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CAPITULO I

1. INTRODUCCIÓN

La Carta Náutica es un documento publicado por el Servicio Nacional de

Hidrografía Naval (S.N.H.N.), a fin de asegurar la difusión de la información

náutica. Ella es editada después de un riguroso proceso, para evitar los

riesgos propios en la Navegación. Contrariamente al medio terrestre, los

fondos de los ríos y lagos, no son directamente accesibles a la observación

y, el navegante, no cuenta con otra ayuda que los documentos náuticos para

determinar los elementos de una ruta segura entre dos puntos geográficos.

Dentro de la documentación náutica necesaria (cartas náuticas, derroteros,

aviso a los navegantes, listas de faros, etc.), es justamente la carta náutica la

que presenta una síntesis gráfica necesaria para efectuar tres operaciones

básicas en navegación:

1. Ubicación geográfica de nuestro buque o embarcación.

2. Delimitar las zonas y los peligros a evitar.

3. Determinar las derrotas de navegación que ofrezcan una total

seguridad.

Los métodos de colección de datos para fines de elaboración de los

documentos náuticos necesarios para la seguridad de la navegación, han

sido largamente beneficiados por el progreso continuo de la tecnología,

especialmente en el campo de la informática y la electrónica, así como del

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esfuerzo de estandarización internacional, en especial a partir de la década

de los ‘80.

Es conveniente recordar que la navegación actual se caracteriza por lo

siguiente:

Un incremento en el tráfico fluvial y lacustre en general.

Aumento en la precisión de los Sistemas Electrónicos de Navegación.

La multiplicación de transporte de cargas peligrosas para el medio

ambiente.

La aparición de embarcaciones de gran calado y mayor velocidad.

Los seguros internacionales cada vez son de mayor exigencia en

cuanto a la seguridad en la navegación.

La Carta Náutica Analógica, requiere de un proceso largo para su

transformación al formato Digital; además, si se quiere convertir esta

información al formato Sistemas de Información Geográfica (SIG), necesita

de elementos, procesos, software y sobre todo, personal técnico capacitado

en el campo de la ingeniería geográfica, que realice esta transformación,

pueda identificar entidades geográficas, su correlación con las otras

entidades, su posterior codificación en una Base de Datos, entre otros

aspectos.

Por todo lo anteriormente descrito, es que el presente estudio de

investigación, pone a consideración del Tribunal de Grado de la Escuela

Militar de Ingeniería (EMI), el “Diseño de un Modelo de datos para Generar

Cartas Náuticas en plataforma SIG”. Idea que nace, por un lado, de la

necesidad del Servicio Nacional de Hidrografía Naval, en resolver el

problema de estandarizar la Carta de Navegación Digital y crear un

instrumento más confiable y seguro para el usuario; y por mi parte, cumplir

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con el requisito básico de la EMI para optar el título de Licenciatura en

Ingeniería Geográfica.

Este Modelo de Datos permitirá estandarizar la Cartografía Náutica Digital

elaborada por el Servicio Nacional de Hidrografía Naval (SNHN) de acuerdo

a normas establecidas por instituciones nacionales, como ser: el Instituto

Geográfico Militar (IGM), el Sistema Nacional de Información para el

Desarrollo Sostenible (SNIDS), entre otras, e internacionales: como La

Organización Hidrográfica Internacional (OHI), La Organización Marítima

Internacional (OMI), el Instituto Panamericano de Geografía e Historia

(IPGH), entre otras, para el manejo de información cartográfica digital en

plataforma SIG, la misma que brindará al usuario un instrumento que esté

acorde a los avances tecnológicos e incremente la seguridad y confianza en

la navegación fluvial y lacustre de Bolivia.

1.1 ANTECEDENTES

El Servicio Nacional de Hidrografía Naval, es la única Institución a nivel

Nacional facultada por ley, en la elaboración de la Cartografía Náutica y la

difusión de información necesaria para la seguridad a la navegación en

beneficio de quienes realizan el arte de navegar. Para tal efecto cuenta con una

experiencia de 40 años brindando diferentes servicios:

a) Levantamientos Hidrográficos, para:

• Elaboración de Cartas Náuticas.

• Ubicación de Sitios Portuarios.

• Evaluación de Embalses.

• Búsqueda, Caracterización, Control del Lecho Subacuático.

b) Hidrología.

c) Hidráulica.

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d) Señalización Náutica.

e) Manejo de Cuencas.

Entre otros.

En la perspectiva de apoyar al desarrollo Nacional, el Servicio Nacional de

Hidrografía Naval amplió su espectro laboral a múltiples actividades en las

ramas del conocimiento, a fin de adaptarse a los adelantos tecnológicos

modernos en lo que se refiere a los sistemas de navegación, por la aparición

de ayudas satelitales de gran precisión, los Dispositivos de Visualización

Electrónica de Información Cartográfica (ECDIS), y sobre todo los Sistemas de

Información Geográfica aplicados a la Navegación, que son necesarios para la

evolución del trasporte fluvial y lacustre en nuestro país.

Para lograr el éxito en la utilización de un SIG, es que se debe tomar en

cuenta la estandarización de los datos espaciales que maneja este, puesto

que con su aplicación permitirá el intercambio e integración de toda esta

información por parte de los diferentes usuarios. Siendo este el primer paso

para la construcción conjunta de una estructura cartográfica digital náutica.

Actualmente el Servicio Nacional de Hidrografía Naval se encuentra en el

proceso de transformación de la Cartografía Náutica Analógica (papel) al

formato digital en programas CAD; asimismo, toda esta información será

convertida al formato SIG para sus múltiples aplicaciones en la navegación

fluvial y lacustre.

El Instituto Geográfico Militar se encuentra en actual proceso de

transformación de su Cartografía Básica a plataforma SIG a través de un

Modelo de Datos diseñado con la finalidad de estandarizar su información

cartográfica digital; en dicho modelo se han incorporado los datos

necesarios, los mismos que se encuentran organizados de tal manera que

permitan al usuario, tomar decisiones correctas sobre el mundo real.

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1.1.1 Finalidad

La finalidad del presente proyecto es Diseñar un Modelo de Datos para

generar Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG, y que de esta

manera permita integrar la información cartográfica con otros sistemas. Tal

es el caso de los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS), el Sistema de

Navegación Radar, la Corredera, entre otras aplicaciones; y, cuyas

características técnicas satisfagan las demandas particulares de los usuarios,

que otros procesos de navegación actuales no lo permiten.

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.2.1 Formulación del Problema

Tanto organizaciones gubernamentales, no gubernamentales, empresas

privadas y usuarios en general relacionadas con el empleo de información

náutica, no cuentan con una Cartografía Básica de Navegación que les

permita realizar consultas, análisis, tomar decisiones en la derrota a seguir

por su embarcación y sobre todo, que esta información cartográfica pueda

ser integrada o complementada con otras cartas de zonas adyacentes en un

mismo nivel de información.

En nuestro medio, el Servicio Nacional de Hidrografía Naval para la

Elaboración de la Carta Náutica a diferentes escalas, utilizaba procesos

analógicos, los cuales le permitían la representación de los ríos y lagos del

territorio nacional, en formato papel, pero no cumplen con esta necesidad por

las limitaciones de contenido, debido a que el volumen de datos que forman

parte en un mapa, está limitado por la legibilidad del documento cartográfico

final, esto limita el número de entidades y fenómenos geográficos

representados, sí como la cantidad de información asociada y el análisis de

contenido; estos procesos de análisis, actualmente se reducen a la utilización

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de métodos cualitativos, basados en el análisis visual y análisis intuitivo de la

información y, los métodos cuantitativos, basados en la realización de

medidas manuales sobre la carta, para determinar posiciones y dimensiones

de los elementos geográficos.

Esta forma de producir Cartografía Analógica, en los últimos años, esta

siendo reemplazada por una tecnología moderna que permite la adquisición,

la administración y la permanente actualización de los datos geoespaciales

en formato totalmente digital, satisfaciendo las exigencias cada vez mayores

de los usuarios de este tipo de información.

En tal sentido, el Servicio Nacional de Hidrografía Naval requiere de un

instrumento que permita estandarizar la información náutica digital, para de

esta manera facilitar el intercambio, la integración de los mismos y cumplir

con las necesidades prioritarias de los usuarios. Tarea que sólo es posible

realizar mediante el diseño de un Modelo de Datos acorde a nuestra realidad

nacional e internacional.

1.2.2 Definición del Problema

Actualmente en nuestro país, el Servicio Nacional de Hidrografía Naval no

cuenta con un Modelo de Datos, donde toda la información cartográfica esté

sistemáticamente ordenada por temas, grupos, objetos o entidades y sus

respectivos atributos para cada uno de los elementos hidrográficos y que se

correlacionen entre sí; aspecto que perjudica la elaboración de cartas

náuticas digitales en plataforma SIG y, en consecuencia no poder satisfacer

los requerimientos y necesidades de los usuarios que navegan los

caudalosos ríos y lagos de nuestro país, así como de otros que hacen uso de

esta información para temas de investigación científica.

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1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo General

Diseñar un Modelo de Datos Vectorial aplicado a Hidrografía, que permita

generar Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma Sistemas de

Información Geográfica.

1.3.2 Objetivos Específicos

Recopilar sistemáticamente la información básica: bibliográfica, analógica

y digital existente, así como normas de estándares internacionales para

la elaboración de la cartografía náutica en plataforma SIG.

Realizar el control de calidad de la información cartográfica digital en

formato DGN.

Realizar el Modelamiento de datos espaciales y de atributos.

Estructurar la Base de Datos espacial y tabular.

Generar la Carta Náutica Digital en base al Modelo de Datos

Implementado.

Validar los resultados.

1.4 JUSTIFICACIÓN

Los Sistemas de Información y Visualización de la Carta Electrónica (ECDIS)

que se utilizan para la Navegación en gran parte de los países, actualmente

están tendiendo a estandarizar su información, haciendo mas precisa y

confiable la navegación profesional, de concurso y comercial, empleando

como base la Cartografía Náutica en formato SIG acorde a normas

internacionales, por este motivo es que el presente proyecto se a evaluado

en base a los siguientes aspectos:

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1.4.1 Justificación Técnica

Mediante la aplicación de procedimientos para la elaboración de la

Cartografía Digital, Bases de Datos, Sistema de Información Satelital,

Sistema de Información Geográfica (SIG) y tecnologías actuales, exclusivo

del área de Ingeniería Geográfica, se constituye en soporte técnico para

diseñar un Modelo de Datos que permita generar cartas náuticas en

plataforma SIG; debido a que en la actualidad se vienen realizando trabajos

digitales cartográficos con muchos problemas, entre estos tenemos la

ausencia de Topología (relación espacial entre entidades georeferenciadas),

la base de datos con la que cuenta cada elemento y otros aspectos que son

de mucha necesidad, para aunar esfuerzos y corregir todo este tipo de

falencias, que al mismo tiempo son imprescindibles en la implementación de

un SIG.

1.4.2 Justificación Económica

El realizar este proceso de transformación cartográfico digital, con el apoyo

del modelo de datos, será económicamente rentable; debido a que el trabajo

sin este modelo, tendería a generar cartografía náutica a criterio del operador

sin un respaldo técnico-científico y que luego de un tiempo esa información

sea desechada, por falta de una estandarización en la elaboración de toda la

Cartografía Náutica Nacional, habiendo realizado de esa manera una perdida

de tiempo, material, y sobre todo mano de obra muy valiosa de los

operadores.

Además este trabajo permitirá contar con una herramienta que establezca la

paridad de definiciones y de términos náuticos básicos, evitando que los

esfuerzos que realizan los operadores por capturar y mantener actualizados

datos de interés, puedan, como se dijo anteriormente, resultar en lo posterior

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desperdiciados, perdiendo tiempo de trabajo que significa una pérdida

económica considerable.

1.4.3 Justificación Social

El presente proyecto se justifica en lo social por que el modelo de datos

normalizado, permite un manejo rápido y directo de la información digital para

la generación de cartas náuticas en plataforma SIG, como también el

intercambio de la misma por parte de los productores y usuarios de esta

información: SNHN, Transportes Navales (TRANSNAVAL), Transturin, el

Servicio Nacional de Mejoramiento para la Navegación Amazónica

(SEMENA), etc., debido a que requieren de una herramienta de Navegación

que sea rápida, sencilla, confiable, que permita realizar un análisis y consulta

de la información digital el cual será proporcionado por el SIG.

Además, de otras múltiples aplicaciones que tiene la cartografía náutica

elaborada en plataforma SIG, como son:

a) Para determinar la posición y localización en cuerpos de agua durante

las operaciones de búsqueda, salvamento y rescate.

b) En trabajos hidrográficos para el levantamiento batimétrico y

actualización periódica de la cartografía.

c) En las operaciones de búsqueda y explotación de hidrocarburos,

minerales, gas u otros recursos que se encuentran en el fondo

acuático.

d) Para la determinar la posición rápida de las unidades en las

operaciones militares.

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1.5 DELIMITACIÓN

1.5.1 Delimitación Geográfica

El ámbito geográfico que abarcará el presente Proyecto de Grado, es de

carácter nacional, debido a que el diseño del Modelo de Datos servirá para

administrar los datos espaciales de la cartografía náutica nacional a escala

1:50.000.

La comprobación experimental de la hipótesis planteada, se realizará en el

Área Piloto correspondiente a la Carta Náutica Nº 5844-III, escala 1:50.000,

de la Localidad del Puerto de Guaqui a orillas del Lago Titicaca (Ver Anexo I),

cuyas coordenadas geográficas son las siguientes:

Tabla Nº 1

COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LA CARTA NÁUTICA Nº 5844-III

PUNTOS Longitud Oeste Latitud Sur

1 68º 45´ 03” 16º 45´ 03”

2 68º 45´ 03” 16º 30´ 06”

3 68º 25´ 07” 16º 30´ 06”

4 68º 25´ 07” 16º 45´ 03”

Fuente: Servicio Nacional de Hidrografía Naval

1.5.2 Delimitación Sectorial

El presente proyecto de investigación desde el punto de vista geográfico-

náutico se circunscribe al campo de la Cartografía Náutica Nacional en

formato digital para la escala 1:50.000 y su interrelación con los Sistemas de

Información Geográfica a través del Modelo de Datos, contribuyendo de esta

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manera al desarrollo nacional y proporcionando información a organismos e

instituciones civiles y militares destinadas a la navegación:

• Fuerza Naval Boliviana (FNB) • Servicio Nacional de Hidrografía Naval (SNHN). • SEMENA. • Transturín. • Crillón Tours. • Transnaval. • Otros Usuarios y Empresas Navieras.

1.6 HIPÓTESIS

Luego de un análisis de necesidades y requerimientos en la problemática

para la elaboración de la Carta de Navegación Digital, se llegó a concebir la

siguiente hipótesis:

1.6.1 Planteamiento de la Hipótesis

El Diseño de un Modelo de Datos Vectorial, aplicado a la información

hidrográfica, permitirá generar Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en

plataforma Sistemas de Información Geográfica.

1.6.2 Identificación de las Variables

1.6.2.1 Variable Independiente

Diseño de un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la información

hidrográfica.

1.6.2.2 Variable Dependiente

Generación de Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG.

LLaa GGeenneerraacciióónn ddee CCaarrttaass NNááuuttiiccaass aa

eessccaallaa 11::5500..000000 eenn ppllaattaaffoorrmmaa

SSIIGG

EEll DDiisseeññoo ddee uunn MMooddeelloo ddee DDaattooss

VVeeccttoorriiaall aapplliiccaaddoo aa llaa iinnff.. HHiiddrrooggrrááffiiccaa

PPeerrmmiittiirráá

1.6.3 Definición Conceptual de las Variables

Diseño de un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la Información Hidrográfica

Diseñar un modelo de datos, significa realizar una representación abstracta y

simplificada de un sistema o de una realidad compleja, que se elabora para

facilitar su comprensión y el estudio de su comportamiento, en él, se definen

que objetos van a formar parte de la carta náutica; como se organiza esta

información en cuanto a temas, grupos y entidades; cuales símbolos

cartográficos y variables visuales se utilizarán; los textos requeridos y los

elementos cartográficos para el diseño de la carta náutica (Puntos, Líneas y

Polígonos). Al desarrollar un modelo de datos se debe inicialmente examinar

los objetos o elementos que son relevantes para el campo de estudio que

interesa: Definirlos claramente, identificar los atributos básicos y establecer

apropiadamente las relaciones entre ellos1.

Generación de Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG.

Se refiere a la producción en una representación cartográfica, de un área

delimitada y navegable de la superficie del agua: fluvial o lacustre, en formato

digital a escala 1:50.000, con bastante información geoespacial y

alfanumérica, relacionada mediante un software especializado. Dicha carta

en plataforma SIG, se constituirá en una importante herramienta de

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1 (IGAC) INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. Conceptos Básicos Sobre SIG y Aplicaciones en Latinoamérica. CO. 1992. 2 ed.

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navegación, donde el usuario pueda realizar consultas, análisis de datos,

integrar dicha información con otros sistemas de posicionamiento y

comunicación, entre otras aplicaciones.

1.6.4 Operacionalización de las Variables

Variable Dimensión Indicadores Independiente: Diseño de un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la información hidrográfica.

Identificación de Entidades Geográficas

Curvas de Nivel Elementos Batimétricos Puntos de Control Elementos Culturales Edificaciones Vías de Comunicación

Dependiente: Generación de Cartas Náuticas a escala 1:50.000 en plataforma SIG.

Estructura de Objetos

Puntos Líneas Polígonos

1.6.5 Definición Operacional de las Variables

La identificación de entidades geográficas en la carta náutica digital, escala

1:50.000, como son: curvas de nivel, elementos batimétricos, puntos de

control, elementos culturales, edificaciones, vías de comunicación, acceso a

canales y puertos, etc. y, su posterior clasificación en Temas, Grupos y

Objetos, permitirá Diseñar un Modelo de Datos Vectorial aplicado a la

información hidrográfica, donde se medirá sus efectos en la Variable

Dependiente, que es la de Generar Cartas Náuticas Digitales a escala

1:50.000 en plataforma SIG, misma que tendrá mayor información que la

carta analógica (papel) o la carta digital no topológica (formato DGN),

permitiendo realizar análisis, consultas espaciales y tabulares, para que tome

decisiones el usuario.