OBJETIVOS GENERALES: Practicar técnicas de búsqueda, usando la investigación de información técnica y validada en fuentes de Internet con su

respectiva citación bibliográfica. Plantear una evaluación crítica del resultado de su investigación de las definiciones de GIS y sus campos de aplicaciones.

INTRODUCCIÓN:

N un mundo globalizado y con avances tecnológicos muy avanzados, hoy en día el uso de diferentes software que nos ayuden a disminuir las horas de trabajo de una manera técnica, se ha vuelto una necesidad dentro de varios campos

laborales. Dentro de la ingeniería de Geología y Minas, el uso de los sistemas de información geográfica (SIG) es algo imprescindible ya que su uso va desde poder levantar coordenadas en un punto de interés, hasta digitalizar áreas de concesiones mineras, entre otras. Es por eso que el uso de estas herramientas es muy importante y para ello empezaremos definiéndolas.

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Figura 1. Captura de pantalla del software gvSIG

I. ¿QUÉ SON LOS SIG?

Por: Carlos Fernando Ubidia Terán

DEFINICIÓN DE SIG Y SUS APLICACIONES EN DIFERENTES

CAMPOS. USO DE SIG EN LA GEOLOGÍA

A lo largo de la historia, el hombre ha sentido la necesidad de representar la superficie terrestre y los objetos situados sobre ella. El objetivo de los primeros mapas era servir de apoyo a la navegación, indicaban por tanto los rumbos (direcciones) que era necesario seguir para ir de un puerto a otro. La exactitud en la representación de las tierras emergidas se consideraba accesoria, siendo lo fundamental la exactitud en rumbos y distancias entre puertos. Las cartas náuticas actuales mantienen un esquema similar aunque la generalización de los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) ha revolucionado los sistemas de navegación. [1]

Un SIG se define como un conjunto de métodos, herramientas y datos que están diseñados para actuar coordinada y lógicamente para capturar, almacenar, analizar, transformar y presentar toda la información geográfica y de sus atributos con el fin de satisfacer múltiples propósitos. Los SIG son una nueva tecnología que permite gestionar y analizar la información espacial y que surgió como resultado de la necesidad de disponer rápidamente de información para resolver problemas y contestar a preguntas de modo inmediato. [2]

Así pues, un SIG es un software específico que permite a los usuarios crear consultas interactivas, integrar, analizar y representar de una forma eficiente cualquier tipo de información geográfica referenciada asociada a un territorio, conectando mapas con bases de datos.El uso de este tipo de sistemas facilita la visualización de los datos obtenidos en un mapa con el fin de reflejar y relacionar fenómenos geográficos de cualquier tipo, desde mapas de carreteras hasta sistemas de identificación de parcelas agrícolas o de densidad de población. [3]

Figura 2. Software que usan SIG.

Según el libro “SIG: aprendiendo a manejar los SIG en la gestión ambiental”; nos dice que el término SIG o Sistema de Información Geográfica (Geographic Information System, GIS) se emplea para referirse a varios conceptos interrelacionados pero diferentes. Por una parte se utiliza para hacer referencia al programa o aplicación de ordenador que

sirve para manejar mapas, y este es el sentido con el que se usará en estos apuntes.

Tipos de SIG.Los SIG pueden ser de dos tipos principales según el método usado para modelizar la realidad geográfica. Es decir, cómo los aspectos del medio o territorio (vegetación, geología, edafología, temperatura, precipitación, altitud, carreteras, ciudades, ríos, divisiones administrativas...) quedan representados gráficamente.

Capa ráster: Consiste en una malla rectangular de celdillas cuadradas o píxeles. En cada celdilla hay un número. Este número porta la información necesaria para modelizar un aspecto del medio. Son perfectos para modelizar aspectos del medio muy variables, que generalmente son cuantitativos. Así los factores altitud, pendiente, orientación, temperatura, precipitación, contaminación; ente otros.

Capa vectorial: Utilizan un conjunto de puntos, líneas o polígonos que modelizan un aspecto del medio. Estos puntos, líneas o polígonos se conocen, de manera genérica, como objetos o características o entidades (features). Constan de una información gráfica o, más bien, geográfica, la localización, y de una información alfanumérica que describe determinadas características de las entidades. La información alfanumérica o atributos se encuentra en una tabla. [4]

Figura 3. Diferencia entre ráster y vector.

II. APLICACIÓN EN DIFERENTES CAMPOS

Las funciones básicas, y más habitualmente utilizadas, de un SIG son el almacenamiento, visualización, consulta y análisis de datos espaciales. Un uso algo más avanzado sería la utilización de un SIG para la toma de decisiones en ordenación territorial o para la modelización de procesos ambientales. En la mayoría de los sectores los SIG pueden ser utilizados como una herramienta de ayuda a la gestión y toma de decisiones, a continuación se describen brevemente algunas de sus aplicaciones principales:

Cartografía automatizadaLas entidades públicas han implementado este componente de los SIG en la construcción y mantenimiento de planos digitales de cartografía. Dichos planos son puestos a disposición de las empresas a las que puedan resultar de utilidad estos productos.

Infraestructura.Algunos de los primeros sistemas SIG fueron utilizados por las empresas encargadas del desarrollo, mantenimiento y administración de redes de electricidad, gas, agua, teléfono, alcantarillado, etc.; en este caso, los sistemas SIG almacenan información alfanumérica de servicios relacionados con las distintas representaciones gráficas de los mismos. La elaboración de mapas de información, son las funciones más comunes para estos sistemas, también son utilizados en trabajos de ingeniería, inventarios, planificación de redes, gestión de mantenimiento, entre otros.

Gestión territorial.Son aplicaciones SIG dirigidas a la gestión de entidades territoriales y permiten un rápido acceso a la información gráfica y alfanumérica, y suministran herramientas para el análisis espacial de la información. Facilitan labores de mantenimiento de infraestructura, mobiliario urbano, etc., y permiten realizar una optimización en los trabajos de mantenimiento de empresas de servicios.

Medio ambiente.Aplicaciones implementadas por instituciones de medio ambiente, que facilitan la evaluación del impacto ambiental en la ejecución de proyectos. Integrados con sistemas de adquisición de datos permiten el análisis en tiempo real de la concentración de contaminantes, a fin de tomar las precauciones y medidas del caso. Facilitan una ayuda fundamental en trabajos tales como reforestación, explotaciones agrícolas, estudios de representatividad, caracterización de ecosistemas, estudios de fragmentación, estudios de especies, etc.

Equipamiento social.Implementación de aplicaciones SIG dirigidas a la gestión de servicios de impacto social, tales como servicios sanitarios, centros escolares, hospitales, centros deportivos, culturales, lugares de concentración en casos de emergencias, centros de recreo, entre otros y suministran información sobre las sedes ya existentes en una determinada zona y ayudan en la

planificación en cuanto a la localización de nuevos centros. Un buen diseño y una buena implementación de estos SIG aumentan la productividad al optimizar recursos, ya que permiten asignar de forma adecuada y precisa los centros de atención a usuarios cubriendo de forma eficiente la totalidad de la zona de influencia.

Recursos mineros.El diseño de estos SIG facilitan el manejo de un gran volumen de información generada en varios años de explotación intensiva de un banco minero, suministrando funciones para la realización de análisis de elementos como sondeos o puntos topográficos, perfiles, áreas de explotación capas geológicas. Facilitan herramientas de modelación de las capas o formaciones geológicas.

Ingeniería de Tránsito.Sistemas de Información Geográfica utilizados para modelar la conducta del tráfico determinando patrones de circulación por una vía en función de las condiciones de tráfico y longitud. Asignando puntos en los que puede existir un semáforo, se puede obtener información muy útil relacionada con análisis de redes.

Demografía.Se evidencian en este tipo de SIG un conjunto diverso de aplicaciones cuyo vínculo es la utilización de las variadas características demográficas, y en concreto su distribución espacial, para la toma de decisiones. Algunas de estas aplicaciones pueden ser: el análisis para la implantación de negocios o servicios públicos, zonificación electoral, etc. El origen de los datos regularmente corresponde a los censos poblacionales elaborados por alguna entidad gubernamental.

Banca.Los bancos son buenos usuarios de los SIG debido a que requieren ubicar a sus clientes y planificar tanto sus campañas como la apertura de nuevas sucursales incluyendo información sobre las sucursales de la competencia.

Planimetría.La planimetría tiene como objetivo la representación bidimensional del terreno proporcionándole al usuario la posibilidad de proyectar su trabajo sobre un papel o en pantalla sin haber estado antes en el sitio físico del proyecto. El fin de la planimetría es que el usuario tenga un fácil acceso a la información del predio; por ejemplo, saber qué cantidad de terrenos desocupados se encuentran en el lugar, o qué cantidad de postes telefónicos necesita para ampliar su red, o qué cantidad de cable necesita para llegar hasta un cliente, o emplearlo en soluciones móviles, o utilizarlo como plataforma de archivos GIS. En otras palabras, permite el usuario visualizar de forma clara y con gran exactitud la información que se encuentra dentro de su proyecto.

Cartografía Digital 3D.Este tipo de información tridimensional de construcciones civiles, es requerida para realizar, por ejemplo, la planeación de la cobertura de las ondas de radio en una población ubicando los rebotes de ondas radiales entre antenas, optimización de redes, ubicación de antenas, interferencias de radio frecuencia, tendido de líneas de transmisión en 3D; o en el caso de la planeación de un aeropuerto este modelado tridimensional permitiría realizar el estudio de los espacios aéreos que intervienen en el proceso de diseño referenciado, en su caso, la viabilidad técnica de su construcción. [5]

III. USO DEL SIG EN LA GEOLOGÍA El uso de los Sistemas de Información Geográfica en la Geología es muy amplio, útil y con gran potencial de empleo. A continuación se muestran algunos ejemplos:

Potencial Minero.Al conocer datos cuantitativos sobre elementos mineros potencialmente extraíbles, podemos realizar mapas en donde podamos observar la distribución en porcentaje de dichos elementos, con la finalidad de al final tener un mapa que nos indique la litología y tipo de elemento que podemos explotar en distintas zonas mapeadas.

Figura 4. Distribución de minerales usando un SIG.

Determinación de áreas susceptibles a deslizamientos.Delimitar de forma digital y con bases georeferenciadas, podemos determinar áreas en donde tengan alto grado de susceptibilidad a deslizamientos de grandes masas de tierra. Una vez delimitadas, se puede proceder conjuntamente con la gestión de riesgos a solucionar este problema. [6]

Figura 5. Uso del SIG en prevención de deslizamientos.

Susceptibilidad de hundimiento de tierra.Luego de un estudio geofísico en donde hayamos concluido que existen zonas con susceptibilidad de hundimiento de tierra, podemos proceder a realizar análisis y delimitaciones geográficas en donde se pueda distinguir las zonas de alto riesgo.

Figura 6. Distribución geográfica de zonas susceptibles a hundimientos.

Potencial de aguas subterráneas.Así mismo usando métodos geofísicos podemos determinar las ubicaciones de fuentes de aguas subterráneas; en donde posteriormente se puede aplicar un mapa detallando dichas zonas.

Figura 7. Mapas de aguas subterráneas.

En el Ecuador el uso de estos sistemas y que aplican dentro del campo geológico es extenso pero a continuación podremos ver unos pocos ejemplos:

Mapeo geológico y geográfico.Usando los sistemas de información geográfica, podemos realizar mapas de ciudades, provincias o de países; en donde podamos ver los diferentes tipos de materiales geológicos, ya sean rocas o minerales.

Figura 8. Mapa geológico del Ecuador.

Identificación de estructuras y procesos de movimientos en masa.

Figura 9. Delimitación de estructuras en Riobamba.

Definición de drenajes.Utilización del Software ERDAS y fotografías aéreas, para definición de drenajes, estructuras geológicas y procesos de movimientos en masa (Trazado del canal de riego, Puruhanta, provincia de Imbabura).

Figura 10. Definición de drenajes en Imbabura.

Aplicación de imágenes raster en la interpretación de contactos litológicos.La discriminación de la litología en una imagen RASTER se realiza mediante la interacción de las bandas de cada uno de los subsistemas RASTER (VNIR, SWIR, TIR).

Color azul: puede relacionarse a rocas volcánicas, rocas carbonáticas y metamórficas.

Color rojo: relacionado a óxidos de Fe, en rocas de ambiente continental.

Color amarillento y claro: indica depósitos superficiales y brechas.

Figura 11. Trazado del canal de riego en Imbabura.

Modelo de elevación digital de la cuenca de Loja.

Figura 12. Modelo de elevación digital de la cuenca de Loja.

[7]

Otro uso de estos sistemas podemos ver claramente en los mapas de gestión de riesgos frente a la erupción del volcán Cotopaxi, en donde el IGM juntamente con el Instituto Geofísico del Ecuador; han presentado una serie de mapas en donde algunos muestran una proyección de los movimientos de lahares. [8]

Figura 13. Volcanes del arco ecuatoriano central.

Figura 14, 15. Proyección de los flujos piroclásticos y lahares del volcán Cotopaxi.

IV. CONCLUSIONES.

La introducción de la tecnología de computadores ha conllevado a que los diversos sistemas de información se conviertan en elementos de importancia en la organización es por eso que el uso de los SIG (sistemas de información geográfica) se ha vuelto una herramienta indispensable en numerosos campos educativos y laborales; no solo por la gran calidad de trabajo que realizan, sino que también por las ventajas que sugiere el uso de ellos.Se debería ampliar el conocimiento de estas herramientas en diferentes empleos e institutos, ya que no son muy conocidos en varios campos laborales en donde serían de gran importancia el uso de los mismos.Tienen un gran número de aplicaciones y extensiones de los tantos software que existen, esto es debido a la gran variedad de uso que se le puede dar a los SIG.

REFERENCIAS

[1] Sarría, F. (2015). Sistemas de Información Geográfica. Universidad de Murcia. http://www.um.es/geograf/sigmur/sigpdf/temario.pdf

[2] Brenes, C. (2015). Sistemas de información geográfica. http://www.oirsa.org/aplicaciones/subidoarchivos/BibliotecaVirtual/sistemasinfgeog.pdf

[3] Sig.cea.es, (2015). Definición de SIG | Sistemas de Información Geográfica. http://sig.cea.es/SIG

[4] Quintana, M. (2008). Los SIG y ArcGIS. Biblioteca Universitaria Politécnica. http://oa.upm.es/1244/1/Mancebo_Quintana_SIG_2008a.pdf

[5] rtinoco76, M. (2015). Definición y Algunas Aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica - Monografias.com. Monografias.com. http://www.monografias.com/trabajos14/informageogra/informageogra.shtml#ap

[6] van Westen, C. (2015). Introducción a los deslizamientos: Uso de los SIG en el mapeo de deslizamientos. International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences. http://www.itc.nl/external/unesco-rapca/Presentaciones%20Powerpoint/04%20Amenaza%20por%20Deslizamientos/Uso%20de%20SIG%20en%20el%20mapeo%20de%20Deslizamientos.pdf

[7] Ibadango, E. (2009). APLICACIONES DE LA GEOLOGÍA EN LA GESTIÓN DE RIESGOS Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL. United Nations Office for Outer Space Affairs. http://www.unoosa.org/pdf/unspider/Ecuador2009_presentations/day4/APLICACIONES_DE_LA_GEOLOGIA.pdf

[8] Ordóñez, J., Samaniego, P., Mothes, P. and Schilling, S. (2013). LAS POTENCIALES ZONAS DE INUNDACIÓN POR LAHARES EN EL VOLCÁN COTOPAXI. Igepn.edu.ec. http://www.igepn.edu.ec/publicaciones-para-la-comunidad/37-lahares-del-cotopaxi/file