Fonaments de SIG

1. Introducció Fonaments de SIG

2. Localització condició i implicacions • Localització de 2 punts • Condicionat a la xarxa • Implicacions del canvi Master de TD i SIG 2012-13

3. Preguntes que pot respondre • Preguntes que ens podem fer en el dia a dia que tenen implicacions espacials. • Localització • Quines són les mesures de qualitat d'aigua d'aquesta font? • On són els jaciments arqueològics de Catalunya? • Condició • On puc trobar un hotel a 1 quilòmetre de la platja i accessible per transport públic? • Tendències • Com canvia la distribució del preu de l'habitatge en els últims anys? • Com canvia la distribució del petit comerç després d'instal·lar-se una gran superfície? • Pautes • Com és el flux de trànsit al llarg d'aquesta autopista? • Com es distribueixen els delictes a la ciutat de Barcelona? • Implicacions • Si canvio el meu lloc de residència, quan lluny estaré de la feina o dels meus amics. Master de TD i SIG 2012-13 Heywood I.

4. Cartògrafs i el GIS • Aquestes preguntes semblen les que la cartografia tradicional podria respondre • Altres preguntes requereixen del tractament d'un volum de dades o requereixen de tècniques no aplicables a la geografia clàssica. • La cerca d'un emplaçament per una instal·lació polèmica com un aeroport o una central nuclear depèn de massa factors polèmics per ser abordats per la cartografia clàssica. • Geologia, usos de sòl, població, àrees protegides... • La planificació de d'usos del sòl. Balanç entre l'impacte de les activitats humanes (turisme, agricultura, indústria) i les característiques naturals (flora, fauna) • Buscar una nova llar. Medis de transport públic, distància a llocs de feina o d'estudi i a botigues, teatres. L'acord entre els membres de la família pot ser complicat i un GIS pot ajudar . • Avantatges: • Imparcialitat • Control d'errors • Més fàcil repetició del models • Millor comunicació d'idees. Master de TD i SIG 2012-13 Heywood I.

5. Aplicacions / temes (1/2) • Agricultura • Vigilància i gestió d'explotacions agrícoles a nivell nacional • http://sigpac.mapa.es/fega/visor/ • Arqueologia • Descripcions de llocs i avaluació noves excavacions • Mediambient • Vigilància, modelització i gestió de la degradació des sol, avaluació del sol i planejament rural; esllavissades, desertificació; qualitat i quantitat d'aigua; plagues; qualitat de l'aire, predicció i modelització meteorològica i climàtica. • http://mediambient.gencat.net/cat/el_departament/cartografia/inici.jsp • Epidemiologia i Salut • Localització de malalties i relació amb factors ambientals • Forestal • Gestió, planificació i optimització d'extraccions i replantacions. • Serveis d'emergències i Protecció civil • Optimització de rutes de bombers, policia i ambulàncies; distribució i localització de crims. • Navegació • Terra, mar i aire • http://www10.gencat.net/darp_dgp/index.htm Master de TD i SIG 2012-13 Burrough P.A.

6. Aplicacions / temes (2/2) • Mercats • Localització d'emplaçaments i grups de mercat; optimització de la distribució de bens i serveis. • Avaluació de emplaçaments i costos • Noves o ampliacions, determinació de volums de materials • Estudis sociològics • Anàlisi de moviments demogràfics, i evolució • Turisme • Localització i gestió de serveis i atraccions. • Estatal • Aspectes legals del cadastre, avaluació del cost de la propietat en relació a la localització, assegurances. • http://www.sedecatastro.gob.es/ • Planificació local o regional • Generació de plans, costos manteniment i gestió • Carreteres i Ferrocarril • planificació, i gestió • Serveis • Localització, gestió i planificació de serveis, d'aigua, clavegueram, gas, electricitats, telèfon, cable, TV i mòbils • http://www15.gencat.net/pres_mratm/AppJava/ Master de TD i SIG 2012-13 Burrough P.A.

7. Temes segons ISO 19115 • La ISO 19115 estableix una llista de 19 categories temàtiques Master de TD i SIG 2012-13

8. Temes segons la GEOSS • Global Earth Obsertation System of Systems • Defineix 9àrees de beneficisocial (SBA)de les dadesd’observacióde la terra Master de TD i SIG 2012-13

9. Temes de la Cartografía • Mapes topogràfics • Fotografies i imatges de satèl·lits • Límits administratius • Mapes de cobertes • Models digitals d'elevacions Master de TD i SIG 2012-13

10. Definició de SIG • “Una col·lecció organitzada de maquinari, programari, dades i experts, destinada a capturar, actualitzar, manipular, analitzar i representar tota mena d’informació georeferenciada d’una manera eficient.” • Rhind, D.W. (1990) Master de TD i SIG 2012-13

11. 4 components d'un SIG • El maquinari • L'ordinador i els sistemes de captació de dades • Clients i servidor • Un sistema distribuït • El programari (la caixa d'eines) • Algorismes • Interficies d'usuari (caixes de diàleg i comandes) • Gestió i emmagatzematge • Les dades • Les capes i les bases de dades • Les persones • Tot procés analític està subjecte a la propagació d'errors. Els operadors del sistema han de saber interpretar els resultats dins dels seus paràmetres. Master de TD i SIG 2012-13

12. Components d'un SIG: El maquinari • Gran ventall d'ordinadors • Dispositius GPS • PDA's i mòbils • PC d'escriptori i portàtils • Superordinadors • Cloud computing • Necessitats • Processador suficient • Memòria/disc suficient • Pantalla gràfica d'alta qualitat • Altres In/Out • escanners, impressores/plotters • Arquitectura client - servidor o sistema distribuït. • Bona connexió a xarxa ArcPad Master de TD i SIG 2012-13 Heywood I.

13. Components d'un SIG: El programari ArcGIS • Que ha de fer amb les dades? • Entrada, • Emmagatzematge • Gestió • Transformació • Anàlisi • Sortida • Interficie: interacció amb l'usuari • Interactiva • Línia de comanda • Permet processament batch • Servei que interactua amb clients • Clients que interactuan amb l'usuari. MiraMon Grass Master de TD i SIG 2012-13

14. Components d'un SIG: El programari Productors Usuaris Implantació del SIG a Catalunya 2003 Enquesta ACTIG-AESIG Master de TD i SIG 2012-13

15. SIG: La caixa d'eines • Necessito una resposta concreta, breu i ràpida a una pregunta altament concreta • El sistema ha de ser capaç de • Entrar dades digitals georeferenciades • Guardar-les, editar-les, actualitzar-les • Visualitzar, navegar, resumir. • Analitzar problemes complexes • Publicar una sortida mapa o gràfic Master de TD i SIG 2012-13 Laurini, R. i Tompson, D

16. SIG: La caixa d'eines. Exemples Analitzar: Consulta per atribut Visualitzar (sortida en forma de mapa) Resumir: Estadístiques dels camps Master de TD i SIG 2012-13

17. Algunes coses queha de fer • Donar accés a grans volums de dades (big data) • Habilitat de: • Seleccionar detalls per àrea o tema. • Enllaçar o fondre un conjunt de dades amb un altre • Analitzar les característiques espacials de les dades • Cerca de característiques o fenòmens d'un àrea. • Modelitzar dades i suggerir alternatives • Capacitat de sortida (mapes, gràfiques, llistes d'adreces i resums estadístics) que responguin a necessitats particulars Master de TD i SIG 2012-13 Heywood I.

18. Que ha de saber fer. Exemples Seleccionar per àrea circular Modelitzar (el terreny) Master de TD i SIG 2012-13

19. Programari relacionat • SGBD o DBMS • Sistema de Gestió de Bases de DadesDatabase Menagement Systems • AM/FM • Automated mapping/facilities management systems • CAD • Computer Aided Design • RS • TeledeteccióRemote Sensing • IP • Programes de tractament d’imatgesImage processing • 3D i navegació i a la realitat augmentada. • Programes d'estadística Mapes d'escriptori IP DBMS CAD Vector Raster Sistemad'informaciógeogràfica 3-D Modelització Geoestadística Estadística Fulls de càlcul Publicació Master de TD i SIG 2012-13 Bonham- Carter

20. Components d'un SIG: Les dades • Tipus de dades • Distribució i agrupació • en capes • en tipus d'objectes • Propietats espacials • Representacions del espai • Sistema de referència espacial (CRS) • Correlació espacial • Propietats espacials mesurades • Atributs espacials (àrea, perímetre) • Propietats topològiques • Connexions i veïnatges • Atributs topològics • Propietats no espacials o temàtiques • No és: visualització/simbolització (queda separada de les dades) Master de TD i SIG 2012-13

21. Representacions de l'espai • Orientades a entitats (features/object) • Exemples: Rius, carreteres • Geometria • Punts línies polígons • Atributs • Propietats d'aquestes entitats • Model vectorial • Orientades a variables continues (coverage/field) • Exemples: Elevacions, gradients de temperatura • Model ràster i altres • El mapa • Representació final de la informació amb una determinada simbolització. • Colors, gruixos, textos, com si fos un plànol imprès. Master de TD i SIG 2012-13 Laurini, R. i Tompson, D

22. Distribució de les dades • Model en capes • Són una representació temàtica que serveix a un propòsit o necessitat concreta • Tenen una extensió temàtica concreta • Geologia, topogràfic, sòls, ambientals • Representen un determinat estat o període de temps. • Es guarden en fitxers • El model més emprat • Model d‘entitats • Es representen les entitats individuals i les relacions entre elles. • Cada entitat (feature instance) te associat un tipus d'objecte (feature type), uns atributs i un identificador. • Les entitats s'agrupen en col·leccions d‘entitats (feature collections) generalment del mateix tipus • Es guarden dins de bases de dades espacials (geodatabases) • Facilita l'intercanvi puntual Heywood I. Master de TD i SIG 2012-13

23. Georeferència espacial • Sistema cartesià (x,y) o azimultal (d, angle) de coordenades específic. • Veïnatge (llinda amb…) • Es fa servir a les escriptures de propietat • Lineals (punt km de la carretera x) • Es fa servir al accidents de trànsit • Per envolupants (la caixa mínima que conté l'objecte) • Per nom de lloc o codi numèric • adreça postal • Per celles o regions • Quadrícules d'avisaments d'ocells • Identificador de lloc (PI place identifier) Master de TD i SIG 2012-13 Laurini, R. i Tompson, D

24. Correlació espacial(linked data?) • Comparació d'un tipus de fenomen amb un altre • Superposició (overlap o overlay) • Intersecció Zones aptes iparcs eolics reals Master de TD i SIG 2012-13 Laurini, R. i Tompson, D

25. 3 Components de les dades • 1 Espacial o gràfica • Els entitats del mon real tenen • una determinada posició i • una determinada • forma que es modelitza dins del model vectorial • distribució que es modelitza en el model ràster. • 2 Temàtica • Descripció de cada entitat representada a partir d'un conjunt d'atributs. • 3 Temporal • La informació ha estat presa en una determinada data i té una determinada validesa. • 3.5 Les metadades • Descriuen a grans trets aquestes dades (i les 3 components) • No és: la simbolització Master de TD i SIG 2012-13

26. Atributs espacials • Propietats geomètriques • Longitud • Àrea • Volum • Forma • Irregularitat de la forma • Orientació • Línia mitjana • Pendent Master de TD i SIG 2012-13 Laurini, R. i Tompson, D

27. Atributs topològics • Relacions espacials • Connectivitat • Transbordaments • Sentit (des de, fins a) • Adjacència • Contingut (dins de) • Zones de tarifa Master de TD i SIG 2012-13 Laurini, R. i Tompson, D

28. Atributs temàtics • Ens descriuen propietats no espacials dels objectes • Ens aporten valors de les magnituds continues mesurades. Riu Llobregat. 25º de temperatura mitjana de l'octubre Master de TD i SIG 2012-13

29. Gestió de les dades • Les dades poden estar guardades en: • Fitxers • Sistema de Gestió de Bases de Dades (DBMS) • Sistema mixt • Sistemes relacional permeten enllaçar dades entre sí i mantenen la coherència del sistema Master de TD i SIG 2012-13

30. L'hipermapa (linked data?) • Relació de continguts del propi mapa, multimèdia o amb altres dades externes • Un concepte establert per Laurini el 1990 Master de TD i SIG 2012-13 Laurini, R. i Tompson, D

31. Metadades • Els mapes de paper presenten marges on s'especifiquen, escales, títols, sistemes de referència, llegendes, etc • Els mapes digitals guarden aquestes informacions separades de les dades dins de les metadades. Master de TD i SIG 2012-13

32. Components d'un SIG: Les persones • Usuaris individuals • Simples usuaris de cartografia digital • Investigadors fent recerca sobre les dades • Grans corporacions. • La introducció del SIG és un gran esdeveniment que requereix de reestructuració del fluxos d'informació, nou personal i formació del antic. • Nivells d'usuaris • Consulta • Gestió • Administració del sistema Master de TD i SIG 2012-13

33. Graus de maduresa d'un SIG • Fase d'inventari o recollida de dades i documentació • Fase d’organització interna de les dades per facilitar la seva consulta i anàlisi. • Fase d'anàlisi on es disposa de diverses capes i es poden plantejar determinades preguntes al sistema. • Fase de gestió on el SIG és prou madur i els tècnics en tenen prou el control que fins i tot pot servir com a eina per a la presa de decisions. • Relacionat amb: • dades  informació  coneixement. Master de TD i SIG 2012-13 Gutiérrez Puebla, J. i Gould, M

34. Agregació de sistemes • IDE: Infrastructures de dades espacials • Catàlegs de cartografia unificats amb possibilitat de visualització. • Ex. IDEC • SoS: Systems of systems • Sistemes heterogenis integrats en una sola estructura comuna. • Ex. GEOSS: http://www.geoportal.org/web/guest/geo_home • Basats en estàndards internacionals. Master de TD i SIG 2012-13

35. Aspectes més nous • Maquinari • El WWW: la xarxa • El GPS • La telefonia mòbil • Les xarxes de sensors automàtics • Programari • Arquitectures basades en client –servidor, navegadors web. • Llenguatges visuals i llibreries d'objectes. • Dades • Llenguatge de Modelatge unificat (UML): acceptació de la programació i modelització orientada a l'objecte • L'estandardització. El Consorci Open Geospatial (OGC), ISO, OASIS... • Persones • Col·lectius sense formació en SIG • Google earth/maps, Web 2.0, OpenStreetMap, mòbils • Les infrastructures de dades espacials IDE. • La normativa INSPIRE per a la creació de la ESDI. Master de TD i SIG 2012-13