Los SIG tienen su origen en la década de 1950 cuando surgen las primeras computadoras, que permiten el desarrollo de los primeros sistemas de diseño asistido por computadora CAD (computer aided design), que son los sistemas pioneros en el manejo de Cartografía por computadora, mejor conocida como Cartografía automatizada.

En un inicio este tipo de herramientas, al igual que el sistema de posicionamiento global, fueron de uso exclusivo del ejército de Estados Unidos. Sin embargo, ya en la década de 1960 su uso se extendió principalmente a las universidades y en actividades de planeación urbana. Surgieron así los sistemas que conjuntaban la cartografía automatizada y actividades de administración para el mantenimiento de los servicios de las ciudades, como redes de drenaje, líneas eléctricas, distribución de agua y de gas, entre otros. Además de la parte gráfica en el manejo de mapas, estos sistemas podían comunicarse con bases de datos para hacer consultas sobre información de los servicios y con los usuarios de los mismos.

En el decenio de 1970 en Canadá y Reino Unido se desarrollan los primeros sistemas de información geográfica, cuya principal diferencia con los sistemas de cartografía automatizada es que el manejo de información gráfica y bases de datos se podían realizar de manera integrada en un sólo sistema. Con el surgimiento de las computadoras personales en la década de 1980 se extiende rápidamente el uso de los sistemas de información geográfica sobre todo en Canadá, Estados Unidos y algunos países europeos.

Hoy día la utilización de los SIG se encuentra muy difundido especialmente por los gobiernos, aún cuando también se ha ampliado su uso a la iniciativa privada. En México existe actualmente un alto número de usuarios y desarrolladores de Sistemas de Información Geográfica, el más importante es INEGI.

Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es un conjunto de herramientas cuyo objetivo es llevar a cabo tareas de almacenamiento, procesamiento, análisis y representación de información que tiene una referencia espacial o geográfica. Es decir, se refiere a herramientas donde la localización y las relaciones espaciales de los fenómenos analizados juegan un papel primordial.

Los Sistemas de Información Geográfica presentan las mismas propiedades que caracterizan un sistema convencional:

Un sistema de información geográfica incluye los siguientes componentes: la plataforma física, el programa de computadora, los datos y la organización. Es necesario que cada componente esté integrado de manera que los usuarios del SIG tengan el óptimo aprovechamiento de esta herramienta.

Todos los diferentes sistemas de información geográfica que se han desarrollado cuentan con estos componentes. Sin embargo, algunos tienen mayor capacidad para el manejo de la información y otros cuentan con equipos y programas de computadora más poderosos.

El punto central de los SIG son las bases de datos, ya que es posible incorporar cualquier información o datos que puedan ubicarse espacialmente. Al hablar de datos nos referimos a los valores que pueden asumir las variables de un tema determinado.

La forma en que se organiza la información depende de los requerimientos del sistema y de su disponibilidad. Así, cuando hablamos del tema o capa de información podemos pensar en temperatura media anual y los datos podrían estar indicados en grados centígrados, que podrían además comprender fracciones de grado o valores enteros, dependiendo de la información disponible.

La mayoría de los SIG utilizan la digitalización manual para introducir en el sistema los datos de los mapas. Esto significa que alguien debe sentarse ante el mapa colocado sobre una mesa horizontal para la digitalización y utilizando un pequeño visor, seguir las miles de pequeñas líneas que forman el mapa.

Toda la información debe convertirse a formato digital para que sea compatible con la computadora que soporte al SIG. Esta digitalización puede realizarse a partir de medios muy variados, en función del tipo de información que quiera introducirse al sistema, ya sea el teclado para datos estadísticos, una tableta digitalizadora para mapas que facilita la obtención de coordenadas, escaneo para imágenes de satélite o fotografías aéreas. Una vez convertidas en formato digital, se requiere que los distintos datos tengan un sistema de referencia común, con objeto de que sean fáciles de relacionar entre ellas.

Una vez convertida la información en formato digital es necesario que organizarla de tal forma que se facilite su almacenamiento, consulta y actualización. La mayor parte de los SIG consideran dos tipos de formato de almacenamiento: vectorial y raster.

Para comprender mejor las diferencias entre uno y otro, pensemos que queremos almacenar digitalmente la información contenida en un mapa de suelos. Podemos optar por el formato vectorial para lo cual debemos definir las líneas que separan los distintos tipos de suelo. En este sentido, bastaría con almacenar las coordenadas de esas líneas para contar con toda la información original. Es preciso describir el mapa digitalizado con el diseño de una tabla de referencia en donde se indique a qué línea pertenece cada coordenada, a qué polígono cada línea y a qué categoría cada polígono. Esto significa que en el formato vectorial la información se representa por medio de puntos, líneas y áreas, dependiendo del tipo de elemento que se desee representar y los datos se pueden separar por tema en distintas capas o niveles de información.

El formato vectorial presenta mayor nitidez y detalle que el formato raster. Aunque ocupa un espacio mayor en la base de datos, ya que guarda el par de coordenadas de cada vértice de la línea o polígono representado, por su mayor versatilidad es el más utilizado en las aplicaciones de los SIG.

La otra forma de almacenamiento denominada raster, consiste en dividir la superficie de cada suelo que ocupa en ese mapa en una matriz de celdas o píxeles, todas ellas del mismo tamaño. Se consideran como unidades elementales de información, y en cada uno de ellos se almacena un valor numérico, que corresponde al tipo de suelo.

En el formato raster se da la fragmentación del espacio con base en figuras regulares (píxeles), que tienen una posición en relación al número de fila y columna en que se encuentran. Los píxeles no necesariamente son cuadrados, pueden ser hexágonos o triángulos. Su dimensión es muy importante, ya que mientras mayor sea su tamaño menor será la resolución de la imagen.

Entre los ejemplos de archivos raster dentro de un SIG se encuentran las imágenes de satélite y las fotografías aéreas.

Ambos tienen ventajas y desventajas, además de que están orientados a cumplir con determinados propósitos, aunque cada vez es más común que los paquetes de cómputo puedan utilizar ambos formatos. El formato utilizado dependerá del tipo de información con que se cuente o que se requiera transformar.

Un mapa de caminos podrá almacenarse en un formato vectorial, pero las zonas de precipitación a partir de estaciones climáticas deben estar en formato raster. La versatilidad de los SIG se debe en parte a que los datos pueden ser compatibles, a pesar de estar en diferente formato.

La información de tablas se refiere a los atributos de las entidades gráficas (líneas, puntos o áreas) que son almacenados en bases de datos. Estos atributos aun cuando no tienen una referencia espacial se relacionan con los datos espaciales por medio de un campo común en la entidad gráfica y en la tabla llamado “campo llave”, que suele representarse en el mapa como una “etiqueta” y únicamente puede vincularse con archivos tipo vectorial. La relación o vínculo entre la entidad gráfica y sus atributos puede realizarse tanto del mapa a la base de datos como de la base de datos al mapa.

Una de las funciones principales de los SIG es la adquisición de la información de tipo espacial. Puede ser de mapas en papel, imágenes de satélite, de datos recolectados con GPS y que se incorporan al sistema en formato de tablas con coordenadas geográficas, a los cuales mediante un proceso de transformación se les puede dar una expresión cartográfica. Además trabajan con datos no espaciales o tablas provenientes de distintos sistemas de bases de datos como: DBase, Oracle, Access e incluso Excel, los cuales pueden ser fácilmente incorporados a un SIG.

Almacenamiento y preparación de los datos. Los datos pueden almacenarse en el sistema con la misma estructura que los datos convencionales como las tablas de Excel. Se busca que las diferentes bases de datos estén relacionadas entre sí.

En cuanto a los datos gráficos es útil almacenarlos en una estructura llamada Quadtree, que tiene forma como de rectángulos con subdivisiones para ir acomodando los datos por grupos de información, lo que facilita un rápido acceso a ellos.

En lo referente a la preparación de los datos, un SIG permite la transformación cartográfica del mapa de origen, esto es, hace cambios de proyección cartográfica y cambios de escala.

Las funciones de análisis espacial constituyen la mayor riqueza de un sistema de información geográfica ya que permiten a partir del procesamiento de la información obtener productos cartográficos y nuevos datos.

Autoevaluación

Responde lo siguiente:

a) Programas de computadora

b) Vectorial

c) Tabla estadística

d) Píxel

e) Preparación de datos

f) Información de los satélites

g) Representación de información