2015

GEOPROCESAMIENTO

INTEGRANTES: BRYAN ALMANZA MARCAPURAJEFFERSON APAZA MANSILLAJULIO LLAPA CHINOCARLOS MEJIA CARDENASFRESSIAN TEJADA MEDINA VELARDECARLOS ZUMARAN DELGADO

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍAFACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALESPROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

DOCENTE: ING. WALTER DEZA LOYAGA

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GEOPROCESAMIENTO1. CARACTERÍSTICAS DEL MEDIO GEOGRÁFICO Y FUNDAMENTOS DE CARTOGRAFÍA Y GEOPROCESAMIENTO

MEDIO GEOGRÁFICOEs un Conjunto de factores, elementos y características de una determinada región, que incluye tanto sus aspectos físicos naturales (climatología, hidrología, geología, geomorfología, ecología, etc.) como sus transformaciones humanas y las relaciones entre ambas.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DIVERSIDAD DEL MEDIO GEOGRÁFICOEntre los principales factores según Santiago Pastrana que influyen en la diversidad de la naturaleza, y cuyos umbrales son decisivos para establecer el equilibrio ecológico son: el suelo, el clima y la asociación entre especies, o biocenosis.

EL SUELO: El suelo es la capa que forma la superficie de la Tierra. En ella viven las raíces de las plantas y también algunos animales. Está compuesto por una gran cantidad de elementos: arena, arcilla, piedras, sales, restos de seres vivos, aire y agua. Se forma por la acción de la temperatura, el agua, el viento, los animales y las plantas sobre las rocas. Estos factores descomponen las rocas en partículas muy finas y así forman el suelo. Las raíces de las plantas continúan desmenuzando las rocas aún más y los microorganismos ayudan a formar el suelo produciendo humus.

EL CLIMA: Es el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de la atmósfera en un punto de la superficie terrestre. Es decir, se llama clima al promedio de los estados de tiempo que influyen en una región determinada, observados durante un periodo suficientemente largo (lapso de por lo menos 5 años) para que los datos sean confiables. Además, el propio desarrollo del suelo y la vegetación modifican las condiciones de humedad y temperatura de una región, la recepción de luz y el régimen de vientos, crean diferentes condiciones que traen como resultado diferentes microclimas.

LA BIOCENOSIS: Se llama biocenosis al conjunto de animales, vegetales, y microorganismos que viven en una determinada área, y a las relaciones que se establecen entre ellos: dependencia, alimentación o desarrollo. Cada biocenosis tiene un carácter peculiar que distingue a las grandes biocenosis terrestres, capaces de identificar un paisaje. Para que se cumplan todas las transferencias necesarias en cada biocenosis han de estar representados todos los reinos de la naturaleza: Vegetal, Animal, Fungi (hongos), Protistas (algas) y Móneras(bacterias).

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FUNDAMENTOS CARTOGRAFICOSAl ser la Tierra esférica, o más bien geoide, lo cual es una derivación del término "esférico", ha de valerse de un sistema de proyecciones para pasar de la esfera al plano. El problema es aún mayor, pues en realidad la forma de la Tierra no es exactamente esférica, su forma es más achatada en los polos, que en la zona ecuatorial. A esta figura se le denomina Elipsoide.Pero además de representar los contornos de las cosas, las superficies y los ángulos, se ocupa también de representar la información que aparece sobre el mapa, según se considere qué es relevante y qué no. Esto, normalmente, depende de lo que se quiera representar en el mapa y de la escala. Actualmente estas representaciones cartográficas se pueden realizar con programas de informática llamados SIG, en los que tiene georreferencia desde un árbol y su ubicación, hasta una ciudad entera incluyendo sus edificios, calles, plazas, puentes, jurisdicciones, etc.

La cartografía en la época de la Web 2.0 se ha extendido hasta Internet, propiciando el surgimiento del contenido creado por el usuario. Este término implica que existan mapas creados de la manera tradicional - mediante contribuciones de varios cartógrafos individuales - o con información aportada por el público. En la actualidad, son numerosos los portales que permiten visualizar y consultar mapas de casi todo el mundo.

GEPROCESAMIENTOEl geoprocesamiento es la ejecución metódica de una secuencia de operaciones en los datos geográficos para crear nueva información. Los dos propósitos fundamentales que persigue son ayudar a realizar el modelado y el análisis, y automatizar las tareas SIG.

El proceso de análisis espacialEl análisis espacial es el proceso de aplicación de técnicas analíticas a datasets referenciados geográficamente para extraer o generar nueva información geográfica para tratar una cuestión o un objetivo en particular.

Pasos del proceso de análisis espacial

1 Establecer un objetivo y formular las preguntas que se desea responder.

2 Reunir, organizar y preparar los datos para el análisis.3 Crear el modelo de análisis (proceso que generalmente

se realiza mediante geoprocesamiento, pero que podría ser tan sencillo como unos cuantos clics en ArcMap).

4 Ejecutar el modelo y generar resultados.5 Explorar, evaluar, representar, resumir, interpretar,

visualizar, comprender y analizar los resultados.6 Llegar a conclusiones, tomar decisiones y documentar los

resultados.

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7 Presentar los resultados y hallazgos.2. DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA DEL PERU/REGIONES

MORFOLOGIA DE LA COSTALa costa está delimitada al oeste por el mar y al este por una línea de altitud que varía entre los 800 y 1.000 m.s.n.m. Constituye un franja que va de norte a sur del territorio peruano.

La morfología de esta región se caracteriza por tener un relieve ondulado, en el que se alternan colinas bajas con terrazas fluviales y marítimas de hasta cuatro niveles. Las terrazas fluviales se encuentran a orillas de los ríos que atraviesan los desiertos formando valles que se erigen como zonas propicias para la agricultura. Las terrazas marítimas reciben el nombre de tablazos.

MORFOLOGIA DE LA SIERRALa sierra es la región que está por encima de los 800 o de los 1.000 metros de altitud. Esta región tiene flancos o vertientes muy erosionados por ríos que han modelado profundos cañones, como el Cañón del Pato, formado por el río Santa. Estos cañones presentan relieves muy pronunciados que culminan en mesetas de altitudes diferentes, que normalmente se inician a 3.000 ó 4.000 m.s.n.m. y que se conocen con el nombre de punas.

MORFOLOGIA DE LA SELVAEn la vertiente oriental de la cordillera de los Andes y en los flancos andinos que miran hacia la llanura amazónica, se distinguen tres grandes conjuntos morfológicos: ceja de selva, aproximadamente entre los 800 y los 3.000 m.s.n.m.; selva alta, entre los 400 y 800 m.s.n.m., y selva baja, entre los 80 y 400 m.s.n.m.

La Flora típica de esta región está conformada por una vegetación bien tupida, aunque en menor proporción que en la región más baja. Dentro de su conglomerada vegetación se pueden encontrar muchos claros, los cuales poseen suelos muy fértiles y otros que fácilmente pueden ser trabajados.

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Los Ocho Pisos AltitudinalesEl Perú cuenta con una asombrosa diversidad natural. Su ubicación geográfica, la presencia de la cordillera de los Andes, entre otros factores, hacen que sea uno de los pocos países en el mundo con la mayor variedad de paisajes, climas, relieve y recursos naturales

3. TIPOS DE DATOS GEOGRÁFICOS REQUERIDOS PARA ESTUDIOS AMBIENTALES/ IMPORTANCIA DE LOS SISTEMADE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)

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  de gestión.

FUNCIONAMIENTO DE UN SIGEl 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.La razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información espacial. El sistema permite separar la información en diferentes capas temáticas y las almacena independientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y sencilla, y facilitando al profesional la posibilidad de relacionar la información existente a través de la topología de los objetos, con el fin de generar otra nueva que no podríamos obtener de otra forma.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. La profunda revolución que han provocado las nuevas tecnologías ha incidido de manera decisiva en su evolución.

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4. SISTEMA DE COORDENADAS Y GEO REFERENCIACIÓN / SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)La georreferenciación es el uso de coordenadas de mapa para asignar una ubicación espacial a entidades cartográficas. Todos los elementos de una capa de mapa tienen una ubicación geográfica y una extensión específicas que permiten situarlos en la superficie de la Tierra o cerca de ella. La capacidad de localizar de manera precisa las entidades geográficas es fundamental tanto en la representación cartográfica como en SIG.

La correcta descripción de la ubicación y la forma de entidades requiere un marco para definir ubicaciones del mundo real. Un sistema de coordenadas geográficas se utiliza para asignar ubicaciones geográficas a los objetos. Un sistema de coordenadas de latitud-longitud global es uno de esos marcos. Otro marco es un sistema de coordenadas cartesianas o planas que surge a partir del marco global.

LATITUD Y LONGITUDUn método para describir la posición de una ubicación geográfica en la superficie de la Tierra consiste en utilizar mediciones esféricas de latitud y longitud. Estas son mediciones de los ángulos (en grados) desde el centro de la Tierra hasta un punto en su superficie. Este tipo de sistema de referencia de coordenadas generalmente se denomina sistema de coordenadas geográficas.

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La longitud mide ángulos en una dirección este-oeste. Las mediciones de longitud comúnmente se basan en el meridiano de Greenwich, que es una línea imaginaria que realiza un recorrido desde el Polo Norte, a través de Greenwich, Inglaterra, hasta el Polo Sur. Este ángulo es de longitud 0. El oeste del meridiano de Greenwich por lo general se registra como longitud negativa y el este, como longitud positiva. Por ejemplo, la ubicación de Los Angeles, California, tiene una latitud de aproximadamente +33 grados, 56 minutos y una longitud de -118 grados, 24 minutos.

Si bien la longitud y la latitud se pueden ubicar en posiciones exactas de la superficie de la Tierra, no proporcionan unidades de medición uniformes de longitud y distancia. Sólo a lo largo del ecuador la distancia que representa un grado de longitud se aproxima a la distancia que representa un grado de latitud. Esto se debe a que el ecuador es la única línea paralela que es tan extensa como el meridiano. (Los círculos con el mismo radio que la Tierra esférica se denominan círculos grandes. El ecuador y todos los meridianos conforman círculos grandes).

5. PROYECCIONES DE MAPA A TRAVÉS DE COORDENADAS CARTESIANAS

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Un sistema de coordenadas proyectadas es cualquier sistema de coordenadas diseñado para una superficie llana, como un mapa impreso o una pantalla de ordenador.Los sistemas de coordenadas cartesianas en 2D y 3D brindan el mecanismo para describir la ubicación y la forma geográfica de las entidades utilizando los valores x e y.El sistema de coordenadas cartesianas utiliza dos ejes: uno horizontal (x), que representa el este y el oeste, y otro vertical (y), que representa el norte y el sur. El punto de intersección de los ejes se denomina el origen. Las ubicaciones de los objetos geográficos se definen en relación al origen, utilizando la notación (x,y), donde x se refiere a la distancia del eje horizontal, e y se refiere a la distancia del eje vertical. El origen se define como (0,0).

Sistemas de coordenadas en 3DCada vez más sistemas de coordenadas proyectadas utilizan un valor z para medir la elevación por encima o por debajo del nivel del mar.En la ilustración que se muestra a continuación, la notación (2,3,4) registra un punto que está dos unidades por encima de x y tres unidades por encima de y desde el origen, y cuya elevación está cuatro unidades por encima de la superficie de la Tierra (4 metros por encima del nivel del mar).

Sistema de Posicionamiento GlobalEl GPS es un sistema de posicionamiento por satélites desarrollado por el Departamento de la Defensa de los E.U., diseñado para apoyar los requerimientos de navegación y posicionamiento precisos con fines militares.

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En la actualidad es una herramienta importante para aplicaciones de navegación, posicionamientos de puntos en tierra, mar y aire. El GPS está integrado por tres segmentos o componentes de un sistema, que a continuación se describen:

a) Segmento espacialEl Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es una constelación de satélites de navegación que orbitan la Tierra a una altitud de cerca de 12.000 millas (20.000 kilómetros). A esta altitud, los satélites completan dos órbitas en un poco menos de un día. Aunque originalmente diseñado por el Departamento de Defensa de EE.UU. para aplicaciones militares, su gobierno federal hizo el sistema disponible para usos civiles y levantó las medidas de seguridad diseñadas para restringir la precisión hasta 10 metros.

b) Segmento de controlEs una serie de estaciones de rastreo, distribuidas en la superficie terrestre que continuamente monitorea a cada satélite analizando las señales emitidas por estos y a su vez, actualiza los datos de los elementos y mensajes de navegación, así como las correcciones de reloj de los satélites.Las estaciones se ubican estratégicamente cercanas al plano ecuatorial y en todas se cuenta con receptores con relojes de muy alta precisión.

c) Segmento usuario

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Lo integran los receptores GPS que registran la señal emitida por los satélites para el cálculo de su posición tomando como base la velocidad de la luz y el tiempo de viaje de la señal, así se obtienen las pseudodistancias entre cada satélite y el receptor en un tiempo determinado, observando al menos cuatro satélites en tiempo común; el receptor calcula las coordenadas X, Y, Z y el tiempo.

Sistema de información GeográficaEs 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 de gestión.La razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información espacial. El sistema permite separar la información en diferentes capas temáticas y las almacena independientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y sencilla, y facilitando al profesional la posibilidad de relacionar la información existente a través de la topología de los objetos, con el fin de generar otra nueva que no podríamos obtener de otra forma.Las principales cuestiones que puede resolver un Sistema de Información Geográfica, ordenadas de menor a mayor complejidad, son:

Localización: preguntar por las características de un lugar concreto. Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al

sistema. Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales

distintas de alguna característica. Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos. Pautas: detección de pautas espaciales. 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

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con un componente espacial. La profunda revolución que han provocado las nuevas tecnologías ha incidido de manera decisiva en su evolución.

MINERIAUtilizando un Sistema de información Geográfica (GIS) podrás visualizar, consultar y analizar de forma simultánea diferentes tipos de datos: imágenes geofísicas, datos geoquímicos, mapas geológicos, información radiométrica o datos sobre pozos y depósitos minerales

ExploraciónLos GIS son ideales para integrar diversos conjuntos de datos y así obtener resultados Significativas.OperacionesLa integración de las infraestructuras de canalización con el plan minero y los modelos de bloques pueden alcanzar el éxito con el uso de un GIS.Gestión/AdministraciónLos Gestores y Economistas mineros utilizan los GIS para evaluar bienes corporativos y de la competencia.Gestión medioambientalLos GIS se usan en la monitorización y análisis de reclamación y cartografía de suelos, vegetación, superficie hidrológica y aguas subterráneas.

PESCASe presenta toda la información cartográfica relevante en el ámbito de la gestión del litoral a nivel marítimo-terrestre. Algunas de las bases que se recogen son las cartas náuticas del Instituto Hidrográfico de la Marina (IHM), zonas de protección marítimo-terrestre, cartografía de especies, aspectos legales de delimitación de aguas jurisdiccionales, zonas aptas para el cultivo en jaulas, etc.La información queda recogida, también, en el navegador/servidor de la Dirección General que ofrece las capas de una forma totalmente operable siguiendo los estándares de OGC y permitiendo su consulta y descarga. La cartografía está disponible en los dos sistemas de proyección usados en este ámbito: UTM 31N y Mercator.

INDUSTRIALa introducción de estas técnicas modernas de gerencias de redes, permite diseñar flujos y esquemas de actualización de la información de la red. Efectuar una mejor planeación de las expansiones, una administración automatizada de las planotecas y lógicamente, dar una mejor atención a las solicitudes de los clientes. En los aspectos relacionados con la gerencia de las redes externas, se han puesto en práctica modernas metodologías de gestión, que incluyen no solo el diagnostico y las recomendaciones pertinentes sobre los flujos, mantenimiento y actualización de la información relacionada con la red, sino la identificación de los recursos humanos y sus características.

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Los SIG pueden simular el plan, desarrollo, y propagación de ondas de una forma más fácil. Opciones de Línea-de-vista avanzados usando herramientas de visibilidad, pueden mostrar fuerzas señaladas en tres dimensiones que usan los datos en su base de datos corporativa como se muestra en la figura 2, en donde se analizan diferentes elementos como la propagación de ondas, ubicación de antenas y cubrimiento de celdas para telefonía celular. 6. APLICACIONES Y/O VIDEOSEl conjunto de procedimientos que aglutinamos en geo procesamiento están destinados a establecer relaciones y análisis entre dos o más capas (shapefile comúnmente conocidas) independientemente de su naturaleza. Por lo general, estos procesos, se realizan mediante el análisis de dos capas, aunque en algún caso es posible operar con una sola o con más de dos a la vez.

Las herramientas de geo procesamiento pueden realizar pequeñas operaciones pero fundamentales en los datos geográficos, tales como extraer o superponer datos, re proyectar una capa, añadir campos a una tabla y calcular sus valores, establecer rutas óptimas, entre otras.

Buffer (Zona de influencia)

Se trata de una herramienta sencilla que se enmarca dentro del grupo de herramientas que establecen análisis de proximidad (junto con Near y Point Distance, por ejemplo). También es conocida como Zona de Influencia y es una de las herramientas más comunes y utilizadas en los SIG, ya que permiten obtener nueva información para determinar, por ejemplo, qué elementos geográficos se encuentran dentro de un área de influencia determinada.Por ejemplo, ésta herramienta nos permitiría establecer un perímetro de protección en el cauce de un río.

Clip (Cortar)Esta herramienta se utiliza para conocer los elementos geográficos (ya sean de tipo puntual, lineal o poligonal) que se encuentran dentro de unos límites que establecemos mediante una capa poligonal de corte.Emplearemos esta herramienta, por ejemplo, si deseamos trabajar con la información relativa a los usos del suelo dentro de un límite municipal, despreciando toda aquella información que quede fuera de dicho límite.

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Dissolve (Disolver)Nos permite agregar los elementos de una capa que comparten el mismo valor en un campo determinado de su tabla de atributos, dando lugar a una nueva capa resultado de dicha agregación. Esta operación permite simplificar los elementos geográficos de la capa de entrada así como los registros de su tabla de atributos, unificando elementos que presentan la misma propiedad.Puede aplicarse tanto en elementos de tipo puntual, lineal o poligonal.Se trata de una herramienta muy útil cuando deseamos, por ejemplo, extraer de una capa de municipios una capa con la extensión de las provincias a las que pertenecen, a través de la agregación de los diferentes polígonos que conforman los municipios.

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Model Builder/ Constructor de modelos/ ModelizadorUn constructor de modelos no es propiamente una herramienta de geo procesamiento, pero es una herramienta muy práctica para automatizar y encadenar las herramientas de geo procesamiento vistas anteriormente.Un modelo es aquella secuencia de operaciones analíticas que conduce a la obtención de un resultado, y cuya complejidad suele requerir la generación de un esquema previo que indique el flujo de datos: cuáles son los datos de entrada, las operaciones implicadas, los datos de salida, y como el output de una operación pasa a ser el input de otra.