Dos tipos de datos constituyen la entrada fundamental de un SIG: espaciales y de atributos. El proceso de entrada de datos implica la codificación de ambos tipos en los formatos de las bases de datos de un SIG.

La creación de una base de datos digital es la tarea más importante, y la que consume más tiempo y esfuerzo, de ella depende la utilidad del SIG. El establecimiento y mantenimiento de una base de datos espacial es la clave de la implementación exitosa del SIG.

La obtención de datos digitales es la parte más costosa de un SIG. Aún así, no se le presta suficiente atención a la calidad de los datos o a los procesos mediante los cuales estos se preparan para la automatización.

Fuentes de Datos Espaciales

Las fuentes de datos espaciales más comunes son:

• Imágenes de sensores remotos
• Fotografías aéreas
• Datos de coordenadas
• Mapas digitalizados
• Otros datos digitales

Datos Primarios

Están constituidos por los datos específicamente capturados para el uso en SIG.

Métodos de Captura Primaria de Datos:

• Topografía
• GPS
• Fotogrametría
• Sensores Remotos

Topografía

Mediciones de ángulo y distancia desde puntos de coordenadas conocidas. Las posiciones 3D de cualquier punto se pueden determinar midiendo ángulos y distancias desde otros puntos conocidos. Actividad que es costosa en tiempo y dinero, pero es la mejor manera de obtener información posicional de alta exactitud. Es el método más exacto para altas exactitudes de proyectos en pequeñas áreas y a gran escala.

Global Positioning System (GPS)

Sistema de Posicionamiento Global. Conjunto de satélites usados para fijar posiciones sobre la superficie de la Tierra. Se usa GPS para obtener una posición exacta en o sobre la superficie de la Tierra (exactitudes varían desde 1cm a 100m). Fue desarrollado por el Departamento de Defensa de EUA y se hizo público en 1983. GPS es una fuente muy importante de datos.

GPS

GPS es un sistema de navegación mundial formado por 24 satélites y sus estaciones terrestres. Los satélites orbitan la Tierra cada 12 horas a una altura aproximada de 20200 Km. GPS usa satélites en el espacio como puntos de referencia para posiciones sobre la Tierra. Las estaciones terrestres ayudan a los satélites a determinar su posición exacta en el espacio.

¿Cómo funciona el GPS?

Este método asume que podemos calcular la distancia exacta de nuestro receptor a un satélite GPS. Necesitamos calcular cuánto tarda una señal de radio en viajar desde el satélite al receptor. Conocemos la velocidad de la luz, pero también necesitamos conocer: Distancia = Velocidad * Tiempo. GPS proporciona una posición con relación a los satélites de referencia por triangulación. Se necesitan al menos 3 satélites de referencia para triangular una posición. La unidad GPS en la tierra calcula su distancia a cada uno de los diferentes satélites.

Fuentes de Error:

• Efectos Gravitacionales
• Efectos Atmosféricos
• Obstrucción de la señal
• Geometría de los satélites
• Disponibilidad Selectiva

Tipos de GPS

• No corregido con exactitud 4-10m
• Diferencial exactitud ~ 1m
• Cinemático Tiempo Real (RTK) exactitud 1mm

GPS Diferencial

Incrementa la exactitud significativamente. DGPS usa un receptor estacionario y otro móvil para reducir los errores en la señal. Si se miden los valores GPS en dos estaciones, de las cuales una tiene coordenadas conocidas, los valores de corrección se pueden usar para calcular la posición exacta del punto desconocido. Esto posibilita entonces el cálculo de la posición exacta en mar o tierra de objetos móviles.

Usos del GPS

Los usos del GPS se pueden agrupar en cinco categorías:

• Localización – posicionamiento de cosas en el espacio
• Navegación – ir de un punto “a” a otro punto “b”
• Monitoreo – rastreo de movimientos
• Mapeo – creación de mapas basados en posiciones GPS
• Tiempo – tiempo global de precisión

Ejemplos de Uso de GPS:

Los usos del GPS para el mapeo son muchos:

• Líneas centrales de carreteras
• Detalles hidrológicos
• Posiciones de colonias/nidos de aves
• Perímetro de incendios
• Mapas geológicos
• Vegetación y hábitat

GPS es muy útil para:

• Localizar nuevas estaciones de control.
• Medir detalles del terreno que son difíciles de medir por otros medios.
• Actualizar datos de vialidad utilizando un receptor en un vehículo.
• Navegación marina.
• Navegación de autos, incluyendo los Sistemas Inteligentes de Transporte.
• Navegación aérea.
• Determinación de los elementos de la orientación exterior en fotogrametría.

GPS y SIG

Usando GPS podemos determinar la posición de un punto sobre la superficie terrestre en 2D o 3D. 1-5 metros es generalmente bueno para el mapeo. Los receptores tienen data loggers, Laser Range Finders. Los diccionarios de datos ayudan en la recolección de la información. Ejemplo: color, número de serial, etc. Exportar información al SIG.

ArcPad

Es un software para aplicaciones de SIG móviles. ArcPad integra SIG, GPS y mapeo con los usuarios en campo a través de un receptor móvil. La recolección de datos con ArcPad es rápida y sencilla y mejora la disponibilidad y validación de los datos de campo.

GLONASS

Es un Sistema Global de navegación por Satélite (GNSS) desarrollado por Rusia y que representa la contrapartida al GPS estadounidense y al futuro Galileo europeo.

Galileo

Sistema de posicionamiento europeo. Inicialmente Galileo iba a estar disponible en el 2008 aunque el proyecto acumula ya tres años de retraso y no podrá comercializar sus primeros servicios hasta 2013 – 2014.

¿Qué es EGNOS?

En abril de 2004 entró en funcionamiento el «sistema EGNOS»

(European Geostationary Navigation Overlay Service), un sistema de apoyo al GPS para mejorar la precisión de las localizaciones. En otras regiones del mundo hay otros sistemas similares compatibles con EGNOS: WAAS de USA, MSAS de Japón y el GAGAN de la India.

Fotogrametría

Fotogrametría – la ciencia y tecnología de mediciones a través de fotografías aéreas y otras fuentes de imágenes. La fotogrametría es un método indirecto de medición, es decir, no toma las mediciones directamente sobre los objetos sino sobre imágenes fotográficas de los objetos. Como resultado de este método obtenemos: Datos vectoriales 2D y 3D. Datos raster (ortofotos). La fotogrametría es un método relativamente económico para la preparación de grandes cantidades de datos en poco tiempo. La exactitud de los datos está en el orden de cm-m. Las fotografías que se usan en fotogrametría son principalmente aéreas.

¿Qué es Sensoramiento Remoto?

Sensoramiento remoto – técnica que se usa para derivar información sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas de los objetos sin entrar en contacto físico directo. El sensoramiento remoto envuelve el uso de instrumentos o sensores que capturan la respuesta espectral y las relaciones espaciales de los objetos y materiales observables a una distancia – generalmente por encima de ellos. Desde una perspectiva vertical u oblicua, nuestra impresión de la superficie por debajo difiere notablemente de la visión que tenemos cuando la observamos desde un punto sobre la superficie. Se observan la multitud de detalles como ellos aparecerían en un mapa temático, en sus relaciones contextuales y espaciales apropiadas.

¿Qué son Datos de Sensores Remotos?

Los datos provenientes de sensores remotos son datos raster. Cada píxel tiene una coordenada geográfica y valor de reflectancia/intensidad o número digital (DN). Las dimensiones del área representada por un píxel individual define la resolución espacial. Las imágenes de alta resolución tienen píxeles de tamaño pequeño, como 1 m cuadrado, por ejemplo, mientras que las de baja resolución tienen píxeles que representan mayor área, como un Km. cuadrado.

¿Por qué son Importantes los Sensores Remotos?

Las imágenes de sensores remotos son la fuente original para la mayoría de datos SIG que usamos. Los datos de sensores remotos se pueden usar para evaluar las condiciones del terreno sobre áreas muy extensas. Los datos de sensores remotos nos permiten analizar cambios en el ambiente.

Ejemplo de Aplicaciones

• Planificación y transporte
• Actualización de vías
• Monitoreo de infraestructuras
• Monitoreo del crecimiento urbano
• Mapeo de recursos naturales
• Cobertura vegetal
• Condiciones de árboles
• Condiciones de cultivos
• Estimación de producción
• Mapeo de recursos naturales
• Análisis del cambio del uso del suelo
• Mapeo del hábitat y de comunidades naturales

Sistemas de Sensoramiento Remotos

• Fotografías aéreas
• Satélite francés SPOT (Sisteme P’our le Observation de la Terre)
• Satélite Landsat
• Satélite Indio IRS-5C
• Ikonos

LANDSAT

Programa iniciado por la NASA en 1972. Desde 1984 la operación de los satélites y el manejo de datos está en manos de la compañía EOSAT. El sistema de referencia LANDSAT cataloga el mundo en 57.784 escenas, cada una de 183 kilómetros de ancho por 170 kilómetros de largo.

IKONOS

Satélite de alta resolución desarrollado por Space Imaging, lanzado en 1999. Tiene órbita síncrona con el sol. Resolución temporal: 11 días. Altamente maniobrable: puede apuntar a un nuevo objetivo y estabilizarse en segundos, por lo cual puede seguir objetivos en movimiento.

Pre-procesamiento de Imágenes

Una vez que se adquiere una imagen, generalmente se procesa para eliminar errores. Dos categorías:

• Corrección geométrica
• Corrección radiométrica

Corrección Geométrica

Fuentes de Distorsión:

• Variaciones en velocidad
• Variaciones en altitud
• Curvatura terrestre
• Desplazamiento por relieve
• Refracción atmosférica
• Distorsiones debido a la rotación terrestre

Corrección Radiométrica

Fuentes de Distorsión:

• Calibración
• Información atmosférica
• Iluminación del relieve
• Efectos direccionales