Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2005-06

3103200287 AMPLIACIÓ DELS SISTEMES D'INFORMACIÓ GEOGRÀFICA


Objectius Programa provisional  

A)  Conèixer els principis teòrics bàsics en què es fonamenten els Sistemes d'Informació Geogràfica i la seva relació amb les dades geogràfiques (veure programa detallat a "Contingut")

 
B)    Desenvolupar pràctiques d'anàlisi i resolució de qüestions de caràcter territorial i ambiental. Objectius:

ú         practicar els principis i ordres fonamentals d’un SIG ràster a partir del programa IDRISI 32;

ú         dominar l’entrada d’informació vectorial i anàlisi d’aquestes dades a partir del programa Arcview 3.2 i ArcGis-Arcview 8.2;

ú         assolir habilitat en la recerca de material cartogràfic i aplicacions informàtiques específiques per a cartografia digital i SIG a Internet;

ú         aconseguir destresa en l’elaboració de material cartogràfic de qualitat.

 

C)     Organitzar i desenvolupar un projecte d’anàlisi ambiental. Objectius:

ú         posar en contacte l’estudiant amb les necessitats reals de distints organismes que requereixen l’anàlisi en SIG per a la gestió territorial;

ú         dotar d’autonomia els estudiants en la utilització d’un SIG per ser capaços de desenvolupar un projecte complet, des de l’entrada de dades fins a la redacció d’un informe avaluatori final.

ú         aconseguir experiència de treball en grup (3 persones) en la coordinació de tasques complexes i en l’optimització de recursos.

 

 
Prerrequisits  

 

Coneixements informàtics a nivell d'usuari de:

Explorador de fitxers
Fulla de càlcul (Excel)
Tractaments de textos (Word)
 
 
Contingut (Programa)  

 

PROGRAMA TEÒRIC

 

TEMA 1. Introducció als Sistemes d’Informació Geogràfica

 

1.1)    Definició. Conjunt d’elements que caracteritzen un SIG.

1.2) Origen i evolució.

1.3) Camps d’aplicació.

a) Medi ambient i recursos naturals

b) Cadastre

c) Transports

d) Xarxes d’infraestructures bàsiques

e) Protecció civil

f) Anàlisi de mercat

g) Planificació urbana

 

TEMA 2 . Components d’un SIG

 

2.1. Components físics: hardware

2.1.1 Perifèrics d’entrada

a)      Teclat

b)     Monitor

c)      Ratolí

d)     Tauleta digitalitzadora

e)      L'escàner

2.1.2 Perifèrics de sortida.

f)        Impressora

g) Traçador de plotter

2.1.3 Perifèrics d'emmagatzematge de dades.

h) Discos magnètics fixos i mòbils.

i)        Discos òptics: CD-ROM i DVD

2.1.4 CPU

2.2 Components lògics: Software

2.2.1 Sistema operatiu.

a) Del MS DOS a l'entorn Windows.

b) Sistema operatiu UNIX.

2.2.2 Sistemes d’Informació Geogràfica

a) Base de dades temàtica i espacial

b) Sistema de Representació Cartogràfica

c) Sistema de Digitalització de Mapes

d) Sistema de Gestió de Base de Dades

e) Sistema d’Anàlisi Espacial

     f) Sistema de Tractament Digital d’Imatges

 

 

 

 

TEMA 3. Les dades geogràfiques

 

3.1 Naturalesa de les dades geogràfiques. Característiques.

 

3.2 Component espacial (localització)

1) Sistema vectorial: punt, línia i polígon.

2) Sistema ràster: cel·la.

3) Relacions topològiques.

4) Relacions geomètriques.

 

3.3 Component temàtica (atribut)

1)     Principi d’autocorrelació espacial.

2)     Principi d’autocorrelació temporal.

3)     Variable contínua. Variable discreta.

4)     Variable fonamental. Variable derivada.

5)     Escala nominal. Escala ordinal. Escala d’interval.

 

3.4 Component temporal (temps)

     1) Seqüències de mapes o mapa de diferències temporals

 

3.5 Problemes específics de la informació geogràfica

1)     Problemes d’amidament.

2)     Problema de la unitat espacial modificable.

3)     Problema de la recollida de la informació geogràfica.

a) Mostreig aleatori simple.

b) Mostreig estratificat.

c) Mostreig sistemàtic.

 

3.6 La qualitat de les dades geogràfiques. Elements que determinen la qualitat de les dades.

1)     Exactitud posicional.

2)     Exactitud temàtica.

3)     Consistència lògica.

4)     La temporalitat.

5)     Integritat.

 

3.7 Errors associats a les dades geogràfiques.

1)   Error inherents a la recollida d’informació.

2)   Errors derivats de la captura de dades.

3)   Errors derivats de l’emmagatzematge.

4)   Errors derivats de la manipulació i anàlisi de dades.

5)   Errors derivats de les sortides cartogràfiques.

6)  Errors derivats de la utilització dels resultats.

 

 

 

TEMA 4. La representació de les dades geogràfiques

 

4.1. Models de representació

4.1.1 El model ràster.

1)   Element puntual.

2)   Element lineal.

3)   Element poligonal.

4)   Resolució i exactitud.

5) Principals conceptes aplicats a les capes d’informació d’un SIG.

a.       Resolució.

b.      Orientació.

c.       Zona.

d.      Classe.

e.       Localització: relativa i absoluta.

4.1.2 El model vectorial

1)   Punts.

2)   Línies.

3)   Polígons.

4)   Escala.

5)   Estructures de la informació vectorial

a.       Estructura de dades “spaghetti”.

b.      Estructura de diccionari de vèrtexs.

c.       Estructura arc-node.

4.1.3 Comparativa entre el model ràster i el model vectorial

1)                 Avantatges del model ràster

2)                 Desavantatges del model ràster

3)                 Avantatges del model vectorial

4)                 Desavantatges del model vectorial

4.2 Model digital d’elevacions

1)      Xarxa/malla regular: model ràster (no exclusiva).

2)      Estructura TIN: model vectorial.

3)     L’origen dels MDT.

 

 

Tema 5. Disseny de la base de dades

5.1 Què són els Sistemes de Gestió de la BdD o SGBD?

5.1.1 Propietats d’un SGBD

 

5. 2 Models de SGBD

1)      Estructura de dades jeràrquica (Hierarchical data model).

2)      Estructures de dades en xarxa (“Network data model”).

3)      Estructura de dades relacional (“Relational data model”). Avantatges i desavantatges.

4)      Estructura de dades orientades a objectes. Avantatges i desavantatges.

 

 

 

Tema 6. Entrada de dades, manipulació i anàlisi amb un SIG ràster

 

6.1 Entrada de dades

6.1.1 Escàner.

6.1.2 Imatges satèl·lit.

6.1.3 Importació del fitxer ràster.

6.1.4 Rasterització o conversió de raster-vector.

6.2 Presentació, manipulació i anàlisi de les dades

6.2.1 Presentació de la informació.

6.2.2 Mapa ràster convencional

6.2.3 Mapes tridimensionals.

6.2.4 Taules i gràfics.

6.2.2 Canvis en el mosaic de cel·les.

a.       Canvi de sistema de projecció.

b.      Canvi del nivell de resolució.

6.2.3 Manipulacions locals amb les dades.

a.       operacions per generar nous valors.

b.      operacions amb valors existents: [AND] & [OR]

6.2.4 Operacions de veïnatge immediat.

a.       Filtrat de mapes: Suavització. Realçament

b.  Càlcul de pendents

c.       Càlcul d’orientacions [ASPECT].

d.      Càlcul d’il·luminació [ANALYTICAL HILLSHADING].

e.      Càlcul de conques de drenatge [WATERSHED].

f.        Càlcul de conques visuals [VIEWSHED].

6.2.5. Operacions de veïnatge no immediat.

a. Mapa de distàncies euclidianes [DISTANCE].

b. Anàlisis de proximitat. [BUFFER] = [DISTANCE] + [RECLASS].

c. Generació de polígons Thiessen [THIESSEN].

d. Interpolació de valors. [INTERPOL] - [INTERCON].

e. Anàlisis d’intervisibilitat.

f. Conques de drenatge.

g. Superfícies de fricció. Distància i Ponderació. [COST]

h. Càlcul de camins mínims. [PATHWAY]

6.2.6. Operacions zonals.

a.                Àrea: [ÀREA].

b.                Perímetre: [PERIMETER].

c.                Forma: [CRATIO].

 

Tema 7: Entrada de dades, manipulació i anàlisi amb un SIG vectorial

 

7.1 Entrada de dades

7.1.1 Digitalització manual.

7.1.2 GPS.

7.1.3 Vectorialització.

 

7.2 Presentació, manipulació i anàlisi de les dades

7.2.1 Presentació de la informació.

1.      Mapa de punts.

2.      Mapes de línies.

3.      Mapa de polígons.

4.      Mapes de superfícies tridimensionals.

5.      Taules i gràfics.

7.2.2 Generalització cartogràfica.

7.2.3 Medicions espacials sobre objectes.

1.             Longitud i Sincronitat.

2.            Perímetre. Àrea. Centroide.

7.2.4  Consulta de la Base de Dades.

1.                     Consulta per atributs: Operadors relacionals, aritmètics i booleans lògics.

2.                     Consulta espacial.

7.2.5 Medició de distàncies i anàlisis de proximitat.

1.                  Medició de distàncies entre objectes.

2.                  Anàlisis de proximitat.

3.                  Generació de polígons Thiessen.

7.2.6. Superposició de mapes.

a.    Superposició punt-polígon.

b.    Superposició línia- polígon.

c.    Superposició polígon-polígon. Errors

7.2.7. Anàlisi de xarxes.

d. Anàlisi de camins mínims.

e. Anàlisi d’àrees d’influència de centres de serveis.

7.2.8. Operacions sobre superfícies.

a.              Pendents

b.             Orientacions

c.              Xarxes de drenatge.

d.             Isolínies.

 

Tema 8. Sig i teledetecció

 

8.1 Introducció

8.1.1 Adquisició contínua de dades.

8.1.2 L’accés a la imatge és directament en format digital.

8.2 Elements que composen un sistema de teledetecció espacial

8.2.1 Font d’energia.

8.2.2. Coberta terrestre.

8.2.3. Sistema sensor.

8.2.4. Sistema de recepció.

8.2.5. Interpretació.

8.2.6. Usuari final.

8.3 La captació d’imatges amb un sensor remot

8.2.1 Freqüència (F).

8.2.2 Longitud d’ona (l).

8.2.3 Tipologia de sensors: Captar energia irradiada vs Irradiar energia.

8.2.4. Bandes magnètiques.

8.2.5 Finestra atmosfèrica

1.      Espectre visible: 0,4 i 0,7 mm.

2.      Infraroig pròxim: 0,7 i 1,3mm..

3.      Infraroig mig: 1,5-1,8mm i 2-2,5mm.

4.      Infraroig llunyà o tèrmic: 10-12,5mm.

5.      Microones: >1mm.

8.4 Idrisi i el tractament d’imatges satèl·lit

1.                      [Analysis]-[Image processing]

2.                      Correccions.

3.                      Realçaments.

4.                      Transformacions.

5.                      Anàlisi de signatures.

6.                      Classificadors rígids.

7.                      Classificadors borrosos.

8.                      Conversió de probabilitats a classes.

9.                      Verificació de resultats.

 

Tema 9. cas pràctic d'aplicació del sig a l'anàlisi ambiental

 

9.1 Anàlisi de la transformació del paisatge litoral.

9.2 Projecte AlbaTer

 

 

 

PROGRAMA PRÀCTIC

 

Tot i que es treballarà amb diversos programes, el software de referència en SIG per a l’estudi, anàlisi i elaboració cartogràfica seran Arcview 3.2, IDRISI 32 i ArcGis (ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox en els seus mòduls per Arcview 8.2).

A)    Desenvolupament de pràctiques fonamentades en l’anàlisi i resolució de qüestions de caràcter territorial i ambiental. Objectius:

ú         practicar els principis i ordres fonamentals d’un SIG ràster a partir del programa IDRISI 32;

ú         dominar l’entrada d’informació vectorial i anàlisi d’aquestes dades a partir del programa Arcview 3.2 i ArcGis-Arcview 8.2;

ú         assolir habilitat en la recerca de material cartogràfic i aplicacions informàtiques específiques per a cartografia digital i SIG a Internet;

ú         aconseguir destresa en l’elaboració de material cartogràfic de qualitat.

 

B)     Organització i desenvolupament d’un projecte d’anàlisi ambiental. Objectius:

ú         posar en contacte a l’estudiant amb les necessitats reals de distints organismes que requereixen l’anàlisi en SIG per a la gestió territorial;

ú         dotar d’autonomia als estudiants en la utilització d’un SIG per ser capaços de desenvolupar un projecte complet, des de l’entrada de dades fins a la redacció d’un informe avaluatori final.

ú         aconseguir experiència de treball en grup (3 persones) en la coordinació de tasques complexes i en l’optimització de recursos.

 

 
Bibliografia  


-ADAM, N. R. (1997). Database issues in geographic information systems. Boston [etc] : Klumer Academic Publishers.

-BARREDO, J. I. (1996). Sistemas de Información Geográfica y evaluación multicriterio en la ordenación del territorio. Madrid, RA-MA Editorial.

-BOSQUE SENDRA, J. (1997). Sistemas de Información Geográfica. 2ª edición, Madrid, RIALP.

-BURROUGH, P. (1986). Principles of Geographical Information Systems for Land Resource Assessment. Oxford, Oxford University Press.

-CHUVIECO, E. (1996). Fundamentos de Teledetección espacial, 3ª edició, Madrid, Ediciones Rialp.

-CHUVIECO, E. (2002). Teledetección ambiental. Colección Ariel Ciencia, Madrid, Editorial Ariel.

-CLARKE, K. C. (2003). Getting started with geographic information systems. 4ª edició, Upper Saddle River (N.J.) : Prentice Hall.

-COMAS, D. y RUIZ, E. (1993). Fundamentos de los sistemas de información geográfica. Barcelona, Editorial Ariel.

-GOODCHILD, M.F.; STEYAERT, L.T. i PARKS B.O. (1996). GIS and Environmental Modeling: Progress and research Issues, Fort Collins, GIS World.

-GUTIÉRREZ, J. I GOULD, M. (1994). SIG: Sistemas de Información Geográfica, Madrid, Síntesis.

-HEIT, M. I SHORTREID, A. (eds.) (1991). GIS Apllication in Natural Resources, Forst Collins, GIS World.

-HUTCHINSON, S. (2000). Inside ArcView. 3ª edició, Santa Fe [etc.] : OnWord Press.

-KORTE, G. B. (2001). The GIS book. 5ª edició, Santa Fe : Onword

-MOLDES, F. J. (1995). Tecnología de los Sistemas de Información Geográfica. Madrid, RA-MA Editorial.

-ORMSBY, T. et al. (2001). Getting to know ArcGIS desktop : basics of ArcView, ArcEditor, and ArcInfo. Redlands (Calif.) : ESRI Press.

-PRICE, M.F. i HEYWOOD, D. I. (eds.) (1994) Mountain Environments & Geographic Information Systems, London, Taylor & Francis

-SKIDMORE, A. (2002). Environmental modelling with GIS and remote sensing. London, Taylor & Francis.

   - ZHANG, JINGXIONG I GOODCHILD, MIKE (2002). Uncertainty in geographical information. New York : Taylor & Francis.

 
Mètodes docents  

Els mètodes docents seran els següents:

 

1)     Activitats presencials:

·        Sessions d’exposició per part del professor.

·        Lectura i anàlisi de textos i documents.

·        Sessions pràctiques a les aules d’informàtica.

 

2)     Activitats no presencials:

·        Lectura i anàlisi de documents escrits.

·        Finalització i repàs de pràctiques.

 

3)     Tutories:

·        Sessions de tutoria per avaluar el funcionament de l’assignatura.

·        Sessions de tutoria per aclarir dubtes i problemes.

 

 

 
Tipus d'exàmens i avaluacions  

 

50% examen teòrico-pràctic. Cal aprovar independentment la part teòrica i la part pràctica. 

50% projecte.

La nota final s'obtindrà de la mitjana de les dues notes. Cal aprovar independentment l'examen teòrico-pràctic i el projecte per poder fer mitjana i aprovar l'assignatura.

 

 
Informació addicional  

CLASSES

L'assignatura es desenvolupa el segon semestre i hi hauran 4 grups (A, B, C i D).

Les classes teòriques es faran, conjuntament per als quatre grups, els dimecres i dijous de 17-19h a partir del dia 16 de febrer fins el 7 d'abril, a la Facultat de Ciències.

Les classes pràctiques es realitzaran els matins, al llarg de tres setmanes per grup, de 9 a 13:30h, a l'aula d'informàtica de la Facultat de Lletres.

El calendari de les classes pràctiques per a cadascun dels grups és el següent:

Grup A:  14-18 gener; 14-17 març; 9-12 maig.

Grup B:  21- 25 febrer; 4-7 abril; 16-19 maig.

Grup C: 28 febrer - 4 març; 18-21 abril; 2-5 maig.

Grup D: 7-11 març; 25-28 abril; 23-26 maig.

 

TUTORIES

L’atenció a l’alumnat es realitzarà 1h després d’acabar les classes pràctiques per solucionar els possibles dubtes que hagin anat sorgint tant en l’elaboració dels exercicis pràctics com en l’explicació teòrica, o bé hores a convenir amb cadascun dels professors amb cita prèvia.

 

I hores a convenir amb cita prèvia enviant correu a

carolina.marti@udg.es

lluis.ribera@udg.es

josep.vila@udg.es

 

 

 

 
Llengua de les classes