Datos geoespaciales

¿Qué es una base de datos?

Una Base de datos es una colección de elementos o datos interrelacionados que se pueden procesar por uno o más sistemas de aplicación.

Esta funcionalidad ayuda a evitar:

  1. a) Redundancia de los Datos: Hay datos que deben aparecer una y solo una vez en el sistema.
  2. b) Pobre control de los Datos: El mismo elemento de los datos suele tener varios nombres, dependiendo del archivo en el que esté contenido.
  3. c) Capacidad inadecuada de manipulación de los datos: Los archivos indexados, permiten tener un control sobre las consultas, existencia de identificadores únicos.
  4. d) Programación excesiva: Para hacer consultas y manipulación más rápida y eficiente. Las ventajas de diseñar y trabajar con una base de datos representan:
  • Tener datos estructurados.
  • Tener datos y procesos de división, esto significa una mayor dependencia del dato y mayor flexibilidad de procesamiento.
  • Integridad de los Datos, esto es una consistencia de los datos, así como seguridad y protección de los mismos.
  • Datos de larga vida y duración.

¿Qué son los datos geoespaciales?

Es el registro digital con combinaciones de valores de atributos que lo hacen único e inconfundible respecto a otros datos geoespaciales y debe estar georreferenciado y contener un atributo que lo relacione con el tiempo para fines de comparación. Los datos geoespaciales deben someterse al cumplimiento de estándares de manera que faciliten su disponibilidad, acceso, interoperabilidad y uso en diferentes aplicaciones, asegurando de esta manera que los datos no terminen subutilizados o determinen que las bases de datos que los almacenan sean de utilidad restringida.

 

Evolución de los datos geoespaciales

Las bases de datos han evolucionado desde:

  1. Los tipos de datos espaciales se refieren a formas como puntos, líneas y polígonos.
  2. La indexación espacial multidimensional se utiliza para el procesamiento eficiente de las operaciones espaciales
  3. Las Funciones espaciales, planteadas en SQL, son para consulta de propiedades espaciales y relaciones.

En una primera generación de SIG todos los datos espaciales se almacenan en archivos planos con un software especial para interpretar y manipular los datos. Estos sistemas de gestión de primera generación están diseñados para satisfacer las necesidades de los usuarios en donde todos los datos requeridos en encuentran en el dominio de la organización del usuario. Son sistemas propietarios, autónomos, específicamente construidos para el manejo datos espaciales.

En la segunda generación de sistemas se almacenan los datos no espaciales (atributos) en bases de datos relacionales, pero aún carecen de la flexibilidad que ofrece la integración directa de los datos espaciales.

La tercera generación aparece cuando las características espaciales son tratadas como objetos de base de primera clase. Las bases de datos espaciales se integran completamente con la base de datos relacional de objetos.

Bajo estas bases surge el concepto de “GEODATABASE” que es un modelo genérico para el tratamiento de información geoespacial, almacena objetos geográficos, sus atributos, sus relaciones (espaciales o no) y el comportamiento de cada uno de sus elementos.

En este esquema se migra de capas temáticas (colección de elementos geográficos) a entidades reales como red de carreteras, red de alcantarillado, energía eléctrica, etc. y se incorporan el concepto de entidad cuando nos referimos a transformadores, carreteras o lagos. La utilidad de este concepto refleja el tratamiento de nuestros datos para realizar análisis espacial.

¿De qué se encargan?

Los datos geoespaciales son información que describe objetos, eventos u otras características con una ubicación en la superficie de la Tierra o cerca de ella. Los datos geoespaciales normalmente combinan información de ubicación (generalmente coordenadas en la Tierra) e información de atributos (las características del objeto, evento o fenómeno en cuestión) con información temporal (el tiempo o período de vida en el que existen la ubicación y los atributos).

La ubicación proporcionada puede ser estática a corto plazo (por ejemplo, la ubicación de un equipo, un terremoto, niños que viven en la pobreza) o dinámica (por ejemplo, un vehículo o peatón en movimiento, la propagación de una enfermedad infecciosa).

Los datos geoespaciales generalmente involucran grandes conjuntos de datos espaciales recopilados de muchas fuentes diversas en diferentes formatos y pueden incluir información como datos de censos, imágenes por satélite, datos meteorológicos, datos de teléfonos celulares, imágenes dibujadas y datos de redes sociales. Los datos geoespaciales son más útiles cuando se pueden descubrir, compartir, analizar y utilizar en combinación con los datos comerciales tradicionales.

 

¿Para qué se utilizan estos datos?

La analítica geoespacial se utiliza para agregar tiempo y ubicación a los tipos tradicionales de datos y para crear visualizaciones de datos. Estas visualizaciones pueden incluir mapas, gráficos, estadísticas y cartogramas que muestran cambios históricos y cambios actuales. Este contexto adicional permite un panorama más completo de los eventos.

Los conocimientos que pueden pasarse por alto en una hoja de cálculo masiva se revelan en patrones visuales e imágenes fáciles de reconocer. Esto puede hacer que las predicciones sean más rápidas, fáciles y precisas.

Los sistemas de información geoespacial (GIS) se relacionan específicamente con el mapeo físico de datos dentro de una representación visual. Por ejemplo, cuando el mapa de un huracán (que muestra la ubicación y la hora) se superpone con otra capa que muestra posibles áreas de caída de rayos, está viendo los GIS en acción.

 

¿Qué ventajas posee?

Las ventajas de trabajar con un GEODATABASE es un acceso multiusuario, ser compatible con los siguientes manejadores de bases de datos: Oracle, Informix, SQL Server, IBM DB2, Microsoft Access. Reside en un sistema gestor de bases de datos estándar, esto permite que se aprovechen todas las ventajas de los grandes sistemas gestores de BD y esto se traduce en una mayor sencillez para administrar una base de datos corporativa.

Además de estas ventajas, ofrece diversos beneficios, entre los que destacan:

  1. Gestión de datos centralizada: esta propiedad la da el DBMS que se esté empleando. Aun cuando cada organización tenga una política única de gestión y mantenimiento de datos geo-espaciales o no.
  2. Edición multiusuario: Multitud de usuarios pueden realizar tareas de edición de los datos. Se pueden realizar sesiones de edición que duren semanas o meses.
  3. Comportamiento de los objetos: Una vez definido el comportamiento de cada tipo de elemento se hace referencia a ríos, carreteras, parcelas, etc. Pej. los ríos tienen propiedad de flujo, caudal, etc. y solo se conectan a otros ríos o cuerpos de agua. Esto también le da propiedad de simbología determinada.

 

¿Qué oportunidades brinda?

El análisis geoespacial supone la recopilación, presentación y manipulación de imágenes, coordenadas del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), fotografías y datos de satélites (en tiempo real o históricos), utilizando coordenadas geográficas explícitas o identificadores utilizados en los modelos geográficos.

El análisis geoespacial ha avanzado considerablemente en términos de:

  • Mayor precisión, exactitud y granularidad;
  • Mayor facilidad y rapidez en la transmisión, análisis y manipulación (por ejemplo, la conectividad de mega-constelaciones de satélites);
  • El número y el tipo de dispositivos equipados con identificación geoespacial y de localización (por ejemplo, diferentes tipos de dispositivos como los conectados a la Internet de las cosas, los teléfonos móviles, las redes de sensores, los automóviles conectados, etc.).

Por ejemplo, la tecnología móvil de quinta generación, IMT-2020 (o 5G), cuando se aplica en las bandas de ondas milimétricas, requiere datos geoespaciales muy precisos y redes de telecomunicaciones más densas con un número significativamente mayor de estaciones base que las redes móviles tradicionales.

Tanto los datos geográficos precisos como el análisis espacial avanzado son cruciales para garantizar que esas redes de radio sean rentables y eficientes. Las estaciones base de 5G tienen que estar sincronizadas en un plazo de nanosegundos para mejorar la precisión del posicionamiento para el transporte inteligente y los sistemas inteligentes de gestión del tráfico. [1]

Los datos y la información geoespaciales son muy valiosos, desde el nivel mundial hasta el local, y pueden utilizarse para muchos casos de uso diferentes, incluso para vigilar, verificar y/o confirmar:

  • Modelización del clima y predicción meteorológica; vigilancia de los sistemas meteorológicos, estacionales o climáticos locales (por ejemplo, el efecto de El Niño)
  • Seguimiento de la urbanización y las emisiones de gases y/o la contaminación de las ciudades y la industria
  • Casos de uso urbanos, incluidos los sistemas de transporte inteligentes, vehículos autónomos y vigilancia de la congestión del tráfico en tiempo real
  • Desastres naturales (por ejemplo, el alcance de los deslizamientos de tierra o las inundaciones) y actividades de socorro
  • Identificación y cartografía de instalaciones, por ejemplo, escuelas, clínicas, tamaño de los campos de refugiados e instalaciones
  • Vigilancia del abuso de los derechos humanos (por ejemplo, el tratamiento de las poblaciones de refugiados)
  • Identificación de sitios arqueológicos de interés
  • Cartografía de la deforestación y el uso de la tierra, y estimación del rendimiento de los cultivos para predecir las tendencias de los mercados de alimentos y productos básicos
  • Estimación de la pobreza y los niveles de ingresos (por ejemplo, a partir del tipo de automóviles o la calidad de los materiales del techo)
  • Migraciones de poblaciones y animales