1  ¿Qué tiene de especial lo espacial?

MÓDULO 1

Independiente de la razón que le ha llevado a empezar los estudios en Sistemas de Información Geográfica, el caso es que, por alguna razón, seguro ha estado en contacto con los SIG, y en este momento tiene interés en ampliar su conocimiento en este campo.

Desde el primer momento en que empezamos a hablar de SIG y pensamos en ello, vemos que lo espacial parece ser especial. Por esta razón, nuestro punto de partida intentará responder la pregunta: ‘¿Qué tiene de especial lo espacial?’

1.1 El conocimiento humano del mundo

Antes de empezar a explorar el campo de los SIG deberíamos reflexionar sobre cómo percibimos el mundo que nos rodea. El conocimiento espacial se ocupa de cómo pensamos sobre el medio y del conocimiento que tenemos de las propiedades espaciales del mundo (Figura 1.1).

Figura 1.1: Diferentes perspectivas del mismo espacio geográfico: Galápagos

El mundo es espacial y, por ello, cualquier cosa puede tener una dimensión espacial. De hecho, el 80% de los datos de nuestra vida diaria son datos espaciales (por ejemplo, un listín telefónico, los mapas de un periódico, la ruta del bus, los anuncios en las calles). Además, muchos de nuestros problemas cotidianos son problemas espaciales: la manera de llegar al trabajo, la localización de los atascos, escoger el destino de un viaje, los residuos peligrosos, incluso las guerras responden a problemas espaciales.

Los elementos del mundo son espaciales en esencia, y la humanidad es observadora de esta realidad, pero ¿el mundo es tal como es o tal como lo vemos? ¿O, tal vez, es como lo percibimos?

Observemos las imágenes de la figura 1, Todas ellas corresponden al mismo lugar, la Isla Isabela, la más grande del archipiélago de las Galápagos. Las cuatro imágenes nos “cuentan” aspectos muy diversos. Nuestros intereses, medios, puntos de vista, etc., condicionarán la percepción que tengamos del espacio.

1.2 Cognición espacial

La necesidad de comunicar información espacial fue quizás uno de los desencadenantes más tempranos e importantes en el desarrollo del lenguaje. Los miembros de una tribu necesitaban comunicar de alguna manera las ubicaciones de buenos cotos de caza o abundantes parches de arbustos de bayas (véanse los primeros mapas en la Figura 1.2).

Figura 1.2: Percepción del mundo y comunicación sobre él

Comprender cómo nosotros (los humanos) usamos nuestro lenguaje para describir el espacio para encontrar nuestro camino, o por ejemplo la casa de un amigo, es un campo de investigación interdisciplinario y muy activo. No menos importante, esto se ha visto impulsado por el diseño de nuevas interfaces de control por voz. Más profundamente, el lenguaje influye significativamente en la forma en que pensamos sobre el espacio y los fenómenos espaciales (Freksa, Mark, y Frank 1991). La forma en que los humanos comprenden y representan los fenómenos espaciales se conoce como cognición espacial. El estudio de la cognición espacial investiga los procesos empleados para adquirir, almacenar y recordar el conocimiento espacial (Medyckyj-Scott y Blades 1992).

Una descripción completa de la representación del conocimiento espacial fue propuesta por Piaget y Inhelder (1956), incluyendo sus 3 componentes:

Conocimiento declarativo (punto de referencia o señal) de objetos y/o lugares junto con sus significados; es un requisito mínimo para el reconocimiento de objetos y patrones.

El conocimiento relacional (configuracional) es donde se desarrolla la información sobre las relaciones espaciales entre objetos o lugares (por ejemplo, proximidad y secuencia), lo que da como resultado la generación de fragmentos de conocimiento espacial y un sentido de multidimensionalidad.

El conocimiento procedimental es donde los objetos y los procedimientos se asocian con procesos como el desarrollo de la capacidad locomotora, que es necesaria para el desarrollo del comportamiento de orientación y el aprendizaje de rutas.

Definición: La cognición, en general, se trata del conocimiento (Montello 1997). La ciencia cognitiva es el estudio científico interdisciplinario de la mente y sus procesos.

Siegel y White (1975) ampliaron esta descripción agregando las etapas en la representación del conocimiento espacial de un individuo, que es probable que surjan con el aumento de la edad o la experiencia. Estudiaron el conocimiento espacial de un entorno de personas adultas e identificaron los siguientes tres niveles (en comparación con los componentes del conocimiento espacial discutidos anteriormente):

  • Los puntos de referencia son puntos distintivos, típicamente familiares en el entorno.

  • El conocimiento de la ruta se caracteriza por el conocimiento de las rutas entre puntos de referencia (información topológica), pero carece de una comprensión general del espacio (p. ej., incapacidad para recordar la descripción de la ruta completa de la memoria).

  • El conocimiento topográfico (o configuracional) significa la comprensión adecuada de la organización espacial, es decir, la capacidad de localizar objetos en términos de ruta entre ellos utilizando, p. información sobre distancia y dirección (por ejemplo, descubrimiento de atajos).

Considere el siguiente ejemplo: debido a un nuevo trabajo, una persona se mudó a una nueva ciudad. De acuerdo con la teoría de Siegel y White, primero la persona aprende las posiciones relativas de puntos de referencia como su nuevo hogar, la ubicación de la oficina, una cafetería y un centro comercial local; luego los conectas con rutas; y luego comienzas a descubrir rutas alternativas, una panadería y una farmacia a lo largo de una de las rutas… ¿Cómo se compara tu experiencia en el aprendizaje de un nuevo entorno con esta historia y, a su vez, con esta teoría?

1.2.1 La percepción humana de las propiedades espaciales del mundo

A escala humana, el mundo consiste en objetos, eventos y procesos que tienen el medio ambiente de fondo. Entender los fundamentos del mundo espacial es crucial para construir el conocimiento necesario para el estudio de los SIG. El conocimiento espacial se ocupa de las propiedades espaciales del mundo. El conocimiento humano de este mundo espacial incluye sensaciones y percepciones, pensamientos, imágenes, razonamientos y resolución de problemas, memoria, aprendizaje y lenguaje.

Las propiedades espaciales de los elementos del mundo son:

  • Posición
  • Tamaño
  • Distancia
  • Dirección
  • Forma
  • Textura
  • Movimiento
  • Relación entre objetos

Los objetos espaciales tienen una posición, por lo que pueden ser vinculados en algún lugar de la superficie de la Tierra utilizando, por ejemplo, coordenadas o direcciones postales. Además, según sus dimensiones espaciales, los objetos pueden tener cierto tamaño: la longitud de una carretera, el área de un bosque o el volumen de una masa de agua.

La distancia y la dirección son también muy importantes como propiedades espaciales del mundo. ¿Qué distancia hay, por ejemplo, de Quito a Caracas? Esto dependerá de la forma como se mida la distancia. Con una cinta métrica y un mapa podremos calcular la distancia exacta entre dos ciudades. ¿Pero eso realmente nos importa si lo que queremos es viajar en carro? ¿No sería más importante conocer cuánto tiempo tardaremos en llegar, por ejemplo, en avión, en tren o en coche? En este caso podríamos medir la distancia en horas. Pero también puede ser interesante saber cuánto nos va a costar el viaje, ya que tal vez nos saldría más rentable abordar un avión y hacer escala primero en Bogotá. Aunque eso signifique ir a otra dirección y aumentar la distancia, esta podría ser la opción más barata para llegar a Caracas.

Para describir objetos se puede utilizar su forma, si es compacto, alargado, irregular, etc. Si analizamos la posición y la distancia de los objetos espaciales podemos distinguir diferentes texturas. Esto puede ser muy interesante para explorar la distribución espacial, por ejemplo, de enfermedades, comportamientos en el voto o accidentes, con el objetivo de encontrar soluciones.

“Conocer dónde se encuentran las cosas puede ser realmente importante en logística y transportes, donde el objetivo es el movimiento de bienes y personas de un lugar a otro y las infraestructuras que lo permiten” (Longley et al. 2015)

Finalmente, la existencia o no de las relaciones entre los objetos puede ser crucial cuando abordamos problemas espaciales. Por ejemplo, en la detección de actividades criminales para la localización de estaciones de policía, puntos de agua en el caso de animales o comercios en el caso de consumidores potenciales.

1.2.2 Problemas cognitivos en Geoinformática

Figura 1.3: Mapas mentales de cómo llegar de “casa” a “oficina” por 2 personas diferentes

⎄Como se muestra en los mapas mentales individuales de la Figura 1.3, la percepción y la memoria del espacio pueden diferir considerablemente entre las personas. Esta es la razón por la que el conocimiento de la información geográfica todavía se considera uno de los grandes desafíos en la investigación de la ciencia SIG (Mcmaster y Usery 2004). Para hacer que las aplicaciones y herramientas espaciales sean más utilizables, nosotros, como expertos en IG, necesitamos una comprensión más profunda de cómo las personas representan y piensan sobre el espacio.

Estos son algunos ejemplos típicos de problemas cognitivos en Geoinformática:

  • cómo los expertos y los legos conceptualizan y razonan sobre el espacio geográfico, y cómo se pueden diseñar y enseñar herramientas de apoyo para apoyar a ambas categorías de usuarios,
  • cómo las personas expresan información espacial en lenguaje natural (como el inglés) y cómo se puede utilizar para optimizar la comunicación de voz en los sistemas de navegación de automóviles,
  • cómo deben diseñarse las interfaces para promover la comunicación precisa y eficiente de la información espacial y geográfica, como la escala, la incertidumbre y la estructura de la red.

1.2.3 Cuestionario: Razonamiento espacial

¿Qué es el proceso lógico en el razonamiento espacial? Intente resolver el cuestionario rápido que se muestra en la Figura 1.4. ¡Arrastre y suelte los pasos en el flujo de trabajo en el orden correcto! Comience desde la parte superior izquierda y coloque las tarjetas en cascada hacia la parte inferior derecha. Cuando todo esté colocado correctamente, haga clic en el símbolo de verificación en la parte inferior derecha.

Figura 1.4: Cuestionario - el proceso de razonamiento espacial

¿Obtuvo el orden correcto en la primera ejecución? ¿Colocó la tarjeta “Identificar una pregunta” en el primer lugar intuitivamente?

Si bien esto puede parecer trivial y se corresponde con la comprensión intuitiva de un proceso de razonamiento, muy a menudo el flujo de trabajo se invierte cuando los estudiantes de maestría (y también los investigadores más avanzados) presentan sus ideas sobre un posible tema de investigación. En lugar de decir “Quiero saber por qué (o dónde o cómo)”, a menudo dicen “Quiero hacer algo con los datos de Twitter”. o “Quiero hacer algo con Machine Learning”, que coloca el segundo o tercer paso en el flujo de trabajo por adelantado: un método buscando una pregunta.

Como profesionales de IG, debemos tener en cuenta que estamos trabajando con herramientas para cumplir un propósito particular. Incluso si nos fascinan los datos e incluso si somos muy buenos expertos en el manejo de las herramientas, siguen siendo un medio para un fin. El propósito es lo que está al principio y debe impulsar nuestro proceso de razonamiento.

1.3 Problemas geográficos

Los problemas que están anclados en el espacio, como los que acabamos de discutir, se denominan problemas geográficos (Longley et al. 2015; Pucha-Cofrep et al. 2017). Estos se pueden clasificar en base a:

Escala o nivel de detalle geográfico: estos son problemas relacionados con una ocurrencia local, regional, nacional o global. Un diseño arquitectónico de una casa familiar requiere información geográfica a escala local que cubra un área bastante pequeña, pero con un alto nivel de detalle, como el tamaño de una parcela de tierra, su forma y pendiente. Fenómenos como el cambio global, por otro lado, deben estudiarse a una escala mucho más completa, cubriendo grandes áreas (globales) e integrando datos de muchas fuentes diferentes. En la literatura geográfica, la escala local a menudo se denomina gran escala, y la escala global se denomina pequeña escala. Desafortunadamente, es exactamente lo contrario en otros dominios como la ecología o la arqueología. En estas disciplinas, las escalas globales se conocen como gran escala. Para evitar confusiones, no usaremos pequeño o grande para definir la escala en este módulo.

Propósito o intención: determina la naturaleza del problema como práctico o más bien teórico. Por lo general, los primeros deben resolverse rápidamente y con un costo mínimo con efecto inmediato, por ejemplo, organizar la retirada de nieve en un barrio o la recogida/dejada de escolares. La resolución de problemas teóricos a menudo está impulsada por la curiosidad humana y generalmente contribuye al avance de la comprensión humana del mundo, por ejemplo, el efecto del calentamiento global en las corrientes oceánicas o impacto del niño/la niña en los patrones de lluvia en las Américas.

Escala de tiempo: los problemas pueden requerir soluciones operativas, tácticas o estratégicas. En una empresa de reciclaje, las decisiones operativas a corto plazo permiten el funcionamiento diario sin problemas de los camiones que recogen los productos de reciclaje en las áreas designadas y los entregan en la estación de reciclaje más cercana o adecuada. Las decisiones tácticas a medio plazo se centrarán en rediseñar rutas de camiones para incluir un complejo de viviendas de nueva construcción en el servicio. Las decisiones estratégicas, como expandir o racionalizar la red de la empresa, le dan a la empresa una dirección a largo plazo.

Todos estos problemas tienen (al menos) una cosa en común: datos espacialmente referenciados.

1.4 Utilización y aprendizaje de mapas

El objetivo de los mapas cartográficos es comunicar información geográfica y servir de soporte para la resolución de problemas.

Pero ¿cómo se consigue una comunicación eficiente a través de los mapas?

Los humanos tenemos facilidad para extraer con rapidez gran cantidad de información a partir de imágenes, fotografías o gráficos. Incluso la información no espacial o no perceptiva puede ser representada y visualizada de esta forma. Los mapas usan, o deberían usar, escalas convenientes y perspectivas de visualización, de manera que pueda percibirse todo desde un solo punto de visualización. Los mapas, además, enfatizan las propiedades relevantes y omiten o disimulan aquellas que no lo son, de forma que percibamos únicamente aquello meramente importante.

En la Figura 1.5 podemos observar un mapa esquemático de la red de metro de Londres realizado en 1933, en el que no se representa las líneas y estaciones geográficamente. Los mapas conceptuales nos ayudan a entender la realidad, de manera que únicamente visualizamos la información necesaria, eliminamos elementos distorsionantes, aumentando así su eficacia y utilidad.

Figura 1.5: Mapa esquemático de la red del metro de Londres

Así, ¿mediante los mapas se puede confundir o distorsionar la comunicación? Las proyecciones, generalizaciones, exageraciones y omisiones realizadas en el proceso de generación de la información del mapa pueden despistar, distorsionar o engañar. Las transformaciones de escala entre mapas y el mundo real no son sencillas. Las traducciones de la perspectiva desde la vista aérea a una vista a nivel del suelo pueden ser confusas. La interpretación de los símbolos (colores, puntos, símbolos, líneas de contorno), puede ser complicada y, en algunos casos, puede llegar a despistar.

El entrenamiento y el aprendizaje en la interpretación de la información cartográfica también pueden cambiar la forma como son percibidos e interpretados los mapas.

1.5 El lenguaje espacial

La información espacial suele ser transmitida de forma verbal. Lo hacemos cuando indicamos a alguien la ruta para llegar a un punto de destino, a partir de términos espaciales cuantitativos (cien metros o una hora), y/o términos espaciales de localización (aquí, allá, derecha, izquierda).

Cuando nos expresamos en lenguaje espacial normalmente estamos traduciendo un conocimiento espacial no-verbal que puede alterar la información. El lenguaje espacial suele utilizar preposiciones, que acostumbran a ser difíciles de traducir a otro idioma, y expresa información cuantitativa poco precisa, ya que las localizaciones generales o las conexiones son más importantes.

En la Figura 1.6 vemos un mapa mental y esquemático de la localización de una fiesta. Es un buen ejemplo de cómo utilizamos un mapa como modelo de la realidad, en este caso para identificar el camino a una fiesta. Como se observa, el mapa es una abstracción de la realidad: la realidad ha sido simplificada para transmitir sólo la información útil para encontrar el lugar en donde se encuentra la fiesta. De esta manera, los anfitriones han construido un modelo espacial simple y efectivo.

Figura 1.6: Mapa esquemático de la localización de una fiesta.

La efectividad de los mapas depende de los conocimientos que se asume que tiene el usuario. En el caso de la Figura 1.6 se supone que sabemos leer castellano, que entendemos algunos símbolos, etc. Por otro lado, el autor del mapa también asume que éste sólo sirve para ayudar a sus invitados a encontrar la fiesta. Los conocimientos asumidos y el uso apropiado de los modelos espaciales son dos temas centrales en la aplicación práctica de las tecnologías SIG.

Si nos hemos “perdido” en una ciudad y preguntamos a alguien cómo llegar a cierto punto, a no ser que tengamos un mapa a mano, nos tendrán que indicar la dirección correcta mediante el lenguaje oral. En el caso de las indicaciones verbales, la persona que da orientaciones a otra de cómo llegar a un lugar asume ciertas habilidades de comprensión en la persona que le ha preguntado.

Dependiendo de cómo nos ha indicado la persona a la que hemos preguntado, y de nuestra habilidad de observación y orientación, llegaremos al punto de destino o no. Pero ¿cuáles son buenas indicaciones y cuáles no? ¿Las marcas del terreno y las acciones “gira a la derecha” o una descripción exhaustiva del espacio? ¿Cómo nos ayudan los gestos y los mapas en las indicaciones? ¿Cómo se combinan con las palabras? ¿Qué nivel de concreción es el mejor? ¿Debemos indicar también cómo corregir la dirección en el caso de pasarse el cruce?

Observamos que hay muchas ambigüedades en las direcciones verbales. ¿Qué es una “manzana”? ¿Qué es una “intersección”? ¿Qué significa “girar a la derecha” cuando cinco calles se juntan o cuando entramos a un redondel o glorieta?

1.6 Investigando preguntas geográficas

Los procesos de investigación pueden también aplicarse mediante la formulación de preguntas geográficas: ¿Qué hay dónde?, ¿Dónde se encuentra algo?, ¿Por qué esto está aquí?, ¿Por qué no está en otra parte?, ¿Dónde están sus límites?, ¿Dónde está algo con relación a otros del mismo tipo?, ¿Qué tipo de distribución siguen?, …

Las preguntas sobre “el dónde” de los objetos espaciales se hacen para fomentar el pensamiento y la abstracción en el aprendizaje. Y las respuestas a estas preguntas a veces implican la creatividad en la integración, modificación o manipulación de diferentes cantidades de información.

Según Nyerges y Jankowski (1997), los problemas geográficos se pueden categorizar según en qué se basan:

  • Localización y extensión.
  • Distribución y textura o forma.
  • Asociación espacial.
  • Interacción espacial.
  • Cambio espacial.

Con la finalidad de responder a estas cuestiones, la investigación geográfica requiere de la práctica individual, de las aptitudes de observación, definición, clasificación, análisis, deducción, razonamiento, integración, y asociación al problema.

1.7 La importancia del conocimiento en los SIG

A menudo los SIG son complicados de usar de forma efectiva y eficiente, de hecho, pocas veces se utiliza todo su potencial. Se trabaja con aplicaciones que cuestan más tiempo y dinero, son más complicadas de usar de lo que deberían, y no llevan a cabo la totalidad de los procesos.

El conocimiento está relacionado con tres de las principales funciones de los SIG: almacenaje, representación y análisis de los datos referenciados. Las limitaciones y problemas de los SIG podrían ser mejorados poniendo especial énfasis en el conocimiento humano. Es decir, la forma como el ser humano adquiere, razona y comunica el conocimiento mediante los SIG.

El estudio del conocimiento es sobre el saber, su adquisición, almacenamiento, recuperación, manipulación y utilización por los humanos y otras criaturas inteligentes. El conocimiento incluye la percepción, el pensamiento, el razonamiento, la resolución de problemas, la memoria, el aprendizaje y el lenguaje. Las estructuras y los procesos del conocimiento son parte de las mentes, van del cerebro al sistema nervioso en el interior de los cuerpos de este mundo físico y social.

Algunos ejemplos de objetivos de conocimiento en SIG son:

  • ¿Cómo las personas, expertas o no, conceptualizamos y razonamos sobre el espacio geográfico?
  • ¿Cómo tienen que ser diseñados y pensados los sistemas para apoyar los diferentes usuarios o usuarias?
  • ¿Cómo la gente expresa la información espacial en el lenguaje natural?
  • ¿Cómo puede usarse este lenguaje natural para mejorar la comunicación con el SIG (por ejemplo: las indicaciones del navegador del coche)?
  • ¿Cómo tendrían que ser diseñadas las interfaces para promover la comunicación precisa y eficiente de la información geográfica, como la escala, la incertidumbre y las estructuras de redes?

1.8 Lo espacial es un valor añadido

¿A qué nos referimos cuando afirmamos que la perspectiva espacial es un valor añadido para diferentes disciplinas?

La perspectiva espacial añade interés, fiabilidad y efectividad debido a que facilita los procesos al suministrar información real sobre la localización de los recursos, y porque permite filtros, alteraciones y creación de nueva información.

¿Por qué es tan importante la información geográfica (IG)? Porque todo lo que ocurre en el mundo tiene lugar en algún sitio. Y, además, el conocimiento de dónde ocurre es sumamente importante, por ejemplo: los límites de un país, la localización de los hospitales, las rutas de reparto, la gestión forestal, encontrar fondos para la defensa de los océanos, …

La localización en el espacio es un objetivo que puede resolver muchos problemas de la sociedad actual. Algunos son tan rutinarios que ni los apreciamos: la cuestión diaria de qué ruta escoger, recibir direcciones mientras conducimos, escoger un hotel, etc. Otros son tan relevantes que afectan a millones de personas, como el desmantelamiento de la antigua Unión Soviética.

Los problemas que incluyen aspectos espaciales, aunque sea en la información que permite su solución o en los resultados obtenidos, son considerados espaciales o geográficos.

Podemos decir que lo espacial es especial porque:

  • Todos los elementos del mundo pueden definirse por su posición.
  • El componente espacial es esencial en variedad de disciplinas.
  • El trabajo con información espacial conlleva decisiones únicas, complejas y difíciles.

Como consecuencia de esto, la información geográfica ha propiciado el crecimiento de una importante industria especializada y las universidades ofrecen cursos diseñados específicamente en ciencias y sistemas de la información geográfica.

2 Breve historia de los conceptos

La forma, cómo pensamos sobre el espacio y cómo razonamos con el espacio para tomar una decisión, no solo varía entre individuos. De hecho, los conceptos en los que basamos la cognición espacial y el razonamiento han evolucionado a lo largo de la historia, y siguen evolucionando en la actualidad. Solo piense en los tiempos antes de que los mapas globales en línea estuvieran disponibles. Uno de los primeros y más influyentes mapas en línea inició sus servicios en 2005: Google Maps. No hace mucho tiempo, de verdad. Tómese un momento para pensar cuánto ha cambiado nuestra percepción espacial del mundo.

Comencemos un viaje a través del tiempo para resaltar cómo se desarrollaron la teoría geográfica y los conceptos del pensamiento espacial. Con el ejemplo de algunos académicos extraordinarios, resaltaré los orígenes conceptuales de la geoinformática y reconoceré la contribución de estos investigadores y profesionales al campo.

Para aquellos de ustedes que tengan más interés en las raíces históricas de nuestra disciplina, les recomiendo navegar a través de los Clásicos del CSISS, que presenta a los principales contribuyentes al pensamiento espacial, proporcionado por el Centro de Ciencias Sociales Integradas Espacialmente. En la historia más reciente, ESRI proporciona un guion gráfico sobre la historia de GIS.

2.1 Johann-Heinrich von Thünen: disminución de la distancia

Figura 2.1: Johann-Heinrich von Thünen (1738 - 1850) (Longley et al. 2015)

Von Thünen (Figura 2.1) fue un agricultor y un famoso economista de su tiempo, en el cambio del siglo XVIII al XIX. Quería determinar el uso de la tierra más rentable para su finca. Para este propósito, von Thünen conceptualizó la relación entre el uso del suelo en dependencia de la ubicación de un mercado central. En su modelo de uso de la tierra agrícola de 1826, los cultivos agrícolas estaban ubicados en ubicaciones radiales alrededor de una ciudad en una secuencia con una intensidad de uso de la tierra creciente (Figura 2.2).

Figura 2.2: Equilibrar la asignación del uso del suelo con el costo del transporte

Su modelo se basa en los siguientes supuestos limitantes:

  • El mercado central está ubicado dentro de lo que se conoce como un “Estado aislado”, lo que sugiere una comunidad que es autosuficiente y no tiene influencias externas.
  • Este “Estado aislado” está rodeado por una tierra desocupada y sin uso.
  • El territorio del Estado es completamente homogéneo, sin ríos, montañas u otros obstáculos. Además, el suelo, el clima y todos los demás factores de la agricultura son los mismos.
  • En el “Estado Aislado” no existen grandes vías de transporte. Es decir, los agricultores del Estado transportan sus propios productos al mercado a través de carretas de bueyes, vía terrestre, directamente al mercado central.
  • Los agricultores del estado hacen lo que necesitan para obtener la mayor ganancia en el mercado.

Aunque el modelo de Von Thünen se creó en la época preindustrial, antes de que se construyeran fábricas, carreteras e incluso ferrocarriles, sigue siendo un modelo importante en geografía, porque es una excelente ilustración del efecto de disminución de la distancia. A medida que uno se aleja de una ciudad, el precio de la tierra disminuye. Los agricultores equilibran el costo del transporte, la tierra y las ganancias para producir el producto más rentable para el mercado.

2.2 Dr. John Snow: razonamiento espacial

Figura 2.3: Dr. John Snow (1813-1858) (Longley et al. 2015)

John Snow (Figura 2.3) fue médico en Londres en el siglo XIX. En 1854, fue testigo de una epidemia de cólera. En ese momento aún no se habían detectado gérmenes microscópicos y, por lo tanto, se desconocía la verdadera fuente del cólera. Sin embargo, el Dr. Snow, al investigar la epidemia, comenzó a trazar la ubicación de las muertes relacionadas con el cólera. En ese momento, el agua de Londres era abastecida por dos compañías de agua. Una empresa extrajo el agua del río Támesis río arriba de la ciudad principal, mientras que la otra empresa desvió el agua del río río abajo de la ciudad.

A través del mapeo (Figura 2.4) de las ubicaciones de las muertes por cólera, Snow destacó un área en particular, donde ocurrieron 500 muertes en solo 10 días. Cuando el Dr. Snow se dio cuenta de que la bomba de agua de Broad Street estaba justo en el centro de esta área, investigó más a fondo. Desde la perspectiva actual, no es sorprendente que la bomba de Broad Street se abasteciera de agua desde la ubicación aguas abajo. John Snow descubrió además que los hombres que trabajaban en una cervecería no se vieron afectados: bebieron el agua del propio pozo de la cervecería.

Figura 2.4: Izquierda: bomba de Broad Street. Derecha: El mapa que el Dr. John Snow produjo a partir de casos de cólera en el área de Broad Street en Londres en 1854. La bomba de agua contaminada está marcada con una estrella amarilla en el centro del mapa. Los puntos rojos muestran los eventos de muerte; su tamaño varía según el número de eventos de muerte.

Con base en esta evidencia, el Dr. Snow aconsejó a los funcionarios de la ciudad que quitaran la manija de la bomba de Broad Street. Esta medida mostró un efecto inmediato y la epidemia fue contenida. Es un caso temprano de razonamiento espacial científico basado en la evidencia.

2.3 Walter Christaller: Teoría del lugar central

Figura 2.5: Walter Christaller (1893 - 1969)

La pregunta que planteó Walter Christaller (Figura 2.5) en su emblemático libro fue: “¿Existen reglas que determinen el tamaño, el número y la distribución de los pueblos?” (Christaller 1933). Intentó responder a esta pregunta a través de una teoría de los lugares centrales a un nivel muy esquemático, utilizando formas geométricas.

Figura 2.6: Patrones Jerárquicos de Urbanización

Un lugar central, según Christaller (1933), es un asentamiento que sirve al área circundante con bienes y servicios. Su teoría del Lugar Central explica la distribución del tamaño de las ciudades (Figura 2.6). Christaller (1933) teoriza que las grandes ciudades no están dispersas al azar en el espacio, sino que tienen la máxima distancia posible entre sí. Esto se llama una distribución uniforme. Las ciudades medianas están llenando los vacíos, nuevamente en una distribución uniforme, y así sucesivamente. Al igual que otras teorías de ubicación de Weber y Von Thünen, se supone que las ciudades están ubicadas en un espacio homogéneo. El modelo de Christaller (1933) se basaba además en la premisa de que todos los bienes y servicios se compran en el lugar central más cercano, que las demandas de todos los lugares centrales de la llanura eran similares y que ninguno de los lugares centrales generaba ganancias excesivas.

2.4 Ian McHarg: superposición de mapas

Figura 2.7: Ian McHarg (1920-2001)

Ian McHarg (Figura 2.7) fue un pionero del movimiento ambientalista. Estaba buscando argumentos que respaldaran sus ideas sobre una mejor integración del entorno natural en las ciudades. Pero no había ningún método para cuantificar y mostrar información sobre el entorno natural de manera significativa. Entonces, superpuso todo tipo de información espacial en hojas semitransparentes de papel delgado: el primer uso estratégico de las superposiciones de mapas. Juntas, estas capas permiten una evaluación intuitiva y holística de este paisaje.

Figura 2.8: Ian McHarg sugirió por primera vez superponer diferentes capas de mapas para generar nueva información. De: Diseño con la Naturaleza, Ian McHarg (1969).

McHarg demostró su enfoque con el ejemplo de un proyecto de construcción de carreteras muy controvertido en State Island, Nueva York. Trazó un mapa de múltiples valores naturales y sociales, incluidos el patrimonio histórico, el agua, los bosques, la vida silvestre, la belleza escénica, la recreación, los valores residenciales, institucionales y de la tierra. Para cada uno de estos valores dibujó un mapa. Los tonos de sombreado representan la severidad del impacto en ese factor. A continuación, todos los mapas semitransparentes se superpusieron unos sobre otros. Las áreas más oscuras mostraban las áreas con mayor valor social general y las más claras con menos, siguiendo el formato de cada capa individual. En la Figura 2.8 se pueden ver las hojas de papel originales extraídas del Libro de McHarg “Design with Nature” (1969), que supuso un hito en la conceptualización de los SIG.

2.5 Torsten Hägerstrand: espacio y tiempo

El geógrafo sueco Torsten Hägerstrand (Figura 2.9) se dedicó al desarrollo de nuevos conceptos y modelos de fenómenos espaciotemporales. Investigó el comportamiento y el movimiento de las personas en el espacio y el tiempo.

Figura 2.9: Torsten Hägerstrand (1916 - 2004)

Para el análisis de las trayectorias de movimiento propuso la trayectoria espaciotemporal: un individuo se ubica en un plano bidimensional en un momento determinado. El tiempo está representado por el eje vertical, creando un cubo tridimensional de espacio-tiempo. Si el individuo no se mueve, el camino aparecerá como una línea vertical entre los tiempos de inicio y fin (Figura 2.10).

Figura 2.10: Trayectoria espacio-temporal de tres individuos a través del espacio (eje x y) y el tiempo (eje z) en un cubo de espaciotiempo.

2.6 Waldo Tobler: la primera ley

Figura 2.11: Waldo Tobler (1930 - 2018)

El concepto probablemente más citado en Geoinformática se conoce como la Primera Ley de la Geografía de Tobler: “Todo está relacionado con todo lo demás, pero las cosas cercanas están más relacionadas que las cosas distantes” (Tobler 1970). Este concepto sorprendentemente simple es la base de prácticamente todos los métodos de análisis y estadísticas espaciales. Fue formulado por Waldo Tobler (Figura 2.11), un geógrafo y cartógrafo estadounidense-suizo. En una nota anecdótica, la famosa Primera Ley fue más un producto secundario en la página 3 de un artículo en el que Tobler presentó un modelo de simulación del crecimiento urbano de Detroit.

Además de la notable formulación de la Primera Ley, Waldo Tobler puede ser visto como un pionero de la Geoinformática en un sentido más estricto. Usó computadoras en su investigación geográfica desde fines de la década de 1950 y, por lo tanto, fue pionero en el campo de muchas maneras, especialmente en el modelado matemático y las interpretaciones (carto)gráficas.

2.7 Stan Openshaw: detección de grupos

Stan Openshaw (Figura 2.12) y sus colegas aplicaron su Máquina de análisis geográfico para analizar las incidencias de leucemia infantil en el norte de Inglaterra entre 1968 y 1985. Este es otro gran ejemplo del análisis espacial de los primeros días.

Figura 2.12: Stan Openshaw (nacido en 1946)

En el análisis se utilizaron dos conjuntos de datos:

  • Uno que contiene las ubicaciones de los casos de la enfermedad,
  • El otro proporciona el número de personas en riesgo en las zonas estándar de informes del censo.

El método genera una gran cantidad de círculos invisibles de tamaños aleatorios y los arroja al azar sobre el mapa. Se dibuja un círculo, si el número de casos que encierra supera considerablemente el número de los esperados en esa zona, dado el tamaño de la población en riesgo. En la Figura 2.13 puede ver grupos que resultaron del análisis de casos de leucemia alrededor de una planta de energía nuclear.

Figura 2.13: Uno de los primeros SIG fue la Máquina de análisis geográfico de Stan Openshaw. Aquí, esta aplicación mapea grupos significativos de leucemia alrededor de una planta de energía nuclear en Sellafield, al norte de Inglaterra (Openshaw et al. 1987).

2.8 Michael Goodchild

Figura 2.14: Michael Goodchild (nacido en 1944)

Ninguna revisión del desarrollo histórico de nuestro campo puede ignorar a Michael Goodchild (Figura 2.14), quien acuñó el término Ciencia de la Información Geográfica (Goodchild 1992). Con este influyente artículo, Michael Goodchild, un geógrafo británico-estadounidense, definió el campo como una disciplina científica independiente y describió por primera vez su agenda de investigación.

2.9 Cuestionario

En el Quiz de la Figura 2.15, empareje las tarjetas de los pensadores espaciales (puntos naranjas) con las tarjetas de conceptos espaciales (puntos azules) que propusieron. Las cartas se vincularán una vez que coloques una encima de la otra. Compruebe si su solución es correcta haciendo clic en el icono de casilla de verificación azul en la parte inferior derecha.

Figura 2.15: Cuestionario: empareje a los pensadores espaciales con los conceptos que han aportado.

3 ¿Cómo entonces definir los SIG?

La definición de SIG ha sufrido modificaciones a lo largo del tiempo según las necesidades, por lo que pueden ser definidos de diferentes formas.

  • ¿Los SIG son una herramienta o una ciencia?,
  • ¿O son únicamente un negocio?,
  • ¿Es una tecnología para la resolución de problemas o es simplemente un sistema para la generación de mapas?,
  • ¿Qué son los SIG?

En esta parte vamos a dar respuesta a estas preguntas y centrarnos en la definición del término SIG.

3.1 ¿Qué es la información geográfica?

La información geográfica es información sobre un elemento en la superficie de la Tierra, es el conocimiento sobre ‘dónde’ está algo o ‘qué hay’ en un determinado lugar.

Características de la información geográfica, que la hacen tan especial:

  • Es multidimensional: mediante dos coordenadas puede definirse cualquier posición (x, y o latitud, longitud).
  • Normalmente es relativamente estática –las características naturales y muchas características de origen humano no suelen variar rápidamente–.
  • Dependiendo de la resolución geográfica la IG puede ser muy detallada (por ejemplo, información sobre la localización de todos los edificios en una ciudad, o sobre cada uno de los árboles en un bosque) o muy genérica (como información sobre el clima en una gran extensión, o la densidad de población en un país entero)
  • Puede ser muy voluminosa –por ejemplo: un solo satélite emite cada día un volumen de datos del valor de un terabyte. Se necesitan varios gigabytes de datos para describir el callejero de una gran ciudad.
  • Puede ser representada en diferentes formatos digitales, que pueden influenciar los análisis y los resultados.
  • Debe ser proyectada a menudo en una superficie plana.
  • El análisis de la IG requiere métodos especiales y conlleva un tiempo.
  • Aunque la mayoría de la información geográfica es estática, el proceso de actualización es viable, pero complejo y caro.
  • Visualizar la IG en formato de mapas requiere la recuperación de gran cantidad de datos.

Cuando la Información geográfica es expresada en formato digital, la información está codificada en un alfabeto que utiliza solamente dos valores o bits: 0 y 1. De esta forma los datos son representados como secuencias de bits. Cuando creamos un paquete de información geográfica en formato digital, éste se parece a cualquier otro paquete de información. Con la misma tecnología se pueden manejar muchos tipos de información. Por ejemplo: una memoria portable tipo flash o un DVD puede almacenar palabras, números, mapas, sonidos, … En la actualidad, a través de Internet, se puede transmitir cualquier tipo de información.

3.2 Datos geográficos

Entonces, ¿Qué tienen de especial los datos espaciales/geográficos? Recuerda que los datos geográficos son datos sobre cosas y fenómenos en la superficie de la Tierra o en sus cercanías que responden a las preguntas:

  • ¿Dónde pasó algo?
  • ¿Qué sucedió en un lugar determinado?
  • ¿Cuándo pasó algo?

3.2.1 Geometría

Como se muestra en la Figura 3.1, el componente de ubicación de los datos geográficos se refiere a la geometría de un objeto espacial real (por ejemplo, una carretera) o abstracto (por ejemplo, un límite administrativo).

Figura 3.1: Tipos de datos geográficos

Los siguientes tipos geométricos se distinguen por su dimensionalidad:

  • Punto: objeto de dimensión 0 que representa generalmente un punto central de una cosa o fenómeno (por ejemplo, postes de electricidad, alcantarillas o ciudades).
  • Línea: representación unidimensional de objetos lineales (por ejemplo, carreteras, tuberías o ríos).
  • Polígono: representación bidimensional de objetos de área (por ejemplo, límites de países, uso de la tierra)

3.2.2 Datos de atributos

Los datos geográficos conectan la ubicación, los atributos y el tiempo. Así los datos no espaciales en forma de texto, estadísticas, medidas, nombres, etc. pueden ser asignados a una ubicación; los llamamos datos de atributos.

Los atributos deben asignarse claramente, de manera lógica y sin ambigüedades, a una ubicación en particular. Estos atributos se miden en diferentes escalas de medida (Stevens & others, 1946): nominal, ordinal, de intervalo y de razón.

Los datos nominales se clasifican según su calidad o tipo, y son discretos. Los valores alfanuméricos se utilizan para etiquetar diferentes clases, pero estas etiquetas no indican la clasificación. Los datos nominales pueden clasificarse y compararse (verifique la “igualdad”). Por ejemplo, un punto puede representar un aeropuerto o un pueblo o una mina; una línea puede representar una carretera o un oleoducto; y un polígono puede ser un uso de suelo diferente.

Los datos ordinales describen valores relativos como rango o jerarquía y también implican calidad. Entonces, las cosas pueden ser pequeñas o grandes, bajas o altas, pero no podemos decir cuánto es “alto” más alto que “bajo” porque no se les asignan valores numéricos específicos. Un ejemplo de datos ordinales es un sistema de clasificación de carreteras como autopista/carretera principal/secundaria.

Los datos de intervalo son cuantitativos y, por lo tanto, incluyen valores numéricos. Estos se pueden clasificar y organizar a lo largo de una escala utilizando alguna unidad estándar. Por lo tanto, es posible calcular la diferencia entre los valores clasificados expresados en una unidad estándar elegida. Un ejemplo es una escala de temperatura en grados como unidad de medida estándar (°C – Celsius o °F – Fahrenheit). Podemos afirmar que hay una diferencia de 16 °C entre 16 °C y 32 °C, pero 32 °C no es el doble de caliente que 16 °C porque la escala de medición es arbitraria. Los valores están ordenados en la escala donde 0°C corresponde al punto de congelación del agua, que corresponde a 32°F. Por tanto, 0°C es un cero arbitrario, es decir, fijado por un acuerdo.

Los datos de razón son los mismos que los datos de intervalo, excepto que se pueden expresar como razón y tienen un cero absoluto (a veces también llamado cero natural). Ejemplos de tales datos son las medidas físicas de longitud, altura (por ejemplo, [m] o [ft]) o peso ([kg] o [lb]). Para este tipo de medidas tiene sentido afirmar que algo es el doble de largo o pesado sin importar las unidades porque estos datos tienen cero absoluto o punto de partida.

Nota: Un cero natural es un punto de partida no arbitrario para los datos. Por ejemplo, una medida de distancia en unidades cero no tiene longitud; además, tiene sentido afirmar que dos metros son el doble de largo que un metro. Mientras que, con la medida del tiempo, el año cero es arbitrario. Esto significa que es incorrecto afirmar que el año 2000 es el doble que el año 1000.

3.3 Tecnologías de la Información Geográfica

Las Tecnologías de Información Geográfica (TIG) son tecnologías útiles para la obtención y el procesado de información geográfica. Existen tres tipos de tecnologías principales o más comunes:

  • Sistemas Mundiales de Navegación por Satélite (GNSS)
  • Teledetección y sensores remotos
  • Sistemas de Información Geográfica (SIG)

3.3.1 Sistemas Mundiales de Navegación por Satélite (GNSS)

Los GNSS (Global Navigation Satellite System) son sistemas de satélites utilizados para determinar la posición geográfica de un usuario receptor en cualquier lugar del mundo. Actualmente el más conocido de los sistemas es el GPS, o Sistema de Posicionamiento Mundial.

El GPS es un sistema de 31 y más satélites en órbita con trayectorias sincronizadas que cubren la superficie de la Tierra (ver Figura 3.2). Proveen señales disponibles en cualquier parte de la Tierra, las 24 horas del día, pudiendo ser utilizado para determinar el momento preciso y la posición de un receptor GPS en tres dimensiones.

Figura 3.2: Sistema de satélites GPS. Fuente: Linux Journal

El GPS fue fundado y controlado por el Departamento de defensa de los Estados Unidos, pero puede ser utilizado por ciudadanos para georreferenciar posiciones, para la navegación y para el control de tiempo y frecuencia. Actualmente Rusia tiene un sistema propio llamado GLONASS y la Unión Europea, mediante el programa GALILEO, inició operaciones en el año 2016.

Cada uno de estos sistemas emplea una constelación propia de satélites que orbitan la Tierra y trabajan en conjunción con una red de estaciones fijas en la superficie terrestre.

Las señales son recibidas por el usuario a través de un aparato electrónico especial. Actualmente existen en el mercado aparatos portátiles de pequeño tamaño. A través de este aparato se obtienen mediciones de posiciones en la superficie terrestre. La localización es expresada en latitud y longitud, u otro sistema estándar, que veremos más adelante en este mismo módulo.

El uso del GPS está aumentando como sistema de obtención de datos en los Sistemas de Información Geográfica para la localización precisa de los datos espaciales y la obtención de datos de campo. El uso efectivo de un sistema GPS necesita aprendizaje, un equipamiento apropiado y conocimiento de las limitaciones del sistema.

3.3.2 Teledetección y sensores remotos

La Teledetección o percepción remota es la técnica que permite la obtención de información de la superficie terrestre a partir del análisis automático de los datos obtenidos de forma remota. Las imágenes de satélite, fuente de datos para la teledetección, son capturadas a través de sensores.

Los sensores remotos, situados en los satélites que orbitan la Tierra, se utilizan para capturar información sobre la superficie terrestre y la atmósfera. Los sensores varían según el nivel de detalle que permiten visualizar, y el rango del espectro electromagnético que detectan. Las señales son transmitidas a estaciones receptoras en la Tierra, donde son transformadas y difundidas como imágenes digitales.

En la Figura 3.3 vemos representadas Imágenes del satélite LandSat-7. Interpretar la información que ofrecen no siempre es fácil. A la izquierda el Mt. Etna, situado en la isla italiana de Sicilia, uno de los volcanes más activos del mundo. En esta imagen del 2001 se observa el volcán en erupción, la salida de humo del cráter y el avance de lava oscura por sus pendientes. En la imagen de la derecha vemos el desierto de Atacama, en el norte de Chile, uno de los más secos en el pie de los Andes. Aquí confluyen pequeños lagos de sal con sedimentos minerales que dan lugar a volcanes blancos.

Figura 3.3: Imágenes del satélite LandSat-7. Fuente: http://eros.usgs.gov/imagegallery/

3.4 Definiciones de SIG

El término de sistema de información geográfico tiene diferentes significados:

  • Un sistema que puede ser automatizado o manual, que comprende personas, máquinas y otros métodos organizados para la recopilación, procesado, transmisión y distribución de datos que representan información de utilidad.
  • Un equipo informático o de telecomunicaciones o sistema interconectado que se utiliza para la adquisición, almacenaje, manipulación, gestión, movimiento, control, representación, intercambio, transmisión o recepción de voz o datos, que incluye software y hardware.

La geografía se define como el estudio de la Tierra y las sociedades.

\[SI + G = ¿SIG?\]

Los SIG son en esencia sistemas de información, pero ¿qué tecnologías son llamadas SIG, y cómo estas consiguen sus objetivos?, ¿Hasta qué punto es un SIG más que una tecnología, y por qué atrae tanto interés como tema de revistas científicas y conferencias en los últimos años?

A lo largo del tiempo se han propuesto diferentes definiciones de SIG, pero ninguna de ellas ha sido completamente satisfactoria. En la actualidad las diferentes definiciones de SIG se basan en el software, los datos, las comunidades SIG o al hecho de trabajar con SIG. Escoger un concepto u otro depende del contexto en el que se usa.

Chrisman (1999), citado por Harvey (2015), define los SIG según las funciones que permiten, de modo que define los SIG como las acciones organizadas con las que las personas miden aspectos de fenómenos y procesos geográficos, los representan para enfatizar temas espaciales, entidades y relaciones, operan bajo estas representaciones, descubren nuevas relaciones mediante la integración de diferentes fuentes y transforman estas representaciones.

Burrough, McDonnell, y Lloyd (2015), en cambio, recoge definiciones basadas en tres categorías:

  • Una poderosa “caja de herramientas” para la recolección, almacenamiento, recuperación, transformación y visualización de datos del mundo real.
  • Un sistema de bases de datos en el que la mayoría de los datos están indexados geográficamente y con los que se pueden realizar un conjunto de procedimientos con el objetivo de dar respuesta a consultas sobre entidades espaciales en la base de datos.
  • Una entidad institucional con estructura organizacional que integra tecnología con bases de datos, expertos y ayuda económica continuada.

De otro lado, los SIG pueden ser definidos dependiendo de los grupos de personas que los utilizan:

  • Un contenedor de mapas digitales (el público general).
  • Un conjunto de herramientas para la resolución de problemas geográficos (gestores, planificadores).
  • Un sistema de ayuda para la toma de decisiones espaciales (gestores científicos e investigadores).
  • Un inventario mecanizado de capas geográficamente distribuidas y servicios (gestores de recursos, responsables de logística).
  • Una herramienta para la demostración de aquello que es invisible en la información geográfica (científicos e investigadores).
  • Una herramienta para llevar a cabo operaciones con datos espaciales que de hacerse manualmente serían demasiado pesados, costosos o imprecisos (gestores de recursos, planificadores, cartógrafos).

3.5 Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) como herramienta

Los SIG son sistemas para la entrada, almacenaje, manipulación y salida de información geográfica. Los SIG se consideran también una clase de software. Un ejemplo práctico de un SIG combina software con hardware, datos, usuarios y procedimientos. Los SIG demuestran su especial efectividad en resolver problemas, al servir de soporte para la toma de decisiones y ayudar a la planificación.

Un SIG es una clase específica de sistema de información. Los sistemas de información son utilizados para manipular, resumir, consultar, editar, visualizar, …, de forma general, para trabajar con información almacenada en bases de datos informatizadas. Por ejemplo: los sistemas de información utilizados por las aerolíneas y las agencias de viajes para las reservas, el “Check in” de los pasajeros, etc.

Vistos como herramienta, los SIG son un conjunto de funciones o componentes interrelacionados que forman un todo, es decir: obtiene, procesa, almacena y distribuye información (datos manipulados) para apoyar la toma de decisiones y el control en una organización. Igualmente apoya la coordinación, análisis de problemas, visualización de aspectos complejos, entre otros aspectos.

Los SIG utilizan información espacial sobre qué y dónde en la superficie terrestre. Esta información es procesada en los ordenadores según su tipología:

  • números: suma, resta, multiplicación, …

  • texto: procesadores de texto, creación, edición, envío, recepción, …

  • imágenes: procesadores de imagen, …

  • listas, tablas: hojas de cálculo, …

  • mapas e imágenes de la superficie terrestre: en SIG.

3.6 ¿Cómo reconocer qué es un SIG?

Una vez tenemos claro lo que es un SIG, cabe plantearse cómo vamos a reconocerlo. Esta cuestión puede tener dos significados distintos:

  • El SIG es un sistema aplicado a una realidad, incluyendo hardware, datos, software y las personas necesarias para resolver un problema. El hardware en un SIG es como el de cualquier sistema (teclado, monitor, cables, conexión a Internet, etc.), y puede tener algunos otros componentes más específicos (grandes impresoras y plotters para las salidas, escáneres para la captura de datos a partir de mapas, digitalizadores, etc.). Pero no todos los SIG necesitan estos componentes de hardware. Lo importante es el tipo de información que se almacena, es decir, el contenido de mapas e imágenes. De esta forma, podemos reconocer que un sistema es un SIG porque los datos que almacena incluyen información espacial. El SIG además incluye herramientas para manipular esta información, y permite funciones especiales para trabajar con la información geográfica, como visualizar en pantalla, editar, modificar, transformar, medir distancias y áreas, combinar mapas, etc. Pueden permitir también otras funciones más sofisticadas como mantener inventarios, gestionar propiedades, juzgar lo apropiado de los propósitos en diferentes áreas, ayudar a los usuarios a tomar decisiones sobre lugares para planificación, hacer predicciones sobre el futuro. Estas funciones más especializadas requieren técnicos expertos en SIG para llevarse a cabo.

  • El SIG es un tipo de software. En este caso, las funciones del SIG son parte de este software. El usuario combina el software con sus propios datos y realiza diferentes funciones. Este software ha sido probablemente suministrado por una compañía especializada en SIG. El precio de este tipo de software puede variar entre los 60€ y los 60.000 €. En la actualidad existen diferentes proveedores de software SIG, algunos especializados en SIG y otros que ofrecen SIG como uno más de sus productos en el mercado. También existen alternativas de SIG basados en licencias de software libre, que se analizarán más adelante en este módulo.

3.7 Sistemas, ciencia y estudio

Después de años de intenso debate, la comunidad científica está aún dividida entre aquellos que defienden la existencia de las ciencias de la información geográfica, y aquellos que perciben los SIG como meras herramientas para la resolución de problemas. A continuación, se comenta el porqué de este interesante debate.

El problema empieza al formular la siguiente pregunta: ¿Qué significa “estoy haciendo SIG”? El significado de esta pregunta puede ser:

  • “Estoy utilizando las herramientas de los SIG para solucionar un problema”.

  • “Contribuyo a construir las herramientas”, añadiendo funcionalidades a la tecnología de información geográfica, o desarrollando o inventando nuevas herramientas.

  • “Estudio la teoría y conceptos relacionados con los SIG y las otras tecnologías de información geográfica”, según esto último, existiría el SIG como ciencia.

Para los defensores de la Ciencia de la IG, el término SIG se formula a partir de la suma de las 3 perspectivas: Sistemas, Ciencia y Estudio (Systems, Science and Studio en la Figura 3.4).

Figura 3.4: Las tres perspectivas o engranajes de los SIG. Fuente: Adaptado de Longley et al., 2005

3.8 La ciencia de la información geográfica

La ciencia de la información geográfica es aquella que está detrás de la tecnología. Considera cuestiones basadas en el uso de los sistemas y las tecnologías. Es un campo multidisciplinario, ya que se nutre de diferentes disciplinas: cartografía, geodesia, fotogrametría, y recientemente se consideran otras áreas, como la estadística espacial o la psicología cognitiva.

Las grandes preguntas de la Ciencia de la IG:

  • La representación de la superficie terrestre y las relaciones que se establecen entre esta representación y el usuario.
  • Modelos de datos y estructuras, eficiencia e interoperabilidad.
  • Visualización de datos geográficos.
  • Herramientas de análisis de datos especiales.

El Consorcio de Universidades por la Ciencia de la Información Geográfica (www.ucgis.org) es un grupo fundado en 1991 de más de 30 universidades y asociaciones profesionales para la promoción de la Ciencia de la IG. Grupos similares han surgido en los últimos años en los cuáles se desarrollan avances y nuevas preguntas sobre el qué hacer de los SIG.