¿Qué es un SIG, GIS o Sistema de Información Geográfica?

Un Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS, de sus siglas en inglés Geographical Information System) es una herramienta indispensable para el tratamiento de datos espaciales que nos permite analizarlos y representarlos de múltiples maneras.

Definición del Sistema de Información Geográfica

La definición más básica es que un Sistema de Información Geográfica (SIG) es una herramienta para trabajar con información georreferenciada. La información  georreferenciada es aquella que viene acompañada de una posición geográfica.

Para matizar la anterior definición, un SIG es un sistema que permite realizar una serie de operaciones:

• Lectura, edición, almacenamiento y gestión, de manera general, de datos espaciales.
• Análisis simples o complejos de datos espaciales. Este análisis puede llevarse a cabo sobre la componente espacial (la localización de cada valor o elemento) como sobre la componente temática (el valor o elemento en sí).
• Generación de resultados tales como mapas, informes, gráficos, etc.

Por tanto, un Sistema de Información Geográfica es un sistema de información diseñado para trabajar con datos referenciados mediante coordenadas espaciales o geográficas. En otras palabras, un SIG es tanto un sistema de base de datos con capacidades específicas para datos georreferenciados, como un conjunto de operaciones para trabajar con esos datos. En cierto modo, consiste en un mapa de orden superior.

Los textos han pasado del papel al ordenador y, de forma análoga, los mapas también han dado ese salto cualitativo con la aparición de los SIG. Sin embargo, el SIG es mucho más que una nueva forma de cartografía, y no invalida en absoluto formas anteriores. De hecho, una función muy importante de los SIG es ayudar a crear mapas en papel. Y junto con esta funcionalidad, encontramos otras que hacen que en su conjunto un SIG sea una herramienta integradora y completa para el trabajo con información georreferenciada.

Los subsistemas del SIG

Una forma de entender un SIG es visualizarlo como una serie de subsistemas, cada uno de ellos encargado de funciones particulares. Se considera que hay tres subsistemas fundamentales:

• Subsistema de datos. Encargado de las operaciones de entrada y salida de los datos y su gestión dentro del SIG. Permite que el resto de subsistemas tengan acceso a los datos y puedan realizar sus funciones en base a ellos.
• Subsistema de visualización y creación cartográfica. Encargado de generar representaciones (mapas, leyendas, etc.) a partir de los datos. También permite la edición de los datos.
• Subsistema de análisis. Contiene métodos y procesos para el análisis de los datos geográficos.

Un SIG debe contar con estos tres subsistemas para ser considerada una herramienta útil y válida.

Más recientemente se  ha considerado un cuarto subsistema, el de la gestión, responsable de gestionar la interacción de los restantes y definir y controlar el marco en que esta tiene lugar.

Componentes de un Sistema de Información Geográfica

Otra forma de ver el sistema es contemplando los elementos básicos que lo componen. Tradicionalmente son 5 los elementos principales: datos, métodos, software, hardware y factor organizativo (personas).

Sin embargo, existe otra manera más moderna de reflejar los elementos de un SIG. De dentro hacia fuera en un esquema circular, se sitúan en el núcleo los conceptos geográficos básicos y le sigue la tecnología, los datos, los campos de aplicación, los procesos y métodos y la visualización en el exterior.

Datos

Los datos son la materia prima para trabajar con los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Sin ellos, no podremos construir productos de información o mapas que nos ayuden a hacer nuestros análisis y tomar las decisiones en nuestra organización. Esos datos podrán venir de diferentes fuentes: sensores remotos, GPS, fotografías aéreas, archivos formatos shapefile, archivos CAD, archivos Excel, etc.

Esta información geográfica será el inicio de partida para empezar a trabajar con los SIG, los cuales nos permitirán analizarla y extraer toda la información posible para plasmarla en un mapa que nos ayude a la interpretación de esa información.

Software

Para el correcto análisis e interpretación de la información geográfica es necesaria la participación de un software SIG que tenga la potencia y funcionalidad de trabajar con información de este tipo.

Hoy en día existen bastantes software SIG en el mercado que nos ponen a disposición herramientas SIG para el tratamiento de la información geográfica. A continuación nombraremos los más comunes y/o utilizados.

ArcGIS es actualmente la tecnología de referencia en los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Esta tecnología ha sido desarrollada y mejorada año tras año por la compañía propietaria ESRI (Enviromental Systems Research Institute) desde hace más de 30 años. Actualmente ofrece una plataforma a nivel escritorio, servidor, online y aplicaciones que permite una interoperabilidad completa a la hora de trabajar con los Sistemas de Información Geográfica (SIG).

Además de ArcGIS, existen otros softwares SIG que nos podrían servir para analizar nuestra información geográfica, como por ejemplo QGIS o Gvsig, softwares gratuitos que, aunque no sean tan potentes o interoperables como ArcGIS, nos pueden servir perfectamente para realizar cualquier tipo de análisis geográfico. 

En nuestra área de formación SIG tenemos una gran variedad de cursos de de ArcGis y cursos de Qgis.

Hardware

Como es lógico, para poder utilizar algunos de los software anteriormente mencionados es necesario un ordenador o hardware. Dependiendo de las características de esta máquina, obtendremos un mayor o menor rendimiento a la hora de realizar nuestros análisis

Equipo humano

Una vez tenemos los datos y con qué analizarlos, necesitamos saber cómo. Aquí es donde entramos en juego los profesionales SIG. Y es que el profesional SIG es un perfil muy cuestionado (y demandado) en los últimos años, ya que existen muchas tareas dentro de un análisis SIG, las cuales necesitan de uno o varios profesionales, incluso profesionales temáticos. Dentro de los perfiles SIG podemos encontrar dos perfiles fundamentales:

• Técnico/Analista SIG. Profesional que se encarga de realizar análisis geográficos y obtener resultados acorde con la investigación o proyecto que se esté llevando a cabo.
• Programador SIG. Desarrollador de partes funcionales de un SIG de escritorio (o de servidor) y /o de aplicativos web para la visualización de mapas.

Además de eso, y dado que los SIG están creciendo tantísimo hoy en día, se pueden encontrar perfiles como Administrador SIG, Gerentes de cuenta SIG, o directores SIG. Todo dependerá de las necesidades de los proyectos.

Procesos

Un SIG exitoso opera de acuerdo a un buen diseño de reglas de implementación y de negocios, que son los modelos y prácticas de operación únicas para cada organización.

Al igual que en todas las organizaciones relacionadas con la tecnología sofisticada, las nuevas herramientas sólo se pueden utilizar con eficacia si se integran adecuadamente en toda la estrategia empresarial de la organización. Para hacer esto correctamente, se requiere no sólo de las inversiones necesarias en hardware y software, sino también en el reciclaje y / o contratación de personal para utilizar la nueva tecnología en el contexto de la organización adecuada. La aplicación de su SIG sin tener en cuenta el compromiso organizacional adecuado resultará en un sistema sin éxito.

Simplemente no es suficiente para una organización la compra de un ordenador con algún tipo de software SIG, contratar a algunos individuos entusiastas y esperar un éxito inmediato. Desde Geoinnova ofrecemos servicios de consultoría en SIG para ayudar en la implantación de los SIG en una empresa.

¿Qué análisis hacer en un SIG?

Esta parte del SIG es, junto a la generación cartográfica, una de las tareas más fundamentales. A partir del análisis de los datos que disponemos, podemos obtener nueva información.

Los datos espaciales nos ofrecen una gran cantidad de información. Por ejemplo, los cursos de los ríos nos informan sobre la estructura del terreno o la litología existente. Otro ejemplo sería la distribución de los nidos de una especie de ave, que nos informa de la etología o la preferencia climática del animal.

El análisis espacial es el estudio cuantitativo de los fenómenos que se manifiestan en el espacio. Por tanto, son de vital importancia los datos de posición, distancia y la interacción con el espacio y que todos estos estén georreferenciados.

Existen multitud de análisis espaciales, dentro de un SIG, para resolver un solo problema. Además, estos análisis no son independientes entre sí, sino que para sacar su mayor potencial es fundamental combinarlos. Veremos los más importantes.

Consulta espacial usando SIG

Este análisis responde a preguntas de tipo: ¿Qué tipo de suelo encontramos en esta coordenada?¿Dónde se encuentra este árbol emblemático?

Se trata de un análisis que puede resolverse simplemente mirando el mapa contenedor de la información de partida. 

Pero también es posible realizar otras preguntas puesto que cada elemento dentro de un SIG tiene propiedades asociadas en forma de valores. Otras preguntas serían: ¿Cuáles son los ríos con mayor longitud? ¿Cuántos pueblos de España empiezan por la letra P?

Análisis topológico con un GIS

Las preguntas que responde este análisis son: ¿Cómo llegar de mi posición actual hasta el pueblo más cercano? ¿El área de distribución de un lince con qué comunidades limita?

Es un tipo de análisis que tiene en cuenta, no solo la posición de un dato espacial, sino la relación con el resto de elementos.

Mediciones en Sistemas de Información Geográfica

¿Qué superficie ocupa la distribución de esta especie invasora? ¿Cuántos kilómetros mide este sendero restringido? ¿Tienen las distintas zonas de usos de suelo formas compactas o por el contrario son principalmente alargadas y de tipo fusiforme?

Estas son las preguntas que resuelve el análisis de medición teniendo en cuenta la referencia espacial de cada elemento de análisis. Se pueden calcular distancias, áreas, perímetros, longitud de un recorrido no lineal y factores de forma. También pendientes o índices.

Combinación de capas de datos

Algo muy común en los Sistemas de Información Geográfica es la superposición o combinación de varias capas de información.

Transformaciones

Es el análisis encargado de los procesos de modificación de los elementos de entrada. Algo muy común es generar áreas de influencia para responder preguntas como: ¿Qué puntos de este Parque Natural no tienen a menos de cinco kilómetros un puesto de vigilancia? ¿Están demasiado cerca los supermercados de un barrio como para hacerse competencia?

Otro análisis sería la simplificación de líneas, es decir, reducir el número de puntos empleados para trazar un conjunto de líneas. También es posible realizar transformaciones geométricas utilizando su componente espacial y los valores asociados a estas. La conversión entre sistemas de coordenadas distintos o el cambio de formato también entran dentro de este análisis.

Por último, la transformación en los valores de las variables estudiadas también es posible en este análisis. Entra aquí la llamada reclasificación donde se asigna cada elemento dentro de una clase.

Análisis de superficies

Encontramos aquí desde parámetros básicos como la orientación o pendiente, como parámetros morfométricos más complejos. Este análisis no se queda tan solo en el análisis de la superficie terrestre, sino que puede aplicarse a cualquier superficie en sentido matemático, pudiendo analizar valores de elevación tales como la temperatura, densidades, etc.

Análisis descriptivo

Los elementos a analizar tienen valores cuantitativos que pueden calificarse, como por ejemplo los descriptores de centralidad y dispersión, la dependencia espacial o el estudio de patrones espaciales. Luego estos pueden usarse para contrastar hipótesis.

Las preguntas que resuelve este análisis son: ¿Es constante la media de altura a lo largo de toda la geografía de mi país? ¿Existe alguna tendencia de los individuos de una especie a congregarse, o por el contrario se dispersan por todo el territorio disponible minimizando el contacto con otros congéneres?

Inferencia

Consiste en establecer modelos de cambio y variación a lo largo del tiempo para poder ingerir el comportamiento de distintas variables y estudiar cómo evolucionan pasado cierto tiempo.

Toma de decisiones y optimización

Así podremos resolver preguntas como: ¿Por qué trazado es más conveniente construir una nueva carretera? ¿Dónde situar un nuevo hospital para que el servicio en la comarca mejore lo máximo posible?

Con este análisis conseguiremos maximizar o minimizar alguna función objetivo.

Modelización

Consiste en generar modelos espaciales dentro de SIG como los modelos de tipo hidrográfico o modelos basados en autómatas celulares con aplicación en muchas áreas distintas.

Futuro del SIG

Actualmente muchas disciplinas y especializaciones se están beneficiando de esta tecnología puesto que el activo mercado de los SIG ha generado una reducción de costes y mejoras continuas en los componentes de hardware y software de los sistemas. Por ello ahora podemos encontrarlos en universidades, gobiernos, empresas e instituciones y se han aplicado a sectores como los bienes raíces, la salud pública, la criminología, la defensa nacional, el desarrollo sostenible, los recursos naturales, la arqueología, la ordenación del territorio, el urbanismo, el transporte, la sociología o la logística entre otros.

En Geoinnova somos expertos en Consultoría relacionada con Sistemas de Información Geográfica, y además tenemos cursos de formación de SIG, actividades de educación ambiental y espacios coworking. También en nuestra web podrás encontrar artículos explicando algunas aplicaciones de estos SIG y el manejo de software como ArcGIS o QGIS.

Una aplicación actual son los llamados LBS (Servicios Basados en la Localización) que consisten en transmitir nuestra posición, mediante el GPS de nuestros dispositivos móviles, a un servidor para indicarnos, tras el tratamiento de los datos, nuestra ubicación respecto a puntos de interés fijos o móviles.

Al final, los SIG están en nuestro día a día, en tareas cotidianas como buscar dónde hay una farmacia abierta más cercana o elegir el lugar donde queremos vivir en un buscador que ofrece parámetros a elegir como la contaminación del aire o zonas verdes cercanas.