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Hola a todos, quería comunicaros que a partir de ahora, todas las entradas del blog se escribirán en el sitios de contenidos web www.inisig.com. Espero que lo encontréis de utilidad.

Un saludo y disculpad las molestias que os haya podido causar.

¿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.

¿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).

Trabajos de topografía en excavación arqueológica.

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.

Funcionamieto GPS diferencial.

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 oblicua del castro de Borrenes

Foto aérea vertical del castro de Borrenes

 Imagen satélite multiespectral

Imagen satélite pancromática

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.

Convertir un track de GPS a formato shp.

El objetivo de este post es poder convertir los tracks de nuestros GPS en formatos que pueda reconocer un SIG de escritorio como gvSIG o Kosmo. En primer lugar decir que todo el software que vamos a usar en este anexo es libre, por tanto no vamos a necesitar pagar ninguna licencia privativa.

En primer lugar descargamos el software GPSBabel, una vez lo tengamos instalado en nuestro sistema accedemos a él.

En la opción superior debemos decirle al programa el fichero que queremos cargar, que será el de nuestro aparato de GPS, elegimos el tipo de fichero de acuerdo con la marca de nuestro aparato en la opción Format.

En las opciones de abajo ponemos la ruta y el nombre del fichero que queremos en que se convierta nuestro track. Aquí podemos decirle que nos convierta nuestro track a diferentes formatos, los más interesantes para nosotros son los formatos Ozi explorer (*.plt) y los GPX (*.gpx). Para nuestra práctica elegiremos el formato gpx. Apretamos el botón Apply y nos dirá que la conversión ha sido exitosa.

A continuiación debemos descargar e instalar el software Qgis, este programa es un SIG de escritorio del mismo tipo que gvSIG, sin embargo tiene un complemento para cargar ficheros GPX (que es un formato de intercambio entre GPS). Así pues procederemos a cargar un fichero GPX en QGIS.

En primer lugar debemos apretar el botón de herramientas GPS nos aparecerá un cuadro de diálogo como el siguiente:

El cual le diremos la ruta del archivo en cuestión apretando el botón Explorar, una vez ya lo tengamos apretamos el botón Aceptar. De esta manera ya tenemos nuestro track cargado en el SIG.Ahora para convetir nuestro track a un fichero .shp, que lo pueda reconocer cualquier otro software SIG como el gvSIG iremos al menú superior Capa, y buscaremos la opción Guardar como... (recordad que debemos tener seleccionada la capa en el TOC).

Nos aparecerá un cuadro de diálogo de exportar como el siguiente:

En el que debemos de darle la ruta de exportación de nuestro nuevo fichero shp. En el apartado SRC debemos apretar la opción Explorar y en el apartado Buscar introducimos el código EPGS 23030 o 25830 en el caso de España. Una vez seleccionado aceptamos y volvemos al cuadro de dialogo anterior, en el cual volvemos a aceptar.

Para comprobar que todo ha salido correctamente cargamos el fichero shape recién creado en Qgis, y debemos de comprobar que las coordenadas en las que se halla nuestro track son las correctas. De no ser así es posible que hayamos cometido algún fallo en el SRC. Una segunda comprobación se puede hacer desde otro software, por ejemplo gvSIG, si en este software tenemos el mismo fallo es que tenemos problemas con el archivo. Si todo estuviera correcto ya tendríamos nuestro track listo para ser incluido en nuestros mapas.

Aplicaciones SIG en la Arqueología (II). Excavaciones arqueológicas.

Cuando realizamos una excavación arqueológica el trabajo se divide esencialmente en dos periodos:

• Recopilación de datos: Trabajo de campo, donde rellenamos nuestras fichas, hacemos las fotografías pertinentes, dibujamos las estructuras, recogemos la cerámica, metales, o cualquier evidencia mueble que nos encontremos.

• Trabajo de laboratorio: Aquí es donde analizamos tranquilamente todos los hallazgos, las fotografías, digitalizamos los dibujos planimétricos, dibujamos la cerámica, ponemos en orden las fichas y las pasamos a limpio.

Bien, pues en estos últimos años esta división tan marcada se viene difuminando un poco debido a la introducción de lo equipos digitales portátiles, como ordenadores portátiles, PDA's y últimamente las conocidas tablets. Aquí es donde entran en juego los SIG, en la gestión de la información recogida en campo, ya que nos permite, durante el transcurso del trabajo de campo, digitalizar los dibujos, vincularlos a las fichas, a las fotografías de cada unidad, pudiendo ver casi a tiempo real los patrones que se van revelando con la recogida de información.

Sin embargo, este modelo tiene algunas desventajas, ya que el acceso a la electricidad debe estar asegurado, dado que estos equipos portátiles no tienen una autonomía energética indefinida. Así pues, para completar el uso de un SIG es necesario un equipo de toma de datos geográficos como una estación total o un GPS de precisión centimétrica como poco. Por tanto hay que valorar muy bien el tiempo que nos va a ahorrar tomar los datos en campo con dispositivos digitales con respecto los costes que ello conlleva.

Ahora, quería daros a conocer un vídeo en el que se presenta la herramienta arqueoponte, la cual es una extensión del software SIG conocido como gvSIG. Es una charla de 20 minutos muy interesante.

A continuación dejo un enlace sobre cómo dibujar planimetrías con Software SIG libres.

http://tecnoarqueologia.blogspot.com.es/

Interesante es la propuesta que la Junta de Andalucía ha realizado con el conjunto Arqueológico de Carmona. En este yacimiento lo que se ha hecho es un SIG de la necrópolis, donde podemos consultar varias capas, entre ellas las que corresponden a las tumbas, pudiendo ver su morfología con representaciones realizadas con escáner 3D y la información asociada que tiene todo SIG.

Presentación.

Visor.

Espero que hayáis encontrado el post de utilidad, gracias.

Aplicaciones de los SIG en la Arqueología (I). Gestión de recursos arqueológicos.

Los actores más interesados en la gestión de los recursos arqueológicos son en primer término las administraciones públicas, tanto estatales, regionales y locales, y posteriormente las universidades, éstas en menor medida ya que lo hacen con afán de investigación, mientras que las primeras lo hacen por ley, puesto que se supone que son las garantes de la conservación del patrimonio arqueológico. Para ello, las administraciones deben contar con una base de datos que reúna información sobre los yacimientos arqueológicos, estas bases de datos son, normalmente, de atributos, es decir, se reúne información sobre cronología del yacimiento, cultura a la que pertenece, descripción del paisaje, etc...

¿Qué formato de archivo SIG sería el más idóneo?

En principio el formato idóneo para esto serían los formatos vectoriales, ya que en él podemos delimitar fronteras, extensiones y otro tipo de elementos de manera más precisa, sin embargo, esto por si sólo no estaría completo, así que sería conveniente completarlo con datos de base ráster.

Una combinación muy útil para esto serían las BBDD espaciales, ya que podemos combinar toda la potencia de una BBDD de atributos y relacional con la potencia del formato vectorial.

Una cuestión interesante para abordar estas cuestiones sería la falta de unificación de criterios a la hora de confeccionar el diseño de las BBDD y sobre todo la posibilidad de acceder a este tipo de datos. Para la primera cuestión deberíamos realizar un debate técnico muy extenso, sobre las necesidades de una administración a la hora de confeccionar dicha base de datos, y ese no es el objetivo de este post. Con respecto a la segunda cuestión, el acceso a esta base de datos podría ser extremadamente sencillo mediante internet, ya que se puede publicar dicha base de datos y dar acceso a usuarios registrados, facilitando así el acceso a tantos investigadores como quieran y/o necesiten.

De la gestión de recursos arqueológicos pueden surgir algunos contratiempos, por un lado el coste asociado al hardware y el software. No obstante, la tecnología en ambos aspectos está muy desarrollada, de tal manera que este coste puede verse reducido en extremo, ya que los equipos que hay hoy por hoy en el mercado son muy potentes y por otro lado el software libre puede jugar un papel crucial en el abaratamiento de costes.

Otro tema a comentar sería la precisión con la que se han tomado las coordenadas de los yacimientos arqueológicos, ya que podríamos encontrarnos con errores lo suficientemente grandes como para que esos datos no pudieran servir para fines analíticos. Una manera de solventar dicho problema sería realizar una comprobación in situ de los yacimientos. Lo que haría indudablemente aumentar los costes, sin embargo, con el nivel de resolución de las ortofotos actuales, podemos realizar alguna comprobación cotejando las descripciones de los registros de los yacimientos con lo que se ve en nuestro SIG, abaratando en parte parte de esta comprobación.

Por otro lado, un coste adicional, en principio, podría ser la adquisición de mapas topográficos de una región, no obstante iniciativas como la del CNIG de ceder cartografía con fines no comerciales hacen que este aspecto no sea un inconveniente a la hora de adoptar este tipo de BBDD espaciales.

Como vemos, los SIG pueden jugar un papel crucial en la gestión y protección de nuestro patrimonio arqueológico de mano de las administraciones, locales, regionales/autonómicas y estatales.

Fuente: SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA APLICADOS A LA ARQUEOLOGIA JAMES CONNELLY, MARK LAKE, BELLATERRA, 2009

Mapas de distribución.

Los mapas de distribución son planos donde los arqueólogos podemos situar los yacimientos que nos interesen por las razones que nos interesen. Por ejemplo, si quisieramos estudiar los la jerarquía de los poblados de la cuenca del río Ebro durante el periodo de romanización obtendríamos como resultado un conjunto de puntos geolocalizados.

Las ventaja de este sistema es que se abre la posibilidad de la cuantificación, de tal manera que podríamos asociar a esta serie de puntos unas variables numéricas, tales como la altitud, la extensión, el número estimado de personas que podrían vivir en dichos poblados, o cualquier otra variable que nos pareciese oportuna. Dado que los SIG, como ya expliqué en otro post, nos permite reflejar propiedades cualitativas de los elementos cartografiados, podemos también, reflejar dicha información en nuestra base de datos; y así poder trabajar topológicamente con esta información. Para esto una herramienta muy útil son las Bases de Datos espaciales, ya que en ellas podemos asociar todo tipo de información, tanto cualitativa como cuantitativa.

Pero este sistema de cartografiado de los yacimientos no está exento de problemática, ya que el paso del tiempo ha acabado con muchos hábitat, de tal manera, que en nuestros mapas de distribución (salvo en excepciones), siempre tendrán vacíos, huecos en blanco de los que carezcamos de información.

Otro de los problemas con los que nos podemos enfrentar a la hora de crear este tipo de mapas es el propio trabajo de campo, ya que con el devenir del tiempo la forma de recoger información in situ ha variado de acuerdo con los objetivos de investigación vigentes en cada época e investigador. Volviendo al ejemplo de la cuenca del Ebro, podríamos encontrarnos con que la información obtenida durante la campaña de prospecciones realizada hace años no sea de nuestro agrado, ya que los datos que se obtuvieron en su momento fueron seleccionados de acuerdo con los objetivos del director de la campaña en cuestión.

Pero ¿solamente podríamos representar yacimientos en mapas de distribución? La respuesta es no. No solamente podemos representar yacimientos, también podemos representar artefactos. Y poder así estudiar las distribuciones de los mismos a un nivel micro e intentar detectar algún patrón que nos indicara la distribución de los espacios del yacimiento.

Como vemos, los mapas de distribución no solamente se aplican a un nivel macro, (estudio de regiones enteras), si no también a un nivel micro (estudio dentro de los propios yacimientos).

Espero haber arrojado algo de luz sobre el concepto. Ya sabéis, para cualquier sugerencia, puntualización o lo que sea tenéis los comentarios abierto.