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Sistemas de Información Geográfica

Sistemas De Informacion Geografica(external link)
de Joaquin Bosque Sendra
Rialp (2 novembre 1997)

Excelente livro em espanhol, muito completo. De fato todo um programa de aprendizado sobre o sig, cobrindo tudo que se precisa saber sobre sig no modo raster ou vetor. Destaca-se por uma qualidade especial, o trabalho com os atributos dos objetos espaciais. Orientações sobre bases de dados e análises de dados são devidamente exploradas dando ao livro um caráter de aplicação muito objetivo e concreto.

ÍNDICE

PREFACIO

A. INTRODUCCIÓN

I. DEFINICIÓN DE SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
1. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG): nuevo dispositivo para el almacenamiento y análisis de los datos del territorio
2. Una clasificación de las funciones de un Sistema de Información Geográfica
3. Historia de los SIG

II. LOS DATOS GEOGRÁFICOS
1. Los elementos de los datos: variable y observación (soporte)
2. La componente espacial de los datos geográficos
3. La descripción de la componente temática (Estadística), de los aspectos espaciales (Análisis espacial) y de la interacción entre las dos (Sistemas de Información Geográfica)
4. Mapas e información geográfica
a) mapa tradicional y SIG
b) Tipos de mapas
5. Medición de la información temática: escalas de medida
a) Escala nominal
b) Escala ordinal
c) Escala de intervalos
d) Escala de razón
e) Variables discretas y continuas
6. Tipos de unidades de observación: dimensiones topológicas de los objetos geográficos
7. Problemas especiales de la definición del individuo de observación en Geografía
a) El problema de la unidad espacial modificable (PUEM)
b) Efectos del PUEM sobre el análisis de variables geográficos
8. La obtención de los datos geográficos
a) El uso de datos secundarios


III. LA REPRESENTACIÓN DIGITAL DE LOS DATOS GEOGRÁFICOS
1. mapa tradicional y formato analógico. Los Sistemas de Información Geográfica y el formato digital

2. Geocodificación de los objetos geográficos
a) Geocodificación directa. Sistema de coordenadas
b) Transformación lineal entre sistemas de coordenadas: rotación, traslación, cambio de escala, reflexión
c) Determinación de la transformación lineal necesaria para pasar de un mapa a otro diferente
d) Transformación curvilineal entre sistemas de coordenadas
e) Un ejemplo de transformación de coordenadas
f) Geocodificación indirecta

3. Representación vectorial de la información espacial
a) Definición general
b) Estructuras de datos en el modelo vectorial

4. Representación «raster» de la información espacial
a) Definición general
b) Estructuras de datos «raster»

5. Ventajas e inconvenientes de cada tipo de representación: vectorial frente a «raster»

6. La representación jerárquica y recursiva: mediante «árboles cuaternarios» (quad tree)

7. Los modelos de datos para un Modelo Digital del Terreno (MDT)
a) Modelos de datos basados en puntos
b) Modelos de datos basados en líneas
c) Funciones matemáticas


IV. COMPONENTES FÍSICOS (HARDWARE) Y LÓGICOS (SOFTWARE) DE UN SIG

1. La codificación de la información en el ordenador
a) Unidades de medida y codificación de la información
b) Representación de números en el ordenador
c) Fichero, campo, registro y bases de datos

2. Componentes físicos (I) (el hardware): La CPU, el microprocesador
a) El procesador electrónico
b) La memoria central
c) Canales de transmisión

3. Componentes físicos (II). Periféricos: Discos y otros sistemas de almacenamiento masivo

4. Componentes físicos (III): Periféricos de entrada

5. Componentes físicos (IV): Periféricos de salida

6. Los componentes lógicos (el software)
a) El sistema operativo
b) Programas de aplicación. El software SIG disponible

7. Comunicación hombre-ordenador


B. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA VECTORIALES

V. DEFINICIÓN GENERAL. LOS ELEMENTOS DE UN SIG VECTORIAL. BASES DE DATOS

1. Los elementos de un Sistema de Información Geográfica vectorial

2. Bases de datos
a) Modelo entidad-relación
b) Tipos de bases de datos
c) Bases de datos relacionales
d) El modelo híbrido y el espacial integrado
e) Componentes de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD)
f) Bases de datos orientadas al objeto

3. Problemas específicos de las bases de datos geográficas

4. Tipos de operaciones de un SIG vectorial


VI. ENTRADA DE DATOS EN UN SIG VECTORIAL

1. Introducción

2. Métodos de observación directa: COGO y GPS

3. Empleo de fuentes secundarias

  • Digitalización vectorial semiautomática
  • Digitalización con la estructura de datos «Lista de coordenadas»
  • Digitalización para crear un diccionario de vértices
  • Digitalización topológica. Creación de la organización «ARCO/NODO»

3. Edición: Eliminación de errores y redundancias en los datos digitalizados. Simplificación de líneas
a) Simplificación de líneas

4. Vectorización de datos «raster»
a) Vectorización automática de datos «raster»
b) Vectorización semiautomática. Edición manual

5. Etiquetas o nombres de los objetos geográficos

6. Entrada de la información temática


VII. BÚSQUEDA/RECUPERACIÓN DE INFORMACIÓN DE UNA BASE DE DATOS GEOGRÁFICA

1. Búsqueda temática
a) Recuperación de información mediante especificación simbólica o nominal
b) Recuperación de información mediante condición aritmética y/o lógica referida a los atributos temáticos

2. Búsqueda espacial
a) Recuperación de información mediante especificación de un dominio espacial
b) Recuperación de información mediante condición geométrica
c) Operaciones de búsqueda espacial entre varios estratos temáticos
d) Muestreo

3. Un ejercicio detallado de recuperación de información


VIII. EL ANÁLISIS ESTÁDISTICO DE LA COMPONENTE TEMÁTICA DE LOS DATOS GEOGRÁFICOS

1. Análisis exploratorio de variables cuantitativas
a) Finalidad del análisis de datos. Características del análisis exploratorio de datos
b) Las variables cuantitativas y sus peculiaridades
c) Lista de valores y tabla de frecuencias
d) Representación gráfica de variables cuantitativas: el gráfico tallo-y-hojas
e) Medidas de la tendencia central
f) Medidas de la variabilidad
g) Resumen numérico de una variable cuantitativa

2. Descripción de variables ordinales
a) Representación gráfica de variables ordinales
b) Resúmenes numéricos
c) Variabilidad

3. Descripción de variables nominales
a) Resúmenes numéricos: tendencia central y variabilidad

4. Reclasificación de una variable
a) Definición
b) Reclasificación a partir de variables cuantitativas
c) Reclasificación a partir de variables cualitativas

5. Tabulación cruzada de variables nominales y ordinales
a) La tabla de contingencia
b) Test de la Ji cuadrado

6. Relaciones entre dos variables cuantitativas: Análisis de regresión simple
a) Definición de relación entre dos variables: forma, sentido e intensidad
b) Obtención de la línea de ajuste resistente
c) Determinación de la línea de mínimos cuadrados
d) Coeficiente de correlación lineal de Pearson


IX. ANÁLISIS ESPACIAL
1. Introducción
2. Distancia y proximidad
a) Definición de distancia. Tipos de distancia
b) Distancia matemática y distancia efectiva
c) Distancia y coste de recorrido
d) Cálculo de distancias con coordenadas globales (latitud y longitud)

3. Medición de magnitudes geométricas de los objetos espaciales
a) Longitud de una línea y perímetro de un polígono
b) Área de un polígono

4. Cambio de tipo de objeto cartográfico
a) De puntos a polígonos y líneas
b) De líneas a puntos y polígonos
c) De polígonos a puntos (cálculo del centroide) y líneas


X. ANÁLISIS ESPACIAL DE MAPAS DE PUNTOS
1. Introducción
a) Los mapas de puntos. Definición
b) Técnicas de análisis de mapas de puntos
c) Utilidad del análisis de mapas de puntos en un SIG

2. Medidas de centralidad y dispersión de puntos en un área
a) Centro medio y centro de gravedad
b) Distancia típica y radio dinámico
c) Elipse de variabilidad

3. El análisis del vecino más próximo
a) Cálculo del estadístico del vecino más próximo (R1)
b) Test de significación del estadístico del vecino más próximo

4. Medidas de dispersión en un área: el test de la Ji2 y el test de Kolmogorav-Smirnov
a) Introducción
b) La aplicación de la técnica
c) Un ejemplo de aplicación

5. Autocorrelación espacial. Definición
a) Medidas globales de la autocorrelación espacial
b) Estadístico de Geary de la autocorrelación espacial

6. Variograma y variografla
a) Definición de variograma
b) Tipos de variograma
c) Un ejemplo concreto
d) Correolograma

7. Relación entre mapas de puntos: Modelos de autoregresión espacial
a) Introducción. Tipos de modelos explicativos
b) Modelos de medias móviles


XI. ANÁLISIS DE REDES

1. Introducción
a) Definición de red
b) Representación digital de redes

2. Descripción de líneas (aristas)
a) Longitud de una línea
b) Razón de sinuosidad

3. Medidas de la cohesión de una red
a) Definición de colsión topológica de una red
b) Índices de cohesión de una red

4. Determinación de las distancias y de recorridos en una red

5. Medidas de la accesibilidad topológica

6. Análisis de proximidad y accesibilidad. Medidas de la accesibilidad a actividades localizadas en la red
a) Definición de accesibilidad a las actividades en una red
b) Medidas de la accesibilidad basadas únicamente en la distancia
c) Medidas de accesibilidad basadas en la distancia y en el tamaño de la oferta en cada punto
d) Medidas de la accesibilidad basadas en el tamaño de la oferta y la demanda dentro del alcance espacial del bien
e) Delimitación de áreas de influencia de una instalación o actividad

7. Modelos de localización-asignación
a) Tipos de modelos de localización asignación
b) Criterios para medir la validez de una localización
c) Modelo p-mediano
d) Modelo p-mediano con restricción de máxima distancia (MEDIRES)
e) Modelo de máxima cobertura (COBEMÁX)
f) Modelo de máxima cobertura con restricción de máxima distancia (COBERES)
g) Modelo de maximización de la oferta
h) Algoritmo de resolución


XII. ANÁLISIS ESPACIAL DE MAPAS DE POLÍGONOS

1. Introducción

2. Medidas de la forma da un polígono

3. Análisis de la contigüidad

4. Autocorrelación espacial
a) Estadístico B/N
b) índice de Moran

5. Comparación de mapas


XIII. MODELADO CARTOGRÁFICO

1. Introducción

2. Análisis de punto/línea en un polígono
a) Determinación de la existencia de un punto en un polígono
b) Determinación de líneas en polígono e intersección de líneas

3. Superposición de polígonos
a) La fase geométrica de la superposición de polígonos
b) Fase temática de la superposición de polígonos
c) Interpolación areal
d) Problemas de la superposición de polígonos

4. Generación de áreas de influencia o análisis de vecindad

5. Agregación de objetos geográficos
a) Unión de objetos geográficos
b) Integración de objetos

6. Un ejemplo detallado de modelado cartográfico


XIV. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Y APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA VECTORIALES

1. Tablas e informes numéricos

2. Gráficos

3. mapas temáticos vectoriales
a) Tipos de mapas vectoriales
b) La selección de la trama o el color
c) La elección de intervalos en una variable cuantitativa continua
d) El concepto de error en un mapa de coropletas vectorial

4. Aplicaciones de los SIG vectoriales
a) El SIG como archivo espacial
b) Planificación y gestión urbana
c) Catastros y Sistemas de Información Catastral (SIC/LIS)
d) Gestión de instalaciones (AM/FM)
e) Geodemografía y marketing
f) Elaboración de rutas para vehículos

5. Sistemas de información geográfica y educación
a) Función de un SIG en la enseñanza
b) Enseñanza y entrenamiento en el manejo de un SIG

6. Capacidades de algunos Sistemas de Información Geográfica vectoriales existentes en el mercado


C. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA «RASTER»

XV. DEFINICIÓN GENERAL DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA «RASTER»

1. Introducción. Elección del tamaño del pixel

2. Organización de la base de datos «raster»

3. Entrada de datos: Digitalización «raster»
a) Digitalización «raster» manual

4. Digitalización «raster» automática: tonos de color y niveles de gris. Problemas
a) Problemas de los datos «raster» obtenidos por barrido

5. Rasterización de información digital en formato vectorial
a) Rasterización de puntos
b) Rasterización de líneas y polígonos

6. Tipos de análisis de mapas «raster»
a) Análisis general de todo el mapa: Autocorrelación espacial

7. Definición de localizaciones espaciales en un mapa «raster»

8. Descripción de los tipos de análisis en un SIG «raster»
a) Análisis por tipos de localizaciones
b) Tipos de análisis operativos


XVI. RECLASIFICACIÓN Y SUPERPOSICIÓN DE MAPAS. BÚSQUEDA Y EXTRACCIÓN DE INFORMACIÓN

1. Operaciones con un solo mapa: Reclasificación de mapas mediante análisis local
a) Reclasificación de mapas

2. Operaciones con dos o más mapas mediante análisis local: superposición de mapas «pixel» a «pixel»
a) Variables temáticas nominales
b) Variables ordinales
c) Variables iniciales cuantitativas

3. Búsqueda/Recuperación de información de una base de datos geográfica de tipo «raster»
a) Búsqueda temática «raster»
b) Búsqueda espacial «raster»
c) Muestreo

4. Ejemplo de una aplicación práctica que utiliza el análisis local: Determinación del emplazamiento para una urbanización

5. Reclasificación de mapas mediante el análisis en zonas o regiones
a) Medición de magnitudes geométricas
b) Forma de la zona
c) Posición geográfica de la zona

6. Superposición de mapas mediante análisis de zonas: composición de mapas

7. Un ejemplo de aplicación de los procedimientos de análisis por zonas.


XVII. ANÁLISIS EN LA VECINDAD DEL PIXEL DE REFERENCIA
1. Funciones analíticas basadas en la vecindad inmediata: Filtrado de mapas
2. Análisis en la vecindad extendida
3. Medición de distancias. Mapas de proximidad
a) La medición de distancias «raster». Problemas
b) Análisis de proximidad
c) Distancia y Barreras
d) Determinación del camino óptimo entre dos puntos de un mapa «raster»

4. Operaciones analíticas: «Dirección a» y «Vecino a»

5. Un ejemplo de utilización de los procedimientos de análisis en vecindades


XVIII. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Y APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA raster

1. Introducción. Tablas y cuadros numéricos

2. mapas temáticos «raster»

3. Aplicaciones de los SIG «raster»
a) Evaluación de las capacidades del uso del territorio
b) Evaluación del impacto ambiental

4. Comparación de las capacidades de algunos Sistemas de Información Geográfica «raster» comerciales



D. MODELOS DIGITALES DEL TERRENO (MDT)

XIX. DEFINICIÓN GENERAL. INTERPOLACIÓN

1. Definición

2. Generación de un Modelo Digital del Terreno. Obtención de la información de base
a) E mapa topográfico
b) Restitución fotogramétrica

3. Los diferentes métodos de interpolación a partir de puntos
a) Definición de interpolación espacial
b) Métodos de interpolación a partir de puntos muestrales para obtener un modelo «raster»

4. Procedimientos de interpolación que no realizan análisis de autocorrelación. Métodos directos
a) Generación de polígonos de Thiessen
b) Medias móviles con ponderación por la distancia

5. Métodos de interpolación que analizan la autocorrelación espacial de la variable
a) Variograma y kriging
b) Análisis de superficie de tendencia

6. Interpolación a partir de curvas de nivel
a) Interpolación lineal entre curvas de nivel
b) Interpolación no lineal
c) Comparación de métodos de interpolación

7. Creación de un modelo de datos TIN (Red de Triángulos Irregulares)
a) Obtención de la información de base
b) Triangulación
c) Interpolación para la estructura TIN

8. Interpolación para variables sociológicas basadas en centroides


XX. ANÁLISIS DE UN MODELO DIGITAL DEL TERRENO

1. Introducción

2. Medidas de la geometría general: Pendiente
a) Definición
b) mapa de pendientes en un Modelo Digital del Terreno «raster»
c) Cálculo de la pendiente en el modelo TIN (Red de Triángulos Irregulares)
d) Otras medidas relacionadas con la pendiente

3. Orientación de la topografía
a) Cálculo de la orientación en un punto

4. Análisis del terreno
a) Curva hipsométrica
b) Determinación del perfil topográfico
c) Rugosidad del terreno
d) Determinación del perfil de alturas en un punto
e) Puntos críticos del relieve

5. Delimitación de cuencas de drenaje
a) Cuenca de drenaje
b) Tamafio de la cuenca de recepción

6. Intervisibilidad de lugares en un MDT

7. Cálculo de magnitudes geométricas en un MDT: volumen bajo la superficie


XXI. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Y APLICACIONES DE UN MODELO DIGITAL DEL TERRENO

1. Introducción. Tablas y gráficos

2. Mapas de curvas de nivel. Generación de curvas de nivel
a) Selección del número y valor de las curvas de nivel
b) Interpolación para determinar la posición de cada curva
c) Dibujo y etiquetado de las curvas de nivel

3. Bloques diagrama en perspectiva

4. Sombreado e iluminación del relieve

5. Aplicaciones prácticas de un Modelo Digital del Terreno

6. Comparación de las capacidades de algunos programas informáticos

BIBLIOGRAFÍA

APÉNDICE A: CÓDIGOS ASCII PARA EL PC

ÍNDICE DE TABLAS

ÍNDICE DE FIGURAS