Archive for Sistemas de Información Geográfica

GESTION DE BASES DE DATOS Y SIG

En muchas ocasiones la incorporación de información (conjunto de datos) a un Sistema de Información Geográfica puede ser un trabajo lento, tedioso y en ocasiones poco productivo, ya que la variación de estos datos puede suponer un continuo trabajo de actualización que en muchos caso lleva a errores y a generar información duplicada.

El manejo y gestión de un conjunto de datos organizados mediante una base de datos y su interrelación con un Sistema de Información Geográfica nos permite ir actualizando la base de datos y al mismo tiempo representar espacialmente dicha información. Al trabajar con una base datos la probabilidad de duplicar información o almacenar datos equivocados se reduce considerablemente.

A continuación se resumen una de las aplicaciones que puede tener esta gestión de datos con un sencillo ejemplo.

Se ha realizado un inventario micológico mediante parcelas cuadradas de 10 metros de lado y se quiere incorporar en un SIG la información introducida en una hoja de datos.

  BBDD_1

En la pestaña PARCELAS se han introducido las coordenadas de localización de las parcelas y en la pestaña de RESULTADOS los resultados obtenidos de los inventarios realizados el día 1 y 2.

Para poder representar espacialmente las parcelas del inventario es necesario crear un archivo de tipo feature class tomando como base las coordenadas introducidas en la hoja de datos (pestaña PARCELAS columnas X,Y).  Hay que tener en cuenta que dicho archivo solo podremos guardarlo en  una geodatabase que tendremos que haber creado anteriormente.

BBDD_2

En este caso se ha creado una GEODATABASE denominada “Inventario” donde se ha incorporado el archivo de tipo Feature class “Parcelas”.
Como se puede observar en la imagen ya tenemos una representación geográfica de las parcelas pero falta la documentación asociada (Pestaña RESULTADOS) a dichas parcelas.

Una vez que tenemos la representación gráfica de las parcelas es necesario incorporar  la información asociada a cada parcela, que en este caso, corresponde con la pestaña “RESULTADOS” de la hoja de cálculo.

Para poder trabajar con los datos asociados primero es necesario exportarlos a la geodatabase.  Por eso tendremos que exportar la pestaña RESULTADOS a la geodatabase donde estamos trabajando.

Una vez incorporada toda la información a la geodatabase, el siguiente paso es definir la relación entre las entidades (parcelas y resultados).  Esta  relación se hace mediante la función “Relationship Class”

Para configurar la relación es necesario definir diferentes características como el tipo de relación (Simple o compuesta), definición de los datos que hacen de punto común (en este caso parcela), como se establecen los datos (1- 1 Uno a uno/ 1-M Uno a muchos) ……..

Una vez configurada la relación ya podemos consultar los datos.

BBDD_3

Como se puede observar en la imagen dentro de la información de la parcela 11 aparece la relación que hemos creados entre parcela y resultados del inventario.

Ahora bien, se podría pensar que en lugar de utilizar la función “Relationship Class” es mucho más fácil realizar un join entre el dataset de Parcelas y la hoja de cálculo RESULTADOS.

¿Cuáles son las ventajas de utilizar la función “Relationship Class”.

La diferencia radica en que una vez que hemos creado la geodatabase  e incorporado la información se puede acceder a esta a través del Gestor de Bases de Datos (GBBDD) y por tanto utilizar todas las funciones que las bases de datos aportan.

En la segunda parte de esta entrada veremos cómo podemos realizar consultas, incorporar imágenes…. en el GBBDD y ver los resultados obtenidos de manera gráfica al instante.

UTILIZACIÓN DE REGLAS TOPOLÓGICAS PARA LA RODALIZACIÓN FORESTAL

La utilización de Sistemas de Información Geográfica en el medio forestal ha experimentado un notable incremento en el número de usuarios. Sin embargo, un mal uso de estos sistemas puede dar lugar a incoherencias en los proyectos y por tanto afectar a la calidad del resultado final.

En el campo forestal es muy frecuente la digitalización de rodales con diferentes fines, como puede ser una rodalización para una repoblación forestal, para un Proyecto de Ordenación Forestal, para delimitación de formaciones vegetales o para la cuantificación de biomasa en una zona concreta de un monte a partir de datos de inventario forestal (Tradicional o con datos LIDAR).

La digitalización de estos rodales sin definir reglas topológicas traerá, tarde o temprano, errores. Por muy cuidadoso que sea el gestor a la hora de editar los rodales, es probable que algún snap se nos escape o no pinchemos en el vértice correcto. Esto puede pasar incluso utilizando herramientas avanzadas de edición como “trace” que nos permite digitalizar un polígono apoyándonos en otro contiguo.

Para solucionar este problema y asegurarnos que la rodalización presenta coherencia espacial se usa la topología:

“La topología es una colección de reglas que, acopladas a un conjunto de herramientas y técnicas de edición, permite a las geodatabases modelar relaciones geométricas con mayor precisión”. (ArcGIS Resource Center).

Las reglas que se pueden aplicar son muy diversas y pueden implicar a diferentes capas (Exigir que una capa esté completamente dentro de otra o que una capa contenga un punto…).

Para poner un caso concreto, se utilizará una rodalización hecha con motivo de un Proyecto de Ordenación Forestal cuyo método de ordenación fue por rodales.

Al ser una rodalización para una Ordenación, se establecen los siguientes requerimientos:

  • Los rodales creados deben estar completamente dentro del límite del cantón.
  • Toda la superficie dentro del cantón esté rodalizada, es decir, que no haya huecos entre los diferentes rodales. Los enclavados dentro del monte serán una excepción a esta regla.
  • Un rodal no puede superponerse sobre otro rodal.

Podrían ser más según las necesidades del gestor (Como imponer que el rodal esté dentro del límite del monte, aunque esa regla debería haberse validado antes), pero por motivos didácticos se consideran suficientes para este caso estos tres.

Partimos de una imagen de la digitalización aparentemente “sana”, coherente espacialmente:

Rodales y cantón del Proyecto de Ordenación Forestal

Se observa en amarillo el límite del cantón y en violeta los diferentes rodales

Cuando le aplicamos estas reglas topológicas, el software utilizado nos muestra donde se incumplen. Le herramienta de identificación de errores nos permite seleccionar cada error y resolverlo con la herramienta de edición de topología como mejor nos parezca.

En este caso nos aparecen varios errores, por un lado nos marca un enclavado como un hueco en la capa de rodales y por otro nos indica que el límite de un rodal no coincide con el límite del cantón:

Errores detectados al aplicar las reglas topológicas

Se aprecian los errores en naranja

El primer caso lo marcamos como excepción, el segundo hay que corregirlo. Puede ser que la capa de rodales se salga del límite del cantón o que se haya dejado un hueco en la edición. Aumentando la zona en concreto podemos ver que es el segundo caso: al digitalizar el rodal nos “saltamos” un punto de la capa de cantones.

Muestra el error que se produce al no coincidir los límites del rodal "d" con el cantón

Muestra el error que se produce al no coincidir los límites del rodal "d" con el cantón

Utilizando la herramienta de edición de topología le cambiamos el límite al rodal para que se adapte al cantón.

Se comprende que este tipo de errores sería prácticamente imposible localizarlos sin la ayuda de esta herramienta y que la suma de todos ellos nos traerán grandes diferencias en la medición de las superficies que posteriormente se trasladarán a proyecto.

Esta es una visión muy básica de la utilización de topologías, pudiendo complicarse enormemente en función de las necesidades y las reglas que estipulemos.

Cuencas visuales

Las aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica son inmensas, hoy nos vamos a detener en un procedimiento análitico que nos permite conocer la cuenca visual de uno o varios observadores.

La realización de cuencas visuales tiene grandes aplicaciones en la ingeniería civil para dar respuesta a preguntas como:

– ¿Desde donde será visible un nuevo parque eólico todavía en proyecto?

– ¿Qué territorio es capaz de abarcar un vigilante forestal en una torreta de incendios?

– ¿Cuál sería el emplazamiento idóneo para construir una red de torres de vigilancia de manera que cubran el mayor área con el menor coste?

– ¿Desde que puntos de una carretera se puede ver una cantera o una mina a cielo abierto?

Una cuenca visual consiste en definir un punto que será el observador, establecer la altura del observador (puede ser la altura de una persona sobre el suelo o en lo alto de una torre de 10m de altura).

Con la ayuda de un Modelo Digital del Terreno, crearemos la cuenca visual desde ese punto, pudiendo establecer de antemano el radio de visibilidad.

En la siguiente imagen se muestra una cuenca visual correspondiente a una torre de vigilancia de incendios ubicada en Pozo Fierro (León), al oeste de la cuenca del río Luna:

Cuenca visual Pozo Fierro

Se observa en verde la zona visible desde la torre de vigilancia

La cuenca visual se ha realizado para una altura del observador de 8m y un radio de visibilidad de 20km (Aproximadamente unas 125.664ha).

Al ser una zona con un relieve abrupto, existen grandes zonas sin visibilidad, especialmente los fondos de valles. La zona visible abarca una superficie de 35.677ha, es decir, un 28,39% del total de su rango de visibilidad.

Para ver como es la cobertura sobre la zona del río Luna, se ha estudiado la cuenca visual de la torre de vigilancia de Camposagrado, al este del río. La siguiente imagen muestra la cuenca visual de la torre de Camposagrado realizada con las mismas características que la de Pozo Fierro:

Cuenca visual Pozo Fierro

Se observa en verde la zona visible desde la torre de vigilancia

La zona visible abarca una superficie de 20.671ha, es decir, un 16,45% del total de su rango de visibilidad.

A continuación, se analiza la unión de ambas cuencas visuales. En la siguiente imagen se muestra el detalle de la zona de solape de visibilidad de ambas torres:

Zona de solape

En azul se ven las zonas visibles desde una sola torre, mientras que en rojo se ven las zonas visibles desde ambas torres.

Como se puede observar, existe poco solape entre ambas torres debido a que Pozo Fierro tiene visibilidad en las caras con orientación oeste mientras que Camposagrado tiene visibilidad en su cara este, siendo ambas torres complementarias y abarcando una gran parte de la zona de análisis comprendida desde el muro del embalse de los Barrios de Luna hasta la unión de los ríos Luna y Omaña.

Por último, se ha realizado una visualización en 3D de uno de los valles de la zona de solape, al fondo se ve la torre de Camposagrado. La imagen tiene una exageración vertical para apreciar mejor las zonas de visibilidad.

Vista en 3D de un valle en la zona de solape

Al fondo se ve la torre de Camposagrado

En este caso, la utilización de las cuencas visuales nos ha permitido comprobar la buena localización de ambas torres de vigilancia.

Además, se puede analizar en las zonas sin visibilidad directa, como complemento al estudio, cuál tendría que ser la altura de la columna de humo para que sea visible desde las torretas.

En un hipotético caso de creación de una red de vigilancia de incendios forestales por medio de torres, el uso de esta herramienta nos permitiría elegir las ubicaciones más idóneas y preparar alternativas.

Finalmente, se podría complementar con el estudio de rutas de vigilancia de patrullas móviles terrestres para completar los espacios “ciegos” de las torres, analizando la visibilidad desde las carreteras y optimizando las rutas diarias a las carreteras estrictamente necesarias.

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