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3 - Datos Georeferenciados
Dr. Lorenzino Vaccari
Dr. Juan Pane
23/07/2014 ERTIC - 2014 1
Programa
• Introducción
• Referenciamiento de datos espaciales
• Sistemas de Información Geográficos (GIS)
• Representación de Datos con GIS
• Mapas y análisis de datos espaciales: hands
on
• Infraestructura de datos espaciales (SDI)
• Datos Abiertos Geográficos (Open Geo –
Data)
23/07/2014 ERTIC - 2014 2
INTRODUCCIÓN
23/07/2014 ERTIC - 2014 3
La tabla de Dispilio – Región de Grecia - 5,000 AC
23/07/2014 ERTIC - 2014 4
Los mapas con mas viejos que la escritura
Mapa Pavlov (República Checa), 24000-25000 AC
Moseo arqueológico, Dolni Vestonice
23/07/2014 ERTIC - 2014 5
No tan lejos (en distancia) unos de otros…
23/07/2014 ERTIC - 2014 6
¿Cómo?
GIS & SDI
23/07/2014 ERTIC - 2014 7
REFERENCIAMIENTO DE DATOS ESPACIALES
23/07/2014 ERTIC - 2014 8
Representando la Tierra
23/07/2014 ERTIC - 2014
Cartografía
Geodesia
Topografía
Fotogrametría
http://www.ezilon.com/
http://www.unrealsolutions.co.uk/
9
Cartografía?
Generalmente, un mapa es una
representación en dos
dimensiones de la superficie de la
Tierra
• Los mapas son dibujados en
una escala, expresado como
una razón, ej.: 1:10,000
• Los mapas son aproximaciones
• Los objetos en los mapas se
representan mediante símbolos
23/07/2014 ERTIC - 2014
http://www.nationsonline.org/
10
Geodesia
Geodesia es la ciencia que
posibilita el
posicionamiento global.
Geodesia quiere decir
literalmente ciencia de
medición y monitoreo
del tamaño y forma de
la Tierra y de los puntos
en su superficie.
23/07/2014 ERTIC - 2014 11
Systemas de Referencia Geográficos - WGS 84
• Las coordenadas geográficas (latitud y longitud)
definen una posición sobre la superficie de la
Tierra. Las coordenadas son unidades de medida
angulares.
• La latitud varía entre −90° y 90°. La latitud del
Ecuador es 0°; la latitud del Polo Sur es −90°; La
latitud de Polo Norte es 90°.
• La longitud se cuenta desde el primer meridiano
(IERS Reference Meridian para WGS 84) y varía
entre −180° y 180°. Longitudes positivas
corresponden a ubicaciones al Este del primer
meridiano (abbrev. E). Longitudes negaticas
corresponden a ubicaciones geográficas al Oeste
del primer meridiano (abbrev. W).
• WGS 84 es la última revisión del Sistema
Geodético Mundial (World Geodetic System),
que es usado para mapeo y navegación,
incluyendo Navegación Satelital por GPS (Global
Positioning System).
• WGS 84 corresponde a EPSG 4326 (European
Petroleum Survey Group),
23/07/2014 ERTIC - 2014 12
UTM WGS 84 – Los datos espaciales requiren de una proyección
en una superficie plana
• Sistemas de Coordenadas Geográficas
– La coordenada de origen de WGS 84 se debería ubicar en
el centro de masa de la Tierra; se cree que el error es de
menos de 2 cm.
– El meridiano cero de WGS 84 es el IERS Reference
Meridian, a 102.5 metros al este del meridiano de
Greenwich en la latitud del Observatorio Real.
– La superficie del datum WGS 84 es una esferoide
achatado (oblate spheroid) o elipsoide con un radio
(ecuatorial) a = 6378137 m en el ecuador y una
achatamiento f = 1/298.257223563.
– Actualmente, WGS 84 usa el modelo EGM96 (Earth
Gravitational Model 1996) que es un geoide, revisado en
2004.
23/07/2014 ERTIC - 2014 13
3D a 2D
• Requiere una proyección en una superficie plana
(un cilindro transversal)
23/07/2014 ERTIC - 2014 14
Universal Transverse Mercator (UTM)
– Cada 6 grados el cilindro se rota
23/07/2014 ERTIC - 2014 15
http://www.professores.uff.br/cristiane/Estudodirigido/Cartografia.htm
Universal Transverse Mercator – WGS84
23/07/2014 ERTIC - 2014 16
http://www.professores.uff.br /
UTM WGS84 corresponde a
EPSG:1188 para Paraguay
http://epsg.io/1188-area
¿Dónde está Asuncion?
23/07/2014 ERTIC - 2014 17
UTM WGS-84
• Latitud: 25° 18’ 02” S
• Longitud: 57° 38’ 09”
• Elevación (altitud): 124 m
UTM WGS-84
• Latitud: 7201556.69 S
• Longitud: 435954.93 E
• Elevación (altitud) : 124 m
SISTEMAS DE INFOMACIÓN GEOGRÁFICA
GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS
23/07/2014 ERTIC - 2014 18
Qué es un Sistema de Información Geográfica (GIS)?
23/07/2014 ERTIC - 2014 19http://www.jacksoncountygov.com/Modules/ShowImage.aspx?imageid=401
Un GIS es cualquier
sistema manual o
computacional
diseñado para
almacenar y manipular
datos espacialmente
referenciados.
Text source: Longley et al (2005) Geographic Information Systems and Science. 2nd Edition. John Wiley and Sons Ltd. (Chapter 14, pages 317-319)
GIS en nuestas vidas de cada día
23/07/2014 ERTIC - 2014 20
Características Geográficas
23/07/2014 ERTIC - 2014 21
http://librodigital.oupe.es/
Representan sean características
geográficas como fenómenos:
georeferenciados &
multidimensionales, en donde al
menos dos coordenadas deben ser
especificadas para definir una
ubicación
Coordenadas Geográficas
23/07/2014 ERTIC - 2014 22
http://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_coordinate_system
Relaciones espaciales
23/07/2014 ERTIC - 2014 23
http://en.wikipedia.org/wiki/Spatial_relation
Requiere distintos tipos de representaciones
23/07/2014 ERTIC - 2014 24
http://www.cookbook.hlurb.gov.ph/
Métodos de análisis e integración de datos voluminosos & únicos
23/07/2014 ERTIC - 2014 25
http://www.tuflow.com/
¿Cuáles son las características peculiares de un GIS?
Los GIS son diferentes de otros sistemas de información por lo que requiere de métodos
especiales para ser analizar los datos. Éstas son algunas características que hacen a los GIS
diferentes:
• Representa ya sea características geográficas o fenómenos: georeferenciados &
multidimensionales, se deben especificar al menos dos coordenadas para definir una
ubicación.
• Las características (features) tiene relaciones topológicas específicas.
• Requieren de proyecciones sobre superficies planas.
• Representaciones diversas- y su implementación puede influenciar fuertemente la
facilidad de análisis de los datos para obtener resultados.
• Requiere de métodos únicos de análisis e integración de datos.
• Manejo de grandes volúmenes de datos – normalmente una base de datos
geográficos puede alcanzar terabytes.
23/07/2014 ERTIC - 2014 26
23/07/2014 ERTIC - 2014 27
Capturar Gestionar Analyzar Visualizar
http://www.jacksoncountygov.com/Modules/ShowImage.aspx?imageid=401
Un Sistema de Información Geográfico (GIS) se integra
con hardware, software, datos y servicios para
capturar, gestionar, analizar y visualizar información
geo-referenciada.
GIS Informáticos
GIS – Tres perspectivas
Datos
23/07/2014 ERTIC - 2014 28
Biodiversity
Temperature
Altitude
Modelos – Análisis
Mapas
23/07/2014 ERTIC - 2014 29
Conocimiento interdisciplinario específico
Geografía
Architectura Informática
Matemática Ingeniería Civil
Medición y
Topografía
Sensores
cercanos y
remotos
Estadística
GIS
23/07/2014 ERTIC - 2014 30
http://www.directionsmag.com/images/newsletter/2011/01_week1/world_lg.jpg
Aplicaciones típicas de GIS
Some of the most used GIS packages
23/07/2014 ERTIC - 2014 31
ArcGIS
• A complete platform to create and manage data, maps an analytical models
• Commercial
• http://www.esri.com/software/arcgis
QGIS
• A user friendly Open Source GIS licensed under the GNU General Public License. QGIS is an official project of the Open Source Geospatial
Foundation (OSGeo)
• Free, Open Source
• http://www.qgis.org/
gvSIG
• A desktop GIS known for having a user-friendly interface, being able to access the most common formats, both vector and raster ones. It
features a wide range of tools for working with geographic-like information (query tools, layout creation, geoprocessing, networks, etc.), which
turns gvSIG into the ideal tool for users working in the land realm.
• Free, Open Source
• http://www.gvsig.org
GRASS
• A GIS suite used for geospatial data management and analysis, image processing, graphics and maps production, spatial modeling, and
visualization
• Free, Open Source
• http://grass.osgeo.org/
ENVI
• ENVI combines advanced spectral image processing and proven geospatial analysis technology with a modern, user-friendly interface. Whether
you use panchromatic, LiDAR, SAR, multispectral or hyperspectral imagery, ENVI has the latest processing and analysis tools to help you extract
meaningful information to make better decisions
• Commercial
• http://www.exelisvis.com/
REPRESENTACIÓN DE DATOS CON GIS
23/07/2014 ERTIC - 2014 32
Representación de Datos
• Los datos de GIS representan
objetos del mundo real (ej.:
rutas, uso de suelo,
elevaciones, árboles, ríos,
etc)
• Existen dos métodos para el
uso y almacenamientos de
datos en GIS:
– Modelos de Datos Vectoriales
– Modelos de Datos Raster
23/07/2014 ERTIC - 2014 33
Representación de Datos Vectoriales
Es un modelo de datos basado en coordenadas que representa
características geográficas como ser puntos, líneas y
polígonos
23/07/2014 ERTIC - 2014 34
1. Puntos (ubicación de
pozos, escuelas, puntos
de interés, etc.)
2. Líneas (rutas, ríos, calles,
etc.)
3. Polígonos (parcelas,
límites de ciudades,
lagos, uso de suelo, etc.)
Representación de Datos Raster
A spatial data model that defines space as an array of equally
sized cells arranged in rows and columns. Each cell contains an
attribute value and location coordinates
23/07/2014 ERTIC - 2014 35
Formatos de Datos Espaciales más usados
Vectores:
– Shape (ESRI)
– GML (Geographic Markup Language)
– RDF (Resource Description Format)
– KML (Keyhole Markup Language)
Raster:
– Geo TIFF (Geo Tagged Image Format)
– ASCII GRID (ESRI)
– TIN (ESRI)
– NETCDF
23/07/2014 ERTIC - 2014 36
ESRI Shape File (SHP)
ESRI Shape (SHP)
23/07/2014 ERTIC - 2014 37
Geographic Markup Language (GML)
Altitud 200 metros
23/07/2014 ERTIC - 2014 38
Resource Description Framework
Altimetria 100 metri
Resource Description Framework (RDF)
Altitud (100 metros)
23/07/2014 ERTIC - 2014 39
Keyhole Markup Language (KML)
Red de Rutas (Trento, Italy)
23/07/2014 ERTIC - 2014 40
Geo-JSON
• GeoJSON es un formato estándar abierto
para la codificación de colecciones de
características geográficas simples con sus
respectivos atributos no espaciales
usando JavaScript Object Notation.
• GeoJSON difiere del resto de los formatos
GIS en que no está escrito y mantenido por
una organización que define estándares, sino
por un grupo de trabajo y desarrollo de
Internet.
23/07/2014 ERTIC - 2014 41
{ "type": "FeatureCollection", "features": [ { "type": "Feature",
"properties": { "AREA": 106108212.951, "PERIMETER":
68989.797325199993793, "AMMCVA_ID": 2, "COMUNITA": 12.0,
"PROV": 22, "DESC_": "ALTOPIANO DI FOLGARIA, LAVARONE
E LUSERNA", "SEDE": "LAVARONE" }, "geometry": { "type":
"Polygon", "coordinates": [ [ [ 675637.822153610293753,
5092701.614028975367546 ], [ 675664.081253610318527,
5092701.25292897503823 ], [ 675722.99965361028444,
5092705.847128975205123 ], [ 675797.273453610250726,
5092719.951428974978626 ], [ 675831.628553610295057,
5092699.166328974999487 ], [ 675886.317453610361554,
5092663.147228974848986 ], [ 675960.927253610338084,
5092620.204128975048661 ], [ 676021.709153610281646,
5092604.064628975465894 ], [ 676066.975453610299155,
5092598.400228975340724 ]……..
NetCDF (Network Common Data Form)
23/07/2014 ERTIC - 2014 42
Tabla Comparativa
Formato Representación Especificaciones
Shape Vector ESRI
GML Vector / Metadata OGC
RDF Vector / Linked Data W3C
KML Vector Google
GeoJSON Vector Grupo de
desarrollo
independiente
NETCDF Multidimensional data – Array scientific Data OGC
23/07/2014 ERTIC - 2014 43
INFRAESTRUCTURAS DE DATO ESPACIALES
SPATIAL DATA INFRASTRUCTURE (SDI)
23/07/2014 ERTIC - 2014 44
“SDI constituye la base para descubrir, evaluar, y crear
aplicaciones para los usuarios y proveedores de datos
espaciales a todos los niveles del gobierno, el sector
comercial, sin fines de lucro, academia y ciudadanía en
general”
-- The SDI Cookbook
http://www.gsdi.org
Douglas Nebert
U.S. Federal Geographic
Data Committee Secretariat
Qué es una infraestructura de Datos espaciales (SDI)?
23/07/2014 ERTIC - 2014 45
Componentes de una Infraestructura de Datos Espaciales (SDI)
• Políticas y Acuerdos Institucionales (gobernanza,
privacidad de dato y seguridad, intercambio de datos,
recuperación de costos)
• Personas (usuarios y proveedores: capacitación, desarrollo
profesional, cooperación, divulgación (outreach))
• Datos (Base de mapas digitales, temáticos, estadísticos,
nombres de lugares) y Metadatos
• Servicios de Acceso (mapas, descargas, catálogo,
procesos,…)
• Tecnología (hardware, software, redes, bases de datos,
planes de implementación técnicos)
23/07/2014 ERTIC - 2014 46
Implementación Tecnológica de SDI
23/07/2014 ERTIC - 2014 47
Los Metadata se aplican a datos, servicios, y otros
tipos de recursos
• Inventario
• Catálogo
• Documentación
• ISO 19115/TS19139 es un estándar internacional para
metadatos
23/07/2014 ERTIC - 2014 49
Servicios de Datos
 Incluye capacidades que extienden y mejoran la
entrega de datos a través de procesos:
 Catalog Services (OGC CSW)
 Mapping Services (OGC WMS)
 Download Services (OGS WFS)
 Symbolization (OGC SLD)
 Coordinate Transformation (OGC WCTS)
 Processing services (OGC WPS, e.g. analysis or
topologic overlay services)
23/07/2014 ERTIC - 2014 50
Directiva INSPIRE
European Commission Issues
- Falta de estándares
- Datasets faltantes
- Enfoques diferentes
- Heterogeneidad y fragmentación
- Falta de coordinación
- Tecnologías diferentes
23/07/2014 ERTIC - 2014 51
Directiva INSPIRE: es un Instrumento Legislativo Europeo
• Reglas generales para establecer un SDI a
nivel europeo para:
• Políticas ambientales de la comunidad EU
• Políticas o actividades con impacto en el
ambiente
• INSPIRE se construye sobre los SDIs
establecidos y operados por los Estados
Miembros de la EU
• Los datos espaciales son mantenidos en
nombre de las autoridades públicas.
• No requiere recolección de nuevos datos
• INSPIRE es una Directiva Marco
– Disposiciones técnicas detalladas para las
reglas de implementación
23/07/2014 ERTIC - 2014 52
Reglas de implementación vs. Guías técnicas
23/07/2014 ERTIC - 2014 53
INSPIRE Thematic Scope
Annex I
Coordinate reference
systems
Geographical grid
systems
Geographical names
Administrative units
Addresses
Cadastral parcels
Transport networks
Hydrography
Protected sites
Annex II
Elevation
Land cover
Ortho-imagery
Geology
Annex III
Statistical units Area management/restriction/
regulation zones & reporting units
Buildings Natural risk zones
Soil Atmospheric conditions &
Meteorological
geographical features
Land use Oceanographic geographical
features
Human health and safety Sea regions
Utility and governmental
services
Bio-geographical regions
Environmental monitoring
facilities
Habitats and biotopes
Production and industrial
facilities
Species distribution
Agricultural and aquaculture
facilities
Energy resources
Population distribution –
demography
Mineral resources
Also Generic Conceptual Model, Observations & Measures
23/07/2014 ERTIC - 2014 54
Componentes para la implementación de
INSPIRE
23/07/2014 ERTIC - 2014 55
Directiva de implementación INSPIRE
23/07/2014 ERTIC - 2014 56
2007 EU Directive 2007/2/EC
2011 2012 2013 2015-2017-2018
Directiva de implementación INSPIRE
15/05:
Implementation of
provisions for
monitoring and
reporting
09/05: Member
States shall
Provide discovery
and view services
03/12: Metadata
availability: spatial
data sets and
services (Annex I
and II)
2010
30/06: The EC
establishes and runs
a geo-portal at
Community level
19/10: IR as regards
the access to spatial
data sets and service
9/11: Discovery and
view services
operational
28/06: Member States
shall provide the
Download and
Transformation
Services
23/11: implementation
of interoperability of
spatial data sets and
services for newly
collected and
extensively
restructured Annex I
spatial data sets
available
28/12: Download and
Transformation
services operational
04/02: Implementation of
amends of
interoperability of spatial
data sets and services
for newly collected and
extensively restructured
Annex I spatial data sets
19/10: Implementation of
Regulation as regards
the access to spatial data
sets and services under
harmonised conditions
for existing
arrangements
28/12: Metadata available
for spatial data sets and
services corresponding
to Annex III
21/10/2015: Newly
collected and extensively
restructured Annex II and
III spatial data sets available
23/11/2017:
Implementation of
interoperability of spatial
data sets and services for
other Annex I spatial data
sets still in use at the date
of adoption
04/12:2018: Implementation
of interoperability of spatial
data sets and services for
other Annex I spatial data
sets still in use at the date
of adoption
2020
21/10: ther Annex II
and III spatial data
sets available in
accordance with IRs
for Annex II and III
DATOS ABIERTOS GEOGRÁFICOS
GEO OPEN DATA
23/07/2014 ERTIC - 2014 57
58
El ecosistema de Datos Abiertos
ERTIC - 2014 21/07/2014Maurizio Napolitano
59
El ejemplo de OpenStreetMap
ERTIC - 2014 23/07/2014Maurizio Napolitano
OpenStreetMap es un mapa gratuito y
libre del mundo, creado por los
usuarios
“OpenStreetMap es un proyecto colaborativo
para crear mapas libres y editables. Los mapas
se crean utilizando información geográfica
capturada con dispositivos GPS móviles,
ortofotografías y otras fuentes libres. Esta
cartografía, tanto las imágenes creadas como los
datos vectoriales almacenados en su base de
datos, se distribuye bajo licencia abierta Open
Database License (ODbL)”
http://tools.geofabrik.de/mc
60ERTIC - 2014
Mapas detallados creado por voluntarios
23/07/2014
¿Cómo?
61ERTIC - 2014 23/07/2014Maurizio Napolitano
COMPARTIENDO DATOS GEOGRÁFICOS GLOBALMENTE
23/07/2014 ERTIC - 2014 62
Desafíos del siglo 21
http://www.slideshare.net/angeled/geoss © GEO secretariat
23/07/2014 ERTIC - 2014 63
Grupo de Observación de la Tierra
http://www.slideshare.net/angeled/geoss © GEO secretariat
23/07/2014 ERTIC - 2014
GEOSS: Habilitando la integración de Sistemas de Observación de la
Tierra (EO)
 GEOSS promueve las interacciones y
conecciones científicas entre los sistemas
de observación que constituyen el
sistema de sistemas
 GEOSS promueve también la introducción
de técnicas y tegnologías innovativas
científicas en un sistema federado de
observación.
El Sistema Global de Observación de la Tierra
(GEOSS: Global Earth Observation System of
Systems ) provee el marco fundamental para
integrar los esfuerzos de observación de la
tierra de 84 miembros de GEO y 61
organizaciones participantes en 9 áreas de
beneficio social
23/07/2014 ERTIC - 2014
The GEOSS SDI
23/07/2014 ERTIC - 2014 66
Principios de Intercambio de Datos en GEOSS
• Intercambio de datos
completos y abiertos
• Datos y productos con el
retardo mínimo
• Gratuito
http://www.geoportal.org/web/guest/geo_home
23/07/2014 ERTIC - 2014
¿Cómo usar datos Geo-referenciados?
23/07/2014 ERTIC - 2014 68
Ejercicio
Quién es John Snow?
gracias a:
http://blog.rtwilson.com/joh
n-snows-cholera-data-in-
more-formats/
23/07/2014 ERTIC - 2014 69
Quiero decir…
“Antes ” de Game of
Thrones…
23/07/2014 ERTIC - 2014 70
Dr. John Snow
and the 1854 Cholera outbreak in London's Broad Street region
Source: John Snow Inc. www.jsi.com Source: UCLA http://www.ph.ucla.edu/epi/snow/snowmap1_1854_lge.htm
23/07/2014 ERTIC - 2014 71
Ejercicio
Descargar los datos de:
http://blog.rtwilson.com/joh
n-snows-cholera-data-in-
more-formats/
Zip Shp files:
- Colera_Death.zip
- Pumps.zip
23/07/2014 ERTIC - 2014 72
Abrir CartoDB
http://docs.cartodb.com/
Crear un usuario
Mi Cuenta: ertic2014.cartodb.com
Password: topsecret
Demo:
https://ertic2014.cartodb.com/dashboard
23/07/2014 ERTIC - 2014 73
23/07/2014 ERTIC - 2014 74
Importar los Shape files en CartoDB
23/07/2014 ERTIC - 2014 75
Personalizar los mapas
23/07/2014 ERTIC - 2014 76
Crear una Visualización
Ahora con GIS (1)
• Descargar datasets de Paraguay Pobreza de GeoCommons:
http://geocommons.com/searches?query=Paraguay
23/07/2014 ERTIC - 2014 77
Open GVSIG
23/07/2014 ERTIC - 2014 78
1. Dar un nombre el proyecto
2. gVSIG maneja tres objetos:
- Vistas: para gestionar
geo data
- Tablas: para gestionar
atributos
- Mapas: para producir
mapas en papel
3. Crear una vista y darle un
nombre
Agregar capas a la vista
23/07/2014 ERTIC - 2014 79
No olvidar de especificar EPSG…
23/07/2014 ERTIC - 2014 80
1. Para la Vista
2. Para cada
capa
Especificar la visualización de la capa
23/07/2014 ERTIC - 2014 81
1. Seleccionar Layer
properties
2. Seleccionar
Symbology
3. Seleccionar
Categories,
Unique Values
4. Seleccionar
Classification
field: Poverty
5. Click Add all
6. Click Apply
7. Click OK
¿Dónde está el mapa?
23/07/2014 ERTIC - 2014 82
Zoom en la capa (layer)…
Agregar etiqueta
23/07/2014 ERTIC - 2014 83
1. Seleccionar Layer
properties
2. Seleccionar
Labelling
3. Seleccionar
Enable Labelling
4. Seleccionar label
field: Poverty
5. Seleccionar Fixed
Height : 10000
6. Seleccionar Fixed
Colour
7. Click Apply
8. Click OK
Guardar el proyecto
23/07/2014 ERTIC - 2014 84
Hacer los mismo con el archivo shapefile de límites
administrativos:
gadm_first_level_administrative_boundaries_paraguay_2008
First level administrative boundaries
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  • 6. No tan lejos (en distancia) unos de otros… 23/07/2014 ERTIC - 2014 6
  • 8. REFERENCIAMIENTO DE DATOS ESPACIALES 23/07/2014 ERTIC - 2014 8
  • 9. Representando la Tierra 23/07/2014 ERTIC - 2014 Cartografía Geodesia Topografía Fotogrametría http://www.ezilon.com/ http://www.unrealsolutions.co.uk/ 9
  • 10. Cartografía? Generalmente, un mapa es una representación en dos dimensiones de la superficie de la Tierra • Los mapas son dibujados en una escala, expresado como una razón, ej.: 1:10,000 • Los mapas son aproximaciones • Los objetos en los mapas se representan mediante símbolos 23/07/2014 ERTIC - 2014 http://www.nationsonline.org/ 10
  • 11. Geodesia Geodesia es la ciencia que posibilita el posicionamiento global. Geodesia quiere decir literalmente ciencia de medición y monitoreo del tamaño y forma de la Tierra y de los puntos en su superficie. 23/07/2014 ERTIC - 2014 11
  • 12. Systemas de Referencia Geográficos - WGS 84 • Las coordenadas geográficas (latitud y longitud) definen una posición sobre la superficie de la Tierra. Las coordenadas son unidades de medida angulares. • La latitud varía entre −90° y 90°. La latitud del Ecuador es 0°; la latitud del Polo Sur es −90°; La latitud de Polo Norte es 90°. • La longitud se cuenta desde el primer meridiano (IERS Reference Meridian para WGS 84) y varía entre −180° y 180°. Longitudes positivas corresponden a ubicaciones al Este del primer meridiano (abbrev. E). Longitudes negaticas corresponden a ubicaciones geográficas al Oeste del primer meridiano (abbrev. W). • WGS 84 es la última revisión del Sistema Geodético Mundial (World Geodetic System), que es usado para mapeo y navegación, incluyendo Navegación Satelital por GPS (Global Positioning System). • WGS 84 corresponde a EPSG 4326 (European Petroleum Survey Group), 23/07/2014 ERTIC - 2014 12
  • 13. UTM WGS 84 – Los datos espaciales requiren de una proyección en una superficie plana • Sistemas de Coordenadas Geográficas – La coordenada de origen de WGS 84 se debería ubicar en el centro de masa de la Tierra; se cree que el error es de menos de 2 cm. – El meridiano cero de WGS 84 es el IERS Reference Meridian, a 102.5 metros al este del meridiano de Greenwich en la latitud del Observatorio Real. – La superficie del datum WGS 84 es una esferoide achatado (oblate spheroid) o elipsoide con un radio (ecuatorial) a = 6378137 m en el ecuador y una achatamiento f = 1/298.257223563. – Actualmente, WGS 84 usa el modelo EGM96 (Earth Gravitational Model 1996) que es un geoide, revisado en 2004. 23/07/2014 ERTIC - 2014 13
  • 14. 3D a 2D • Requiere una proyección en una superficie plana (un cilindro transversal) 23/07/2014 ERTIC - 2014 14
  • 15. Universal Transverse Mercator (UTM) – Cada 6 grados el cilindro se rota 23/07/2014 ERTIC - 2014 15 http://www.professores.uff.br/cristiane/Estudodirigido/Cartografia.htm
  • 16. Universal Transverse Mercator – WGS84 23/07/2014 ERTIC - 2014 16 http://www.professores.uff.br / UTM WGS84 corresponde a EPSG:1188 para Paraguay http://epsg.io/1188-area
  • 17. ¿Dónde está Asuncion? 23/07/2014 ERTIC - 2014 17 UTM WGS-84 • Latitud: 25° 18’ 02” S • Longitud: 57° 38’ 09” • Elevación (altitud): 124 m UTM WGS-84 • Latitud: 7201556.69 S • Longitud: 435954.93 E • Elevación (altitud) : 124 m
  • 18. SISTEMAS DE INFOMACIÓN GEOGRÁFICA GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS 23/07/2014 ERTIC - 2014 18
  • 19. Qué es un Sistema de Información Geográfica (GIS)? 23/07/2014 ERTIC - 2014 19http://www.jacksoncountygov.com/Modules/ShowImage.aspx?imageid=401 Un GIS es cualquier sistema manual o computacional diseñado para almacenar y manipular datos espacialmente referenciados. Text source: Longley et al (2005) Geographic Information Systems and Science. 2nd Edition. John Wiley and Sons Ltd. (Chapter 14, pages 317-319)
  • 20. GIS en nuestas vidas de cada día 23/07/2014 ERTIC - 2014 20
  • 21. Características Geográficas 23/07/2014 ERTIC - 2014 21 http://librodigital.oupe.es/ Representan sean características geográficas como fenómenos: georeferenciados & multidimensionales, en donde al menos dos coordenadas deben ser especificadas para definir una ubicación
  • 22. Coordenadas Geográficas 23/07/2014 ERTIC - 2014 22 http://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_coordinate_system
  • 23. Relaciones espaciales 23/07/2014 ERTIC - 2014 23 http://en.wikipedia.org/wiki/Spatial_relation
  • 24. Requiere distintos tipos de representaciones 23/07/2014 ERTIC - 2014 24 http://www.cookbook.hlurb.gov.ph/
  • 25. Métodos de análisis e integración de datos voluminosos & únicos 23/07/2014 ERTIC - 2014 25 http://www.tuflow.com/
  • 26. ¿Cuáles son las características peculiares de un GIS? Los GIS son diferentes de otros sistemas de información por lo que requiere de métodos especiales para ser analizar los datos. Éstas son algunas características que hacen a los GIS diferentes: • Representa ya sea características geográficas o fenómenos: georeferenciados & multidimensionales, se deben especificar al menos dos coordenadas para definir una ubicación. • Las características (features) tiene relaciones topológicas específicas. • Requieren de proyecciones sobre superficies planas. • Representaciones diversas- y su implementación puede influenciar fuertemente la facilidad de análisis de los datos para obtener resultados. • Requiere de métodos únicos de análisis e integración de datos. • Manejo de grandes volúmenes de datos – normalmente una base de datos geográficos puede alcanzar terabytes. 23/07/2014 ERTIC - 2014 26
  • 27. 23/07/2014 ERTIC - 2014 27 Capturar Gestionar Analyzar Visualizar http://www.jacksoncountygov.com/Modules/ShowImage.aspx?imageid=401 Un Sistema de Información Geográfico (GIS) se integra con hardware, software, datos y servicios para capturar, gestionar, analizar y visualizar información geo-referenciada. GIS Informáticos
  • 28. GIS – Tres perspectivas Datos 23/07/2014 ERTIC - 2014 28 Biodiversity Temperature Altitude Modelos – Análisis Mapas
  • 29. 23/07/2014 ERTIC - 2014 29 Conocimiento interdisciplinario específico Geografía Architectura Informática Matemática Ingeniería Civil Medición y Topografía Sensores cercanos y remotos Estadística GIS
  • 30. 23/07/2014 ERTIC - 2014 30 http://www.directionsmag.com/images/newsletter/2011/01_week1/world_lg.jpg Aplicaciones típicas de GIS
  • 31. Some of the most used GIS packages 23/07/2014 ERTIC - 2014 31 ArcGIS • A complete platform to create and manage data, maps an analytical models • Commercial • http://www.esri.com/software/arcgis QGIS • A user friendly Open Source GIS licensed under the GNU General Public License. QGIS is an official project of the Open Source Geospatial Foundation (OSGeo) • Free, Open Source • http://www.qgis.org/ gvSIG • A desktop GIS known for having a user-friendly interface, being able to access the most common formats, both vector and raster ones. It features a wide range of tools for working with geographic-like information (query tools, layout creation, geoprocessing, networks, etc.), which turns gvSIG into the ideal tool for users working in the land realm. • Free, Open Source • http://www.gvsig.org GRASS • A GIS suite used for geospatial data management and analysis, image processing, graphics and maps production, spatial modeling, and visualization • Free, Open Source • http://grass.osgeo.org/ ENVI • ENVI combines advanced spectral image processing and proven geospatial analysis technology with a modern, user-friendly interface. Whether you use panchromatic, LiDAR, SAR, multispectral or hyperspectral imagery, ENVI has the latest processing and analysis tools to help you extract meaningful information to make better decisions • Commercial • http://www.exelisvis.com/
  • 32. REPRESENTACIÓN DE DATOS CON GIS 23/07/2014 ERTIC - 2014 32
  • 33. Representación de Datos • Los datos de GIS representan objetos del mundo real (ej.: rutas, uso de suelo, elevaciones, árboles, ríos, etc) • Existen dos métodos para el uso y almacenamientos de datos en GIS: – Modelos de Datos Vectoriales – Modelos de Datos Raster 23/07/2014 ERTIC - 2014 33
  • 34. Representación de Datos Vectoriales Es un modelo de datos basado en coordenadas que representa características geográficas como ser puntos, líneas y polígonos 23/07/2014 ERTIC - 2014 34 1. Puntos (ubicación de pozos, escuelas, puntos de interés, etc.) 2. Líneas (rutas, ríos, calles, etc.) 3. Polígonos (parcelas, límites de ciudades, lagos, uso de suelo, etc.)
  • 35. Representación de Datos Raster A spatial data model that defines space as an array of equally sized cells arranged in rows and columns. Each cell contains an attribute value and location coordinates 23/07/2014 ERTIC - 2014 35
  • 36. Formatos de Datos Espaciales más usados Vectores: – Shape (ESRI) – GML (Geographic Markup Language) – RDF (Resource Description Format) – KML (Keyhole Markup Language) Raster: – Geo TIFF (Geo Tagged Image Format) – ASCII GRID (ESRI) – TIN (ESRI) – NETCDF 23/07/2014 ERTIC - 2014 36
  • 37. ESRI Shape File (SHP) ESRI Shape (SHP) 23/07/2014 ERTIC - 2014 37
  • 38. Geographic Markup Language (GML) Altitud 200 metros 23/07/2014 ERTIC - 2014 38
  • 39. Resource Description Framework Altimetria 100 metri Resource Description Framework (RDF) Altitud (100 metros) 23/07/2014 ERTIC - 2014 39
  • 40. Keyhole Markup Language (KML) Red de Rutas (Trento, Italy) 23/07/2014 ERTIC - 2014 40
  • 41. Geo-JSON • GeoJSON es un formato estándar abierto para la codificación de colecciones de características geográficas simples con sus respectivos atributos no espaciales usando JavaScript Object Notation. • GeoJSON difiere del resto de los formatos GIS en que no está escrito y mantenido por una organización que define estándares, sino por un grupo de trabajo y desarrollo de Internet. 23/07/2014 ERTIC - 2014 41 { "type": "FeatureCollection", "features": [ { "type": "Feature", "properties": { "AREA": 106108212.951, "PERIMETER": 68989.797325199993793, "AMMCVA_ID": 2, "COMUNITA": 12.0, "PROV": 22, "DESC_": "ALTOPIANO DI FOLGARIA, LAVARONE E LUSERNA", "SEDE": "LAVARONE" }, "geometry": { "type": "Polygon", "coordinates": [ [ [ 675637.822153610293753, 5092701.614028975367546 ], [ 675664.081253610318527, 5092701.25292897503823 ], [ 675722.99965361028444, 5092705.847128975205123 ], [ 675797.273453610250726, 5092719.951428974978626 ], [ 675831.628553610295057, 5092699.166328974999487 ], [ 675886.317453610361554, 5092663.147228974848986 ], [ 675960.927253610338084, 5092620.204128975048661 ], [ 676021.709153610281646, 5092604.064628975465894 ], [ 676066.975453610299155, 5092598.400228975340724 ]……..
  • 42. NetCDF (Network Common Data Form) 23/07/2014 ERTIC - 2014 42
  • 43. Tabla Comparativa Formato Representación Especificaciones Shape Vector ESRI GML Vector / Metadata OGC RDF Vector / Linked Data W3C KML Vector Google GeoJSON Vector Grupo de desarrollo independiente NETCDF Multidimensional data – Array scientific Data OGC 23/07/2014 ERTIC - 2014 43
  • 44. INFRAESTRUCTURAS DE DATO ESPACIALES SPATIAL DATA INFRASTRUCTURE (SDI) 23/07/2014 ERTIC - 2014 44
  • 45. “SDI constituye la base para descubrir, evaluar, y crear aplicaciones para los usuarios y proveedores de datos espaciales a todos los niveles del gobierno, el sector comercial, sin fines de lucro, academia y ciudadanía en general” -- The SDI Cookbook http://www.gsdi.org Douglas Nebert U.S. Federal Geographic Data Committee Secretariat Qué es una infraestructura de Datos espaciales (SDI)? 23/07/2014 ERTIC - 2014 45
  • 46. Componentes de una Infraestructura de Datos Espaciales (SDI) • Políticas y Acuerdos Institucionales (gobernanza, privacidad de dato y seguridad, intercambio de datos, recuperación de costos) • Personas (usuarios y proveedores: capacitación, desarrollo profesional, cooperación, divulgación (outreach)) • Datos (Base de mapas digitales, temáticos, estadísticos, nombres de lugares) y Metadatos • Servicios de Acceso (mapas, descargas, catálogo, procesos,…) • Tecnología (hardware, software, redes, bases de datos, planes de implementación técnicos) 23/07/2014 ERTIC - 2014 46
  • 47. Implementación Tecnológica de SDI 23/07/2014 ERTIC - 2014 47
  • 48. Los Metadata se aplican a datos, servicios, y otros tipos de recursos • Inventario • Catálogo • Documentación • ISO 19115/TS19139 es un estándar internacional para metadatos 23/07/2014 ERTIC - 2014 49
  • 49. Servicios de Datos  Incluye capacidades que extienden y mejoran la entrega de datos a través de procesos:  Catalog Services (OGC CSW)  Mapping Services (OGC WMS)  Download Services (OGS WFS)  Symbolization (OGC SLD)  Coordinate Transformation (OGC WCTS)  Processing services (OGC WPS, e.g. analysis or topologic overlay services) 23/07/2014 ERTIC - 2014 50
  • 50. Directiva INSPIRE European Commission Issues - Falta de estándares - Datasets faltantes - Enfoques diferentes - Heterogeneidad y fragmentación - Falta de coordinación - Tecnologías diferentes 23/07/2014 ERTIC - 2014 51
  • 51. Directiva INSPIRE: es un Instrumento Legislativo Europeo • Reglas generales para establecer un SDI a nivel europeo para: • Políticas ambientales de la comunidad EU • Políticas o actividades con impacto en el ambiente • INSPIRE se construye sobre los SDIs establecidos y operados por los Estados Miembros de la EU • Los datos espaciales son mantenidos en nombre de las autoridades públicas. • No requiere recolección de nuevos datos • INSPIRE es una Directiva Marco – Disposiciones técnicas detalladas para las reglas de implementación 23/07/2014 ERTIC - 2014 52
  • 52. Reglas de implementación vs. Guías técnicas 23/07/2014 ERTIC - 2014 53
  • 53. INSPIRE Thematic Scope Annex I Coordinate reference systems Geographical grid systems Geographical names Administrative units Addresses Cadastral parcels Transport networks Hydrography Protected sites Annex II Elevation Land cover Ortho-imagery Geology Annex III Statistical units Area management/restriction/ regulation zones & reporting units Buildings Natural risk zones Soil Atmospheric conditions & Meteorological geographical features Land use Oceanographic geographical features Human health and safety Sea regions Utility and governmental services Bio-geographical regions Environmental monitoring facilities Habitats and biotopes Production and industrial facilities Species distribution Agricultural and aquaculture facilities Energy resources Population distribution – demography Mineral resources Also Generic Conceptual Model, Observations & Measures 23/07/2014 ERTIC - 2014 54
  • 54. Componentes para la implementación de INSPIRE 23/07/2014 ERTIC - 2014 55
  • 55. Directiva de implementación INSPIRE 23/07/2014 ERTIC - 2014 56 2007 EU Directive 2007/2/EC 2011 2012 2013 2015-2017-2018 Directiva de implementación INSPIRE 15/05: Implementation of provisions for monitoring and reporting 09/05: Member States shall Provide discovery and view services 03/12: Metadata availability: spatial data sets and services (Annex I and II) 2010 30/06: The EC establishes and runs a geo-portal at Community level 19/10: IR as regards the access to spatial data sets and service 9/11: Discovery and view services operational 28/06: Member States shall provide the Download and Transformation Services 23/11: implementation of interoperability of spatial data sets and services for newly collected and extensively restructured Annex I spatial data sets available 28/12: Download and Transformation services operational 04/02: Implementation of amends of interoperability of spatial data sets and services for newly collected and extensively restructured Annex I spatial data sets 19/10: Implementation of Regulation as regards the access to spatial data sets and services under harmonised conditions for existing arrangements 28/12: Metadata available for spatial data sets and services corresponding to Annex III 21/10/2015: Newly collected and extensively restructured Annex II and III spatial data sets available 23/11/2017: Implementation of interoperability of spatial data sets and services for other Annex I spatial data sets still in use at the date of adoption 04/12:2018: Implementation of interoperability of spatial data sets and services for other Annex I spatial data sets still in use at the date of adoption 2020 21/10: ther Annex II and III spatial data sets available in accordance with IRs for Annex II and III
  • 56. DATOS ABIERTOS GEOGRÁFICOS GEO OPEN DATA 23/07/2014 ERTIC - 2014 57
  • 57. 58 El ecosistema de Datos Abiertos ERTIC - 2014 21/07/2014Maurizio Napolitano
  • 58. 59 El ejemplo de OpenStreetMap ERTIC - 2014 23/07/2014Maurizio Napolitano OpenStreetMap es un mapa gratuito y libre del mundo, creado por los usuarios “OpenStreetMap es un proyecto colaborativo para crear mapas libres y editables. Los mapas se crean utilizando información geográfica capturada con dispositivos GPS móviles, ortofotografías y otras fuentes libres. Esta cartografía, tanto las imágenes creadas como los datos vectoriales almacenados en su base de datos, se distribuye bajo licencia abierta Open Database License (ODbL)”
  • 59. http://tools.geofabrik.de/mc 60ERTIC - 2014 Mapas detallados creado por voluntarios 23/07/2014
  • 60. ¿Cómo? 61ERTIC - 2014 23/07/2014Maurizio Napolitano
  • 61. COMPARTIENDO DATOS GEOGRÁFICOS GLOBALMENTE 23/07/2014 ERTIC - 2014 62
  • 62. Desafíos del siglo 21 http://www.slideshare.net/angeled/geoss © GEO secretariat 23/07/2014 ERTIC - 2014 63
  • 63. Grupo de Observación de la Tierra http://www.slideshare.net/angeled/geoss © GEO secretariat 23/07/2014 ERTIC - 2014
  • 64. GEOSS: Habilitando la integración de Sistemas de Observación de la Tierra (EO)  GEOSS promueve las interacciones y conecciones científicas entre los sistemas de observación que constituyen el sistema de sistemas  GEOSS promueve también la introducción de técnicas y tegnologías innovativas científicas en un sistema federado de observación. El Sistema Global de Observación de la Tierra (GEOSS: Global Earth Observation System of Systems ) provee el marco fundamental para integrar los esfuerzos de observación de la tierra de 84 miembros de GEO y 61 organizaciones participantes en 9 áreas de beneficio social 23/07/2014 ERTIC - 2014
  • 65. The GEOSS SDI 23/07/2014 ERTIC - 2014 66
  • 66. Principios de Intercambio de Datos en GEOSS • Intercambio de datos completos y abiertos • Datos y productos con el retardo mínimo • Gratuito http://www.geoportal.org/web/guest/geo_home 23/07/2014 ERTIC - 2014
  • 67. ¿Cómo usar datos Geo-referenciados? 23/07/2014 ERTIC - 2014 68
  • 68. Ejercicio Quién es John Snow? gracias a: http://blog.rtwilson.com/joh n-snows-cholera-data-in- more-formats/ 23/07/2014 ERTIC - 2014 69
  • 69. Quiero decir… “Antes ” de Game of Thrones… 23/07/2014 ERTIC - 2014 70
  • 70. Dr. John Snow and the 1854 Cholera outbreak in London's Broad Street region Source: John Snow Inc. www.jsi.com Source: UCLA http://www.ph.ucla.edu/epi/snow/snowmap1_1854_lge.htm 23/07/2014 ERTIC - 2014 71
  • 71. Ejercicio Descargar los datos de: http://blog.rtwilson.com/joh n-snows-cholera-data-in- more-formats/ Zip Shp files: - Colera_Death.zip - Pumps.zip 23/07/2014 ERTIC - 2014 72
  • 72. Abrir CartoDB http://docs.cartodb.com/ Crear un usuario Mi Cuenta: ertic2014.cartodb.com Password: topsecret Demo: https://ertic2014.cartodb.com/dashboard 23/07/2014 ERTIC - 2014 73
  • 73. 23/07/2014 ERTIC - 2014 74 Importar los Shape files en CartoDB
  • 74. 23/07/2014 ERTIC - 2014 75 Personalizar los mapas
  • 75. 23/07/2014 ERTIC - 2014 76 Crear una Visualización
  • 76. Ahora con GIS (1) • Descargar datasets de Paraguay Pobreza de GeoCommons: http://geocommons.com/searches?query=Paraguay 23/07/2014 ERTIC - 2014 77
  • 77. Open GVSIG 23/07/2014 ERTIC - 2014 78 1. Dar un nombre el proyecto 2. gVSIG maneja tres objetos: - Vistas: para gestionar geo data - Tablas: para gestionar atributos - Mapas: para producir mapas en papel 3. Crear una vista y darle un nombre
  • 78. Agregar capas a la vista 23/07/2014 ERTIC - 2014 79
  • 79. No olvidar de especificar EPSG… 23/07/2014 ERTIC - 2014 80 1. Para la Vista 2. Para cada capa
  • 80. Especificar la visualización de la capa 23/07/2014 ERTIC - 2014 81 1. Seleccionar Layer properties 2. Seleccionar Symbology 3. Seleccionar Categories, Unique Values 4. Seleccionar Classification field: Poverty 5. Click Add all 6. Click Apply 7. Click OK
  • 81. ¿Dónde está el mapa? 23/07/2014 ERTIC - 2014 82 Zoom en la capa (layer)…
  • 82. Agregar etiqueta 23/07/2014 ERTIC - 2014 83 1. Seleccionar Layer properties 2. Seleccionar Labelling 3. Seleccionar Enable Labelling 4. Seleccionar label field: Poverty 5. Seleccionar Fixed Height : 10000 6. Seleccionar Fixed Colour 7. Click Apply 8. Click OK
  • 83. Guardar el proyecto 23/07/2014 ERTIC - 2014 84 Hacer los mismo con el archivo shapefile de límites administrativos: gadm_first_level_administrative_boundaries_paraguay_2008
  • 84. First level administrative boundaries 23/07/2014 ERTIC - 2014 85
  • 86. WebMap 23/07/2014 ERTIC - 2014 87 http://www.webmapp.it/maps/dolomiti/map.html
  • 87. http://hot.openstreetmap.org 88ERTIC - 2014 Aplica principios de open source y datos abiertos para la respuesta humanitaria y el desarrollo económico Humanitarian OpenStreetMap Team [HOT] Terremoto de Haití 23/07/2014
  • 90. De mapas a frazadas… http://softcities.net ERTIC – 2014 23/07/2014Maurizio Napolitano
  • 91. …y zapatos… ERTIC – 2014 23/07/2014Maurizio Napolitano
  • 92. Muchas gracias! Preguntas? Dr. Lorenzino Vaccari lorenzino.vaccari@gmail.com Dr. Juan Pane jpane@ceamso.org.py 23/07/2014 ERTIC-2014 93