Sistemas de Información Geográfica

UNIDAD 1

Unidad 1 Geoinformática. Definición, conceptos. Ofertas académicas en Argentina. Sistemas de Información Geográfica (SIG): definiciones y conceptos, disciplinas relacionadas. Los SIG en la vida diaria: historia y comienzos de los SIG, situación actual y tendencias futuras. Aplicaciones: ejemplos en diversas áreas.

Geoinformática

Geoinformación

Geoinformación

Todo tipo de información que tradicionalmente se representa mediante mapas

Informática

Informática

Geoinformática: conceptos • Las aplicaciones computacionales se han instalado en el ámbito de las ciencias • Tecnologías de la información + comunicaciones XXI

Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores. Real Academia Española

Siglo

• Tecnología SIG: más alto hito en la tecnología destinada al estudio de las pautas de distribución espacial • Tecnología SIG: permite incorporar las características del espacio geográfico a todo estudio como categoría fundamental desde un punto de vista interdisciplinario

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Geoinformática: conceptos • Variadas disciplinas incorporan el espacio geográfico* a través de los SIG • Se obtiene una visión más completa del mundo real • Impacta el contexto científico y social • Si bien existe el SIG especialista la tendencia es el SIG multidisciplinario

Algunos términos y conceptos importantes • El espacio geográfico es un concepto utilizado por la ciencia geográfica para definir el espacio organizado por la sociedad. • Es el espacio en el que se desenvuelven los grupos humanos en su interrelación con el medio ambiente, por consiguiente es una construcción social. • Se estudia como concepto geográfico de paisaje en sus distintas manifestaciones (paisaje natural, paisaje humanizado, paisaje agrario, paisaje industrial, paisaje urbano, etc.). • Aquellas porciones del espacio geográfico que se encuentran bajo un orden administrativo llevan el nombre de

• Buzai destaca: “es el momento de acceder a una nueva síntesis”

Algunos términos y conceptos importantes Territorio

organización

escalas

- Municipios - Provincias - Regiones - Países - Continentes - Planetaria/global

Recientes ciencias planetarias: exobiología y astrogeología permitirán en algún momento los estudios geográficos interplanetarios.

Geoinformática: otros conceptos… • Necesidades para la nueva síntesis: • Superar barreras de transferencia tecnológica • Superar barreras de formación local * • Incorporación efectiva en el nivel “secundario” • Incorporación en cursos de grado universitario • Incorporación en cursos de posgrado

Algunos términos y conceptos importantes Según Jean Tricart*, “en su sentido más amplio, el espacio geográfico es la epidermis del planeta Tierra”.

El espacio geográfico posee dos dimensiones fundamentales, la locacional y la ecológica. De allí se definen dos grandes sistemas que interactúan entre sí y que conforman el espacio geográfico.

(Montmorency, 1920-2003) Geógrafo francés. Desde 1955 profesor en la Universidad de Estrasburgo. Experto del Consejo de Europa y consultor de la UNESCO y de la FAO. Especializado en geomorfología, ha trabajado en África y Asia, especialmente en cuencas hidrográficas y recursos naturales. De sus numerosos libros y publicaciones destacan: Compendio de geomorfología (3 vols. 1968-1981), La Tierra, planeta viviente (1972) y La ecografía y la ordenación del medio natural (1979).

Geoinformática: oferta en Argentina Cursos Universitarios de grado y posgrado sobre SIG y Percepción Remota: • Técnico en SIG (duración: 3 años) en la Univ. Nac. de Cuyo • Especialista en Geomática Aplicada a Procesos Ambientales (http://www.umaza.edu.ar/geomatica/), en la Univ. Nac. de Cuyo • Especialización en Teledetección y SIG aplicados al estudio del medio ambiente en la Univ. Nac. de Luján, Bs. As. • Master en Percepción Remota y SIG en la Univ. del Centro de la Pcia. Bs. As. (Azul ) • Master en Geomática en la Univ. Nac. de La Plata

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Geoinformática: oferta en Argentina

Geoinformática: oferta en Argentina

• Técnico en SIG (duración: 3 años) en la Univ. Nac. de Cuyo • Especialista en Geomática Aplicada a Procesos Ambientales (http://www.umaza.edu.ar/geomatica/), en la Univ. Nac. de Cuyo

http://maestria-tdsig.com.ar/wp/

Geoinformática: oferta en Argentina

Geoinformática: oferta en Argentina

http://www.ungs.edu.ar/ms_ungs/?page_id=1396

Geoinformática: oferta en Argentina

Geoinformática: oferta en el exterior

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Geoinformática: cursos presenciales

Geoinformática: cursos presenciales

http://www.ismedioambiente.com/

http://www.ismedioambiente.com/

Geoinformática: cursos virtuales

Geoinformática: cursos virtuales

http://www.ismedioambiente.com/

Geoinformática: cursos virtuales

http://www.ismedioambiente.com/aula-de-software-profesional

Geoinformática: cursos virtuales

http://ias.mindsites.com/oxc/496.php

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Geoinformática: cursos virtuales

2005!

Geoinformática: cursos virtuales

Geografía: ¿tendencias?

Nuevas tecnologías y aplicaciones

GEOGRAFÍA VIRTUAL

Geoinformación

La Geografía y su estudio están cambiando en formas sutiles y dramáticas en la rápida transición a un mundo digital. Nueva geografía = “geografía virtual” Cspace = espacio “en las computadoras”

Informática

Cyberspace = ciberespacio, el uso de las computadoras para comunicarse

Comunicaciones

Cyberplace = infraestructura del mundo digital que componen finalmente la “realidad virtual”

Mapas

Imágenes de satélite

Integración SIG/Google Earth

¡On Line!

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Geoinformación Informática Comunicaciones

Mapas on-line

www.ucse.edu.ar/fce/geolab/webmap1

Cyber-Geography

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Nuevas tecnologías y aplicaciones

Nuevas tecnologías y aplicaciones Geoinformación

Geoinformación Informática

Informática

Comunicaciones

Comunicaciones

Mapas on-line

maps.google.com

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Imágenes de satélite, on-line

maps.google.com

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Geoinformación Informática Geoinformación

Comunicaciones

Informática Comunicaciones

earth.google.com

Ambientes en 3D, on-line

earth.google.com

Nuevas tecnologías y aplicaciones Geoinformación

Informática

Comunicaciones

Planificación de actividades: toma de fotografías aéreas de pequeño (FAPEF)

Planificación de actividades: toma de fotografías aéreas de pequeño formato (FAPEF)

Nuevas tecnologías y aplicaciones Geoinformación

Informática

Comunicaciones

Planificación de actividades: infraestructura verde de las ciudades

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Nuevas tecnologías y aplicaciones

Nuevas tecnologías y aplicaciones VIRTUAL EARTH MSN

VIRTUAL EARTH MSN

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Criminología

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Plan de resguardo de la biodiversidad

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Contaminación

Nuevas tecnologías y aplicaciones

Inicio años 2000, SIG Portable: Pocket PC + GPS + SIG

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Nuevas tecnologías y aplicaciones

Software SIG Portable

Nuevas tecnologías y aplicaciones

SIG Portable – integración de tecnologías: PocketPC + SIG + GPS + cámara

Nuevas tecnologías y aplicaciones ¡ SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA ! Celulares inteligentes

GPS Sistemas de Informação Geográfica Geographic Information Systems Geografische Informationssysteme

Tablets

Systèmes d'information géographique Android vs. WinPhone

SIG Móvil

integración de tecnologías

Sistemi Informativi Geografici

celular, wifi, Internet

DEFINICIONES Para comprender la naturaleza y características de los SIG se presentan las siguientes definiciones: - Poderoso conjunto de herramientas para colectar, almacenar, recuperar y visualizar datos sobre el mundo real (Burrough, 1986). - Un conjunto manual o computacional de procedimientos utilizados para almacenar y manipular datos georeferenciados (Aronoff, 1989). -El Centro Nacional para Información Geográfica y Análisis (NCGIA, 1990) define a los SIG como: un sistema de hardware, software y procedimientos elaborados para facilitar la obtención, gestión, manipulación, modelado, representación y salida de datos espacialmente referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y gestión. . Aronoff, S., 1989. Geographic Information Systems. A management perspectiva. WDL Publications, Ottawa, Canadá. 294 págs. . Burrough, P.A., 1986. Principles fo GIS for land resource assessment. Clarendon Press. . NCGIA, 1990. Introduction to GIS, Core curriculo, Vol. I. National Center for Geographic Information and Analysis. University of California, Santa Barbara,California, USA.

CONCEPTOS - Aronoff (1989) indica que una gran componente de los SIG es la organización y, dentro de ella, tiene especial importancia el factor humano. -Debido a las diversas disciplinas que se relacionan con éstos y al muy variado tipo de información que captan, procesan y producen, los SIG son sistemas altamente corporativos (Silveira, 2004). - Puede decirse entonces que en los SIG convergen tecnologías y disciplinas tradicionales (NCGIA, 1990).

. Silveira, V. F., 2004. Geoprocessamento como instrumento de gestão ambiental. En: Philippi Jr., A. , Romero, M. A. y Bruna, G. C., (edit.). Curso de gestão ambiental. Coleção ambiental 1. Univ. Sao Paulo. Ed. Manole, Barueri, SP, Brasil.

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DISCIPLINAS RELACIONADAS -Geografía: brinda el conocimiento sobre el mundo y la ubicación del hombre en él, tiene larga tradición en el análisis espacial y, provee las técnicas básicas del análisis y perspectiva espacial en la investigación.

-Cartografía: elabora la visualización de la información espacial; la mayor fuente de datos para los SIG son los mapas, tiene larga tradición en la confección de mapas que son los resultados típicos de los SIG y, finalmente, la moderna cartografía digital provee los métodos para la representación virtual del territorio.

- Percepción remota: las imágenes aéreas y espaciales son ricas fuentes de datos de los SIG, brinda técnicas de bajo costo para el procesamiento de imágenes de cualquier lugar del mundo; comprenden sofisticadas funciones de análisis y las clasificaciones de datos digitales pueden incluirse directamente como capas de información en los SIG.

PRINCIPALES USOS Debido a todas estas disciplinas que contribuyen a las funciones de los SIG, también es amplia la gama de aplicaciones posibles. Câmara y Queiroz (2004) indican las siguientes grandes áreas de utilización:

DISCIPLINAS RELACIONADAS - Fotogrametría: utiliza métodos para realizar precisas mediciones a partir de fotografías aéreas, siendo una importante fuente de datos. - Agrimensura: provee datos de alta calidad sobre posiciones de diferentes tipos de objetos geográficos. - Geodesia: provee la fuente de datos de control de alta precisión. -Estadística: de ella se derivan muchos modelos aplicados en los SIG, es importante para entender y evaluar el error y la incertidumbre de los datos que ingresan y la información que producen los SIG. - Informática: provee los programas, el equipamiento (hardware) y técnicas para el ingreso, visualización y salidas gráficas de datos e información y su representación en 2 y 3 dimensiones; manejo de bases de datos, entre otros tantos recursos. - Matemática: temas referidos a la geometría de los objetos geográficos y el territorio en general, son aplicables especialmente en el análisis espacial.

Geoinformación: su comprensión El gran desafío para los usuarios de los SIG es:

“pensar geoespacialmente” - herramienta para producción de mapas,

- base/ayuda para el análisis espacial de fenómenos,

(“thinking geospatially”)

- banco de datos geográficos, con avanzadas funciones de bases de datos.

Câmara, G. y Queiroz, G. R, 2004. Arquitetura de sistemas de Informação Geográfica. En: Câmara, C., Davis, C., Monteiro, A. M., (edit.) Introdução à Ciência da Geoinformação. São José dos Campos, INPE. En: http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/ (08.03.2005)

¿Geoinformación en la vida diaria? ¿moderna tecnología? ¡forma de “pensar e interpretar” el espacio!

Geoinformación: su comprensión El desafío para el usuario de los SIG:

muertes por cólera pozos de agua

“pensar espacialmente/geográficamente” (“thinking geospatially”)

Londres... 1854...> 500 muertes por cólera Dr. John Snow

Broad Street

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Geoinformación: su comprensión ¿Creció el uso agropecuario en la provincia de Santiago del Estero en el período 70s-2002?

Geoinformación: su comprensión

Considerando la estructura básica de una base de datos…

¿Cómo se distribuyen las EAPs en la prov. de Santiago del Estero según información del Censo Nacional Agropecuario del año 2002?

¿Pensar espacialmente?…

¿Pensar espacialmente?…

Tabla de atributos: estructura de una base de datos (modelo vectorial)

Geoinformación: su comprensión

Identificador

Atributos o campos

FID

REFPLA

CLASE

SUPERFICIE

PROPIETARIO

19

BG824A

Residencial

240

12458667A

20

BG824A

Residencial

420

23488947R

21

BF001C

Servicios

510

P18020969Z

22

BF001C

Servicios

290

P18020969Z

Valor del atributo

¿Creció el uso agropecuario en la provincia de Santiago del Estero en el período 70s-2002? Esa información esta contenida en esta tabla. INOC70s: índice de ocupación (%) en los años 70s (imágenes/mapas de diferentes fechas) INOC2002: índice de ocupación (%) en el año 2002 CRECIMINOC: crecimiento ÍNOC entre 70s-2002 (en %, para cada Depto.)

Registro

Geoinformación: su comprensión

Geoinformación: su comprensión

¿Creció el uso agropecuario en la provincia de Santiago del Estero en el período 70s-2002? Esa información esta contenida en esta tabla.

¿Creció el uso agropecuario en la provincia de Santiago del Estero en el período 70s-2002? ¿Dónde? ¿Existe alguna tendencia en el espacio? ¿El crecimiento se agrupa en alguna región particular? Si se agrupa…¿existe alguna relación con algunas variables? Clima, suelos, caminos, otras…

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Geoinformación: su comprensión

Geoinformación: su comprensión

VENTAJAS DE LA

¿Creció el uso agropecuario en la provincia de Santiago del Estero en el período 70s-2002? ¿Dónde? ¿Patrón/formas?

GEOINFORMACIÓN: ¡COMPONENTES! MAPAS Y TABLAS DE ATRIBUTOS

Geoinformación: su comprensión ¿Cómo creció el uso agropecuario en la provincia de Santiago del Estero en el período 70s-2002? ¿Modalidad? Esa información esta contenida en estos mapas.

Geoinformación: su comprensión ¿Cómo se distribuyen las EAPs en la prov. de Santiago del Estero según información del Censo Nacional Agropecuario del año 2002? Esa información esta contenida en esta tabla.

Geoinformación: su comprensión # # # ## # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ## # # # # ## ## # # # # # # # # # # ## ## # # # # # # # # # # # ## # # # # # ## # # # # # # # ### # # # # # ## # # # # # # # # # # ## # # # # # # # ## # # # # # # # # ## # ## # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ## # # # # # # # # ## # # # # ## # # ## # # # # # # # # # # # ## ## # # # ## # # # # # # # # ## # # # # # ## # # ## # # ### # # # # # ## ## ### # # # # # # # # # # # # # # # # # # ### # # # # # # # # # # # # # # ## # ## ## # # # # ## ## # # # # # # ## # # # # # # # # ## # # # # # # # # # # # ## ## # ## ### # # # ##### # # # # # # # # # # # # # # # # # ## ### ### # # # # ## # ### # # # # ## # ## # # # # # # # ### # # # # # # # ## # # # # # ## # # # # # # # ## # # # # ## # # # # # # ## # # # ## # # # # # # # # ## # # # # # ## # # # ### # ## # # # # #### # # # # # ## # ## ### # # # ## ## # ### ## # # # # ## # # # # # ## ## # # # # # # # ## # # # # ## # ## # # # # ## ## # # # ## ## # #### # # ###### # # ###### ## # # # # # # # ## # #### # # # ## ## # # # # # # # # # # ## # # # # # ## # # # # ## ## ### ## ## # # #### ## # # #### # # # ## ## # ## # ### # # # ## # # ## # # # # # # ##### # # # # # # # ## # # # # # ## # # ####### # ## # # # # ## # # # # # # # # ## # # # # # # ## # ### ## ## ## # ## # ## # # # # # ## # # # ## # # ## # ### # ## # # ## ## # ## ## # # # # # # ## # ### #### # # ## # # # # # # # # # # # ## # ###### # # # ## # # ## # # ### # # ### ## # # # # # # # ## # # ## # # # ### ## # # # ### #### # # ## ## # # # ###### ## ##### ## # ##### # ### ### # # # ## # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ## #### # # # # # # # # ## # ######### # # ## # # # # # ## # # # ### # ### # ## # # # # # # # ## ## # ### # # ## ## # ## # # # # # # # # # ## # # # # # ## # # # # ## ## # # # # # # # # ### #### #### # ## ## # ## # # # # ## # #### ### # ## # # # # # ## # # # # ## # ## ## ## # # ### # ### # ## # # # # ## ## # # # # # # # ###### ## # # ## # # # # # # # ## # ## ## # ## # # # ## ## ## # # # # # # ## # # ## ## # ### ####### # #### ## # # ## # # ## ## ###### # ## # ## ## # # # # ### # # ## ## ## # # # ## # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ## # ## #### # # ## # ## # # # # # ## # # # ## # ### # # # # # # ## # # # ## # # ### # #### # ## # # ## # # ## ### # # # # # ## # # # ## # ## # # # ### # # # ##### # # # # # # # # # # # # ## # # # ## # # # # ## # ## # ## # # # # # # # # # # ## # ## # ## # # ### # ##### # ## # # # # # # # ## ## # # # ## # # ## # # ### # # # ## # # # ### # # # # # ## # ## # # # # # #### # ### # # # ### # # ## # # # # # # # # ### ## # ## # # # # ## # # # # # # # # # ## ## ## # # ## ## # # # ## # ## ## ## # # # # # # ## # ## # ### # # # ## # # # # ## # # ### # ## # # ## # # # ## # # # # ## # # ## ## # ## ## ### # # # ## # # ### # # # # # # ## # ## ### # # # ##### # ## ## #### ### # ### # # # # # # # ### # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ## # ## ## ## # # ## # # ## # # # # # # # #### # # # # ## # # ## # # # ## # ## # ## # # # # # # # # # # # # # ## # # # # # ## # ## ### # # # # # # # # ## ## # # # # # # ## ## # # # ## # # # # # ### # # # # # ## ## # # ##### # # # # # #### # # # # # # # # # # # # # # # # # # ## # # # # # ## # ## ### # # ## # ## # # # # # # # # # ## ## ## ## # # ## # # # # # ## ##### # ## ## # # ## ## # # # #### ## # # # ## # # # # # # # ## # # # # # # ### # # # # # # ## #### # # # # # # # # # # # # # ## # # ## ## # # # # # # # # # # # ### ### # # # # # # # # ## # # ## # # # # # #### # # ## # # # # ##### ## # ## # # # # ## # # # # #### # # ## # # # # ## # ## ## # # # # # # # # # # #

N

#

##

Distribución espacial de las EAPs (CNA 2002) #

# ## # #

1 Punto = 10 EAPs 0

50

¡Esa información esta contenida en este mapa!

INFORMACIÓN MULTITEMÁTICA Y MULTITEMPORAL

¡SIG permite pensar el problema espacialmente!

Algunos ejemplos locales Mapas: ¡permiten el acceso a la componente espacial de la geoinformación!

# ## # #

#

100 kilómetros

11

INFORMACIÓN MULTITEMPORAL Serie temporal de imágenes satelitales MODIS Terra/Aqua

INFORMACIÓN MULTITEMPORAL

Serie temporal de mapas de puntos calientes

Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales

Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales Variables discretas: ej. mapas de coberturas y usos de la tierra

UBICACIÓN

1975

SIG

2000

Mapa de bosques (binario, 0/1) Bosque denso (1)

Incremento superficies Agropecuarias

Bosque abierto (2) Quimilí

Quimilí

Año 1975: 68.110 ha Año 2000: 508.258 ha

Arbustal (3) Pastizal (4)

Reclasificación 1=1 2=1 3=0 4=0

Aumento: 440.148 ha

Tiempo (17 años)

Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales

Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales

Variables discretas: ej. mapas de bosques

Bosques año 1975 (1)

Tiempo (17 años)

Bosques año 1992 (1)

Cambios 1975/1992

Cambios de las coberturas de la tierra, análisis de paisajes, con mayor detalle…

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Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales

Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales

Variables continuas

Invierno

Verano

Comportamiento del bosque chaqueño: serie temporal del Índice de Vegetación Normalizado (NDVI)

Comportamiento del bosque chaqueño: serie temporal del Índice de Vegetación Mejorado (EVI)

Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales

Algunos ejemplos de otras aplicaciones locales # ##

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40

80

120

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Puntos calientes 70 60 GeoL@b - UCSE

N

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160 kilómetros

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LEYENDA

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enero 97 marzo 97 abril 97 mayo 97 junio 97

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julio 97

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diciembre 97

agosto 97

Ríos

septiembre 97

Límite provincial

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Fre cu e ncia

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0

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N

GeoL@b - UCSE

50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1997

5

0

2

1

1

1

69

45

20

15

4

1

1998

2

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1

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0

1

6

25

31

8

12

16

Meses

#

octubre 97 noviembre 97

# 0

40

80

120

#

# #

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#

160 kilómetros

LEYENDA

# ##

# #

Diciembre 98

# #

Agosto 98

Ríos

Noviembre 98

Julio 98

Límite provincial

#

Octubre 98

#

Abril 98

#

Septiembre 98

#

Enero 98

Puntos calientes nocturnos (hot spot): monitoreo 1996-1997 – Datos ATSR, ESA

Tareas realizadas en un estudio utilizando SIG

Sgo. del Estero Influencia (90%) Susceptibilidad (01.01.06-06.11.06) # ALTA # MEDIA

0

60

120

180 kilómetros

Actividad térmica 2006 (MODIS)

Ejemplos de aplicaciones

- PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES SATELITALES - INTERPRETACIÓN VISUAL DE IMÁGENES SATELITALES

16000 14000 12000

- EDICIÓN DE BASES CARTOGRÁFICAS

10000 Hectáre as

- DIGITALIZACIÓN EN PANTALLA MEDIANTE SIG

8000 6000 4000 2000 0

- EDICIÓN DE BASES ALFANUMÉRICAS

Región Norte

Región Centro-Norte

Región Centro-Sur

Saturado

14812,1

6154,9

2398,5

0

A gua

1404,38

872,2

324,5

Región Sur

42,9

- ESTADÍSTICAS PRINCIPALES (HOJA DE CÁLCULO) Monitoreo de inundaciones en el Sureste Santiagueño (mayo 2003)

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Ejemplos de aplicaciones

14