GIS Teoria 2013

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 1

Introduccin

alGISMSc. Jorge Bustillos A.

Instituto Geofsico - EPN

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

DATOSGEOGRFICOS

HISTORIA yNOTICIIAS

ACERCA de ARCGIS

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 2

.1.

DEFINICIONESQu es un GIS ?Terminologa GIS

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 3

Qu es un GIS ?GIS = Geographic Information System

Sistema:- hardware y software

Sistema de Informacin:- modelo

- captura- almacenar- recuperar- mostrar- anaizar

Datos

Geographic Information System:

- Datos especficos involucrados: los Datos Geogrficos

Agencias de Coordenadas Inter-Federales

Comity for Digital Cartography (1988):

"Sistema de hardware, software yprocedimientos diseados para soportar

la captura, gestin, manipulacin,

anlisis, modelado y visualizacin de

datos espacialmente referenciados para

resolver problemas complejos deplanificacin y gestin".

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

DATOSGEOGRFICOS

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 4

Datos Normales (describir atributos)

+ DBMS (Sistema de Manejo de Base de Datos)

= DB

ej : Profesores de la Facultad de Geologa- Jorge Bustillos, IG-EPN

- Pablo Duque, EPN

ej : Cursos de la Carrera- GIS Teora, 4H, dictado porJ. Bustillos en la sala de computo- GIS Teora, 4H, dictado por J. Bustillos en la aula A4 y examen final- Petrologa metamrfica, dictado por P. Duque, en la aula A3

modelarcapturar y almacenar

recuperarmostraranalizar

PROFESOR

FirstnameNameCountry

CURSO

NameNb_HourExam

TeacherRoom

ej de DBMS:- Access- SQL Server

- Oracle- PostGreSQL

Qu son Datos Geofrficos?En comparacin con los datos Normales

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 5

Datos Geogrficos= Datos Normales con ubicacinespacial

+ un Sistema Especfico de Manejo: GIS

= GDB

RASTER

V

EC

T

O

R

(Z)

X

Y

= DBMS+ modelos geomtricos+ captura, almacenamiento geomtricos+ recuperacin geomtrica+ mostrar como Mapas

+ Anlisis Espacial

(Z)

X

Y

Puntos: Sismos, Ncleo

Lneas: Fallas

reas: Geologa, Deslizamientos

Imgenes: DTM, fotos

(Z)

X

Y(Z)

X

Y

(Z)

X

Y

ej of GIS:- MapInfo- ArcGIS- PostGIS

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

DATOSGEOGRFICOS

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Qu son Datos Geofrficos?En comparacin con los datos Normales

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 6

CAD software = Computer Assisted Design (Drawing)

GIS versus CADSi quiero un mapa porque uso GIS y no CAD?

Los objetos slo tienenuna dimensin grfica y

no tienen ningn atributo

ej of CAD:- AutoCAD- CorelDraw- Adobe Illustrator

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 7

GIS versus CADSi quiero un mapa porque uso GIS y no CAD ?

Da prioridad a

Representacin grficade Datos

Funcionalidades de

dibujo

= Representacin esttica

Organizacin de datos

Funcionalidades de

actualizacin y edicin

= Representacin dinmica- Consultar- Analizar

Da prior idad a

La fusin de datosprocedentes de diferentesfuentes de CAD es difcil,

pero no imposible

La fusin de datosprocedentes de fuentesdiferentes GIS es fcil.

Datos SIG tienen una localizacin enun sistema de coordenadas terrestre

CAD GISDEFICIONES

GIS: PARA QUE?

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 8

GIS Sistemas de CoordenadasSistema de Coordenadas Geogrficas

O

3

Datos GIS tienen una ubicacin en el planeta.Sera ms fcil si la Tierra fuese redonda pero

La Tierra est modelada porSistema de Referencia Geodsica (o Datum)

Dos tcnica para establecer un sistema:- Triangulacin + Astronoma- GPS

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 9

GIS Sistemas de CoordenadasSistemas de Coordenadas Geogrficas

Coordenadas son dadas enLongitud + Latitud +AlturaPor eso usamos el trmino de Sistema de

Coordenadas Geogrficas(terminologa ESRI ).

En GIS, Necesidad deuti lizar el Sistema de

Referencia Geodsicoms apropiado para los

datos.

Un Pas Principal Sistema de Referencia Geodsica

En Francia:- Triangulacin+Astronoma NTF- GPS RGF 93

En el mundo:- Triangulacin+Astronoma ninguna

- GPS ITRF 2000, WGS 84

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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 10

GIS Sistemas de CoordenadasProyeccin de Sistemas de Coordenadas

Los mapas son otro tipo del modelo de la Tierra pero el problemaconsiste en transformar un cuerpo elipsoidal a plano...

Las coordenadas Geogrficas en grados, realmente no son

apropiadas para visualizar un mapa, para esto es conveniente usarun sistema de coordenadas en metros (ms intuitivo que engrados!), y volver a un sistema de coordenadas Cartesianas(algoritmos geomtricos son empleados).

(Longitud, Latitud, Altura) (X, Y, Z)

As son dadas las Proyecciones:

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS


Hay mltiples proyecciones: cada uno tiene sus propiascaractersticas y por lo tanto puede ser utilizado en un propsitoespecfico.Proyecciones de igual rea: rea preservada

Ej : Mollweide

Proyecciones Equidistantes: Distancia preservada

Ej : Cnica equidistante

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GIS Sistemas de CoordenadasProyeccin de Sistemas de Coordenadas

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INTRODUCTIONTO

GIS


GIS Sistema de CoordenadasProyeccin de Sistemas de Coordenadas

Proyeccin Conforme: conserva los ngulos localmente

Ej: Lambert cnica

Ej : Mercator

Tener cuidado de no usar una proyeccin inadecuada...

UTM

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INTRODUCTIONTO

GIS


DTM inWGS 84

GIS Sistema de CoordenadasTransformaciones

Dataset inPSA56+UTMzone17

El poder del GIS es que se pueden hacer transformacionessobre la marcha

+

=GIS Map in

WGS84 + Mercator

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INTRODUCTIONTO

GIS


.2.

PARA QU?Qu se puede hacer con GIS?Para qu sirve?

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS


GIS tiene ventajas sobre el mapeo tradicional

Agencias Nacionales de Mapeo (NMAs) estn usando GIS para laproduccin de sus mapas por varias razones:

Aumentar la capacidad de almacenamiento y fiabilidad

La precisin del proceso cartogrfico (automatizacin)

Ms fcil de actualizar

Las relaciones entre los objetos: los requerimientos de lageografa y la semntica

Ahorro de tiempo

El tiempo es dinero

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

DATOSGEOGRFICOS

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El poder del GISEjemplo de produccin de mapas por NMAs

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INTRODUCTIONTO

GIS



Punto de partida: la fotografa del suelo fotos areas satlite

BDOrtho IGN France

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GIS: PARA QUE?

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INTRODUCTIONTO

GIS


DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

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BDTopo IGN France

GIS para construir la base de datos geogrfica: Modelado Captura Almacenamiento

Actualizacin


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INTRODUCTIONTO

GIS


DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

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Scan25 IGN France

GIS para obtener la Base de Datos Geogrficaen un producto cartogrfico: Simbolizacin Generalizacin cartogrfica (gracias al anlisis espacial)

Las etiquetas de colocacin


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INTRODUCTIONTO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 19 1:1 000 000

1:100 000

1:25 000Base de Datos Geogrficos

D

atacomingfromhttp://www.geoportail.fr

GIS permite

representacionesmulti-escala

Mapas son representaciones simplesde la realidad.

En el mundo GIS, la realidad son laBases de Datos Geogrficos.

Dependiendo de la escala final y tema

del mapa, la cantidad de smbolos delos datos geogrficos dibujados sobreel mapa pueden cambiar.

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

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INTRODUCTIONTO

GIS


Cundo un GIS es requerido?Inventarios Geogrficos

Dnde puedo encontrarun objeto especfico?

Qu puedo encontraren una ubicacin especfica?

Para localizar, a contar

Geologa?

Naturaleza del Suelo?

Sismos?...

GIS proporcionar herramientas para interrogara las bases de datos geogrficos

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS


Anlisis Espacial

Cules son las relaciones entrelos objetos geogrficos y el fenmeno?

Cmo?

?

??

CalidadDe agua?

fbricas

pendientesuelo

GIS proporcionar las herramientas paracorrelacionar informacin geogrfica

DEFICIONES

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Cundo un GIS es requerido?

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INTRODUCTIONTO

GIS


Anlisis Multi-temporal

Cundo?

Crecimiento

Devegetacin

Fenmenos geogrficos estn cambiando:el seguimiento, control, actualizacin

GIS proporcionar herramientas para analizarla informacin actualizada

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

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INTRODUCTIONTO

GIS


Simulacin Computarizada

Y si?

Nueva

carretera

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS


...

Inventarios Geogrficos Basado en Base de Datos Geogrficos

Anlisis Espacial y Temporal

Concepcin y Simulacin Modificacin de proyectos mediambientales

Gestin de Riesgos

Comunicacin Mapas

Grficos

Aplicaciones de Consulta

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INTRODUCTIONTO

GIS


Comunicacin usando GISCartografa

Los elementosbsicos de un

mapa

Ttulo

Fuentes

Leyenda

Escala Proyeccin

Grilla

Flecha de

Norte

GIS proporcionar herramientaspara la cartografa tradicional

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS


Descripcingeogrfica de

datos no-geogrficos

GIS proporcionaherramientas paramapeo temtico

Simbolizacinelaborada

Etiquetas deidentificacin

DEFICIONES

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Comunicacin usando GISCartografa

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INTRODUCTIONTO

GIS


Grficos Estadsticos

GIS proporciona herramientas para grficos

estadsticos de las Base de Datos

DEFICIONES

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Comunicacin usando GIS

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INTRODUCTIONTO

GIS


Aplicaciones de Consulta

GIS proporcionarherramientas

para facilitar el desarrollo deAplicaciones de Consulta

La tendencia actual es hacer que los resultados del anlisis GIS estnaccesibles en la web para los usuarios no-GIS

Ejemplos:- ArcGIS y ArcIMS o ArcGIS Server- QGIS y MapServer export

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

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INTRODUCTION

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INTRODUCTIONTO

GIS


Nada sin una buena base de datos geogrfica

Nada se puede hacer sin:- la adquisicin de datos adecuados

- correcto modelamiento de los datos para el objetivoque han de cumplir.

Vista tabular de los datosutilizado en las diapositivas anteriores

(ESRI Shapefile)

Una buena organizacin dedatos es esencial

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

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INTRODUCTION

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INTRODUCTIONTO

GIS


.3.

DATOSGEOGRFICOSQu tipos de datos puden

ser con GIS?

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

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INTRODUCTIOND t G fi

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INTRODUCTIONTO

GIS


Datos GeogrficosInformacin Geogrfica?

Informacin Geogrfica:Representacin de un fenmeno real ubicado en el espacio

Informacin geogrfica basada en:geometra descriptiva para coordenadas del terreno.

DEFICIONES

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INTRODUCTIOND t G fi

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INTRODUCTIONTO

GIS


Datos GeogrficosQu tipo de datos para la Informacin Geogrfica?

VECTOR RASTER

Dos maneras numricas para representar el mundo real:DEFICIONES

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INTRODUCTIOND t G fi RASTER

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INTRODUCTIONTO

GIS


Datos Geogrficos RASTERQu son?

1 11 1 21 1 1

1 1 1 3 31 1 3 31 1 4 4 4

1 1 1 4 4 4

1 1 1 1 4 4 41 11 1

Raster Data

Cada pixel tiene :- una ubicacin en el espacio (x, y)

pixel

dx

dy

Datos Rasterson una matriz de pixeles

Mundo Real

Calles

Pozo

Jardn

Casa

- un valor numrico pararepresentar un nivel de color,

una informacin radiomtrica,una medida (ej: altura para DTM)

- una resolucin = el tamao del terreno del pixel (dx, dy)pixel

(x,y)

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

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INTRODUCTIOND t G fi RASTER

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INTRODUCTIONTO

GIS


Ortofoto IGN Francia

Resolucin = 50cm

Ortofoto IGN Francia

Resolucin = 2.5m

Resolucin

Pixeles aparecen en el zoom

Cuanto mayor sea la resolucinque los pixeles en el raster,

mayor requerimiento de podercomputacional es necesario

Escoger la resolucin deacuerdo a las necesidades

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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Datos Geogrficos RASTER

INTRODUCTIONDatos Geogrficos RASTER

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TO

GIS


Mapas escaneados

Mapas escaneados son muyconvenientes para proporcionar un

soporte cartogrfico.

Conocer la proyeccin del mapa ysuponiendo que el mapa tiene una

cuadrcula, GIS suelen proporcionarherramientas fciles de

georeferenciarun mapa.

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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INTRODUCTION


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TO

GIS


Formatos de Mapas EscaneadosFormato Mundial de Archivo(1)

Hay una multitud de formatos para los mapasgeoreferenciados, uno de los mas conocidos es GeoTIFF.

Aqu vamos a describir muchos formatos convenientes queson usados por numerosos GIS como resultado de una

imagen georeferenciada.

Tomemos ejemplos de raster con formto TIFF:

ASCII world file *.tfw (ArcGIS) o *.wld (QGIS por ejemplo) isusado para georeferenciar*.tif file.

Tenga en cuenta que para otros formatos raster, el archivo mundial:-*.jgw for *.jpg,-*.pgw for *.png,-*.gfw for *.gif.

El archivo *.tfw proporciona informacin real de coordenadas

universales que permite a un archivo *. tif corresponder de formacorrecta en un mapa o en un sistema de cartografa.

Qu es el Formato Mundial de Archivo?

Originalmente ArcView usa archivos raster de coordenadasgeoreferenciafas Tiff (conocidas como Tiff World File). Este

formato ahora ha sido extendido a archivos jpeg, bmp o gif.

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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INTRODUCTIONDatos Geogrficos RASTER

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TO

GIS


Datos Geogrficos RASTERFormato Mundial de Archivo (2)

Lnea Ejemplo Qu es?

Line 1: 0.6

Escala-X. Esta es la distancia horizontal en metros que

representa cada pxel. As en el ejemplo anterior cada pxeles 0,6 metros de ancho.

Line 2: 0 Rotacin alrededor del eje Y.

Line 3: 0 Rotacin alrededor del eje X.

Line 4: -0.6

Escala-Y. Esta es la distancia vertical en metros que representa

cada pxel. As en el ejemplo anterior cada pxel es 0,6 metrosde altura. Por lo general negativos, ya que una imagen tiene suorigen en la esquina superior izquierda, pero para el Norte yEste el origen sera hacia la esquina inferior izquierda - por lotanto, por qu la escala es normalmente negativo.

Line 5: 355000.317Punto de referencia-X. Esta es la coordenada horizontal (o

Estel) del centro en el borde derecho del pixel

Line 6: 459999.682Punto de referencia-Y. Esta es la coordenada vertical (oNorte) del centro en el borde izquierdo del pixel

Line 7: Sistema de Coordenadas o Grilla

Line 8: Datum

Las lneas adicionales no son parte del formato original de ArcView.

Un archivo .tfw o similar es un archivo de texto ASCIIeditable que contiene seis nmeros, uno en cada lnea:

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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INTRODUCTIONTO Datos Geogrficos RASTER

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TO

GIS


Fotografa area que ha sido corregidageomtricamente ("ortorectificada") de talmanera que la escala de la foto es uniforme.

A diferencia de una fotografa area corregida,una ortofoto se puede utilizar para medir distancias verdaderas, ya que es unarepresentacin exacta de la superficie de latierra, han sido modificadas por el relievetopogrfico, la distorsin de lentes y deinclinacin de la cmara.

Datos Geogrficos RASTEROrtofoto (u ortofotografa)

una ortofoto pueden ser considerada equivalente a un mapa:- Coordenadas X, Y son conocidas en cada pixel- Medidas reales de distancia (considerando la proyeccin)- Digitalizacin 2D puede ser echa

- Resolucin depende del producto: desde 50cm

Ortofoto IGN Francia, Resolucin = 50cm

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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TO

GIS


Datos Geogrficos RASTERImgenes Satelitales (1)

Satlites proporciona imgenes enblanco/negro, pancromticas y

multiesprectro de la Tierra

Landsat 7 Resolucin de15 m a 30 m

Tamao:185x185 km Datos l ibres disponibles

Ver: http://landsat.usgs.gov/products_data_at_no_charge.php

Ver: http://glovis.usgs.gov/Visualizacin dedatos Landsat

disponibles

Ro Amazonas

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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INTRODUCTIONTO


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TO

GIS


Productos MODIS

MODIS orModerate Resolution Imaging Spectroradiometeres un instrumento clave a bordo de los satlites Terra (EOS AM)yAqua (EOS PM).

Ver: http://modis.gsfc.nasa.gov/about/

Resolucin desde250m to 1km

Mundo Datos libre

disponibles

MODIS viendo nube de

ceniza del Tungurahua

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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TO

GIS

Prefalc-Oct 2009- 41Para todos los productos de la NASA, ver: http://visibleearth.nasa.gov/

Otros productos de la NASA

Blue Marble

Blue Marble Next Generation: resolucin 500mVer: http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/BlueMarble/

Productos MODIS:DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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TO

GIS


Quickbird Resolucin desde

61 cm (B&W) to 2.44 m (color)

Tamao: 16.5x16.5 km

SPOT 5 Resolucin desde2.5 m to 10 m Tamao desde 60x60 to 120x120 km

Imgenes estereogrficas disponiblesVer :http://www.spotimage.fr/web/en/172-spot-images.php

IKONOS Resolucin desde

1 m (B&W) to 4 m (color)

Tamao: 11x11 km

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Raster Vector

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TO

GIS


Formato de imgenes Satelitales y Ortofotos

Hay una multitud de formatos de imgenes. Formato de las imgenesprocedentes de satlites especficos en la mayora del tiempo dependende:

QuickBird Standard *.imd; contains reference to TIFF or NITF

SPOT dimap *.dim

Landsat-7 Level 1G *.tif , Metadata *.met , Fast *._mtl.fst ER Mapper *.ers + *.ecw

ERDAS IMAGINE *.img or *.ige + *.igw

Intermap Orthorectified Radar Imagery(ORI)

Data *.tif. Metadata *.html, *.xml, or *.txt

United States Geological Survey (USGS)digital orthophoto quadrangle (DOQ)

Data *.bip, *.tif or *.bil. Header *.hdr

Windows bitmap (BMP) *.bmp + *.bpw

Graphic Interchange Format (GIF) *.gif + *.gfw

Joint Photographics Experts Group (JPEG)

File Interchange Format (JFIF)*.jpg, *.jpeg, or *.jpe; *.jpg + *.jgw

JPEG 2000 *.jp2 + *.j2w

Multi-Resolution Seamless ImageDatabase (MrSID)

*.sid + *.sdw

Portable Network Graphics (PNG) *.png

Tagged Image File Format (TIFF) *.tif, *.tiff, or *.tff; *.tif + *.tfw and much more

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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GIS


Modelo Digital del Terreno (1)

Cada pxel de un Modelo Digital delTerreno (DTM) tienen un valor de altura.

ETOPO2 Cobertura: Topografa mundial y batimetra

Resolucin: 2 arco minutos Datos libres disponiblesVer : http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/image/2minrelief.html

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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GIS


DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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GEBCO Cobertura: Topografa mundial y batymetra Resolucin: 1 arco minuto Datos libres disponiblesVer : http://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data

Modelo Digital del Terreno (2)g


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GIS


GTOPO30 Cobertura: Topografa mundial Resolucin: 30 arco segundos Datos libres disponibles

Ver : http://edc.usgs.gov/products/elevation/gtopo30/gtopo30.html

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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INTRODUCTIONTO


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GIS


SRTM Cobertura: Topografa mundial Resolucin: 3 arco segundo (mundial) a 1 arc segundo (USA) Datos libres disponibles(+ agua y SRTM lneas de costa) No batimetra

Ver : http://edc.usgs.gov/products/elevation/srtmbil.html

Volcanoes in Ecuador

DEFICIONES

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DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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GIS


ASTER GDEM Cobertura: Topografa mundial Resolucin: 30m Datos libres disponibles No batimetra, psimas lneas de costa

Ver : http://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp

DEFICIONES

GIS: PARA QUE?

DATOSGEOGRFICOS

Raster Vector

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Formatos DTM

USGS ASCII (*.dem) Digital Terrain Elevation Data

(*.dted)

Generic ASCII (*. xyz) GMT grid (*.grd) = NetCDF

ESRI GRID

ESRI BIL with HDR (*.flt) ESRI ASCII (matrix)

y muchos ms

Como de costumbre, hay un sinnmero de formatos de DTM:DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GISDatos Vectoriales Geogrficos

Q ?

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Qu son?

Mundo real

Calles

Pozo

Jardn

Casa

Datos Vectoriales

Calles

Pozo

jardn

Casa

Dato Vectorial= Informacin Geomtrica (geometra rudimentaria)

(+ informacin Topolgica)

+ Informacin Semntica (atributos)

DEFICIONES

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INTRODUCTIONTO

GIS G t di t iDatos Vectoriales Geogrficos

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Geometra rudimentaria

PUNTO

LNEA Una calle

Rudimentaria Ejemplos

Objetos geogrficos sonrepresentados porgeometras

rudimentaria

Un sitio geodsicopermanente

REA a ciudad

X, Y (, Z)

2Do

3D

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INTRODUCTIONTO

GIS Modelo Geomtrico: TopologaDatos Vectoriales Geogrficos

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GIS


Modelo Geomtrico: Topologa

arc1 arc2

arc3

arc4

A BC D

cara1

La topologa constrie como las caractersticasde lneas, puntos y polgonos comparten

geometra.

Punto Lnea rea

Caractersticascomplejas

FEATURES

Compuesto de

RUDIMENTARIAS

Face

es representado pores representado por

ArcNodo

es representado por

se adjunta

izquierda

derechaNodo fianl

Nodo inicial

Modelo Topolgico

EDIGEO 1991

Relacin Semntica

asociados

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INTRODUCTIONTO

GIS Modelo Geomtrico: Ventajas de la TopologaDatos Vectoriales Geogrficos

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Modelo Geomtrico: Ventajas de la Topologa

define y hace cumplir las reglas de integridad de datosEj: No debe haber espacios entre las capas geolgicas adyacentes

permite operaciones de navegacin: conexin a la red

compatible con las sofisticadas herramientas de edicin

permite la construccin caracterstica de la geometra no estructurada

permite que las consultas topolgicas se relacionen:

Ej: Mover un nodo cambia todas las caractersticas relacionadas a este nodo

Ej: Construccin de reas a partir de lneas

Ej: cuando calculamos un itinerario

Disjuntos

Tocar

Cruzar, se cruza, se superpone

Igual a

Contiene, dentro de

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INTRODUCTIONTO

GIS AtributosDatos Vectoriales Geogrficos

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Atributos

Ejemplos

Objetos geogrficos pueden ser:Informacin semntica= atributos o campos

Atributos

-Nombre corto del sitio-Nombre largo del sitio-A partir de los registros

-Ancho-Nmero de carriles-Identificador de carretera

-Clasificacin administrativa

-Nombre

-Estatus administrativo-Nmero de habitantes

Un sitioGeodsicopermanente

RIOP- RiobambaIniciado en April1st

1994

Una carretera

10.5m largo, 2 carriles,N20, Carretera Nacional

una ciudad

Paris, Capital, 1.5millones de habitantes

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INTRODUCTIONTO

GIS Tipos de Atributos (1)Datos Vectoriales Geogrficos

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Tipos de Atributos (1)

Ejemplos

El tipo de atributos debe ser elegidocuidadosamente de acuerdo a los datos

Atributos nombres y tipos

-Sitio: Texto 4 caracteres max-Nombre: Texto 255 caracteres max-Inicio: Fecha

-Ancho: Real-Num. carriles: Integro-ID: Texto 10 caracteres max

-Rango-Adm: Texto 50 caract max

-Nombre: Texto 255 caracteres max

-Estado: Texto 50 caracteres max-Poblacin: Integro

RIOP- RiobambaStarted on April1st

1994

10.5m largo, 2 carriles,N20, Carretera Nacional

Paris, Capital ciudad, 1.5millones de habitantes

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INTRODUCTIONTO

GIS Tipos de Atributos (2)Datos Vectoriales Geogrficos

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GIS


El tipo de atributos debe ser elegidocuidadosamente de acuerdo a los datos

Estandard Elaborado Ejemplo

Texto Cadena (ilimitado) Nombre de la ciudadIntegrar Integracin corta

= -32 768 to 32 767

Integracin larga= 2 147 483 648 to 2 147 483

647

Boolean= 0 (no) or 1 (yes)

Nmero de carriles en la carretera

Nmero de habitantes en la ciudad

Sitio geodsico permanente o no

Real Float -3.4E38 to 1.2E38

Double -2.2E308 to 1.8E308

Ancho de la carretera

...

Fecha Tiempo de origen de un sismo

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Tipos de Atributos (2)

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GIS Modelamiento con UML (1)Datos Vectoriales Geogrficos

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Modelamiento con UML (1)

El Unified Modelling Language (UML) puede ser usado paradescribir la estructura de los datos GISen clases con atributos (o campos) y afinidad.

Sitio Geodsico

Geometra: PuntoLugar: Texto (4)Nombre: Texto (255)

Inicio: FechaCamino

Geometra: LneaAncho: FlotanteNum. carriles: CortoID: Texto (10)Rango Adm: Texto(50)

Ciudad

Geometra: reaNombre: Texto (255)Estado: Texto (50)

Poblacin: Largo

Atencin por favor! Esto no es un curso de UML, que es un lenguaje muy complejo y de gran alcance paratodo el modelo, y no en particular los datos GIS. UML se presenta aqu como un posible mtodo para

ayudar a estructurar los datos de GIS. Para ms informacin UML, por favor visite:: http://www.uml.org

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Clase 1

Atributo 1Atributo 2

Mtodos ()

Clase 2

Atributo 1Atributo 2

Mtodos ()0..1

Ninguna instancia , ouna instancia

1Exactamente unainstancia

0..* or * Cero o ms instancias

1..* Una o ms instancias

asociacin

* *Multiplicidad:

Profesor

Apellido: TextoNombre: TextoPas: Texto

Curso

Ttulo: TextoNum. hora: integroExamen: Boolean=1Clase: Texto

tiene Estudiante

Apellido: TextoNombre: Texto

1..* *dicta

asiste *

1..*1..*

*agregacin

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INTRODUCTIONTO


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GIS


Ejercicio : Modelando un campus de investigacin

Aqu est una descripcin de los campus de investigacin CNRS deSophia Antipolis:

-Tres edificios principales estn en el campus, cada uno correspondiente aun laboratorio de investigacin (Goazur, CEPAM y GREDEG). Cadalaboratorio est especializado en un tema de investigacin (Geofsica,

Arqueologa y de la economa).

- Adems un edificio Administrativo llamado DR20.-Cuatro parqueaderos estn disponibles, cada uno correspondiente a unlaboratorio especial.- Puede acceder al campus por la carretera principal D21, desde loscaminos del campus que llevan a los parqueaderos.-Pocos senderos, conectado a las carreteras y parqueaderos, estndisponibles para llegar a los diferentes edificios.-El campus es obscuro, hay rboles de cientos de aos, algunos mspequeos y otros muy grandes.

Proponer un modelo para el campus

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Ejercicio : Modelando un campus de investigacin

( )

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Est la descripcin del campus de investigacin CNRS Sophia Antipolis:-Tres edificios principales, Cada laboratorio est especializado en un temade investigacin (Geofsica, Arqueologa y de la economa).

- Adems un edificioAdministrativo llamado DR20.

-Cuatro parqueaderos estn disponibles, cada uno correspondiente a unlaboratorio especial.

-Puede acceder al campus por la carreteraprincipalD21, desde los caminosdel campus que llevan a los parqueaderos.

-Pocos senderos, conectado a las carreteras y parqueaderos, estndisponibles para llegar a los diferentes edificios.

-El campus es obscuro, hay rboles de cientos de aos, algunos mspequeos y otros muy grandes.

Negrita : clases

Itlicas : atributosRojo : relaciones

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( )

Ejercicio-Solucin : Modelando un campus de investigacin

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Camino

Geometra: LneaTipo: Texto=CampusRoadNombre: Texto

Edificios

Geometra: reaTipo: Texto=Research laboratoryNombre: TextoTpico: Texto

Senderos

Geometra: Lnea

Parqueo

Geometra: rea

rboles viejos

Geometra: PuntoCapas: Doble

Conduce a

1

0..*

1

0..1

Conduce a

*

0..1

1..*

Conduce a

1..*

1

Conduce a

0..*

Las relaciones pueden expresar reglas topolgicas

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( )

Ejercicio-Solucin : Modelando un campus de investigacin

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GIS Formatos ComunesDatos Vectoriales Geogrficos

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Gran cantidad de formatos de software dependen de suexistencia. Algunos se han convertido en estndares:

-ESRI ShapeFile

-MapInfo TAB y MIF/MID

-Google KML

El futuro tiene que contar con GML: GeographyMarkup Language, XML basado en estndares

abiertos (OGC) para el intercambio de datos SIG.

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GISDATOS VECTOR vs. RASTER

Los pro y contra

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Fcil usar

Representacin visual

intuitiva: simbolizacinmezclada

Operaciones clsicas enimgenes (clasificacin,superposicin ...)

Gran tamao en disco

Poderosas computadoras

requeridas

Anlisis ms difcil: notopologa y semntica

Baja precisin

Abundante informacin

Abundante anlisis debido a

la topologa y semntica

Alta precisin

Tamao razonable en disco

La representacin visual:una simbolizacin esnecesaria para visualizar los

datos

Manejo complejo:se requiere de unconocimiento adicional

RASTER VECTORDEFICIONES

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GIS

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.4.Historia & NoticiasCundo comienzan los GIS?

Qu hay de nuevo en los GIS?

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GIS 1950sCorta Historia del GIS

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Primeras bases de datos con manejo de atributos

Primer software CAD : Computer Assisted Design

Primeros conceptos bsico de GIS

1969 : Creacin de ESRI

(Environmental Systems Research Institute)

La dcada de 1960 vio a muchas nuevas formas de datosgeogrficos ysoftware de mapas: los mdulos de software

relacionados, en lugar de programas independientes, losGIS precedieron.

1960s

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Topolgica arco-nodo (vector) la estructura dedatos del sistema de la Universidad de HarvardODYSSEY: GIS adquiere topologa.

PC y estaciones de trabajo aparecen: el nuevo softwareGIS puede aprovechar el hardware ms avanzado.

1982 : ARC/INFO en Unix

1986 : ARC/INFO en PC

1980s

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Mejora de la interfaz de usuario: GIS ms fcil de usar.

1992 : ArcView

Nocin de interoperabilidad: permite que los sistemasdiferentes se puedan comunicar entre s.

La interoperabilidad es posible gracias a:- Los organismos de Normalizacin ISO, ANSI, AFNOR,CEN ...- Consorcio industrial y cientfico: W3C, OGC ... Normas:HTML, XML, SVG ...

1994 : ArcSDE

GIS empez a usarweb technologies.

Open Source GIS

1999 : GRASS

1999 : ArcIMS

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GISSIGLO 21 y GIS

Qu es el GIS actualmente?

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Llegada de GIS Open Source

Ver http://opensourcegis.org/para una lista completa Open

Source concernientes a Datos Geogrficos

Comercialmente eficiente GIS

Ms que un GIS, tiene una series de desarrollos concernientesa Geographic Data que ahora estn disponibles Open Source :-Libreras Geogrficas como GDAL y Proj4 para transformar

coordenadas.-Desarrollos en Web Mapping como MapServer...

GIS bsico cuando= Cliente CartogrficoQuantum GIS (2002)

GIS efectivo cuando se combina con una DBMS GeogrficaPostGIS + Quantum GIS

No es tan completo como los comerciales, pero es cuestin de tiempo!

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GISSIGLO 21 y GIS

Qu es el GIS actualmente?

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Mobile GISMobile GIS combina tecnologa de GIS, telfonos mviles,GPS y conexin inalmbrica a Internet para trabajar en elcampo.

2001: ArcPad

Llegada de los Geographics Web Services

-Web Mapping-Web Map Service-Web Feature Service-Web Coverage Service

La supremaca de los metadatos

2006: ArcGIS Server

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GIS Llegada de los Geographic Web ServicesSIGLO 21 y GIS

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Web mapping es el proceso de diseo, implementacin,generacin y entrega de mapas en la World Wide Web.

Web Mapping

2000:MapServer

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GISSIGLO 21 y GIS

Llegada de los Geographic Web Services

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Web Map Service WMS

The OpenGIS Web Map Service Interface Standard (WMS)proporciona una sencilla interfaz HTTP para solicitar imgenes

geo-registradas de un mapa distribuidos en una o ms bases dedatos geoespaciales. Una peticin WMS define la capa (s)geogrfica y el rea de inters para ser procesados . Larespuesta a la solicitud de una o ms imgenes de mapas geo-registrados (devuelto como JPEG, PNG, etc.) se pueden

visualizarse en una aplicacin de un navegadorOGC

Definition

Le permite ver, en su propio GIS,mapas GIS procedentes de servidoresWMS en la web.

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Web Map Service WMS : ejemplo

DEMIS - http://www2.demis.nl/wms/wms.asp?wms=WorldMap&

World Map

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Web Map Service WMS : example

Una lista completa de WMS servers pueden serencontrada en : http://wms-sites.com

NASA JPL OnEarth - http://wms.jpl.nasa.gov/wms.cgi?Blue Marble Next Generation

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Web Feature Service WFSThe OpenGIS Web Feature Service Interface Standard(WFS) define una interfaz para la especificacin de lassolicitudes de recuperacin de elementos geogrficos a

travs de la Web utilizando plataformas independientes.The WFS standard define las interfaces y las operaciones para el acceso ymanipulacin de datos en un conjunto de caractersticas geogrficas: Obtener o consultar caractersticas basadas en las restricciones espaciales yno espacialesCrear una instancia nueva caracterstica

Obtener una descripcin de las propiedades de las funcionesEliminar una instancia de entidadActualizar una instancia de entidadBloqueo de una instancia de entidad

La codificacin de la caracterstica que especifica para laentrada y salida es la Geography Markup Language (GML)

aunque otras codificaciones se pueden utilizar.OGC Definition

Permiten manipular, en su propio GIS, los datosvectoriales (accidentes geogrficos) procedentes

de servidores de la CMA en la web.

DEFICIONES

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Web Feature Service WFS : principioDEFICIONES

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Web Feature Service WFS : ejemplo

Aeropuertos en el mundo- http://webservices.ionicsoft.com/worldData/wfs/WORLD

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Web Coverage Service WCSThe OpenGIS Web Coverage Service Interface Standard(WCS) define una interfaz estndar y las operaciones quepermite el acceso inter-operable para "coberturas

geoespaciales. El trmino "cobertura de red" generalmente serefiere al contenido, como imgenes satelitales, fotografasareas digitales, datos digitales de elevacin, y otrosfenmenos representados por valores en cada punto demedicin. "

OGC Definition

Permiten manipular, en su propio GIS,datos raster(cobertura) procedentes de

servidores WCS en la web.

DEFICIONES

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GIS La supremaca de los MetadatosSIGLO 21 y GIS

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Como ms y ms datos estn disponibles en la web, seconvirti en algo importante contar con una descripcin deestos datos..

La informacin que describe el contenido, calidad, estado,origen y otras caractersticas de los datos u otra informacin.Metadatos para los datos espaciales puede describir ydocumentar su tema, cmo, cundo, dnde y quin losregistr, la informacin de disponibilidad y distribucin de su

proyeccin, escala, resolucin y precisin, y su fiabilidad conrespecto a alguna norma. Los Metadatos constan depropiedades y de documentacin. Las propiedades se derivande la fuente de datos (por ejemplo, el sistema decoordenadas y proyeccin de los datos), mientras que la

documentacin se introduce por una persona (por ejemplo,palabras clave que describen los datos). "Definicin ESRI

Definicin de Metadato

Los Metadatos son datos que describenlos datos!

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Ejemplo: ESRI Metadata visto en SRTMDEFICIONES

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Ejemplo: ESRI Metadata visto en SRTM

Campos completos de un metadato

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Ejemplo : Metadato de QGIS visto en Blue MarbleDEFICIONES

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Catalogue Service CAT (or WS-C)

The OpenGIS Catalogue Services Interface Standard(CAT) se centra en la capacidad de publicar y buscar en lascolecciones de informacin descriptiva (metadatos) sobre losdatos geoespaciales, servicios y recursos relacionados.Proveedores de recursos para registrar el uso de catlogosde metadatos que se ajustan a la eleccin del proveedor deun modelo de informacin, estos modelos incluyen

descripciones de referencias espaciales y de informacintemtica. Las aplicaciones cliente pueden buscar los datosgeoespaciales y servicios de manera muy eficiente ".

OGC Definition

Le permite consultar los catlogos delos datos geogrficos en la web.

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GIS

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.5.Acerca de ArcGISPrctica con GIS:

Los principales principios de ArcView 9.2 and up

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GISArcGIS DesktopNiveles Funcionales

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ArcGIS Desktop es un comprensivo set GIS de aplicacionesprofesionales distribuidas por ESRI. ArcGIS Desktop es

usado por profesionales en GIS para compilar autores, uso deinformacin geogrfica y conocimiento.

Tres niveles de funcionalidad

1. Nivel Bsico: ArcView centra en el uso de datos completos,

la cartografa y el anlisis.

2. Nivel Estndar: ArcEditor aade avanzada edicingeogrfica y creacin de datos.

3. Nivel Avanzado: ArcInfo es un escritorio profesionalcompleto de GIS, contienen funcionalidad GIS completa,incluyendo herramientas de geoprocesamiento.

NOTA : Esta clase prctica ser con ArcGIS Desktop 9.2 or 9.3.Pero ArcGIS Desktop 9.4 est listo (disponible desde el verano de 2010).

Y desde el verano del 2011 ArcGIS Desktop 10

ArcView no es una aplicacin ms!

(como lo fue en las versiones 3.x)

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GISArcGIS Desktop

Aplicaciones

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Dos principales aplicaciones:

Dos principales aplicaciones forman el ncleo de ArcGISdesktop:ArcCatalog.exe : para el manejo de datos geogrficos

ArcMap.exe : para editar datos geogrficos y mapasDos aplicaciones internas

Dos aplicaciones internas contenidas en ArcCatalog yu ArcMap estndisponibles en:ArcToolBox : una coleccin organizada de las herramientas degeoprocesamientoModelBuilder: un lenguaje de modelado visual para flujos detrabajo de geoprocesamiento y la construccin de guiones

Estas cuatro aplicaciones son comunes en cada nivel funcional,pero sus capacidades son diferentes de un nivel a otro: lasfuncionalidades disponibles en ArcInfo son complementarias de

ArcView y ArcEditor.

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GISArcGIS Desktop

Extensiones (1)

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Extensiones opcionales para capacidades adicionales

La extensin 3D Analyst agrega muchas capacidades de GIS 3Dy aplicaciones de visualizacin. El ncleo de la extensin 3D Analystes la aplicacinArcGlobe.exe.

La extensin de la interoperabilidad de datos aade la posibilidadde utilizar directamente docenas de formatos de datos GIS en

ArcGIS.

Ej: visualizacin 3D y capacidades demodelar el terreno

Ej: herramientas de animacin

y funcionabilidad.

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GISArcGIS Desktop

Extensiones (2)

L t iDEFICIONES

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La extensinGeostatist ical Analystproporciona herramientasestadsticas avanzadas parala generacin de superficiey para el anlisis y mapeode datos continuos.

La extension Spatial Analystaade geoprocesamiento raster

y modelos. Ej : Anlisis de pendinte

Ej : generar un resumen de

estadsticas, analizar tendencias y

explorar grficamente los datos

estadsticos para la generacin de lasuperficie.

Y muchas ms extensiones: Businessanalyst, Network analyst, Publisher,

Schematics, Survey analyst, Tracking

analyst, ArcScan, Maplex.

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GISArcCatalog en ArcView

Navegacin y Administracin de Datos

L li i A C t l d l i i d i i tDEFICIONES

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La aplicacinArcCatalog ayuda a los usuraios a orgnizar y administrartoda informacin geogrfica, como archivos de datos, geodatabases,mapas, globes, geoprocessing toolboxes, metadatos, y servicios GIS

Con ArcCatalog, se puede:

Navegar y encontrarinformacion geogrfica:

ArcCatalog es un navegador dedatos geogrficos

Raster

Shapefiles

Geodatabases

Documentos

ArcMap

DEFICIONES

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GIS

El f t h fil d fi l t l t ib t d fi d

ArcCatalog en ArcViewFormato Shapefile

DEFICIONES

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*.shp : El principal archivo que almacena losrasgos geomtricos. Requerido.*.shx : El archivo ndice que almacena elndice de los rasgos geomtricos. Requerido.*.dbf: La tabla dBASE table que almacena lainformacin de los atributos. Requerido.*.sbn y *.sbx : Los archivos que almacenan

el ndice espacial de las caractersticas.*.xml : Metadatos fpara ArcGIS, almacenainformacin sobre el shapefile.

El formato shapefile define la geometra y los atributos defines delos rasgos geogrficamente referenciados en tres o ms archivos conextensiones especficas que son almacenadas en un mismo directorio

corresponde a los tres archivos, al menos en el Explorador de Windows:

Cuando ArcCatalog ve a un shapefile:

Tenga cuidado al mover o copiar archivos shapefile con el

Explorador de Windows: no olvide ninguno de los archivos!

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INTRODUCTIONTO

GIS

Las geodatabase es una base de datos que puede manejar conjuntos

ArcCatalog en ArcViewGeodatabases

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Ms capacidad de procesamiento se tiene cuando se utilizan bases de datosgeogrficas, que cuando se utilizan archivos de forma nica, en especial cuando se

importan datos.

Las geodatabase es una base de datos que puede manejar conjuntosde datos geogrficos de varios tipos, ya sea en una carpeta de archivos(geodatabase de archivos se limita a datos por 1 TB) o una base dedatos relacional (base de datos geogrfica personal, limitado a 2 GB).Es la fuente de datos nativa para ArcGIS y se utiliza para la edicin y

la automatizacin de datos en ArcGIS.Algunos de los conjuntos de datos

comunes incluidos en los

espacios de trabajo y bases de

datos geogrficos son

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GISArcCatalog en ArcView

Qu se pude hacer con ArcCatalog

Con ArcCatalog se puede:DEFICIONES

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Con ArcCatalog, se puede:

Definir shapefiles

Definir geodatabases y sus contenidos: caractersticas, clases,tablas, raster

Pero no se puede importar datos en el shapefile

Exportar datos

Registrar, ver, y administrar metadatos

... y mucho ms!

Importar datos en geodatabases

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GISArcMap en ArcViewCartografiando y Editando

La principal aplicacin en ArcView es ArcMap, la cual es usadapara todas las tareas de cartografa y edicin de mapa basado enDEFICIONES

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para todas las tareas de cartografa y edicin de mapa basado enconsultas y anlisis. Es la principal aplicacin para todas las tareasbasadas en mapas incluyendo cartografa, anlisis de mapas, y laedicin.

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GISArcMap en ArcView

Acerca Data Frames

E i d d fi iUn documento ArcMap * mxd es un simple documentoDEFICIONES

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En esa pgina, puede definir unao ms ventanas geogrfica,llamado data frames, paramostrar la informacin GIS.

Un documento ArcMap, .mxd, es un simple documento.

Ejemplo de un mapa principal y unmapa de ubicacin.

Hay dos maneras de ver undocumento ArcMap.-El data frame view proporciona unrea geogrfica "ventana" o marcodel mapa en el que se puedevisualizar y trabajar con informacingeogrfica como una serie decapas.

- El layout view ofrece una vista,donde los elementos del mapa (porejemplo, una o ms tramas dedatos, una barra de escala, unaleyenda y un ttulo del mapa) se

disponen en una pgina.Layout view de un documento ArcMap

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GIS

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ArcMap en ArcViewAcerca de las Capas

Los datos geogrficos estn representado en un mapa como capas.Una capa define la forma de mostrar la informacin geogrfica que

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Una capa define la forma de mostrar la informacin geogrfica quehace referencia. Un mismo conjunto de datos geogrficos se puede

representar con ms de una capa. Los Data Frame son una sucesin decapas.

Datos en ArcCatalog

Frame layers

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GISArcView 9.2; 9.3 o superior

Requerimientos Computacionales

Sistema operativo: todos los Microsoft WindowsDEFICIONES

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Sistema operativo: todos los Microsoft WindowsVer : http://wikis.esri.com/wiki/display/ag93bsr/ArcGIS+Desktop

Velocidad CPU 1.6 GHz recomendado o superior

ProcesadorProcesadores ix, ntel Core Duo, Pentium 4 o Xeon

VerDual or dual-core support policy

Memoria RAM1 GB mnimo, 2 GB recomendado o superiorSi usa ArcSDE Personal Edition para Microsoft SQL Server Express software, 2 GB de RAM esrequerida

Propiedades de pantalla Profundidad de color de 24 bit

Resolucin de pantalla 1024 x 768 recomendado o superior al tamao Normal (96dpi)

Espacio de intercambio Determinado por el sistema operativo, 500 MB mnimo

Espacio en disco

2.4 GB, adems, hasta 50 MB de espacio en disco quiz sea necesario en el directorio Systemde Windows (normalmente C: \ Windows \ System32). Puede ver la necesidad de espacio endisco para cada uno de los componentes del 9,3 en el programa de instalacin.

Si se utiliza ArcGlobe (como parte de 3D Analyst), espacio de disco adicional puede serrequerido. ArcGlobe crear archivos cach cuando se utiliza.

AdaptadorVideo/Grficos

24-bit acelerador de grficos

Una tarjeta de video compatible con OpenGL 1.3 o superior es necesario, con al menos 32 MBde memoria de vdeo, sin embargo, 64 MB de memoria de vdeo o superior es recomendable

Networking HardwareSimple tarjeta de red TCP/IP, o Microsoft Loopback Adapter es necesario para la LicenseManager.

Media Player DVD-ROM drive es necesario para instalar la aplicacin.

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