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Qué es y como funciona un Sistema de Información Geográfica o SIG

7 mayo, 2021

Que es y cómo funciona un SIG

Un Sistema de Información Geográfica (SIG) o GIS por sus siglas en inglés procedentes de Geographical Information System es un complejo sistema de información, que relaciona diversos conceptos entre sí, y que a pesar de lo que podemos pensar se encuentra muy presente en nuestro día a día.

A lo largo de este artículo vamos a contaros qué es un SIG, pero también cómo funciona, que aplicaciones tiene y una enorme cantidad más de información que esperamos que sea de vuestro interés, y que sobre todo os sea de gran utilidad. Si quieres conocer en profundidad que es un Sistema de Información Geográfica, quédate con nosotros, sigue leyendo y esperemos que este artículo te sirva de ayuda y además disfrutes del mismo.

¿Qué es un Sistema de Información Geográfica?

El término de Sistema de Información Geográfica (SIG) tiene su origen hace cientos de años. Eso sí, la definición que se podía dar hace unos cuantos años de estos sistemas de información, no es la misma que se puede dar hoy en día, gracias sobre todo a los avances de la tecnología, y que han tenido un gran impacto en su desarrollo tal y como iremos viendo.

En un primer momento el termino SIG se utilizó para denominar a los análisis realizados entre mapas, del mismo lugar pero realizados en diferentes fechas, de forma simultánea. Después se usó al superponerse mapas de la misma zona, realizados en diferentes fechas, y del cual se analizaban cambios o modificaciones sufridas, por ejemplo, por el terreno.

En la actualidad podríamos definir un Sistema de Información Geográfica como un conjunto de varias herramientas en las que nos encontramos una integración y relación de diversos componentes que nos deben de permitir la realización de las siguientes operaciones;

  • Lectura, edición y almacenamiento de los datos procedentes del mundo real. En ocasiones la cantidad de datos puede ser enorme por lo que también entra en juego la posibilidad de realizar una organización de los mismos, que después nos permita gestionarlos de forma adecuada.
  • Análisis de los datos espaciales. Debemos de poder realizar desde consultas sencillas hasta consultas de lo más complejo que nos permitan la elaboración de modelos igualmente complejos.
  • Obtención de resultados que pueden ir desde un simple mapa, a un informe, gráficas o un conjunto de todo ello. Esto es además la parte fundamental de cualquier SGI, ya que este sin resultado final no tendrían ningún sentido.

Qué es un SIG

En sentido estricto, y si necesitáramos una definición concisa y concreta podremos quedarnos con que un Sistema de Información Geográfica es cualquier sistema de información, que sea capaz de integrar, almacenar, analizar, compartir y mostrar datos posicionados. El resultado final podría ser muy amplio, desde un mapa, hasta un informe, pero normalmente todos tienen en común que permiten crear consultas interactivas.

Si buscáramos definirlo de una forma más sencilla, y más enfocada a que todo el mundo pudiera entenderlo, podríamos hablar de que es un panel muy grande, dividido en casillas de la misma medida, que representan partes de la tierra y que siempre están abiertas. A medida que vamos consiguiendo información de las zonas de terreno, podemos ir incluyéndolas en la casilla o casillas correspondientes. Estos datos puedes ser por ejemplo de población, de temperatura, de precipitaciones, de características del suelo o de casi cualquier cosa que sea medible, y dotar de una posición espacial.

Los datos que podemos recoger en cada una de las casillas es prácticamente infinito, con lo que nosotros mismos nos marcaremos el límite. Una vez hayamos finalizado la recogida de datos, podremos relacionarlas entre sí, compararlos y en resumen conseguir una enorme cantidad de información adicional a partir de un datos georreferenciados.

La tecnología ha conseguido revolucionar los SGI ya que hasta hace un tiempo se superponían mapas de forma manual (Design with de McHarg) para realizar estudios o conseguir datos. En la actualidad con un ordenador a mano, y las herramientas de software necesarias, podemos desarrollar un potente Sistema de Información Geográfica. Además los avances tecnológicos nos ha permitido que la recolección de datos se pueda realizar, por ejemplo, a través de imágenes satelitales, y lograr con ello mapas cartográficos de una enorme calidad y una indudable precisión que nos permiten obtener información útil para cualquier proyecto que podamos estar llevando a cabo.

Los primeros Sistemas de Información Geográfica de la historia eran simples y sencillos, pero hoy en día, y gracias a la tecnología cualquier SGI puede ser una enorme fuente de información y darnos acceso a planificar y resolver cualquier una gran cantidad de problemas de todo tipo.

Historia de los Sistemas de Información Geográfica

Para entender de una forma completa los SIG es imprescindible conocer un poco de su historia, y sobre todo como han ido avanzando y mejorando, en todos los sentidos con el paso de los años.

Para encontrar la primer referencia de los Sistemas de Información Geográfica debemos remontarnos a unos 15.000 años, en las cuevas de Lascaux, ubicadas en Francia y donde los hombres de Cro-Magnon realizaban pinturas en las paredes. En ellas se pueden ver pintadas diferentes especies que cazaban y además unas líneas que se cree podrían ser las rutas de migración de esas especies. Este podría ser considerado como el primer SIG de la historia, que no se puede negar, es realmente sencillo, pero fue la primera vez en la que se asoció a una imagen posicionada, atributos de información.

Ya en nuestros tiempos, en 1854, fue creado por el Doctor John Snow, uno de los epidemiólogos más famosos de la historia, algo similar a un SGI sobre la incidencia de los casos de cólera en el conocido distrito de Soho en Londres. Gracias a él se consiguió localizar rápidamente un pozo de agua contaminada, que era el causante del bote de cólera y acabar con la enfermedad. De no haberse utilizado este sistema de información, tan novedoso para la época, es posible que la epidemia se hubiera descontrolado por toda la ciudad con resultado seguramente fatales.

SIG Casos de cólera en el Soho en Londres

No fue hasta 1962 cuando se creó el primer SGI como tal y se le dio además una utilización real. Roger Tomlison, considerado por muchos como el padre de los SGI, con el apoyo del Departamento Federal de Silvicultura y Desarrollo Rural de Ottawa desarrolló el bautizado como Sistema de información geográfica de Canadá (Canadian Geographic Information System, CGIS). El objetivo era almacenar, analizar y manipular los datos recogidos para el Inventario de Tierras de Canadá, gracias al cual se consiguió gestionar los recursos naturales del país, al que se añadió información cartográfica, muy útil para una enorme cantidad de personas de todo Canadá. Estuvo operativo y en pleno funcionamiento hasta la década de los 90, cuando fue sustituido, pudiendo presumir de que nunca estuvo disponible de manera comercial.

Este punto de partido dio paso a una ingente cantidad de proyectos, de todo tipo, enfocados a ofrecer un Sistema de Información Geográfica de forma comercial, dando paso por ejemplo a la creación en la década de los 80 por parte de M&S Computing (más tarde Intergraph), Environmental Systems Research Institute (ESRI) y CARIS (Computer Aided Resource Information System) de la primera empresa proveedora de software SIG. El avance de la tecnología y la aparición de sistemas informáticos cada vez más potentes, supuso en la década de los 90 el florecer de los Sistemas de Información Geográfica, que llegaban a casi cualquier lugar del mundo con cientos y cientos de aplicaciones diferentes.

Father of GIS

Hoy en día solo quedan unas pocas plataformas que comercializan software de Sistema de Información Geográfica, pero cada vez son más las personas, como tú y como yo, o granes empresas que usan estos sistemas tanto en su vida cotidiana como en su vida profesional. La globalización de Internet ha ayudado en gran medida, en que se esté reescribiendo la historia de los Sistemas de Información Geográfica casi a diario.

El Sistema de Información Geográfica en nuestro día a día

A pesar de lo que podamos creer, más por desconocimiento que por otra cosa, los SIG forman parte de nuestro día a día de una forma continua, en muchos casos sin que nos demos ni tan siquiera cuenta. La mayoría de ámbitos de nuestra vida tienen un componente espacial, y más del 80% de los datos que manejamos en nuestra vida cotidiana son datos espaciales.

Por ejemplo el mapa del metro o del tren de cercanías, la ruta del autobús o el GPS de nuestro coche o que llevamos en nuestro smartphone son datos espaciales, es decir que están georreferenciados.

A continuación os mostramos un ejemplo, del área metropolitana de Guadalajara, que muchas personas manejan a diario y que sin darse cuenta están usando un Sistema de Información Geográfica en su vida cotidiana. Podéis consultarlo de forma libre y gratuita en la siguiente dirección web.

Sistema de información geográfica

Problemas que podemos resolver a través de un SIG

Los Sistemas de Información Geográfica nos han servido desde su creación para resolver problemas, de diferentes grados de importancia y dificultad. Cómo ya hemos visto en algunos casos han jugado papeles fundamentales dentro de la historia, permitiendo solucionar por ejemplo, el problema del Cólera en Londres.

Además, gracias a un Sistema de Información Geográfica, se puede solucionar algunos problemas como lo que os mostramos a continuación, y que hablan muy a las claras de su importancia en nuestro día a día;

  • Localización de ciudades con un número de habitantes concreto. Dentro de las ciudades es posible además localizar las calles más pobladas, las precipitaciones que caen en cada calle o ver todo lo relacionado con la red de alcantarillado.
  • Planificación de obras dentro de una ciudad, y que partes quedarían más afectadas por esas obras.
  • Rutas entre dos puntos para obtener el recorrido más óptimo.
  • Obtención de información de lugares concretos pudiendo conocer por ejemplo la localización de fincas, pero además profundizar en conocer si hay accidentes geográficos cerca, los recursos naturales que posee y otra gran cantidad de información más.
  • Cambios climáticos que sirven para prevenir desastres naturales y adelantarse a ellos.
  • Control del tráfico. Gracias a situaciones simuladas, apoyándose en un Sistema de Información Geográfica, podemos adelantarnos a posible atascos, por ejemplo en las grandes ciudades, y disminuir los posibles impactos.

Cómo funciona un Sistema de Información Geográfica

Cómo funciona un SIG

Una vez sabemos y hemos entendido que es un SIG, es necesario conocer su funcionamiento. Podríamos decir que un Sistema de Información Geográfica funciona exactamente igual que una base de datos con información geográfica. Esta se encuentra asociada por una identidad común que es la posición sobre el terreno. Gracias a esto es posible conocer información precisa sobre un punto o zona concreta localizado en el terreno, y de forma inversa es posible a través de una información concreta conocer la posición donde se encuentra.

Para verlo con un ejemplo, que a buen seguro será muy esclarecedor, gracias a un Sistema de Información Geográfica (siempre que este haya sido creado previamente), podremos por ejemplo conocer de una zona de la tierra, de la cual tenemos su posición exacta, la cantidad de litros de agua de lluvia que ha caído a lo largo del último año. De forma inversa, si conocemos la cantidad de litros de agua que han caído, podremos encontrar el punto exacto donde se han dado esas precipitaciones.

La gran ventaja que ofrecen los SIG es la posibilidad de gestionar la información espacial. Y es que podremos separar toda la información obtenida en capas temáticas, que se almacenarán de forma independiente. Estas además a su vez nos permiten trabajar con ellas de una forma rápida y sencilla, sin ofrecernos demasiadas complicaciones. Estas capas pueden relacionarse entre sí para ofrecernos una mayor cantidad de información.

Para hacernos una idea de las enormes ventajas y utilidades que nos ofrecen los Sistemas de Información Geográfica, vamos a hacer un repaso por las principales cuestiones que nos pueden ayudar a resolver;

  • Cálculo de rutas. Es posible calcular, de una forma más o menos sencilla, y sobre todo rápida las rutas existentes entre dos puntos o más.
  • Localización. Gracias a que toda la información esta georreferenciada, es posible preguntarle a cualquier SIG por las características concretas de cualquier lugar. Dentro de esta posibilidad se nos abren un abanico importantísimo de posibilidades ya que existen SIG de una enorme cantidad de cosas.
  • Cumplimiento de condiciones. Con toda la información que manejamos podemos buscar un lugar que reúna una serie de determinadas condiciones y que se encajen a lo que busquemos en cada momento.
  • Detección de pautas determinadas. Gracias a una serie de pautas que le podemos dar al sistema, podemos ser capaces de encontrar las relaciones que pueda haber entre uno o más variables impuestas.
  • Variación de características. Gracias a localización de los datos, que además incorporan una fecha concreta, podemos estudiar la tendencia que siguen algunas características concretas. Por ejemplo suele usarse en gran medida para ver la tendencia de diferentes fenómenos atmosféricos.
  • Modelos futuros. A partir de los datos concretos de una zona determinada, y basándonos en los datos históricos se pueden generar modelos futuros que nos permitan conocer cuánto se prevé que cambie una zona concreta. Igualmente y a partir de datos históricos se puede conocer cuánto ha cambiado una zona, en determinados aspectos, con el paso por ejemplo, de los años.

Debido a la enorme cantidad de datos que es posible recoger asociados a una posición, las aplicaciones de los Sistemas de información geográfica son enormes. Además, tal y como hemos venido insistiendo, con el avance de la tecnología el campo de aplicaciones ha crecido exponencialmente, y se espera que sigan creciendo en los próximos años.

Operaciones y funciones del SIG

A continuación vamos a hacer un repaso por las principales operaciones y funciones de un Sistema de Información Geográfica;

Recolección y tratamiento de los datos

Cualquier Sistema de Información Gráfica tiene un idéntico punto de partida, que es el de la recolección y tratamiento de los datos espaciales que se extraen de mapas o cualquier otra fuente de las muchas que hoy en día están disponibles, y al alcance de cualquier persona. A la hora de realizar el tratamiento de los datos existen también una enorme cantidad de posibilidades entre las que destacan los digitalizadores, los teclados, barredores electrónicos o las unidades de despliegue (VDU). Una vez más el avance de la tecnología hace su efecto de aparición para ofrecernos la digitalización como la mejor opción para ingresar datos a nuestro SIG, por su precio cada vez más económico, pero también por la eficacia y las facilidades que ofrece a cualquier usuario.

A la hora de ingresar datos a nuestro SIG nos encontramos con dos tipos diferentes; las referencias geográficas y los atributos. Los primeros son las coordenadas que nos permiten ubicar cualquier punto en la tierra. En cuanto a los atributos son todos los datos recogidos de la zona en concreto que estamos analizando. Pueden ser datos de lluvia, medidos en litros o elevaciones en metros o incluso en kilómetros. La variedad de datos de atributos es prácticamente infinita ya que asociada a una ubicación se puede realizar una enorme cantidad de mediciones dientes.

La recolección y el tratamiento de los datos para su ingreso a un Sistema de Información Geográfica suele ser la parte más laboriosa de este trabajo, independientemente de los métodos que se usen para ello.

Almacenamiento de los datos

En este paso los datos espaciales comienzan a estructurarse y organizarse dentro del SIG, en función de la ubicación, la relación entre ellos y el diseño de atributos. Ni que decir tiene que para ello necesitaremos un soporte digital como un ordenador portátil, disco duro o cualquier lugar donde podamos almacenar grandes cantidades de datos.

Manipulación y procesamiento de los datos

Posiblemente esta sea una de las partes más críticas de cualquier SIG, y es que con todos los datos que hemos ingresado, debemos de realizar varias operaciones de vital importancia. La primera de ellas es la eliminar posibles errores en los datos, y además actualizar algunos de ellos que se hayan podido quedar desactualizados, por diferentes razones que no vienen al caso. La segunda pasar por realizar un procesamiento de los mismos, una vez han sido eliminados los errores y actualizados algunos datos, para dar respuesta a preguntas que nosotros mismos realicemos al sistema.

Producto final; los datos

El último paso es la producción de datos, para lo cual se pueden usar una gran cantidad de formatos, entre los que destacan los mapas, los gráficos, las tablas simples o complejas donde se comparen los datos finales, las cartas o simplemente un extenso informe lleno de todo lo anterior.

Sin producto final el SGI pierde su sentido, ya que solos datos por si mismos, sin plasmarse en un mapa, un informe o un gráfico pierden parte de su gran valor.

Elementos de un SIG

Ahora ha llegado el momento de adentrarnos en los elemento de un Sistema de Información Geográfica;

Componentes

A la hora de realizar un Sistema de Información Geográfica vamos a necesitar los siguientes equipos, que serán los mínimos para poder comenzar a trabajar y realizar un trabajo sin fisuras. Evidentemente en la mayoría de ocasiones que se lleva a cabo un trabajo de este tipo se cuentan con un mayor número de equipos, algo que en ocasiones permite recortar los períodos de tiempo de cada una de las fases de un SIG.

  • Un ordenador o CPU donde se llevarán a cabo todas las operaciones. Es necesario que tenga una amplia potencia ya que de ello dependerá en gran medida el tiempo que tardemos en realizar el trabajo, ya que si el volumen de datos es elevado, su ingreso y procesamiento nos llevará más o menos tiempo.
  • Digitalizador. Los datos que queramos ingresar en nuestro Sistema de Información Geográfica deberemos de digitalizarlos en casi todos los casos por lo que es necesario tener un digitalizador que nos permitirá pasar los datos analógicos a un formato digital con el que poder seguir trabajando.
  • Un teclado que nos permitirá ingresar datos, pero también generar instrucciones.
  • Lugar de almacenamiento. Los datos en formato digital debemos de guardarlos en algún soporte, y para ello podemos usar un disco duro o una tarjeta de memoria. Recuerda eso sí, que dependiendo de la cantidad de datos que manejemos vamos a necesitar un soporte de almacenamiento mayor o menor.
  • Una impresora también será necesaria ya que la mayoría de datos que vayamos a producir necesitaremos plasmarlos sobre el papel. En ocasiones se entregan en otros formatos, que pueden ser digitales, por lo que será necesario también contar con estos soportes.
  • Monitor o unidad de despliegue visual (VDU) que nos permita ver en todo momento la información de nuestro SIG.
  • Usuarios, costes y necesidades

A la hora de crear un Sistema de Información Geográfica es necesario valorar los usuarios a los que va dirigido este, los costes que va a tener y las necesidades que va a cubrir. Normalmente un proyecto de este tipo suele tener un alto coste, tanto monetario como de otro tipo de recursos con lo que es necesario valorar y planificar los usuarios a los que va destinado y la utilización que van a realizar del mismo. No tiene demasiado sentido llevar a cabo un Sistema de Información Geográfica que no va a ser utilizado o que va a tener unas aplicaciones muy reducidas.

Después entran en juego los costes del proyecto, que pueden variar en gran medida dependiendo por ejemplo de la zona donde se va a realizar o de los datos espaciales y los atributos con los que se va a trabajar. No es lo mismo trabajar con una reducida cantidad de datos atributos que hacerlo con miles y miles de datos.

Por todo ello en muchas ocasiones los SGI son proyectos colaborativos, en los que varias empresas, instituciones o personas a título individual se involucran en el proyecto para asumir de forma repartida los costes. Esto hace que la realización de este tipo de proyectos se dé con más frecuencia de la que pudiéramos pensar y sus costes, al ser repartidos, no suelen ser demasiado altos en la mayoría de los casos.

Las fuentes de información y la propia información

Los valores de un Sistema de Información Geográfica pueden ser muchos y de lo más variado, pero por encima de todos destaca la opción que nos da de procesar y analizar cantidades de datos enormes, que de forma manual serían muy complicados de manejar. Por todo ello no son pocas veces en las que un SGI aparece a su vez de otros SIG, para dar cabida a una ingente cantidad de información.

Una vez más esto lo podemos ver con un sencillo ejemplo. En no pocas ocasiones, información sobre catástrofes naturales, de varias regiones, se unen en un solo Sistema de Información Geográfica para ofrecer soporte a especialistas o cualquier tipo de profesional. Además a este SGI se le puede añadir y actualizar información en tiempo real, proveniente, por ejemplo, de satélites. Con esto se consigue que el flujo de información sea continuo, que esté siempre actualizada y que esté al alcance de quien se decida.

Principales aplicaciones de los SIG

Aplicaciones GIS

Las aplicaciones de un Sistema de Información Geográfica son prácticamente infinitas ya que la variedad de datos posicionados y atributos de información que se pueden recoger no tienen fin. Además los SIG son herramientas muy potentes que nos permiten aplicarlos a muchos ámbitos entre los que podemos incluir la topografía, el urbanismo, la gestión de redes de saneamiento, de abastecimiento eléctrico, el control de compras o el paisajismo.

A continuación vamos a hacer un repaso de algunas de las aplicaciones de estos sistemas de información, viendo su importancia y sobre todo el valor que pueden ofrecer;

Oficina del catastro

Las oficinas del catastro suelen ser un lugar perfecto para ver las diferentes aplicaciones que pueden tener un Sistema de Información Geográfica, o incluso varios al mismo tiempo. Y es que en ellas se dispone de una información actualizada y detallada de casi la totalidad del territorio, lo que hace que se puedan resolver problemas con los limites parcelarios o ver la ordenación de diferentes territorios. Normalmente toda esta información referente al catastro suele ser de acceso público.

Administraciones públicas

Un Sistema de Información Geográfica juega en las administraciones públicas un papel de una gran importancia, y es que más del 75% de la información que manejan está referenciada a una ubicación determinada. Por ejemplo, casi cualquier administración pública maneja un inventario de recursos, una optimización de equipamientos o la gestión de transportes. Cada dato que manejan lleva asociada una ubicación lo que hace que el trabajo con ello sea más sencillo y sobre todo permita obtener unos datos más específicos y concretos.

Empresas de electricidad

Vamos a usar el ejemplo de una empresa de electricidad, pero estamos convencidos de que podrías extrapolarlo a casi cualquier empresa. Y es que una empresa eléctrica tiene cientos de miles de clientes, repartidos por todo el país, y suscritos a diferentes redes de distribución y diferentes contratos, dependiendo por ejemplo de la población donde residan. A los clientes hay que sumarles todo el despliegue requerido para poder realizar los suministros, como son los postes de electricidad, los transformadores y un montón más de elementos.

El mantenimiento de la red se puede gestionar una forma precisa y eficiente a través de un Sistema de Información Geográfica, pero es que además los clientes, ubicado en una posición concreta, y con unos servicios contratados, son también en sí mismo un enorme Sistema de Información Geográfica.

Compañías de servicios de transporte

Las compañías de transporten han mejorado con el paso de los años, gracias a los enormes avances que se han producido en el mundo de la automoción, pero también han ganado en eficacia gracias a los SIG.

La mejor forma de entenderlo es gracias una vez más a un pequeño ejemplo. Imaginaros una empresa de transporte que manda a sus camiones a recoger y entregar mercancías sin ningún tipo de criterio y otra que usando diferentes Sistema de Información Geográfica, recoge mercancías en función no solo de la ubicación de los almacenes de recogida, sino también del tráfico, del tiempo y de posibles incidencias en sus camiones, ¿qué empresas crees que tiene un futuro mejor a largo plazo?, está claro que la segunda.

¿Has comprendido, entendido y saber que utilidades tiene un Sistema de Información Geográfica?

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