APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA (GIS)

EN LA INGENIERÍA CIVIL

PONENTE:GERARDO HENRY, ESPINOZA SUMARANUNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN• BACH. EN INGENIERIA CIVIL• MAESTRÍA: MENCIÓN “GESTIÓN AMBIENTAL” – CICLO I (2010)

UNIVERSIDAD NACIONAL “HERMILIO

VALDIZAN”

HUANUCO MAYO- 2010

DEFINICION . - • Un Sistema de Información Geográfica (SIG

o GIS, en su acrónimo inglés

[Geographic Information System] es una integración organizada de hardware, software y datos geográficos diseñada para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en todas sus formas la información geográficamente referenciada con el fin de resolver problemas complejos de planificación y gestión.

Componentes de un SIG

SISTEMA: CONJUNTO DE COMPONENTES INTERACTUANTES ENTRE SI

• Son herramientas que permiten a los usuarios crear consultas interactivas, analizar la información espacial, editar datos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones

OBJETIVO: Ayuda en la Toma de Decisiones

HISTORIA DE LOS GISTecnología desarrollada a partir de la cartografía digital (CAD) y manejo de sistema de base de datos.-1962: “Canadian Geographical Information System” (CGIS), para mantenimiento de un inventario de recursos naturales.

IBM fue la 1° empresa en aportar el hardware necesario.

“Harvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis”, USA:

-1960 – 1970: Programa SYMAP (1968), CALFORM (1970).

-1970 – 1980: Programa POLYVRT (integra topología).

-ODYSSEY (primer SIG: Digitalización, base de datos, interacción)

-GRID (formato raster): ERDAS, IDRISI, ARCINFO.

FUNCIONAMIENTO DE UN SIG.-

• El SIG funciona como una base de datos con información geográfica (datos alfanuméricos) que se encuentra asociada por un identificador común a los objetos gráficos de un mapa digital. De esta forma, señalando un objeto se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando por un registro de la base de datos se puede saber su localización en la cartografía.

Las principales cuestiones que puede resolver un Sistema de Información Geográfica, ordenadas de menor a mayor complejidad, son:

• 1. Localización: preguntar por las características de un lugar concreto.

• 2. Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema.

• 3. Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales distintas de alguna característica.

• 4. Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos.• 5. Pautas: detección de pautas espaciales.• 6. Modelos: generación de modelos a partir de fenómenos

o actuaciones simuladas.• Por ser tan versátiles, el campo de aplicación de los

Sistemas de Información Geográfica es muy amplio, pudiendo utilizarse en la mayoría de las actividades con un componente espacial.

FUNCIONES DE UN SIG

• CAPTURAR• ALMACENAR• CONSULTAR• ANALIZAR• DESPLEGAR• RESULTADOS

Captura de datos

DATOSSIG

Mapas analógicos Coordenadas

GPSInformación Digital

Almacenando datos• Formato Vectoriales

Representación discreta de la realidad.

LINEAS, PUNTOS, POLIGONOS

• Formato Raster

Uso de celdas para representar la realidad. (PIXELES)

IMAGENES

Consultas

Identificando elementos específicos

Estableciendo condiciones

• La respuesta se brinda tanto en la parte geográfica como en la información alfanumérica.

Análisis

Red Ruta mas corta Ruta mas eficiente

Tipo de vegetación

Hidrografía de la zona

¿A qué provincia pertenece?

• Redes

• Sobreposición

Área de influencia de 100 metros hacia las

vías

• Proximidad

Visualización

MapasReportes y

Tablas

Gráficos

Resultados

DATOSSIGMapas impresos

Internet

Documentos(mxd., apr, XLS.)

Imagen

Organizando datos espaciales• Un SIG trabaja con capas

temáticas de datos espaciales.

REPRESENTACION DE INFORMACION EN UN SIG

• Mapa tradicional Representación analógica (continua)

• Información SIG Representación digital (discreta)• Características:

– Posición espacial.– Representación gráfica y topología– Atributo temático.

Formato Vectorial Formato Raster

12/04/23 19

Modelamiento de datos

• OBJETOS

– Edificios– Vías– Tuberías de agua– Red telefónica– Parques

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Punto

Línea

Polígono

Modelamiento de datos

SE TRABAJA CON

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Feature : EdificioObjeto: PolígonoEntidad: Hotel “X”

Modelamiento de datos

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Nombre: “X”Dirección: Av. “F” 525Ciudad: LimaPropietario: Sr. LopezTel. No: 545 5555Area: 1000 m2

Atributos

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Datos Geográficos

ID ATTRIB #1 ATTRIB

1 A MEDIO

2 B ALTA

3 C BAJA

4 D NADA

DATOS TEMATICOS

(ATRIBUTOS)

DATOS ESPACIALES

1 2

3 4

SISTEMA VECTORIAL• Representa los objetos espaciales codificando, de modo

explícito sus fronteras.• El elemento fundamental de referencia es el segmento lineal,

delimitado por 2 vértices.

Elementos en datos vectoriales• Las entidades del mundo real son representadas a través de

tres formas básicas.

Figure 1.2 The Feature Model: Examples of a point feature (38 foot elevation bench mark), a line feature (road, contours) and area features (reservoir, vegetation).

POINT LINE AREAF

EA

TU

RE

S

PUNTOS POLIGONOSLINEAS

SISTEMA RASTER• Representa la información utilizando una rejilla de rectángulos

regulares de igual tamaño (pixel), y en cada uno se registra el valor que el mapa analógico adopta.

• Cuanto mas pequeño sea el píxel, mas precisa será la representación del mapa.

ENTRADA Y SALIDA DE DATOSUna de las funcionalidades principales en un SIGColeccionar datos, es una de las tareas mas costosas en

cualquier proyecto SIG, puede tomar hasta el 85% del presupuesto del SIG.

ENTRADA DE DATOS• Digitalización (en pantalla / en tablero)• Escaneo (raster) y vectorización.• GPS.• Información digital (internet, imágenes satelitales, etc.)SALIDA DE DATOS• En pantalla.• Impresión.• Internet• Documentos.

Diferencias GIS - CAD• Tienen mucho en común, dado que ambos manejan los

contextos de referencia espacial y topología.

• Las diferencias consisten en el volumen y la diversidad de información, y la naturaleza especializada de los métodos de análisis presentes en un SIG.

CADConjunto de líneas, puntos, polígonos, imágenes

GISConjunto de líneas, puntos, polígonos, imágenes, videos +Atributos con características(base de datos que pueden ser consultados)

SALIDAS DEL CADPlanos, gráficos, mapas

SALIDAS DEL GISPlanos, imágenes, mapas, documentos en formatosXls, entre otros

Softwares SIG

APLICACIONES SIG

AGRICULTURA

COMERCIO

APLICACIONES SIG

CARTOGRAFIA

SERVICIOS DE LOCALIZACION

APLICACIONES SIG

PRENSA

TV

APLICACIONES SIG

TELECOMUNICACIONES

DEFENSA

APLICACIONES SIG

EDUCACION

INGENIERIA AMBIENTAL

ELECCIONES

DEFENSA CIVIL

APLICACIONES SIG

APLICACIONES SIG

CRIMEN

EMERGENCIAS

APLICACIONES SIG

MINERIA

PETROLEO

APLICACIONES SIG

SALUD

ARQUEOLOGIA

APLICACIONES GIS EN LA INGENIERIA CIVIL

TOPOGRAFIA

CATASTRO

VISUALIZACION

3D

GEOLOGIA

CUENCAS

EL INVENTARIO VIAL GEOREFERENCIADO

APLICACIONES GIS EN LA INGENIERIA CIVIL

¿Qué es el Inventario Vial ?

• Es el registro ordenado, sistemático y periódico de los componentes de un camino, especificando su ubicación, características físicas y estado de conservación

¿Objetivos del inventario Vial ?

Mostrar el estado de las vías de comunicación, especificando el estado, estructura y funcionalidad del camino y su infraestructura vial, para determinar la intervención requerida por este (Mantenimiento Rutinario, periódico, rehabilitación o mejoramiento).

¿ En que consiste la GEOREFERENCIACIÓN ?

• Consiste en utilizar las tecnologías del sistema de Geoposicionamiento Global-GPS, y Sistema de Información Geográfica-GIS. Con la finalidad de generar un banco de datos geográficos y cartográficos que permita la elaboración de mapas temáticos sobre la red vial (inventario y características) y diseñar a partir de éste, un GIS especializado para la gestión y planificación vial.

INVENTARIO VIALRegistro ordenado, sistematizado, periódico del camino

Uso de las tecnologías

GPS + GISGPS, en la toma de datos en campoGIS, en el Procesamiento de la toma de datos

INVENTARIO VIAL GEOREFERENCIADO

(Inventario Vial usando las tecnologías GPS + GIS

+ =

• Es un insumo principal para el análisis de los planes viales participativos y el proceso de priorización de los caminos. Este resultado es solamente una parte del potencial que tiene la aplicación de un sistema GIS.

Uso del inventario Vial GEOREFERENCIADO

• El resultado del GEOREFERENCIAMIENTO de la red vial se visualiza en un mapa digital (cartografía), donde se puede analizar mediante mapas temáticos la información y características de la red vial recogida en campo.

PRINCIPALES CARACTERISTICAS DEL CAMINO A SER LEVANTADAS EN LA ACTIVIDAD DE

GEOREFERENCIAMIENTO

1. Código de la carretera o camino. (según clasificador de red vial)2. Longitud del camino, métrica expresada en kilómetros y sus

progresivas.3. Ancho de la plataforma.4. Tipo de superficie de rodadura.5. Estado de conservación del camino.6. Tipo de terreno (topografía)7. Tipo de señalización existente en el camino.8. Tipo de puentes y pontones.9. Número de alcantarillas.10. Localización de puntos notables (centros poblados, lugares turísticos o

de interés local) como de puntos críticos (taludes, cauces del río, otros), puentes y desvíos de los caminos.

ETAPAS DEL TRABAJO PARA EL LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN

TRABAJOPRE-CAMPO

TRABAJODE CAMPO

TRABAJOPOST-CAMPO

1. Talleres de trabajo para los diagramas viales

2. Análisis de la Red Vial

3. Medición en campo. Conformación de brigadas y recorrido de los caminos

4. Evaluación y control de calidad de la cartografía e integracion de bancode datos

5. Presentación del Informe Final sobre el Diagnóstico Vial

TRABAJOPRE-CAMPO

TRABAJODE CAMPO

TRABAJOPOST-CAMPO

1. Talleres de trabajo para los diagramas viales

2. Análisis de la Red Vial

3. Medición en campo. Conformación de brigadas y recorrido de los caminos

4. Evaluación y control de calidad de la cartografía e integracion de bancode datos

5. Presentación del Informe Final sobre el Diagnóstico Vial

A. TRABAJO PRE-CAMPO

1.ra ETAPA

Taller de trabajo participativos con Gobiernos locales

Resultados

• Diagrama Vial Preliminar de la Provincia

• Acta de compromiso para el apoyo logístico

A. TRABAJO PRE-CAMPO

2.da ETAPA

Análisis de la red vial y programación de Trabajo (Gabinete)

Resultados

• Elaboración del plan de trabajo sobre el levantamiento GEOREFERENCIADO de la red vial.

B. TRABAJO DE CAMPO

3.ra ETAPA

Medición en campo levantamiento.

Resultados

• Elaboración cartográfica y alfanumérica de la red vial GEOREFERENCIADA.

C. TRABAJO POST-CAMPO

4.ta ETAPAValidación y control de calidad, e integración

de Banco de Datos.Resultados• Información de cartografía digital y

alfanumérica en ambiente GIS.• Banco de datos de la red vial implementados

en plataforma GIS del Arc view.

C. TRABAJO POST-CAMPO

5.ta ETAPA

Análisis y diagnostico vial informe final:

Resultados

• Informe del análisis y diagnóstico del sistema vial de la provincia.

EQUÍPO MÍNIMO NECESARIO PARA LA TOMA DE DATOS EN CAMPO

• Un gp, en el mercado se dispone de los siguientes modelos: GARMIN

GPSmap60CSxGPS72 CSx• Una cámara fotográfica digital• Computadora portatil para descargar los datos del

GPS• Wincha de 50m y Wincha de 8m. • Antena imantable para GPs adaptable a Vehículos

Error de precisión +3, -3mCon tecnología WAAS

Error de precisión normal +5, -5m

GPS, modelo GPSmap 60CSx

Antena imantable para Gps(con este accesorio se reduce el error a +1m, - 1 m)

PROCESAMIENTO DE DATOS

1. HARWARE MÍNIMO:• Computadora de las siguientes características:• Memoria RAM 1gb.• Disco duro 160 gb• Procesador 3.2 ghz

(Placa PENTIUM D o Una portatil con placa de doble núcleo)

• Impresora o ploter para plotear los mapas resultantes (opcional)

2. SOFTWARE A UTLIZAR

• Map Source ( para bajar datos del GPS a la computadora), programa del GPS GARMIN

• Autocad ( para corregir los datos de campo, rutas y puntos)

• Arc View GIS 3.3 ( para crear los mapas y la base de datos)

TOMA DE DATOS PARA EL INVENTARIO VIAL

GEOREFERENCIADO

Toma de datos para el inventario vial Georeferenciado, Obras de arte Pontón de madera, L= 9.50m

Toma de datos de puntos notables Municipalidad de Aucayacu, Distrito de Daniel Crespo y Castillo

Toma de datos de puntos notables, Centro de salud

TOMA DE DATOS PARA EL INVENTARIO VIAL

GEOREFERENCIADO

Toma de datos de puntos críticos, colapso de plataforma localidad Shangai Distrito Hermilio Valdizán

MUCHASGRACIAS