Descubriendo Información Geográfica

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Los sistemas de información geográfica requieren necesariamente organizar y procesar información sobre la superficie terrestre, para poder representar y analizar objetos y procesos de interés al usuario de dicha información. Las fuentes de información son diversas, y los datos existentes se encuentran capturados y almacenados en estructuras y formatos diversos. Cuando no existen, se generan con dispositivos y procedimientos múltiples para dicho propósito. Sea cual sea el origen de los datos, éstos siempre se representan con una visión “ojo de pájaro”, es decir con un ángulo óptico de 90° (vertical) con respecto al horizonte (superficie de la Tierra). La razón de ello es que permite un mejor análisis visual del espacio de interés.

Actividad #1

Iniciaremos la adquisición de datos con una de las fuentes más comunes hoy en día: Google. Utilizaremos como información, el acervo de mapas, es decir, Google Maps.

Consultar la siguiente dirección:  https://maps.google.com/maps?hl=en&tab=wl. Describamos la ventana (pantalla) actual.

        La ventana consta de una barra de  comandos, barra de busqueda, área de manejo de resultados, área de visualización que contiene la imagen buscada, un icono de desplazamiento que indica los cuatro puntos cardinales y que nos permite el acercamiento o alejamiento de la imagen, en la parte inferior derecha está el acceso al recuadro de ubicación del área de navegación y en la inferior derecha esta el recuedro que nos enseña la opcion de imagen que queremos, sea el caso de que se quiera obsevar una imagen satelital o de mapa

Elimina el panel de búsqueda y centra la ciudad de Torreón en el área de visualización/navegación. Por ahora seleccionaremos visualizar el mapa de divisiones políticas y no la imagen satelital.

Contestar las siguientes preguntas de acuerdo a la imagen de la figura siguiente y el mapa original en Google Maps (ocuparás una regla para este ejercicio).-

·         Qué escala inicial aproximada tiene la superficie? R.- 1:33.33 M

·         Qué país de América del Norte aparece completo? R.- Aparece solo pate de México

·         Aparecen ubicadas todas las capitales de los estados de la República Mexicana? R.- No  

·         Qué países circundan el Golfo de México? R.- EUA, México, Cuba

·         Qué países circundan el Mar Caribe? R.- México, Belize, Guatemala, Honduras, Nicaragua, Costa Rica, Panama Colombia, Haiti, Republica Dominicana, Colombia, Venezuela, Antillas menores y mayores

·         Qué países sudamericanos aparecen completos? R.- Ninguno

Realiza un acercamiento con el control correspondiente para obtener una representación con escala aproximada 1:16.66 M. Contesta las siguientes preguntas.-

·         A esta escala, cuántas ANP se alcanzan distinguir? R.- 14

·         Aparecen las capitales de los estados de México? R.- No

·         Qué distancia aproximada tiene la costa norte de Yucatán? R.- 200 millas

·         Cuántos tramos carreteros se conectan a Ensenada? Mérida? Cancún? R.- 4, 6, 1 o 2 

Agrega la capa del tiempo meteorológico al mapa. Contesta las siguientes preguntas.-

·         Qué localidad es la más calurosa en el país? R.- Hermosillo

·         Qué localidad es la más templada en el país? R.- Oaxaca y Chetumal

Elimina la capa del tiempo meteorológico y realiza un nuevo acercamiento para obtener una representación con escala aproximada 1:1.11 M. Enseguida, carga la capa de relieve (fisiografía) para observar rasgos distintos. Contesta las siguientes preguntas.-

·         Cuántos cuerpos de agua se observan en el Estado de México? R.- Diez (10) 

·         Se ubica la posición de Texcoco en el mapa? Del CP? R.-  no

·         Cuántas elevaciones se distinguen en el Estado de México? R.- Cuatro

·         Qué carretera conecta Tepexpan con Tulancingo? R.- 132

Realiza un nuevo acercamiento para obtener una escala aproximada 1:133,333.33.

·         Con la capa de relieve existen suficientes rasgos para identificar la ubicación del CP? R.- No

·         Cuántos cuerpos de agua se identifican? R.- 4

·         Qué número le corresponde a la carretera a Lechería? a Los Reyes? R.-  136

·         Al eliminar la capa de relieve se identifica el CP? R.- Si

·         Qué otros rasgos se observan además de las divisiones políticas y los caminos? R.- Drenaje

·         Qué distancia aproximada es la longitud del campus en sentido Este-Oeste? R.- 2 millas

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La imagen satelital es un material distinto al de mapas de capas anteriores porque en los previos se desarrolla una representación virtual a través de una estructura de objetos geométricos conocidos como primitivos gráficos. Estos objetos se ubican en tres clases, de acuerdo a su dimensionalidad: puntos (0-D), líneas (1-D) y áreas o superficies (2-D). En ocasiones estas clases pueden denominarse como marcadores, poli-líneas o transectos, y polígonos o zonas, respectivamente. Esta estructura de información para representar objetos y procesos se conoce como vector o información vectorial. Una imagen al contrario, es un campo de datos ubicados en una rejilla; de acuerdo al valor del dato es el color que se le asigna. Así pues, la superficie terrestre queda representada a través de un plano bidimensional, en el que la definición de los objetos y procesos así como sus características están en función del tamaño de las celdas que conforman en su conjunto la rejilla. Esta estructura de información es conocida como estructura raster, matricial o de rejilla.

Actividad #2

Carga ahora la capa de imagen satelital. Acércate o aléjate lo necesario alrededor del COLPOS para contestar las preguntas siguientes.-

• Qué edificio funcional (dentro del circuito periférico) se encuentra más al Este del campus? R.- Cederu
• Qué edificio funcional (dentro del circuito periférico) se encuentra más al Sur del campus? R.- Ifit
• Qué edificio funcional (dentro del circuito periférico) se encuentra más al Oeste del campus? R.- Isei
• Qué edificio funcional (dentro del circuito periférico) se encuentra más al Norte del campus? R.- Corporativo
• Qué poblado está al norte de COLPOS campus Montecillo? R.- San Bernardino
• Dónde se encuentra el seminario Cristo Rey y Sta Ma de Gpe? R.- 1 km Al este de COLPOS
• Circuito Exterior Mexiquense es el nombre de? R.- Vía de transporte terrestre
• A qué distancia aproximada esta el lago Nabor Carillo del COLPOS? R.- 2 km

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Al cargar la capa satelital de Google Earth, se obtiene una imagen que puede ser vista en perspectiva vertical y en perspectivas oblicuas. Además se puede girar la imagen, teniendo diferentes direcciones de visión al horizonte, en perspectivas oblicuas. Aun así, no se logra obtener un efecto real en 3-D, porque no existe datos sobre la elevación de objetos (como edificios y árboles), solamente se tiene datos de elevación topográfica. Si bien todos los objetos pueden identificarse y establecer su posición en el terreno, no se pueden ubicar espacialmente y de manera automática dichos objetos con respecto a un sistema de referencia; esto es, un sistema de coordenadas. Existen varios portales electrónicos en inglés y a través de Internet que brindan esta posibilidad. Aquí se enlistan algunos a continuación:

•  https://itouchmap.com/latlong.html  
•  https://universimmedia.pagesperso-orange.fr/geo/loc.htm
•  https://gps.about.com/od/gpsproductoverview/ht/google-maps-coordinates.htm
•  https://www.gorissen.info/Pierre/maps/googleMapLocation.php?lat=19.46&lon=-98.90&setLatLon=Set

En español el número de portales que brindan este servicio es menor:

§   https://www.agenciacreativa.net/coordenadas_google_maps.php

§   https://mangasverdes.es/2007/06/09/como-obtener-la-longitud-y-latitud-en-google-maps/

Existen sitios Web que permiten ingresar un par de coordenadas y ubicarlas en un mapa. Tal es el ejemplo del siguiente vínculo:

•  https://boulter.com/gps/#19.46%2C-98.90

Una alternativa adicional es usar la versión independiente de Google Earth, una aplicación que integra un sistema de coordenadas sobre las imágenes satelitales que se visualizan, y que permiten una mejor navegación “omni-direccional” y “multi-escalar”. Sin embargo, exploraremos las opciones suplementa-rias que ofrece Google Maps para lograr la integración de sistemas de coordenadas a la imagen.

§  Con Google Maps, se puede ingresar un par de coordenadas en la barra de búsqueda y determinar su ubicación, ejemplo “19.463153,-98.907337 (Edafología)”. Las coordenadas se ingresan en unidades decimales del sistema geográfico; es decir, (latitud, longitud). Para latitudes al sur del Ecuador y longitudes al oeste del Meridiano de Greenwich, se utilizan valores negativos.

Actividad #3   

• Intenta identificar los siguientes puntos:

§  19.464954,-98.907414: ISEI

§  19.463972,-98.904914: Aulas

§  19.464063,-98.905976: Biblioteca  

§  19.514593,-98.882791: Jardín Texcoco 

§  19.513491,-98.883542: Catedral Texcoco

§  19.514907,-98.866237: Sam’s Club

§  19.394554,-99.173569: WTC, México

§  19.436501,-99.081172: T1, AICM 

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§  Usando el menú contextual a través del botón derecho del ratón se pueden obtener las coordenadas de cualquier punto sobre la superficie terrestre, si se elige la opción “What’s here”. Las coordenadas aparecen en la barra de búsqueda (en ocasiones aparece un marcador rojo (globo) con la letra “A” (dentro del globo); hacer caso omiso sobre el detalle. Las coordenadas de cada consulta sobre puntos queda anotada en el menú de capas; lo que permite iluminarlas o apagarlas, según las necesidades del usuario. 

§  En la opción de configuración de Google Maps , se pueden instalar tres herramientas localizadas en la opción de “Maps Labs” (ahora ubicada como un vínculo en la parte inferior del panel de búsqueda), para mejorar la calidad de la sesión, con respecto a la obtención de información espacial de los objetos y procesos de interés que ocurren en la superficie terrestre. Estas tres herramientas se describen a continuación.

§   Herramienta “LatLng Marker”.- Proporciona la posibilidad de ubicar con una etiqueta las coordenadas geográficas de cualquier punto (de interés) sobre la superficie terrestre. Esta acción se logra al invocar el menú contextual con el botón derecho del ratón.

§   Herramienta “LatLng Tooltip”.- Permite conocer de manera interactiva, las coordenadas de cualquier punto donde se ubique el cursor; basta con presionar la tecla [Shift] (o [↑]) para que aparezcan las coordenadas en unidades (latitud, longitud). 

§   Herramienta “Distance Measurement Tool”.- Esta herramienta habilita el cálculo de distancias entre dos o más puntos. Esta acción se logra al accesar el ícono de esta herramienta ubicada en la esquina inferior izquierda del área de navegación .

Actividad #4 

·      Activa las tres herramientas anteriores y ubica etiquetas en puntos sobre los edificios de Edafología, Estadística, Documentación y Aulas (1 pt/edif.); realiza esta operación a dos escalas diferentes. Qué observas? R.- Precisión de unidades cambian con la escala.

·      Ilumina puntos en los edificios de Edafología, Cómputo y Aulas (1 pt/edif.), para calcular distancias entre ellos.

DISTANCIA ENTRE EDAFOLOGIA Y AULAS

DISTANCIA ENTRE AULAS Y GENÉTICA

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Usando Google Earth

Hasta ahora hemos visto cómo obtener información de la superficie terrestre y ubicar objetos y procesos en ella, inclusive determinando su posición a través del sistema de coordenadas geográficas; todo esto, usando Google Maps. También es posible hacer trazos (definir rutas, áreas, etc.) con Google Maps si se tiene iniciada una sesión con un usuario y contraseña. Estos trazos se pueden imprimir y compartir con otras personas, aunque no se pueden manipular con otras aplicaciones. Para ello existen portales web que transcriben estos datos en pantalla y a su vez, ser almacenados en un archivo KML.  Dos de ellos son los que se indican a continuación:

                                                https://www.birdtheme.org/useful/googletool.html

                                                https://scribblemaps.com/#id=CxRxfvuxPk&lat=19.468184645721443&lng=-98.9010828125&z=14&t=Map&y=0&p=0

Estos servicios (aplicaciones) proveen la oportunidad de trabajar los trazos con aplicaciones “off-line”, es decir, aplicaciones independientes de Internet, ejecutadas desde un disco duro. Más adelante daremos mayor detalle y profundidad sobre el tema.

Otra aplicación que puede ser ejecutada desde Internet o desde un disco duro, y que es provista por Google es Google Earth. Google Earth es una aplicación que se puede ejecutar independientemente o a través del navegador vía Google Maps. Esta aplicación no proporciona mapas como Google Maps, sino mas bien la representación digital de la superficie terrestre a partir de fotos satelitales o aéreas.

Al iniciar una sesión en la aplicación independiente Google Earth, buen número de elementos son similares al de la versión vía Internet o a la aplicación Google Maps. Resumiendo, la aplicación es reconocida por los siguientes elementos:

• Una ventana con la barra de título y sus botones para controlar la ventana y la sesión.
• Una barra de menú para controlar el flujo y manejo de la información y la interacción con el usuario, incluyendo la ejecución de tareas pertinentes al programa.
• Una barra de íconos para accesar funciones varias de forma más fácil y rápida.
• Un panel de búsqueda y de control de capas para visualizar. Y …
• Un área de visualización y navegación.

Muchos de los ejercicios que se realizan con Google Maps pueden ser desarrollados también en Google Earth. Además, se pueden utilizar diferentes sistemas de unidades y guardar la información en archivos, según su naturaleza; la imagen (raster) en archivos .JPG, y los trazos (vector) en archivos .KML.

Una Revisión Breve y Concisa sobre Archivos

• Qué es un archivo JPEG?

Es un archivo que usa un formato especial (creado por el Joint Photographers Expert Group, de ahí el nombre) para comprimir imágenes digitales. Puesto que la información a comprimir es una imagen, este formato es para información con estructura raster. Este es uno de los formatos más populares para guardar imágenes compresas.

• Qué es un archivo GPX?

Es un archivo que usa un formato particular del lenguaje KML, para almacenar e intercambiar información puntual; en especial, información proveniente de GPS (GPs eXchange format). 

• Qué es un archivo KML?

Es un archivo cuyo formato para almacenar información vectorial está definido por el lenguaje KML (Keyhole Markup Language). Este lenguaje es una particularización del lenguaje XML (eXtensible Markup Language), utilizado para intercambiar y transferir información geográfica a través de Internet. XML es un lenguaje que evolucionó de HTML (Hyper-Text Markup Language), adquiriendo una estructura propia para expresar entidades y relaciones. 

Existen otros formatos de archivo, pero se cubrirán a medida que avancemos con los SIG’s. Lo importante  es saber que podemos almacenar nuestro trabajo en Google para analizarlo en otros GIS.

Accesando Información de INEGI

                INEGI (Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática) es otra fuente de información, sobre todo cuando se busca información a nivel nacional. El instituto cuenta con un acervo escala 1:1 M que es gratuito y disponible a través de su servidor de mapas. La dirección de dicho servidor es:

                                https://mapserver.inegi.org.mx/data/inf_e1m/

En esta dirección se puede descargar información vectorial de diferentes rasgos del paisaje, incluyendo variables socioeconómicas.

Actividad #5 

                Descarga los archivos de rasgos de interés desde el sitio anterior. Esta información se encuentra en archivos compresos (.ZIP); descomprime los archivos en una carpeta/subdirectorio para este propósito. Analiza las subcarpetas que se forman al descomprimir y contesta las siguientes preguntas.-

• Cuántos archivos contiene cada archivo ZIP? R.- Al menos tres archivos.
• Qué técnica de compresión se usa para comprimir archivos y crear un archivo .ZIP? R.- Deflate
• Cómo se distingue información raster de vector? R.- Raster = capas; vector = coberturas

Otra Revisión Breve y Concisa sobre Archivos

• Qué es un archivo ZIP?

Es un archivo que contiene varios archivos y usa una técnica particular para comprimir dichos archivos. Está técnica se llama DEFLATE y es una derivación del algoritmo LZ y ARC, desarrollado Por Phil Katz. Este formato de compresión es el más popular hoy en día en sistemas PC’s.

• Qué es un archivo SHP?

Es un conjunto espacio-vectorial que consta de tres archivos:

§   Un archivo propio con extensión .SHP.- Contiene la información “geométrica” o espacial (ubicación, longitud, forma, tamaño, área) sobre objetos en la superficie representados a través de primitivos gráficos. La estructura del archivo es una propuesta de ESRI ya estandarizada a nivel mundial.

§   Un archivo con extensión .SHX.- Este archivo funciona como un índice de la información contenida en el archivo anterior. Conecta la información espacial con la no-espacial, que describe los objetos. y …

§   Un archivo con extensión .DBF.- Contiene la información “no-espacial” (atributos) que describen a los objetos de interés en el archivo .SHP. La estructura en la que la información se halla en este archivo es una propuesta del programa DBASE (DBASE IV), y también es un estándar mundial.

Pueden incluirse otros archivos (.IDX, .MET) que opcionalmente ayudan a entender y manipular mejor la información vectorial de un SHAPEFILE.

• Cómo se distingue la información raster de la información vector?

La información raster viene dispuesta en capas, mientras que la información vector viene dispuesta en coberturas. Esta terminología ya es una convención internacional.

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       Para desplegar información vectorial, se requiere de aplicaciones específicas que contengan dicho propósito. La compañía ESRI es la proveedora de la aplicación comercial mejor conocida como ArcGIS. Existen otras aplicaciones que logran funciones similares a ArcGIS: gvSIG e ILWIS son dos buenos ejemplos de software libre y funcional.

Actividad #6