Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son herramientas informáticas capaces de gestionar y analizar información georreferenciada para la resolución de problemas territoriales y medioambientales. Un SIG es un sistema compuesto por hardware, software y procedimientos, diseñado para capturar, almacenar, manipular, analizar, modelizar y presentar datos referenciados espacialmente. Esto permite resolver problemas complejos de planificación y gestión.

Los SIG se utilizan para diversas tareas, incluyendo:

• Localización directa: Encontrar entidades específicas en un mapa.
• Localización condicionada: Encontrar lugares que cumplan ciertos criterios.
• Análisis de tendencias: Identificar cambios a lo largo del tiempo.
• Análisis de rutas: Determinar caminos óptimos.
• Detección de pautas: Identificar patrones espaciales.
• Modelización: Simular procesos y predecir resultados.

Proyecciones Cartográficas

La proyección cartográfica es el proceso de representar la superficie curva de la Tierra (con su red de meridianos y paralelos) en un plano. Existen múltiples sistemas de proyección, cada uno con sus propias ventajas y desventajas, dependiendo de las necesidades del usuario. Se pueden clasificar en:

• Equidistantes: Conservan las distancias.
• Conformes: Conservan los ángulos y las formas, pero distorsionan las superficies.
• Equivalentes: Conservan las áreas, pero distorsionan los ángulos.

Algunas proyecciones comunes son:

• Proyección de Mercator: Es una proyección cilíndrica tangente al ecuador. Aunque útil para la navegación y en mapamundis, presenta grandes deformaciones al alejarse del ecuador.
• Proyección UTM (Universal Transversa de Mercator): Utiliza un cilindro tangente a un meridiano. La escala se mantiene constante a lo largo de este meridiano. Solo el meridiano de origen de cada huso y el ecuador se representan como líneas rectas. No se suelen representar los casquetes polares.

Estructuras de Datos en SIG

Existen dos tipos principales de estructuras de datos en los SIG: ráster y vectorial.

Estructura de Datos Ráster

La estructura de datos ráster se basa en una rejilla de celdas rectangulares (píxeles) que cubren un área determinada. Cada celda contiene un valor que representa una característica específica en esa ubicación. Existen diferentes métodos para almacenar la información en una estructura ráster:

• Enumeración exhaustiva: Cada celda almacena su valor individualmente.
• Codificación «run-length»: Se compacta la información indicando el número de veces que se repite un valor consecutivamente.
• Estructura jerárquica: Se utiliza una resolución variable, adaptándose a la homogeneidad o heterogeneidad de la información.

Estructuras de Datos Vectoriales

Las estructuras vectoriales representan los objetos geográficos mediante puntos, líneas y polígonos, definidos por sus coordenadas. Este modelo separa la información espacial (geometría) de la información temática (atributos). Las bases de datos de atributos se construyen utilizando un modelo de datos relacional, basado en tablas de doble entrada. Algunas estructuras vectoriales comunes son:

• Listas de coordenadas: Cada objeto se define por un identificador y una lista de coordenadas. Presenta problemas de redundancia y no incluye información topológica.
• Diccionario de vértices: Utiliza dos tablas. Una tabla contiene los vértices y sus coordenadas, y la otra define los elementos espaciales (líneas, polígonos) a partir de los vértices de la primera tabla.
• Organización arco-nodo: Los nodos son puntos de intersección de líneas o puntos finales de líneas. Los arcos son segmentos de línea que conectan dos nodos.
• Estructura TIN (Triangulated Irregular Network): Se basa en una red de triángulos irregulares interconectados. Los nodos son los vértices de los triángulos, y la estructura es de tipo arco-nodo.

Técnicas de Digitalización

La digitalización es el proceso de convertir datos analógicos (como mapas en papel) a formato digital. La digitalización automática, aunque realizada manualmente, almacena la información de forma automática. Se utiliza una tableta digitalizadora donde se coloca el mapa analógico. Con un cursor o puntero conectado al ordenador, se marcan los puntos de interés, registrando sus coordenadas. Los contornos curvos se reproducen mediante una serie de puntos digitalizados; cuantos más puntos se seleccionen, mayor será la precisión.

Operaciones Locales en SIG Ráster

Las operaciones locales en un SIG ráster se realizan considerando cada píxel de forma aislada, sin tener en cuenta su relación espacial con otros píxeles. No tienen un carácter espacial intrínseco. Se pueden clasificar en:

• Reclasificación: Se realiza sobre una única imagen para obtener una nueva.
• Superposición: Se combinan dos o más imágenes para obtener una tercera.

Polígonos de Thiessen (Teselación de Voronoi)

Los polígonos de Thiessen, también conocidos como teselación de Voronoi, asignan cada celda de un territorio al punto de referencia más cercano. Los píxeles se agrupan en áreas de influencia de los puntos de partida. Los límites de los polígonos resultantes son equidistantes de los centros originales. Esta técnica se utiliza en estudios de áreas de mercado o para determinar zonas de influencia de servicios (hospitales, escuelas, etc.).

Análisis de Redes

Una red es un sistema de arcos (líneas) interconectados que representan flujos (personas, mercancías, información, etc.). Los elementos de una red son:

• Nodos: Puntos de intersección de dos o más arcos.
• Arcos (o aristas): Elementos lineales que conectan dos nodos.
• Grado: Representación lineal de la red.

Las redes pueden ser:

• Abiertas (estructura de árbol) o cerradas (bucles).
• Orientadas o no orientadas.

Funcionalidades del análisis de redes:

• Trazado de rutas óptimas: Encontrar el camino con la menor impedancia (menor coste, tiempo, distancia, etc.).
• Análisis de áreas de influencia: Determinar el área servida por un centro de servicios (por ejemplo, un hospital).
• Mapas de isócronas: Líneas que unen puntos con el mismo tiempo de viaje desde un punto de origen. Útiles para delimitar áreas de coste o zonas de transporte.

Aplicaciones SIG en Riesgos Naturales

Los SIG son herramientas muy útiles en la gestión de riesgos naturales. Conceptos clave:

• Riesgo: Expectativa de pérdida. Se evalúa en función de la peligrosidad.
• Peligrosidad: Probabilidad de que un fenómeno afecte a un área.
• Vulnerabilidad: Expectativa de daño a un elemento expuesto.
• Valor o daño producido: Cuantificación de los elementos susceptibles de ser afectados.

Los SIG se utilizan en este campo para:

• Estudiar la distribución de los focos de riesgo.
• Evaluar mapas de riesgo.
• Evaluar la población y los bienes potencialmente afectados.
• Seleccionar rutas óptimas para evacuación o servicios de emergencia.

Ejemplos de aplicación: erupciones volcánicas, inundaciones, incendios forestales, etc.