yo compartimos, al tiempo que describen acertadamente mi
visión sobre la forma en la que debe entenderse un SIG.
A Juan Carlos Giménez, por haberme acompañado durante toda mi carrera profesional,
haciendo que todo mi trabajo, incluyendo la redacción de este libro, haya sido y siga siendo
una experiencia inmejorable. Personal y profesionalmente, le debo mucho más que un agra-
decimiento en un libro, pero supongo que esta es una buena forma de empezar a pagar esa
deuda.
A los coautores de caṕıtulos que cedieron su trabajo para que pudiera ser incorporado
a este libro: Landon Blake, Miguel Luaces, Miguel Montesinos, Ian Turton y Jorge Sanz.
Asimismo, Oscar Fonts ha colaborado en la corrección y ampliación de algunos caṕıtulos
con tal dedicación que creo que merece ser citado también como coautor en ellos.
A todos los que colaboran desinteresada y voluntariamente en proyectos como la Wiki-
pedia o el proyecto Open ClipArt, los cuales han servido de gran ayuda a la hora de elaborar
contenidos de esta obra, en especial los de tipo gráfico. Este libro contiene asimismo elemen-
tos gráficos tomados de publicaciones libres de diversos tipos (art́ıculos, libros, blogs, etc.),
a cuyos autores agradezco el haberlos publicado de ese modo, permitiendo que su esfuerzo
sea aprovechado por otros libremente.
A Tomislav Hengl, por ceder las plantillas LATEXa partir de las cuales fueron adaptadas
las empleadas en este libro. Y porque en esas plantillas no iba solo un formato para este
texto, sino parte de su buen hacer a la hora de escribir libros.
A la Conselleria de Infraestructuras y Transportes de la Generalitat Valenciana y el Servei
de Sistemes d’Informació Geogràfica i Teledetecció (SIGTE) de la Universitat de Girona,
quienes en uno u otro momento cedieron infraestructuras para la realización de reuniones de
autores dentro de eventos de cuya organización eran responsables. Entre sus miembros, muy
especialmente a Lluis Vicens, que apoyó este libro de forma incondicional en todo momento.
Como proyecto libre que es, este libro ha sido corregido de forma abierta y pública por
cuantos han deseado contribuir de ese modo. A todos ellos quiero expresar desde aqúı mi más
sincero agradecimiento: Javier Carrasco, Toni Hernández, Santiago Higuera, José Manuel
Llorente, Ester López, Jordi Marturià, Miguel Montesinos, Rosa Olivella, Ferrán Orduña,
Joana Palah́ı, Nuria Pérez, Carol Puig, Jorge Sanz, Josep Sitjar, David Tabernero, Nacho
Varela, Ana Velasco, Laura Vergoñós y Lluis Vicens.
He usado medios e infraestructura de la Universidad de Extremadura para escribir este
libro (y alguna que otra hora de trabajo en la que debeŕıa haber estado haciendo otras cosas),
por lo que agradezco la ayuda prestada, la comprensión y el buen ambiente de trabajo que
siempre he tenido, imprescindible para concluir conéxito una labor aśı.
El control de versiones del libro lo he llevado empleado un repositorio SVN alojado por
el proyecto OSOR, el mismo que utilizo para almacenar el código fuente de SEXTANTE. Mi
agradecimiento para este proyecto de la Comisión Europea por proveer un servicio gratuito
de gran calidad que me ha facilitado notablemente el trabajo.
Introducción
Acerca de este libro
A principio de marzo de 2006, tuvieron lugar en Girona las I Jornadas sobre Sistemas
de Información Geográfica (SIG) libres, organizadas por la Universitat de Girona y el Servei
de Sistemes d’Informació Geogràfica i Teledetecció (SIGTE). Al amparo de ese encuentro,
algunos (no muchos) decidimos aprovechar el momento para, entre otras cosas, reunirnos
y fundar el caṕıtulo hispano–hablante de OSGeo, una organización internacional cuya acti-
vidad se centra en torno a los Sistemas de Información Geográfica libres1. El objetivo era
intentar formar un grupo de trabajo para afrontar aquellas cuestiones de interés general para
la comunidad SIG de habla hispana2, y fueron muchas las tareas que en aquel momento se
recopilaron como necesarias dentro del ámbito de los SIG en lengua española. Entre ellas,
la creación de un libro libre sobre Sistemas de Información Geográfica.
Este libro es mi intento particular de tratar de dar solución a esa necesidad en ese
momento apuntada, y recopila un trabajo realizado pacientemente desde entonces, siendo
un testigo de todo el esfuerzo y desarrollo que tiene lugar en nuestros d́ıas en materia
de SIG. Con él, espero que dicho desarrollo no solo continúe, sino que crezca, poniendo a
disposición de la comunidad los conocimientos con los que establecer una base conceptual
más sólida, aśı como una herramienta de máxima utilidad para la formación y transmisión
de los aspectos teóricos relacionados con los Sistemas de Información Geográfica.
¿Por qué escribir este libro?
Como ya quedó claro en aquella reunión fundacional del caṕıtulo hispano–hablante de
OSGeo, un libro como este era algo necesario dentro del mundo de los SIG, y lo sigue siendo
hoy a pesar del tiempo que ha pasado desde entonces. Veamos con más detalle por qué.
Es dif́ıcil encontrar hoy en d́ıa una disciplina cient́ıfica que no pueda sacar partido de los
Sistemas de Información Geográfica y no contemple a estos como herramientas de primera
ĺınea. Incluso fuera del ámbito cient́ıfico, los SIG son parte de nuestra vida diaria, y la
mayoŕıa de la gente ha usado en algún momento un callejero en Internet o un navegador
GPS, elementos que forman parte del conjunto de tecnoloǵıas directamente relacionadas con
los SIG y su entorno.
En una situación aśı, cabe esperar que el sector editorial se encuentre en un estado de
similar desarrollo, y el número de obras disponibles sea no solo abundante, sino diverso, y
que cubra con detalle tanto los fundamentos básicos de la disciplina como los desarrollos
1Si quieres saber más, puedes visitar su Web en http://www.osgeo.org, donde encontrarás, entre otras
muchas cosas, este mismo libro.
2Un resumen breve de las labores del caṕıtulo hispano–hablante y su creación apareció en el número 2
de la revista oficial de OSGeo, a la que puedes acceder libremente en la dirección Web http://www.osgeo.
org/journal
http://www.osgeo.org
http://www.osgeo.org/journal
http://www.osgeo.org/journal
más recientes (que no son pocos). Esto, sin embargo, no sucede realmente aśı. Si hablamos
del mercado editorial en español, las referencias de que disponemos no están en absoluto
acordes con el buen estado del ámbito de los SIG, tanto en su desarrollo e implementación
como en el volumen de negocio que generan en los páıses de habla hispana.
Los principales textos de SIG en nuestro idioma fueron escritos en los años 90, cuando
comenzó a asentarse el sector de los Sistemas de Información Geográfica, especialmente en
España, ocupando un nicho entonces desierto dentro del mercado editorial. Lamentablemen-
te, ninguno de estos trabajos ha sido actualizado recientemente, a pesar de que los cambios
que se han producido en el sector han sido tan notables que dicha actualización resulta
completamente imprescindible.
A partir del año 2000, el ritmo editorial en el ámbito del SIG no decae, pero las referencias
nuevas que hacen su aparición en el mercado son casi en su totalidad de corte práctico, bien
sea referidas a un software en concreto, o bien a un campo de aplicación particular. Los
fundamentos básicos, necesarios para cualquier operación con un SIG, quedan en estos casos
explicados en base a un programa concreto, o bien se supone su conocimiento a través de
otros textos.
En resumen, es un buen momento para escribir un libro sobre SIG en español, y es
aśı porque resulta necesario recoger los conocimientos actuales en este campo, de la misma
forma que se recogieron en una etapa anterior en algunos de esos textos comentados.
Pero la razón para escribir este libro no es únicamente que este sea un buen momento
para escribir un libro de SIG. Porque este no es solo un libro de SIG, sino un libro libre
sobre SIG. Y si este resulta un momento ideal para escribir un libro sobre SIG en nuestro
idioma, lo es más aún si este libro es libre, tal y como el que ahora mismo estás leyendo.
El software libre ha experimentado en los últimos años un crecimiento impensable tiempo
atrás. En la mayoŕıa de áreas existen ya alternativas libres al software privativo, suficiente-
mente maduras como para dar respuesta a todas las necesidades de los usuarios. Lejos de
aquella imagen de aplicaciones muy alejadas de las necesidades y conocimientos del usuario
medio, las aplicaciones libres están cada d́ıa más presentes en todos los ámbitos y a cualquier
nivel de utilización, siendo su penetración muy elevada y, más importante aún, creciente.
Los SIG, por supuesto, no son ajenos al movimiento del software libre, y disponemos a d́ıa
de hoy de excelentes alternativas en nuestro campo (en el anexo B se recogen algunas de las
más relevantes, por si quieres comprobar la buena salud del mundo del SIG libre).
Todas estas aplicaciones SIG libres suelen venir acompañadas de sus correspondientes
textos de ayuda, habitualmente también libres, los cuales constituyen además muy bue-
nas referencias sobre el campo de los SIG en general. Existen incluso obras no libres de
gran relevancia3, con gran cantidad de información y actualizadas periódicamente en nuevas
ediciones. Se puede, en resumen, leer mucho sobre SIG libres.
Sin embargo, todos estos textos libres se hallan siempre supeditados a algún software
(libre casi siempre), y no existe ningún tratado completo sobre SIG que no se base en una
aplicación concreta para desarrollar sus contenidos. En el mundo libre, el esfuerzo editorial
va siempre de la mano del software. Y esto es aśı no solo en nuestro idioma, sino en todos los
demás. Sorprendentemente, no hay ninguna obra libre que trate los SIG de forma genérica
y pretenda dar una formación conceptual al respecto. Todos los textos libres sobre SIG son,
en la actualidad, de tipo práctico en mayor o menor medida.
Aśı pues, es un buen momento para escribir un libro en español sobre SIG, y es un
3Por ejemplo Neteler, M. & Mitasova, H. Open Source GIS: A GRASS GIS Approach, Springer, New
York, 2007.
excelente momento para hacer un libro libre sobre SIG, con independencia del idioma, pues
ambos son elementos necesarios. Es seguro que hay muchos lectores potenciales que quieren
aprender sobre SIG, y este libro es la forma de poner a su alcance los conocimientos actuales
de los que disponemos, con una obra actual y accesible. Esa es la razón por la que se ha
escrito el libro que ahora tienes en tus manos (o en la pantalla de tu ordenador o en cualquier
otro soporte en el que, gracias a la libertad con la que se distribuye, puede haber llegado
hasta ti).
A quién va dirigido este libro
Si estás leyendo estas páginas, es probable que te interesesu contenido, aśı que es probable
también que tú seas una de las personas hacia las que va dirigido este libro. No obstante,
veamos con más detalle quiénes son los lectores que se esperan para esta obra (aunque no
seas uno de ellos, por supuesto puedes seguir leyendo, y me agradaŕıa que este libro te fuera
útil).
Es importante reseñar que este es un libro principalmente teórico. Está enfocado a todos
aquellos que deseen aprender los fundamentos teóricos de la disciplina de los SIG, abarcando
la practica totalidad de ramas de esta. Estas ramas toman elementos de muchas otras disci-
plinas distintas (la informática, la geograf́ıa, la matemática...), y todas ellas se han tratado
a su vez con un suficiente nivel de detalle. Un lector que asimile la mayor parte de los co-
nocimientos de este libro estará en una situación excepcional para comprender en conjunto
todo lo que representan los SIG, qué tareas pueden hacerse con ellos, y entender por qué,
cómo y cuándo se han de llevar a cabo dichas tareas. El objetivo es formar a alguien en
materia de SIG, de tal modo que pueda posteriormente afrontar tareas relacionadas, tales
como la realización de proyectos con Sistemas de Información Geográfica, o la aplicación de
los SIG a un área concreta de trabajo, cualesquiera que sean las caracteŕısticas de esta.
Aunque se trate de un libro teórico, este libro puede (y debe) convertirte en un buen
usuario de SIG y ayudarte en el terreno práctico de su utilización. Tanto si eres ya usuario de
SIG como si no lo eres, es probable que la lectura de estas páginas te aporte gran cantidad de
información que mejorará la forma en que utilizas (o utilizarás) un Sistema de Información
Geográfica, pues te ayudará a entenderlo mejor. No obstante, si lo que pretendes es aprender
a utilizar un SIG y buscas un manual para ello, este no es, en principio, el libro que andabas
buscando, pues no se dan indicaciones sobre cómo usar un SIG en concreto o cómo realizar
procesos y operaciones con él. Podŕıas leer completo este libro y después no saber qué hacer
ante una aplicación SIG, porque no vas a encontrar aqúı cómo utilizar ninguna de ellas.
Aun aśı, es posible que, incluso en ese caso, este libro śı sea para ti. Si todav́ıa no sabes
utilizar un SIG y quieres aprender a ello, lo más probable es que tampoco sepas mucho sobre
SIG. En tal caso, te recomiendo que empieces por aqúı antes de lanzarte a aprender el manejo
de una aplicación SIG. No tienes que leer necesariamente todo el libro al completo. Puedes
complementar el contenido de estas páginas con el manual de usuario del SIG que elijas, e ir
aprendiendo a utilizar este a medida que construyes una base sólida de conocimientos sobre
la que apoyar dicho aprendizaje.
A pesar de su carácter teórico, este libro se acompaña de juegos de datos de ejemplo para
que puedas utilizarlos y practicar con ellos, y contiene un caṕıtulo dedicado a las distintas
aplicaciones que hay en el mercado, para que puedas elegir la que más te convenga. Además,
se dan ejemplos del empleo de SIG en diversos ámbitos, de forma que podrás ver cómo el
uso de un SIG puede ayudarte en tu campo de trabajo concreto.
En resumen, este es un libro orientado a quienes desean aprender con mayor o menor
profundidad qué es y para que sirve un SIG, aportándoles la base necesaria para que pos-
teriormente puedan afrontar su trabajo con un SIG, tanto si ya tienen nociones al respecto
como si todav́ıa no han utilizado uno antes.
Si al leer este libro echas en falta algo que consideras importante, házmelo saber (encon-
trarás en la página xi la forma de contacto). Estaré encantado de considerar tus propuestas
para aśı abarcar un abanico más amplio de lectores potenciales.
Estructura
En un libro de tan amplio alcance, es probable que distintos lectores tengan un interés
mayor por distintos temas tratados. Por esta razón, el libro se divide en siete bloques bien
definidos, de forma que, tanto conceptual como funcionalmente, presenta una estructura más
adecuada para su uso.
En primer lugar, un bloque dedicado a la definición de los elementos fundamentales,
que son la base para todo el desarrollo posterior. Los elementos definidos en esta parte se
desglosan en las siguientes, que tratan por separado los datos espaciales, y las formulaciones
que permiten el análisis de estos.
Todos los elementos anteriores requieren de una tecnoloǵıa y de unas aplicaciones SIG,
que son las que nos permiten manejar los datos, procesarlos o generar cartograf́ıa. Estas
aplicaciones con las que se produce el trabajo en un proyecto SIG se tratan en todas sus
variantes dentro de una parte espećıfica de este libro.
La visualización de los datos espaciales y la creación de cartograf́ıa son ambos elementos
básicos de los SIG, y una materia donde existe abundante desarrollo. Esto, junto con el uso
inevitable que se realiza de las funcionalidades de generación cartográfica de un SIG en el
empleo diario de este, hace interesante dedicar una parte independiente a este tema.
El factor organizativo, vital para entender los SIG hoy en d́ıa, se detalla en una parte
independiente, una vez que ya se conocen todos los fundamentos e ideas básicas.
Por último, una parte dedicada al uso práctico y real de los SIG muestra cómo estos
pueden dar soluciones a problemas muy variados, y cómo todo lo visto anteriormente en las
partes previas se materializa en la práctica.
En lo que respecta a los caṕıtulos en śı, se tiene una estructura que incorpora unos
contenidos fijos para facilitar su lectura y aprovechamiento. Bajo el t́ıtulo de cada caṕıtulo
se incluyen unas preguntas clave a las que el contenido da respuesta. Con ello se pretende
ayudar al lector a localizar con facilidad los caṕıtulos de mayor interés según sus necesidades.
Se añade igualmente un resumen muy breve de cuanto se trata en el caṕıtulo, informando
de qué conocimientos se adquirirán al finalizar su lectura. Si existe una dependencia relevante
entre un caṕıtulo y alguno de los precedentes, o alguna materia adicional no tratada en este
libro cuyo conocimiento se presupone, se incluye una mención en dicho resumen para orientar
al lector antes de que aborde su estudio. Al final del contenido, se incluye siempre una breve
śıntesis de lo visto.
La bibliograf́ıa merece un comentario aparte, ya que se ha tenido especial cuidado en
añadir, siempre que sea posible, una dirección Web donde acceder a cada referencia, con
objeto de hacer más sencillo el trabajo al lector interesado que desee ampliar sus conoci-
mientos. Estas páginas llevan siempre a una fuente gratuita y legal de donde descargar la
referencia en cuestión, tal y como la pagina Web de un autor que ofrezca para descarga en
ella los art́ıculos de su propia autoŕıa.
Las bibliograf́ıas suelen ser elementos poco ((interactivos)), y son pocos los lectores que
acuden a las referencias proporcionadas, muchas veces por la dificultad de obtener estas. En
este libro, si ves una referencia incluida en el texto y quieres ampliar conocimientos sobre ese
tema, no dudes en acudir a la bibliograf́ıa al final del libro y buscar esa referencia (si estás
leyendo la versión digital del libro, basta con que hagas clic sobre el número de esta), porque
lo más probable es que aparezca junto a ella esa dirección de descarga que te facilitará la
labor de obtenerla.
Junto a los art́ıculos o libros, también se han añadido con profusión direcciones Web
aisladas, sin que estas necesariamente lleven a un art́ıculo o texto simultáneamente publicado
en otros medios. La información contenida en estas direcciones Web no debe considerarse
de menor fiabilidad que la ofrecida por otros medios, ya que, en la medida de lo posible, se
ha tratado de garantizar esta antes de incluir la dirección Web correspondiente en el texto.
Espero que esto contribuya a hacer más útil la bibliograf́ıa y facilite al lector el acceso a
todo el conocimiento libre que existe enla red acerca de los SIG, y que no siempre es sencillo
de encontrar. Todas las direcciones Web han sido comprobadas inmediatamente antes de la
publicación del libro, tratando de garantizar su vigencia antes de ser incluidas.
Índice general
I Los fundamentos 1
1. Introducción. ¿Qué es un SIG? 5
1.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2. Un pequeño ejemplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3. ¿Qué es un SIG? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.1. SIG como integrador de información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2. SIG como integrador de tecnoloǵıas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.3. SIG como integrador de personas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.4. SIG como integrador de teoŕıas y fundamentos . . . . . . . . . . . . . 11
1.4. ¿Qué no es un SIG? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.5. Componentes de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5.1. Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.5.2. Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5.3. Visualización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5.4. Tecnoloǵıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.5.5. Factor organizativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2. Historia de los SIG 23
2.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2. Los oŕıgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3. La evolución de los SIG como disciplina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4. La evolución de la tecnoloǵıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5. La evolución de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.6. La evolución de las técnicas y formulaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3. Fundamentos cartográficos y geodésicos 35
3.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.2. Conceptos geodésicos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2.1. Elipsoide de referencia y geoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2.2. El datum geodésico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3. Sistemas de coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3.1. Coordenadas geográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3.2. Proyecciones cartográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.3. El sistema UTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.3.4. Transformación y conversión de coordenadas . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3.5. Codificación de sistemas de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.4. Escala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5. Generalización cartográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.5.1. Operaciones de generalización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.5.2. Generalización en el contexto de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
II Los datos 59
4. Introducción. ¿Con qué trabajo en un SIG? 63
4.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.2. Datos vs Información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3. Las componentes de la información geográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.4. División horizontal de la información geográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.5. División vertical de la información. Capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5. Modelos para la información geográfica 73
5.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5.2. Modelos geográficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.2.1. Campos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.2.2. Entidades discretas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.3. Modelos de representación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.3.1. Modelo ráster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.3.2. Modelo vectorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.3.3. Raster vs vectorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.4. Modelos de almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.4.1. Modelos para representaciones ráster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.4.2. Modelos para representaciones vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6. Fuentes principales de datos espaciales 107
6.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2. Datos digitales y datos analógicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.3. Fuentes primarias y fuentes secundarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.4. Teledetección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.4.1. Fundamentos f́ısicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.4.2. Sensores y plataformas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.4.3. Principales sensores y productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.5. Cartograf́ıa impresa. Digitalización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.5.1. Digitalización manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
6.5.2. Digitalización automática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.5.3. Digitalización o creación de capas a partir de coordenadas. Geocodi-
ficación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.5.4. Fotogrametŕıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
6.5.5. Calidad de la digitalización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6.6. GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.6.1. Fundamentos del sistema GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.6.2. Tipos de receptores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.6.3. Operaciones con la unidad GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.6.4. Integración de GPS y SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.7. Información Geográfica Voluntaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.8. Sobre cartograf́ıa de elevaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.9. Formatos de archivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.9.1. Formatos para datos ráster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.9.2. Formatos para datos vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
6.10. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
7. La calidad de los datos espaciales 165
7.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7.2. La importancia de la calidad de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.3. Conceptos y definicionessobre calidad de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.4. Fuentes y tipos de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
7.4.1. Las componentes de la calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
7.5. Detección y medición de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
7.6. Propagación de errores y modelación del error . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
7.7. Gestión de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
8. Bases de datos 181
8.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
8.2. Fundamentos de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
8.2.1. ¿Qué es una base de datos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
8.2.2. ¿Por qué interesa usar una base de datos? . . . . . . . . . . . . . . . . 183
8.2.3. Modelos de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
8.2.4. Bases de datos relacionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
8.2.5. Sistemas gestores de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
8.2.6. Diseño y creación de una base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
8.2.7. Bases de datos espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
8.3. Evolución del uso de bases de datos en los SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
8.3.1. Primera generación. Ficheros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
8.3.2. Segunda generación. Bases de datos relacionales . . . . . . . . . . . . 197
8.3.3. Tercera generación. Bases de datos extensibles . . . . . . . . . . . . . 200
8.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
III Los procesos 203
9. Introducción. ¿Qué puedo hacer con un SIG? 207
9.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
9.2. ¿Qué es el análisis espacial? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
9.3. Razonamiento y consulta geográfica en un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
9.4. Tipos de análisis espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
9.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
10.Conceptos básicos para el análisis espacial 217
10.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
10.2. Particularidades de los datos espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
10.2.1. Escala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
10.2.2. El Problema de la Unidad de Área Modificable . . . . . . . . . . . . . 221
10.2.3. Autocorrelación espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
10.2.4. Existencia de estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
10.2.5. Existencia de tendencias espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
10.2.6. Efectos de borde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
10.2.7. Localización representada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
10.3. Algunos cálculos espaciales básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
10.4. Relaciones espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
10.4.1. Relaciones topológicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
10.4.2. Índices métricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
10.4.3. Otras relaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
10.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.Consultas y operaciones con bases de datos 239
11.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
11.2. Consultas dentro de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
11.3. Consultas temáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
11.3.1. Mecanismos de consulta y operaciones básicas . . . . . . . . . . . . . . 242
11.3.2. El lenguaje SQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.4. Consultas espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
11.4.1. Lenguajes de consulta espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
11.4.2. Índices espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
11.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
12.Estad́ısticas espaciales 259
12.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
12.2. Medidas centrográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
12.3. Estad́ısticas sobre ĺıneas. Variables circulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
12.4. Análisis de patrones de puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
12.4.1. Análisis de cuadrantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
12.4.2. Análisis de vecino más cercano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
12.4.3. Función K de Ripley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
12.5. Autocorrelación espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
12.5.1. La matriz de ponderación espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
12.5.2. Medidas de autocorrelación espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
12.5.3. Variogramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
12.5.4. Correlogramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
12.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
13.Creación de capas ráster 283
13.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
13.2. Interpolación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
13.2.1. Por vecindad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
13.2.2. Métodos basados en ponderación por distancia . . . . . . . . . . . . . 289
13.2.3. Ajuste de funciones. Superficies de tendencia . . . . . . . . . . . . . . 290
13.2.4. Curvas adaptativas (Splines) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
13.2.5. Kriging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
13.2.6. Muestreo de datos para interpolación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
13.2.7. Elección del método adecuado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
13.2.8. Elección de las caracteŕısticas de la capa resultante . . . . . . . . . . . 300
13.2.9. Comprobación del ajuste. Validación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
13.3. Densidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
13.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
14.Álgebra de mapas 307
14.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
14.2. Tipos de funciones en el álgebra de mapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
14.2.1. Funciones locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
14.2.2. Funciones focales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
14.2.3. Funciones zonales o regionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
14.2.4. Funciones globales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
14.3. Las variables del álgebra de mapas y su preparación . . . . . . . . . . . . . . 324
14.4. Formalización y extensión del álgebra de mapas . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
14.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 327
15.Geomorfometŕıa y análisis del terreno 329
15.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
15.2. El Modelo Digital de Elevaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
15.3. Creación y preparación del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
15.3.1. Creación del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
15.3.2. Preparación del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
15.4. Modelos matemáticos locales del MDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
15.5. Análisis morfométrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
15.5.1. Medidas geométricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
15.5.2. Medidas estad́ısticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
15.6. Análisis hidrológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
15.6.1. Direcciones de flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
15.6.2. Zonas llanas y depresiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
15.6.3. Área acumulada y parámetros derivados . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
15.6.4. Extracción de redes de drenaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
15.6.5. Delimitación y caracterización de cuencas vertientes . . . . . . . . . . 363
15.6.6. Índices hidrológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
15.7. Visibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
15.8. Caracterización de formas del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
15.9. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
16.Procesado de imágenes 377
16.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
16.1.1. La utilidad de las imágenes en un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
16.1.2. Tipos de procesos con imágenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
16.1.3. Análisis visual y análisis automático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
16.2. Correcciones y preparación de imágenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
16.2.1. Corrección geométrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
16.2.2. Corrección radiométrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
16.3. Mejoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
16.3.1. Operaciones ṕıxel a ṕıxel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
16.3.2. Filtros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
16.3.3. Fusión de imágenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
16.4. Análisis y extracción de información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
16.4.1. Visualización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
16.4.2. Operaciones morfológicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
16.4.3. Estimación de parámetros f́ısicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
16.4.4. Detección de elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
16.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
17.Creación de capas vectoriales 425
17.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
17.2. Vectorización de entidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
17.2.1. Vectorización de ĺıneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
17.2.2. Vectorización de poĺıgonos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
17.3. Isoĺıneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
17.4. Creación de TIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
17.4.1. Selección de puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
17.4.2. Triangulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
17.4.3. Simplificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
17.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
18.Operaciones geométricas con datos vectoriales 445
18.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
18.2. Zonas de influencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
18.3. Operaciones de solape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
18.3.1. Recorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
18.3.2. Diferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
18.3.3. Intersección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
18.3.4. Unión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
18.3.5. Poĺıgonos espúreos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
18.4. Juntar capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
18.5. Modificaciones basadas en atributos. Disolución . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
18.6. Contornos mı́nimos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
18.6.1. Envolvente convexa mı́nima (convex hull) . . . . . . . . . . . . . . . . 460
18.6.2. Ćırculo mı́nimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
18.6.3. Rectángulo mı́nimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
18.7. Generalización de ĺıneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
18.7.1. Métodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
18.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
19.Costes, distancias y áreas de influencia 469
19.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
19.2. Superficies de fricción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
19.3. Superficies de coste acumulado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
19.3.1. Coste isotrópico vs coste anisotrópico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
19.4. Cálculo de rutas óptimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
19.5. Zonas de influencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
19.5.1. Zonas de influencia de dimensión fija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
19.5.2. Zonas de influencia de dimensión variable . . . . . . . . . . . . . . . . 480
19.6. Influencia acumulada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
19.7. Análisis de redes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
19.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
20.Más estad́ıstica espacial 489
20.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
20.2. Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
20.2.1. Clasificación supervisada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
20.2.2. Clasificación no supervisada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
20.2.3. Incorporación del criterio espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
20.2.4. Clasificación débil (soft classification) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
20.2.5. Validación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
20.3. Regresión espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
20.4. Evaluación multicriterio y combinación de capas . . . . . . . . . . . . . . . . 508
20.4.1. Creación decapas a combinar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
20.4.2. Métodos de combinación de capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
20.5. Análisis de Componentes Principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
20.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
IV La tecnoloǵıa 521
21.Introducción. ¿Cómo son las aplicaciones SIG? 525
21.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
21.2. La convergencia de las aplicaciones en el ámbito SIG . . . . . . . . . . . . . . 526
21.3. La especialización de las aplicaciones SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
21.4. Tipos de aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
21.5. La adaptación de las aplicaciones SIG. El SIG como base genérica . . . . . . 529
21.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
22.Herramientas de escritorio 531
22.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
22.2. Funciones básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
22.2.1. Entrada y salida de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
22.2.2. Visualización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
22.2.3. Análisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
22.2.4. Edición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
22.2.5. Generación de cartograf́ıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
22.3. Tipos de herramientas de escritorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
22.3.1. Visores y exploradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
22.3.2. Soluciones de escritorio completas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
22.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
23.Servidores remotos y clientes. Web Mapping 547
23.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
23.2. ¿Cómo funciona Internet? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
23.3. El valor de las tecnoloǵıas SIG Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
23.4. Formas de cartograf́ıa en la Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
23.4.1. Mashups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
23.5. Clientes y servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
23.5.1. Servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
23.5.2. Clientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
23.6. Limitaciones y problemas de la cartograf́ıa Web . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
23.6.1. Tiling y cacheo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
23.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
24.SIG móvil 567
24.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
24.2. Qué es el SIG móvil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
24.3. Particularidades del SIG móvil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
24.4. Aplicaciones del SIG móvil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
24.5. Métodos de posicionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
24.6. Redes inalámbricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
24.7. El sofware SIG móvil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
24.7.1. El contexto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
24.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
V La visualización 585
25.Introducción. Los SIG como herramientas de visualización 589
25.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589
25.2. Particularidades del SIG como herramienta de visualización . . . . . . . . . . 590
25.3. La visualización cient́ıfica y los SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
25.4. Los SIG frente a las aplicaciones de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
25.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
26.Conceptos básicos de visualización y representación 597
26.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
26.2. Las variables visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
26.2.1. Posición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
26.2.2. Forma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
26.2.3. Tamaño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
26.2.4. Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
26.2.5. Textura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
26.2.6. Orientación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
26.3. Las propiedades de las variables visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
26.4. Uso combinado de las variables visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
26.5. La percepción visual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
26.5.1. Las constancias y contrastes perceptivos . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
26.5.2. Ayudas a la percepción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
26.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612
27.El mapa y la comunicación cartográfica 615
27.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
27.2. El propósito del mapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616
27.3. Cartograf́ıa temática y cartograf́ıa base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
27.4. Los tipos de información y su representación . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619
27.4.1. Creación y asignación de clases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
27.5. Elementos del mapa. Composición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626
27.6. Tipos de mapas temáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631
27.6.1. Mapas de śımbolos proporcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631
27.6.2. Mapas de puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633
27.6.3. Mapas de isoĺıneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
27.6.4. Mapas de coropletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637
27.6.5. Otros tipos de mapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638
27.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639
28.La visualización en términos SIG 641
28.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
28.2. Visualización de capas vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
28.2.1. Etiquetado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
28.3. Visualización de capas ráster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647
28.4. Combinación de capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
28.5. Particularidades de la representación en pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . 654
28.6. Visualización tridimensional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
28.7. Visualización dinámica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
28.8. Otros elementos de visualización . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 663
28.9. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
VI El factor organizativo 667
29.Introducción. ¿Cómo se organiza un SIG? 671
29.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671
29.2. La importancia de la organización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
29.3. Organizando los distintos elementos de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
29.3.1. Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
29.3.2. Personas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675
29.3.3. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
29.3.4. Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680
29.4. Distintos niveles de organización. Organización de un proyecto SIG . . . . . . 680
29.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681
30.Infraestructuras de Datos Espaciales 683
30.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683
30.2. La aparición de las IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684
30.3. ¿Qué es una IDE? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685
30.3.1. Estructura de una IDE. Niveles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686
30.3.2. Componentes de una IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687
30.3.3. Actores de una IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
30.4. Algo más sobre catálogos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690
30.5. Claves para el éxito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
30.6. Principales acuerdos e iniciativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694
30.6.1. GSDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695
30.6.2. NSDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695
30.6.3. INSPIRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696
30.6.4. Las IDE en España . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698
30.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700
31.Metadatos 703
31.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703
31.2. La utilidad de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704
31.2.1. Garantizar el uso correcto de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705
31.2.2. Facilitar la gestión los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706
31.3. Caracteŕısticas de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707
31.3.1. Contenido de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707
31.3.2. Granularidad de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709
31.3.3. Forma de almacenamiento de los metadatos . . . . . . . . . . . . . . . 710
31.4. Creación de metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711
31.4.1. Herramientas para crear metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713
31.5. Algunos ejemplos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714
31.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714
32.Estándares 717
32.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717
32.2. Estándares abiertos e interoperabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718
32.3. Entidades creadoras de estándares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721
32.3.1. Open Geospatial Consortium (OGC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721
32.3.2. ISO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722
32.3.3. W3C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722
32.4. Estándares para representación y obtención de información geográfica . . . . 723
32.4.1. Simple Features for SQL (SFS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
32.4.2. Geography Markup Language (GML) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724
32.4.3. Web Feature Service (WFS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
32.4.4. Filter Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726
32.4.5. Web Coverage Service (WCS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
32.5. Estándares para mapas y visualización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
32.5.1. Web Map Service (WMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
32.5.2. Standard Layer Description (SLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
32.5.3. Web Mapping Context (WMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729
32.6. Estándares para metadatos, catálogos y consulta de datos . . . . . . . . . . . 729
32.6.1. ISO 19115 e ISO 19119 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730
32.6.2. Nomenclátor (Gazetteer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731
32.7. Estándares para procesamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731
32.7.1. Web Processing Service (WPS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731
32.8. Relación entre estándares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732
32.9. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733
VII Las aplicaciones y usos prácticos 735
33.Introducción. ¿Para qué puedo utilizar un SIG? 739
33.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
33.2. Caracterización de las aplicaciones de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
33.3. Áreas de aplicación de un SIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
33.3.1. Gestión de recursos naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
33.3.2. Gestión de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
33.3.3. Ecoloǵıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
33.3.4. Negocios y marketing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
33.3.5. Ciencias sociales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
33.3.6. Planificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744
33.3.7. Militar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744
33.4. Acerca de los caṕıtulos de esta parte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744
33.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745
34.Análisis y gestión de riesgos 747
34.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747
34.2. Riesgos climatológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748
34.2.1. Modelización cartográfica del clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749
34.2.2. Modelización dinámica del clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751
34.3. Riesgos hidrológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753
34.3.1. Delimitación de zonas de inundación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753
34.3.2. Aludes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763
34.3.3. Contaminación de aguas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765
34.4. Desplazamientos en masa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766
34.5. Incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767
34.5.1. Modelización de incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768
34.5.2. Análisis de riesgo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771
34.5.3. Apoyo en tareas relacionadas con riesgo de incendios . . . . . . . . . . 773
34.6. Resumen . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775
35.Ecoloǵıa 777
35.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777
35.2. Ecoloǵıa del paisaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 778
35.2.1. Métricas de composición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780
35.2.2. Métricas de configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781
35.2.3. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783
35.3. Modelización de hábitats. Modelos predictivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784
35.3.1. Algunos modelos de uso frecuente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786
xxxii
35.3.2. Validación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787
35.3.3. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788
35.3.4. Otros usos de los modelos predictivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789
35.4. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
36.Gestión de recursos y planificación 793
36.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793
36.2. Gestión de recursos naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794
36.2.1. Gestión forestal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794
36.2.2. Recursos energéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795
36.2.3. Agricultura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797
36.3. Planificación y gestión del territorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799
36.3.1. Modelización de usos del suelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800
36.4. Modelos de localización óptima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803
36.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806
VIII Anexos 809
A. Juego de datos 811
B. Panorama actual de las aplicaciones SIG 815
B.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
B.2. Software libre y software privativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816
B.3. Panorama actual aplicaciones SIG privativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817
B.3.1. Servidores de bases de datos geográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . 817
B.3.2. Servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
B.3.3. Herramientas de metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
B.3.4. Clientes pesados o de escritorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
B.3.5. Clientes ligeros, Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821
B.3.6. Bibliotecas de funcionalidad común . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822
B.4. Panorama actual aplicaciones SIG libres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822
B.4.1. Servidores de bases de datos geográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . 822
B.4.2. Servidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823
B.4.3. Herramientas de metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825
B.4.4. Clientes pesados o de escritorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825
B.4.5. Clientes ligeros, Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829
B.4.6. Bibliotecas de funcionalidad común . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831
C. Sobre la preparación de este libro 833
Parte I
Los fundamentos
En esta parte comenzarás a conocer qué es un SIG, el porqué de su existencia, su utilidad, y
los distintos componentes en que podemos dividirlos, y que serán estudiados de forma separada a
lo largo de todo el libro. Además de esto, se presentan en esta parte algunos conceptos relativos a
ciencias afines como la cartograf́ıa o la geodesia, que son imprescindibles para poder comprender
en profundidad los SIG y sus distintas facetas.
El caṕıtulo 1 presenta el entorno de los SIG, mostrando al lector el contenido genérico
sobre el que trata no solo esta parte, sino el libro al completo. Se describen las ideas
fundamentales sobre SIG y los elementos que lo forman.
El caṕıtulo 2 recorre la breve pero intensa historia de los SIG, desde su origen hasta nuestros
d́ıas.
En el caṕıtulo 3 se resumen los conceptos cartográficos y geodésicos básicos, imprescindi-
bles para el d́ıa a d́ıa del trabajo con un SIG.
Caṕıtulo 1
Introducción. ¿Qué es un SIG?
¿Qué es un Sistema de Información Geográfica (SIG)? • ¿Para qué sirve? • ¿Cómo se trabaja
con un SIG? • ¿Qué elementos fundamentales comprende? • ¿Qué es la Ciencia de la Información
Geográfica? • ¿En qué otras disciplinas se fundamenta?
Este caṕıtulo presenta los conceptos fundamentales sobre Sistemas de Información Geográfica (SIG),
definiendo estos y presentando tanto sus capacidades fundamentales como la forma en que estas pueden
ser aprovechadas. Asimismo, se presentan los SIG como sistemas complejos, y se describe cada uno
de sus componentes principales. El caṕıtulo presenta una visión global del ámbito de los SIG y de la
ciencia asociada a los SIG como disciplina independiente, al tiempo que muestra el contexto en el que
el desarrollo y utilización de estos se produce en la actualidad.
1.1. Introducción
Para justificar la importancia de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y el
papel que estos juegan hoy en d́ıa, es habitual en libros como este citar el hecho de que
aproximadamente un 70 % de la información que manejamos en cualquier tipo de disciplina
está georreferenciada. Es decir, que se trata de información a la cual puede asignarse una
posición geográfica, y es por tanto información que viene acompañada de otra información
adicional relativa a su localización.
Si bien es probable que este porcentaje no haya variado desde que comenzó a mencionarse
en los libros sobre SIG, la situación es en la actualidad más favorable que nunca para el
desarrollo de herramientas que permitan la utilización de toda esa información al tiempo
que se consideran los datos relativos a su posición en el espacio. Esto es aśı no solo porque
trabajamos con gran cantidad de información referenciada geográficamente, sino porque
somos cada d́ıa más conscientes de la importancia que esa componente geográfica tiene. La
geograf́ıa ha pasado de ser un ámbito particular con cierta relación con otros campos a ser
un elemento fundamental incorporado a la mayor parte de las disciplinas. Y no solo en el
terreno cient́ıfico, sino en el terreno mismo de la vida diaria, donde toda esta información
desempeña un papel de gran importancia.
La utilización de cartograf́ıa ha dado un vuelco radical en el plazo de unas décadas,
permitiendo nuevas posibilidades y acercando la información cartográfica como herramienta
de primer orden a un público amplio y diverso. La elaboración misma de cartograf́ıa ha
pasado de ser terreno exclusivo de profesionales del sector a ser una labor abierta donde las
nuevas tecnoloǵıas, especialmente las de corte colaborativo, han permitido que otro tipo de
usuarios desarrollen y compartan información cartográfica.
En este sentido, los SIG no son solo herramientas dentro de ese contexto de gran impor-
tancia de la información geográfica, sino en gran medida responsables de que esa situación
sea tal, pues su contribución dentro del panorama relativo a la geograf́ıa ha sido vital para
6 Sistemas de Información Geográfica
impulsar esta y hacerla llegar hasta su lugar actual. En una sociedad donde la informa-
ción y la tecnoloǵıa son dos de los pilares fundamentales, los SIG son, sin lugar a dudas,
la tecnoloǵıa estandarte para el manejo de información geográfica, y los elementos básicos
que canalizan la gestión de todo aquello que, de un modo u otro, presente una componente
geográfica susceptible de ser aprovechada.
Aśı, un SIG es fundamentalmenteuna herramienta para trabajar con información geo-
rreferenciada, una definición en la que pueden entrar un gran número de tecnoloǵıas y de
otros elementos no tecnológicos, los cuales veremos a lo largo de este libro.
1.2. Un pequeño ejemplo
Para comenzar a tener una idea correcta de lo que representa e implica un SIG, veamos
un sencillo ejemplo. Supongamos el caso de un organismo o empresa cuyo trabajo incluye la
gestión de una masa forestal. Este trabajo de gestión implicará algunas actividades como las
siguientes, en las cuales se utiliza en mayor o menor medida información georreferenciada.
Delimitación de las distintas zonas inventariables y unidades dasocráticas (montes,
cantones, rodales, etc.)
Diseño de inventarios
Realización de inventarios y gestión de sus datos para la obtención de resultados tales
como estimaciones de volúmenes maderables.
Gestión de infraestructuras del monte tales como v́ıas de comunicación, torres de
vigilancia contra incendios, etc.
En un contexto en el que no existen medios informáticos para la realización de estas
tareas, gran parte de ellas se desarrollarán con el apoyo de cartograf́ıa clásica. Aśı, las
zonas inventariables se delimitarán sobre un plano, y sobre este mismo pueden medirse sus
superficies con la ayuda de un plańımetro. En ese mismo plano se localizan las parcelas a
muestrear en un inventario, y los operarios encargados de llegar hasta esas parcelas y realizar
las mediciones pertinentes se ayudan de él para localizarlas y desplazarse sobre el terreno.
Los resultados del inventario se almacenan en estadillos, y las operaciones correspondien-
tes al análisis estad́ıstico de estos se realizan de forma manual, aśı como la comparación con
inventarios anteriores que permiten estudiar la evolución del monte.
La presencia de medios informáticos facilita estas tareas, mejorando por una parte la
gestión de los datos, y por otra las operaciones que pueden realizarse sobre estos. Una
sencilla hoja de cálculo, por ejemplo, es una herramienta imprescindible para la gestión de
los datos de un inventario, haciendo que todo el trabajo con ellos resulte más eficiente y
adecuado.
En lo relativo a la cartograf́ıa, la situación, aunque con un desarrollo (y especialmente
una implantación de usuarios) más reciente, no es muy distinta. Ventajas similares a las que
aporta una hoja de cálculo pueden encontrarse en una aplicación que permitiera utilizar
mapas y planos dentro de un ordenador, con la consecuente ganancia en productividad,
eficiencia y precisión. Esta aplicación destinada al manejo de cartograf́ıa es el concepto
básico de un Sistema de Información Geográfica, y la idea fundamental a partir de la cual
comenzó el desarrollo de estos.
Introducción. ¿Qué es un SIG? 7
Con un SIG, la cartograf́ıa de esa masa forestal puede visualizarse y almacenarse en un
ordenador personal, y pueden realizarse sin dificultad y de forma instantánea cálculos tales
como mediciones de cada una de las entidades. La creación de nueva información cartográfica
se lleva a cabo ya en el propio SIG, del mismo modo que la edición de cartograf́ıa ya existente.
Modificar el ĺımite de una unidad dasocrática o el trazado de una v́ıa, o crear la cartograf́ıa
correspondiente a las parcelas de inventario son tareas que, en nuestro caso de ejemplo, se
realizan hoy en d́ıa empleando un SIG.
Las ventajas que esto tiene son muchas, especialmente las relacionadas con una mejor
gestión del conjunto de distintos datos que se manejan, aśı como las relativas a la sencillez
con que pueden modificarse estos datos1.
Otras de las labores donde un SIG demuestra su utilidad es en el análisis. Los da-
tos geográficos pueden ser objeto de gran número de distintos análisis, y la capacidad de
cómputo de un ordenador es necesaria para muchos de ellos. La herramienta idónea para
implementar esos algoritmos y operaciones de análisis espacial es el SIG, pues ya contiene los
elementos necesarios para el manejo de los datos de partida, es decir, aquellos que contienen
la información georreferenciada.
Y, por supuesto, un SIG conectado a un periférico de impresión permite generar una
versión analógica a partir de la información con la que se trabaja, teniendo la capacidad de
crear cartograf́ıa en papel cuando aśı se requiera.
En otras palabras, un SIG es una herramienta que brinda a las labores de uso y ma-
nejo de información geográfica toda la potencia de un ordenador, pues ha sido diseñada
espećıficamente para trabajar con este tipo particular de información.
No obstante, más allá de todas estas tareas antes mencionadas el concepto de SIG ha
evolucionado hasta convertir actualmente a estos en sistemas complejos que buscan dar
solución a todas las necesidades que se presentan en situaciones similares a la del ejemplo
comentado. Con la tecnoloǵıa actual, la incorporación de elementos propios de los SIG puede
llegar mucho más allá, y uno de los pilares más sólidos de los SIG en la actualidad es su
capacidad de mostrar que existe una componente espacial susceptible de ser gestionada con
la ayuda de un SIG en la práctica totalidad de contextos posibles.
Como sistema, un SIG puede gestionar la cartograf́ıa necesaria para la gestión integral
del monte, y hacerlo además de forma centralizada. De este modo, se garantiza el rigor y
la robustez de los datos base, ya que el SIG es el encargado de canalizar la utilización de
estos por parte de todos los usuarios. Esto es de especial importancia en caso de que se
editen los datos, ya que esta edición también está centralizada, y un usuario ve reflejarse
en su cartograf́ıa de forma inmediata los cambios realizados por otro, teniendo siempre a su
disposición la versión más actual y, por tanto, más adecuada.
A esto puede añadirse la utilización de SIG móviles en dispositivos portátiles, que permi-
ten que el SIG se incorpore también a las fases de trabajo de campo. Esa misma cartograf́ıa
centralizada pueden utilizarla los operarios en campo a través de sus dispositivos para desa-
rrollar su trabajo, ayudándose además de sistemas de navegación para la localización de las
parcelas de un muestreo o de cualquier otro punto de interés al que deban desplazarse.
Gracias a la tecnoloǵıa SIG, la información espacial puede ser aprovechada en mayor
medida, y en muchos casos pasa de ser una información inherente a los datos pero sin
una verdadera aplicación, a ser un elemento sumamente enriquecedor y clave para muchos
análisis.
1Veremos con más detalle las ventajas de los datos digitales frente a los datos analógicos en el caṕıtulo 6
8 Sistemas de Información Geográfica
En nuestro ejemplo de gestión forestal, los propios datos del inventario, que antes eran
fundamentalmente datos sobre las propiedades de los distintos árboles medidos (altura,
diámetro, etc.), ahora ofrecen muchas más posibilidades si se considera que cada uno de
estos árboles ha sido medido en una parcela dada, la cual lleva asociadas unas coordenadas
concretas.
El trabajo que se desarrollaba en la hoja de cálculo con estos datos se puede incorporar
al SIG, el cual además de las funciones de análisis estad́ıstico incluye funciones de análisis
espacial. De este modo, los resultados numéricos que se obteńıan de esos análisis (volúmenes
totales estimados, alturas medias, etc.) se ampĺıan mediante resultados con mayor compo-
nente espacial, como puede ser la creación de nueva cartograf́ıa referente a las variables
principales (mapas de densidad media de arbolado, altura dominante media, etc.).
En resumen, el SIG en su concepción actual es una herramienta integradora que busca
abarcar en su ámbito todas las funcionalidades que se requieren para el trabajo con variables
y elementos espacialmente localizados, incorporando para ello capacidades variadas que serán
las que vayamos viendo progresivamente a lo largo de esta obra.
1.3. ¿Qué es un SIG?
Partiendo del ejemplo anterior,