Empezamos el 2017 con una nueva entrega de artículos relacionados con los Sistemas de Información Geográfica. Esperamos que los mismos sean de utilidad y que puedan disfrutar de ellos tanto como nosotros al escribirlos. Les desamos a todos un muy feliz y prospero 2017! Vamos allá!

Funcionalidades de los SIG Raster

Como se ha indicado anteriormente, los SIG raster llevan a cabo una representación espacial de las variables en forma de matrices., Estas variables pueden ser tratadas u combinadas mediante un conjunto de técnicas que recibe el nombre de modelización cartografica.

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Mediante la modelización cartográfica se pueden generar nuevas variables y obtener nuevos mapas. Así, por ejemplo se puede producir un mapa de erosión potencial por medio del tratamiento y combinación de otros mapas en lo que se representan las pendiente, la cubierta vegetal, la litologia y la intensidad de la precipitaciones. Una de las tareas fundamentales de un SIG es generar nueva información a partir del tratamiento y análisis de las variables contenidas en la base de datos, como sucede en este ejemplo relativo a la erosión potencial, una variable no medible directamente en el campo sino derivada a partir de otras variables.

Las funcionalidades que ofrecen los SIG raster actuales son numerosas, por lo que solo expondremos algunas de ellas, agrupadas de acuerdo con un esquema lógico. En el primer apartado se exponen algunas de las funcionalidades básicas de los SIG raster, relativas a la entrada y salida de los datos, y las modificaciones mas habituales del mosaico de celdas.

Entrada de datos y funcionalidades básicas

La captura de los datos

Como indicamos en nuestros artículos anteriores, los datos constituyen uno de los elementos clave de todo Sistema de Información Geográfica.  Pero, ¿como incorporar los datos al SIG? ¿Que procedimientos existen para capturar la información  geográfica? Estos procedimientos son distintos, en principio, según se trate de sistemas raster o vectoriales, aunque siempre es posible intercambiar la información  de unos sistemas a otros: es lo que se conoce como vectorización de la información raster o, en el sentido opuesto rasterización de la información vectorial. En un SIG raster se puede incorporar información contenida en mapas analógicos por medio de un scanner, la información digital puede importarse directamente de ficheros raster o convertirse a partir de ficheros vectoriales mediante procedimientos de rasterización, por ultimo también es posible utilizar imágenes de satélite, aviones o drones en formato digital para su tratamiento y análisis en el SIG raster.

Rasterizar y Vectorizar

a) Captura por medio de un scanner o barredor óptico.

El barredor óptico o scanner, es un periférico que permite obtener rápidamente una imagen digital a partir de un mapa analógico, Un dispositivo envía un haz de luz sobre le mama, que es reflejada con distinta intensidad por el papel. Esa intensidad se registra mediante un sensor sobre un numero muy elevado de celdas. Algunos barredores ópticos incorporan ademas la posibilidad de diferenciar los colores del mapa analógico. El resultado es un fichero raster, que puede ser importado por un SIG raster.

El barredor óptico es extraordinariamente rápido y puede trabajar a muy alta resolución. Sin embargo, los resultados dependerán lógicamente de la forma en que se presenta la información en el mapa analógico. En muchas ocasiones, es necesario preparar los mapas originales, redibujandolos, para seleccionar exclusivamente aquella información que debe figurar en forma de capa temática en el SIG. Pensemos por ejemplo, en un mapa geológico, en el que la información temática aparece superpuesta a un mapa topográfico: si se rasteriza directamente, la imagen digital que se obtiene no es utilizable como capa temática para su análisis en un SIG, pues contendría información relativa a temas distintos.

El número de celdas en el mapa digital resultante depende de la resolución que haya fijado el usuario del barredor óptico: una resolución de 300 puntos por pulgada ( equivalente a la resolución de una impresora láser) sobre un mapa original  de tamaño A4 supone la obtención de mas de 8 millones de celdas en el mapa digital raster resultante. Como referencia valga indicar que en los SIG raster mas básicos, es habitual trabajar con mapas de mas de 500 por 500 ( es decir mas de 250.000) celdas. Evidentemente es necesario buscar un punto de equilibrio entre la resolución y el tamaño de los ficheros, ya que la búsqueda de una muy alta resolución puede tener como contrapartida la producción de ficheros inaceptablemente grandes.

b) Imágenes de satélites

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Una fuente muy importante de información para los SIG raster son las imágenes de satélite, aéreas o de drones. Las imágenes de satélites son tomadas periódicamente mediante sensores remotos, se registra en formato digital la radiación emitida por la superficie de la Tierra. La resolución de estas imágenes es variable en función de los distintos sensores en activo. Estas imágenes pueden ser tratadas para producir información geográfica: usos del suelo, estado de las cosechas, inundaciones, incendios forestales, calidad del agua, etc. Hoy existen sistemas integrados que permiten realizar el tratamiento de las imágenes digitales y su posterior análisis por medio de las operaciones típicas de un SIG raster.

La información obtenida por  los sensores remotos tiene la ventaja de que es siempre actual y de que cubre toda la superficie de la tierra. Sin embargo, la resolución no siempre es apropiada para determinados tipos de análisis, especialmente en el ámbito urbano, y la clasificación de las imágenes ofrece resultados que no alcanzan el grado de fiabilidad requerido en determinadas aplicaciones.

c) Imágenes aéreas

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Las imágenes tomadas por aviones tripulados sin embargo tienen la particularidad y la ventaja que son un servicio ad-hoc. El vuelo fotogramétrico tiene por objeto la obtención de fotogramas verticales del terreno (zona de interés) para generar mosaicos y ortofotos. Estos últimos, pueden ser considerados mapas a escala pero con una cantidad de información muy superior a un mapa convencional, que no deja de ser una representación de la realidad. Sus altos costos operativos son solo aptos para cuando hay que relevar grandes extensiones de superficie. La climatología juega un papel fundamental en la planificación de los vuelos con este tipo de aeronaves.

d) Imágenes tomadas con drones

IMG_20151007_144439Las recientes y tan en boga aeronaves no tripuladas, (UAS RPAS, UAVS, Drones, etc) son una alternativa muy económica a la de los vuelos tripulados. Pueden volar como maximo a 120 m de altura según la normativa actual española, por lo tanto vuelan siempre por debajo de las nubes, son de disponibilidad inmediata y se pueden alcanzar precisiones muy altas. Los drones pueden llevar acoplados diferentes tipos de sensores que permiten captar información en tiempo real y georeferenciada. Probablemente se termine imponiendo esta modalidad dada su gran versatilidad y economía. También depende en gran medida de la climatología para poder volar, pero no están tan expuestas como las aeronaves tripuladas.

d) Importación de ficheros raster

A veces la información necesaria para un estudio está ya disponible en un fichero raster, pero con distinto formato. Los sistemas raster ofrecen utilidades para la conversión de los ficheros raster de formato mas común, como TIFF, SUNraster, PCX,BIL o BIP o los de los sistemas IDRISI, ERDAS, Map Analysis Package o ARC/INFO (GRID).

Generalmente por formato se entiende simplemente la manera de almacenar los datos: el número de bytes para el valor de cada celda, el origen de la malla (superior izquierda o inferior izquierda) y como leer la información introductoria que aparece en al cabecera del fichero.

e) Conversión vector-raster

Cuando la información original en formato digital es vectorial, es necesario realizar un proceso de conversión vector-raster, que se conoce como rasterización de información vectorial.  Básicamente se trata de volcar la información vectorial sobre las celdas del mapa raster mediante un procedimiento de presencia -ausencia: si una celda queda ocupada (parcial o totalmente) por un objeto, sea punto, linea o polígono, se registra su presencia y en caso contrario, su ausencia. El proceso es relativamente sencillo y está implementado en cualquier sistema raster, pero inevitablemente supone una perdida de exactitud, proporcional al tamaño de las celdas en el mapa final y a la sinuosidad que presenten las líneas en el mapa original.

Presentación de la información

Cuando el usuario se enfrenta a un SIG su primer deseo es poder acceder a los datos que tiene almacenados. Estos puede ser visualizados o bien en la pantalla del ordenado o bien en papel utilizando para ellos una impresora. Existen distintas opciones a la hora de visualizar los datos. Unas suponen la composición de mapas raster y otras simplemente la presentación de información alfanumérica en forma de tablas, gráficos o resúmenes numéricos. De esto hablaremos en nuestra próxima entrega.

Esperamos que el articulo haya sido de interés y de utilidad. No dudes en enviarnos tus comentarios. dale un like si te ha gustado. Muchas gracias

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