lunes, 16 de julio de 2012

¿Cómo obtenemos los datos geográficos? (II). Los datos secundarios.


Con datos secundarios nos referimos a datos que ya han sido procesados e interpretados antes que nosotros, de tal manera que ya pueden venir con errores. Si bien tenemos que decir que todos los mapas son subjetivos. En caso de que nosotros seamos los encargados de digitalizar podemos ser fuente de errores graves.

Para la integración de datos secundarios hemos de tener en cuenta 6 aspectos:

  • Sistema de georreferenciación, ya que en caso necesario deberemos de reproyectar, y eso puede conllevar un cierto grado de error.
  • Escala y resolución. Mezclar datos de diferentes escalas puede causar dificultades interpretativas.
  • Técnicas de recopilación de datos. Han de ser técnicas compatibles.
  • Calidad de los datos. Para saber la fiabilidad de los datos que estamos procesando necesitamos conocer la siguiente información:
    • Fuente de datos
    • Instrumentos de registro
    • Condiciones en las que se han recogido los datos.
    • La estimación de los errores.
  • Método de clasificación. Debemos de conocer este dato para saber si éste es compatible o no.
  • Método de procesamiento de datos. En un MDE, por ejemplo, deberíamos verificar el método de interpolación usado así como el método de filtrado usado.

Ahora bien, siempre podremos descargar cartografía de algún proveedor de datos gubernamentales.

La otra opción que nos quedaría en caso de no disponer de datos digitales gubernamentales, siempre podemos decidirnos por la digitalización manual. La digitalización consiste en la transferencia de formato analógico, como pueda ser el papel, a formato digital, un archivo shp p.e..

Para llevar a cabo este trabajo de digitalización se puede afrontar de tres maneras diferentes, por un lado tenemos la tableta digitalizadora, por otro tenemos la opción de escanear un mapa en papel, para luego georreferenciarlo, visualizarlo y digitalizarlo en pantalla. Por último tenemos software específico que nos realiza digitalizaciones automáticas.

Ejemplo de tableta digitalizadora.


Digitalización en pantalla con un software CAD.

El proceso de digitalización consiste en cuatro estadios diferentes:

  1. Captura de datos. Para poder realizar este paso, en primer lugar lo que debemos hacer es georreferenciar el mapa.
    Una vez ya tengamos el mapa georreferenciado como queremos se nos presentan dos opciones, por un lado tenemos la digitalización manual, en la cual se definen los los puntos a mano, esto tiene una ventaja y es que se realiza una selección inteligente de los vértices. No obstante su característica de manual hace que sea un proceso largo y tedioso. La otra opción que tenemos es la digitalización por línea continua automática, la desventaja de este sistema es que crea una gran cantidad de puntos redundantes que lo único que hacen hacer más pesado el archivo. Sin embargo, se ha diseñado software específico que limpia toda esta cantidad de puntos redundantes.

  2. Una vez tenemos ya los datos capturados en el mapa, viene el proceso de entrada de datos no geográficos. Este proceso se realiza más facilemente si lo hacemos a través de hijas de cálculo, un procesador de textos o incluso de un Sistema Gestor de Bases de Datos.

  3. El próximo paso sería la verificación de errores topológicos. Estos errores afectan sobre todo a las entidades de tipo lineal y las de tipo polígono. Por suerte muchos software SIG disponen de algoritmos que verifican este tipo de errores.

  4. Por último, cuando ya tenemos los datos y las entidades espaciales preparadas lo que debemos de hacer es vincular las informaciones a través de los identificadores que individualicen a cada entidad.

Una vez tengamos ya todo esto realizado habremos digitalizado información geográfica. Dependiendo de lo exigentes que hayamos sido en este aspecto, nuestra cartografía podrá ser más o menos fiable. Ante lo extenso que pede tornarse este proceso digitalizador, se recomienda que la exigencia sea elevada, puesto que un error o errores en dicha cartografía puede hacer nuestros análisis espaciales se vean gravemente afectados, y con ello los resultados del proyecto.

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miércoles, 4 de julio de 2012

¿Cómo obtenemos los datos geográficos? (I)


La cartografía que gastamos en los SIG podemos obtenerla de múltiples formas diferentes. Sin embargo, estas formas de obtención de cartografía se pueden dividir en dos tipos. Por un lado tenemos las fuentes primarias, y por otro lado tenemos las fuentes secundarias.

Fuentes primarias

Los datos primarios se caracterizan por ser datos no procesados ni transformados. Estos datos podemos obtenerlos bien nosotros mismos a través de diferentes herramientas o bien podemos obtenerlos de otras agencias ya sean públicas o privadas, en este grupo es donde entrarían en juego las fotos aéreas, las imágenes satélite o los sondeos geofísicos.

En lo que respecta a los datos recogidos por el propio arqueólogo éstos pueden obtenerse a través de GPS o de estación total. Pero veamos un poco más en detalle como funcionan dichos instrumentos.

Estación total:

Este aparato puede registrar ángulos horizontales, verticales hasta distancias lineales, desde el equipo de toma de datos hasta el lugar del objetivo. Estos datos luego los transforma en Northing, Easting y en elevaciones, mediante una fórmula trigonométrica. Luego, estos datos transformados se pueden traducir en coordenadas geográficas, ya sea mediante la toma de puntos con coordenadas conocidas, o bien sea mediante la conexión a una rejilla nacional. Todas estas coordenadas se almacenan dentro de un archivo cuya estructura es como la siguiente. Todo archivo ha de tener un jonmbre o código para el punto tomado, una abcisa (x), una ordenada (y) y una elevación (z).


GPS:

El GPS se trata de un sistema de navegación por satélite que envía posiciones precisas. El modo de funcionamiento es el siguiente, el receptor GPS contacta con lo satélites que están en el espacio, siendo que a partir del establecimiento de contacto con tres satélites podemos precisar con mucho rigor nuestro lugar en la tierra. El principio de triangulación es el mismo que usamos los arqueólogos cuando dibujamos en campo la planimetría mediante la triangulación. Así pues los puntos bases actuarían como satélites y el punto a tomar sería el receptor GPS.

Esto es lo que sucede en la teoría, pero en la práctica si queremos precisar bien nuestra posición debemos establecer contacto con cuatro o más satélites, llegando en algunos modelos comerciales hacer conexión con hasta 14 satélites. Por si esto no fuera suficiente, los satélites europeos y norteamericanos poseen mecanismos correctores que precisan aún más la posición, (EGNOS para la UE y WAAS para los EEUU).



En cuanto a la tipología de los receptores GPS podemos encontrarnos con dos tipos:

  • Receptor pequeño. Este tipo de receptor logra una precisión de ±10-20 m de forma habitual, sin embargo aplicándole el sistema de corrección pertinente (WAAS/EGNOS) esta precisión puede llegar a los ±3 m.

Modelo de GPS manual.

  • GPS diferencial: Este tipo de de receptor tiene una mayor precisión que el anterior, pudiendo llegar a una precisión centimétrica de hasta ±3 cm. Este tipo de GPS consta de una unidad móvil y de una estación base, que es la parte que toma las coordenadas de referencia para la unidad móvil. Por otro lado esta estación base puede aplicarle un factor de corrección llamado RTK.
Las coordenadas de este tipo de GPS se almacenan en la parte móvil, ya que será con ella con la que vayamos tomando puntos o estemos recogiendo la información del recorrido que estemos haciendo.


Sin embargo, aún a pesar de las bondades del sistema GPS, no es del todo perfecto, ya que al basarse en el envío de señales al espacio, las interferencias pueden a llegar a distorsionar enormemente los datos recogidos. Por ello el uso del GPS en núcleos urbanos o lugares de vegetación alta y tupida no se recomienda, siendo más efectivo el uso de estaciones totales.

Percepción Remota:

La Percepción Remota (Remote Sensing) o Teledetección puede definirse como la ciencia y arte de obtener información de un objeto analizando los datos adquiridos mediante algún dispositivo que no está en contacto físico con dicho objeto a través de sus respuestas electromagnéticas.

Esta ciencia y arte produce una serie de imágenes que pueden ser de dos tipos, por un lado fotográficas que se pueden diferenciar entre verticales y oblicuas, siendo las primeras más precisas ya que el eje de la cámara se halla en posición vertical y por tanto tienen menos distorsión; luego por otro lado tenemos las digitales, siendo que en estas últimas se pueden dividir en pancromáticas y multiespectrales.


Foto aérea vertical del castro de Borrenes



La forma de obtener estas imágenes se realiza a través de sensores digitales los cuales se dividen en:

  • Activos, que básicamente lo que hacen es enviar una señal al objetivo para luego recoger la respuesta.
  • Pasivos, lo que hacen es recoger las señales que envía la Tierra.

A través de esta toma de datos lo que se hace luego es analizarlos para obtener patrones de comportamiento que el ojo humano en la mayoría de ocasiones no es capaz de percibir.

Para la arqueología, los sistemas pasivos que han servido son en primer lugar los radiómetros térmicos aerotransportados. Estos lo que hacen es medir la radiación emitida en una zona del espectro electromagnético del tipo térmico-infrarroja (3-4 µm). Siendo muy útil para elementos que se hallan bajo la superficie, puesto que su comportamiento térmico difiere de los elementos en superficie. No obstante, este no es el único método también tenemos el radar de tipo sonda, los metros de resistividad y los magnetómetros.

Con los satélites y de las aeronaves se pueden llegar a crear MDE, los cuales tienen ventajas sobre los tradicionales por la precisión que pueden llegar a tener, ya que los tradicionales se realizaban manualmente a través de la digitalización de las curvas de nivel.

Estas herramientas se han demostrados muy útiles ya que mediante la combinación de fotografías aéreas e imágenes satélite han servido para cartografiar e identificar fenómenos culturales tales como murallas hasta asentamientos. No obstante el uso más común de este tipo de este tipo de datos es el de la visualización del paisaje, ya que son una herramienta de referencia visual que permite establecer relaciones entre datos arqueológicos y rasgos del paisaje.

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