Una introducción al GIS

La motivación para este post es simplemente la importancia cada vez mayor de servicios basados en (LBS) en el entorno móvil. Para prestar estos servicios el conocimiento de la ubicación y la topografía es necesario. Servicios se beneficiarán también de saber la proximidad a servicios complementarios, las rutas y los obstáculos. Toda esta información proviene de sistemas de información geográfica. Si alguien - como un desarrollador o proveedor - está tratando de entrar en el espacio LBS, es vital entender el GIS en primer lugar. Este puesto es una breve introducción a los GIS como ya he entendido. Estoy de ninguna manera un experto en este campo, y los lectores tal vez desee hacer más investigaciones por su cuenta. Siéntase libre para añadir sus comentarios a este puesto.

Definición

Hay dos definiciones de los GIS - Sistema de Información Geográfica y Ciencias de la Información Geográfica. Como un sistema, la atención se centra en los métodos y procesos. Se refiere a las herramientas, software y hardware. Define cómo es la entrada de datos, almacenados, analizados y mostrados. Como ciencia, tiene que ver con la teoría detrás del sistema. La Comisión solicita respuestas y por qué habría que hacer algo de una manera determinada. Se busca soluciones a los técnicos y problemas teóricos. Desafía las metodologías existentes y modelos. Por ejemplo, como un sistema que puede definirse un camino para la transformación de datos, sino como una ciencia se necesitan justificaciones por qué esa transformación es correcta y aplicable.

Históricamente, no ha habido consenso en el seno de la Fraternidad, pero es cada vez más consideró que el GIS es a la vez una ciencia y un sistema. Uno no puede sobrevivir sin el otro y ambos tienen su lugar. Más aún, la comprensión y utilización de los GIS ha evolucionado con el tiempo. En los primeros días no era más que un sistema de cartografía automatizada. Esto significa el uso de ordenadores para hacer mapas en forma rentable. Percepción de cambiar rápidamente ya que la gente se dio cuenta de que más puede deducirse de los mapas que la información disponible a partir de datos del mapa. Visualización traído nuevas posibilidades y la idea de análisis espacial nació. Tales análisis espacial de datos se describe cómo se combinan, ¿qué preguntas deben ser preguntado por los problemas concretos y qué soluciones podrían ser buscada por medio de las relaciones espaciales. El ojo humano y el cerebro puede percibir patrones que no son evidentes a partir de los datos descritos en tablas y hojas de cálculo.

Como los datos se hizo omnipresente, la revolución cuantitativa llegó a un primer plano. Número cálculo intensivo o procesamiento de datos, ya que llegó a conocer en jerga informática se convirtió en popular. GIS puede no han dado impulso al análisis cuantitativo, pero sin duda es importante. A su vez, GIS cabalgó sobre las mejoras que ha sucedido con el análisis cuantitativo. No obstante, los alumnos de los GIS a veces se culpó a los GIS para ver como nada más que el análisis cuantitativo. El hecho es que el análisis cualitativo es un aspecto importante de los GIS. Esto es lo que separa los conceptos de sistema y la ciencia. Intuición y análisis espacial siguen siendo los principales impulsores de los GIS. GIS investigación es mucho más que números y análisis cuantitativo. Figura 1 ofrece una instantánea de la amplitud de análisis de lo que ocurre en sistemas de información geográfica [1].

Figura 1: Análisis de contenido de revistas GIS 1995-2001 (sobre la base de 566 documentos)

Aplicaciones

En este punto sería apto para conocer las aplicaciones que utilizan los GIS. El valor real para la mayoría de la gente no es GIS en sí, sino más bien cómo y dónde se utiliza. Ya se ha mencionado que en el ámbito de las comunicaciones móviles, sistemas de información geográfica permite LBS. Tradicionalmente, lo que solía ser utilizada sólo dentro de la geografía - para identificar, registrar y clasificar las zonas urbanas, las zonas rurales, la cubierta forestal, tipo de suelo, curso de los ríos, para mencionar unos pocos. Hoy en día se utiliza en muchos otros campos. Puede ser usado por planificadores urbanos para ayudar a la toma de decisiones. Por ejemplo, ¿cuál es el mejor camino para establecer un camino entre dos puntos a través de un paisaje urbano sin tener que pasar bajo tierra? GIS puede dar respuesta a tal cuestión. GIS puede ayudar en el análisis social. Si las mujeres en una determinada zona tienen una mayor incidencia de cáncer de mama, datos GIS de diversos factores que contribuyen pueden ser combinados y analizados para llegar a una respuesta o un conjunto de respuestas posibles. Para el transporte y la prestación de servicios, GIS es un instrumento importante para planificar las rutas, los mercados y perfil de determinar los modelos de fijación de precios. E-gobierno utiliza sistemas de información geográfica para las líneas de bienes fiscales y cuotas.

Le daré un ejemplo de que los GIS pueden ser de utilidad en relación con los almacenes Tesco en el Reino Unido. He observado constantemente que las existencias Tesco una variedad de productos para el consumidor indio en puntos de venta que están cercanas a las comunidades indias. Tesco dos puntos de venta en diferentes lugares tienen a menudo muy diferentes temas. No sé cómo esto ha sucedido, pero mi imagino que es Tesco aprendido de la experiencia. A veces esta diferenciación es inteligente desaparecidos en los puntos de venta. Sin embargo, si los GIS se han utilizado, por ejemplo, las tiendas podrían existencias de bienes a la ética centrada grupos de la comunidad desde el principio. No hay un período de aprendizaje necesario. Siempre que los encargados de adoptar decisiones formular las preguntas correctas y saber la mejor manera de utilizar datos GIS, Tesco podría predecir los patrones de comportamiento de los consumidores en un área específica, incluso antes de que haya abierto su salida de allí.

Enfoques e Identidades

Como se desprende de la diversidad de aplicaciones GIS que no significa lo mismo para dos personas. Cartógrafos, sociólogos, urbanistas, ambientalistas, geólogos y científicos, podría potencialmente todos los sistemas de información geográfica a ver de otra manera. Tomemos el ejemplo de cartografía de un área forestal. Vida Silvestre de los aficionados que el mapa de cobertura forestal con énfasis en el hábitat y la conservación. Ellos se consideran la cantidad de luz alcanza el suelo del bosque para el sotobosque para sobrevivir. Por otra parte, los funcionarios forestales más preocupados por la salud de los árboles se centrará en la altura y la anchura de los árboles. Ellos se consideran diferentes tipos de árboles y del bosque. Si se trata de una explotación comercial de los bosques, los madereros se les preocupan más los factores asociados con su negocio.

El punto sobre los GIS es que los datos no es más que una representación de la realidad. La misma realidad se puede ver de diferente manera por diferentes personas y todos ellos pueden ser verdad al mismo tiempo. Esto es algo así como la pintura. Dos pintores pueden ver la misma escena en muy diferentes maneras. Se dice que la pintura tiene que ver con hacer elecciones - lo que a fin de incluir detalles, lo que a dejar de lado y lo que hay que hacer hincapié. Nadie pintadas de olivos al igual que Van Gogh aún sus árboles son tan reales como el post-romántico realismo de Courbet.

Los términos utilizados para describir esto son la epistemología y ontología. Epistemología es la perspectiva a través del cual se considera la realidad. Es una especie de lente que los avisos algunas cosas y filtra el resto. Ontología se refiere a la realidad. Existen en sus propias sino que se interpretan a través de la epistemología. La realidad que uno ve puede ser distinto de otro, simplemente porque sus perspectivas son diferentes. Sin entrar en detalles, diferentes epistemologías se han discutido en la literatura - constructivismo social, el positivismo, realismo, pragmatismo. Por ejemplo, el positivismo cree en las observaciones que puede repetirse antes de una teoría se derivan de ella. El realismo se hace hincapié más en las condiciones específicas y eventos privados. En última instancia, estos métodos abarcan la división entre los GIS es un sistema y una ciencia.

Por ejemplo, los gobiernos pueden aplicar una cierta epistemología para adaptarse a su fin. La ontología resultante puede no ser necesariamente la forma en que las personas se ven a sí mismos. De este modo, la participación del público en sistemas de información geográfica (PPGIS) se ha convertido en importante para que las comunidades reto de los gobiernos la definición de ontologías que, a su juicio es real o, al menos, más real.

Para los ordenadores, ontología es simplemente la forma de datos se almacena, se representan los objetos o las relaciones de objeto se describen. Por ejemplo, un puente sobre una carretera puede ser metro o por encima de la carretera. Tales relaciones se definen y esto representa la realidad de un ordenador. Los datos no lo es todo pero son un componente clave del Sistema de Información Geográfica.

Manipulación de Datos

Este es un ámbito complejo en sí mismo. Es la recopilación de datos, clasificación, interpretación y representación. En líneas generales, hay datos raster y vector de datos. Con datos de trama, el área geográfica se divide en unidades o células y atributos se establecen para cada una de estas unidades. Raster datos puede ser fácilmente transformado y combinado. Manipulación de datos de trama es sencilla. Este no es el caso con los datos vectoriales en el que los componentes básicos son puntos, líneas y polígonos. Un área geográfica, se describen a partir de estos componentes. Ambos son medios para describir toda una zona sin ningún tipo de lagunas. Generalmente estos son llamados modelos de campo o capa modelos. También hay modelos de objeto en el que están representados los objetos dentro de un espacio, sino la zona en su totalidad no ha sido mapeado. Así objeto modelos pueden tener muchas lagunas que no pueden ser significativos para la finalidad para la que estos mapas se han generado.

La expansión de los datos se considera como una actividad difícil que implica un montón de toma de decisiones. En 1:25.000 carreteras, puentes y torres puede ser claro en una zona urbana. En 1:75000 esos pequeños detalles pueden perderse. El problema es la forma de datos agregados, clasificar correctamente y para que los represente en la escala de 1:75000. Todo depende del contexto. Si un contratista encargado de mantener los puentes está buscando a ese mapa, se debe probablemente puentes incluso en la escala de 1:75000.

La recopilación de datos para un propósito específico es un trabajo caro. Por lo tanto se hace necesario compartir y combinar datos de múltiples fuentes. El problema con la combinación de datos es que cada una de las fuentes que ha reunido a un propósito específico. Una fuente de recogida de árboles datos pueden clasificar todos los árboles más altos de 50 metros de altura. Otra fuente puede utilizar un criterio diferente. Si la altura real no se ha registrado resulta difícil de combinar los dos conjuntos de datos y llegar a un ontología de altos árboles en un área forestal. En la otra cara, los diferentes conjuntos de datos pueden ser la misma en representación de objetos, pero puede utilizar terminología diferente. Por ejemplo, una "carretera de acceso limitado" a un conjunto puede ser mismo como un "carreteras secundarias" en otro conjunto. Sólo con la ayuda de los conocimientos locales que se dieran cuenta de que están hablando de las mismas carreteras. A continuación, los dos conjuntos de datos puede ser útil combinado. Datos semántica varía y tiene que ser entendido así para hacer el mejor uso posible de datos. Tenemos que darnos cuenta de que los datos ofrecen determinados puntos de vista, no una realidad absoluta. En este contexto, los datos primarios es el que se recoge para un propósito específico. Datos secundarios es la que se utiliza en sistemas de información geográfica, pero se recogieron para un propósito diferente.

Se ha intentado normalizar los datos de modo que los datos se puede combinar más coherente. Los metadatos son utilizados para facilitar esta tarea. Los metadatos son descriptores de datos. Ellos registrar cómo se recogieron los datos, cuando se han recolectado, a escala lo que es aplicable, lo que se utilizó la clasificación y muchas otras cosas. Metadatos es un buen paso adelante pero no resuelve totalmente el problema de los distintos datos recogidos diferente para diferentes propósitos. Con metadatos, por lo menos disponer de más información acerca de los datos disponibles a fin de que podamos utilizarlos en su caso. Esto es realmente una parte fundamental del sistema de información geográfica en estos días como los datos son compartidos ampliamente. La combinación de datos sin entender la ciencia detrás de esto podría dar lugar a una presentación inexacta que se basa el análisis a una conclusión divergente de la realidad.

Modelización y Análisis

Con tanta información disponible, los modelos nos ayudan a construir una imagen del mundo y sus realidades. Análisis de la siguiente manera como un paso necesario en la comprensión de esta realidad. Superposición y análisis de la técnica es un enfoque fundamental. Una zona se puede ver desde la perspectiva de muchas capas, cada una de las cuales se superpone encima de otro. Reunir espacialmente diferentes conjuntos de datos pueden ayudar a resolver problemas y responder preguntas. Schuurman [1] cita el ejemplo de la identificación de zonas de población que corren el riesgo de incendios en el sur de California. La población está en una sola capa. Los ríos que ayudar a romper la propagación de incendios en en otra capa. Las redes de carreteras está en otra capa que se refieren a la accesibilidad y la ubicación del usuario. Árbol o la cubierta forestal es otra capa que se refiere a la propagación de incendios. Esto puede obtener más complicado si queremos lograr en los patrones climáticos locales y direcciones del viento en otra capa. Superposición técnica es fácil hacerse con datos de trama, pero mucho más complejo con los datos polígono. Para el cálculo, de superposición de usos teoría de conjuntos.

Otro ejemplo es la modelización del medio ambiente que podrían ser útiles para el estudio de los niveles de contaminación y zonas de riesgo. De emisión a la atmósfera se inspira. El ruido es el modelo. Estos modelos se basan en factores que podrían estar disponibles como datos GIS. Contornos de estos modelos se generan para poner de relieve los patrones de ruido o la contaminación del aire. Estas son entonces convertidos en datos GIS. El siguiente paso es la superposición de todo esto datos GIS y visualizar el impacto global sobre el medio ambiente en una zona determinada. Esta utilización de los GIS contribuye a la toma de decisiones. De este modo, los GIS hoy combina la visualización, así como los enfoques cuantitativos para la solución de problemas.

Toma de decisiones existen aún en el proceso de utilizar datos GIS. A menudo, muchas zonas son asignadas incompleta mientras que otros pueden ser completa. En representación de todos los datos en un solo mapa es inexacta. Así, la decisión tiene que ser hecho para poner todos los datos a una plataforma común de comparación. Reducción de datos permite hacer esto. Del mismo modo, un proyecto modelo para tratar y analizar algo con una precisión de 50 metros puede que no sea posible por razones de privacidad. Un ejemplo de esto es cuando se trabaja con cada uno de los datos sobre la salud. Algunos de proceso de datos averging lo largo de un área más amplia se debe utilizar. Espacial frontera definiciones presentar sus propios problemas. GIS gusta crujiente fronteras pero esto nunca es alcanzable en la realidad. Escalas son diferentes. Criterios de clasificación son diferentes. Nacional de la recogida de datos para una finalidad distinta a una escala distinta que taluk datos. La combinación de los dos no es exactamente una tarea trivial. Esto se llama la unidad de área modificables problema (MAUP). MAUP se refiere a la agregación de datos de diferentes escalas o reelaboración del mismo mapa en una escala distinta.

Conclusión

GIS es un interesante campo que tiene muchos usos prácticos. Es algo más que los datos recogidos para un lugar determinado. Se trata de una ciencia. Se trata de un sistema. En un futuro post, voy a ver a la utilización de los GIS específicamente para LBS. De lo que he aprendido de los GIS, un verdadero potente aplicación LBS hacer mucho más que sólo la alimentación de los usuarios con los datos basados en su localización.

Referencias

1. Nadine Schuurman, sistemas de información geográfica: una breve introducción, Blackwell Publishing, 2004.

Por arvindpadmanabhan