Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala
2.5 Análisis Espacial.
Este nuevo capítulo trata funciones de mayor complejidad. No suelen estar
disponibles en los software GIS mas básicos, y deben adquirirse extensiones
específicas para poder activar dichas posibilidades (Spatial Analyst en
ArcView/ArcGis).
Tratare en este capítulo las mas importantes, haciendo hincapié sobretodo en
las que están disponibles dentro de ArcGis.
2.5.1 Calculo de Distancias
Es una función útil para determinar las distancias que existen a un determinado
punto, bien sea el hospital mas cercano, un aeropuerto de emergencia o buscar
la boca de riego dentro de una distancia de 500 metros. También es posible
encontrar, mediante esta función el camino mas corto, o de menos coste, desde
un punto a otro basado en consideraciones de precio.
El fundamento teórico de esta función se basa en el tratamiento matemático de
los valores de cada píxel que forma la imagen raster.
Es decir , se parte de un píxel con su correspondiente valor asignado, y se van
tomando los valores de los píxeles cercanos acumulando sus valores y los de los
píxeles precedentes. La forma de cómo se calculen estos valores determinaran
las diferentes aplicaciones del calculo de distancias.
Distancia mas cercana ( Straight Line Distance).
Da la distancia de cada píxel al píxel de origen mas cercano. Ejemplo, ¿cuál es
la distancia desde cada punto del plano de un monte al refugio de montaña mas
cercano?.
Ejemplo, la zona Norte del municipio de Posoltega es muy montañosa, sujeta
muchas veces a peligros por deslizamientos en épocas de lluvias. En la
catástrofe del huracán Mitch de Octubre de 1998, la zona de Posoltega fue
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
39
Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala
severamente afectada, fundamentalmente por desprendimientos de lodo desde
la zona alta del municipio.
Supongamos pues, que tenemos cuatro refugios para el caso de nuevas
amenazas por deslizamientos de lodo. Teniendo en cuenta, que estos
fenómenos metereológicos ocurren de manera repentina, el tiempo estimado
para poder resguardarse del río de lodo es de 20 minutos, es decir, en el
momento que comience a llover de manera intensa, ese es el tiempo que tengo
para alcanzar el refugio.
El tiempo medio,
andando, del ser
humano campo través
es de 5 km/hora.
Conclusión, necesito
saber el área que esta a
mas de 1600 ( en
realidad son 1666,66)
metros de distancia de
cualquiera de los
refugios. Estas Areas
serán las que se
encuentran fuera de la
zona de protección, y
por tanto están en
peligro en caso de
nuevos deslizamientos
de lodo.
Fuente Elaboración Propia a partir de cartografía Humbolt.
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
40
Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala
Localización mas cercana. (Straight Line Allocation)
Permite determinar el grupo de pixels mas cercano a un determinado pixel de
origen. Es decir, áreas que pertenecen a un punto, en términos de proximidad.
Ejemplo, Las zonas que cubren cada refugio de montaña. Las áreas que cubren
las antenas de comunicaciones.
Una nueva consulta interesante, siguiendo el ejemplo anterior sería. ¿ A cual de
los refugios he de correr para refugiarme?, ¿Dónde está el mas cercano?.
Fuente Elaboración Propia a partir de cartografía Humbolt.
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
41
Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala Dirección mas cercana. ( Straight Line Direction)
Posibilita conocer la dirección de cada pixel del mapa al pixel de origen mas
cercano. Las direcciones vienen medidas en grados, donde el norte es el 0º.
Ejemplo, ¿ Cuál es la dirección al refugio mas próximo desde el punto donde
esta situada una persona que corre peligro por deslizamientos de lodos?.
Fuente: Elaboración propia.
Fuente Elaboración Propia a partir de cartografía Humbolt.
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
42
Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala Distancia mas cercana según el Coste ( Cost Weighted Distance).
Esta función encuentra el menor coste acumulado desde un píxel al píxel
próximo. El coste puede considerarse en términos de dinero, tiempo, u otras
diferencias. La principal diferencia con la función de Calculo de distancias, es
que la esta función calcula el coste acumulativo de desplazarse desde un píxel a
otro, basado en el coste de desplazarse por cada tipo de píxel. Es decir, es mas
fácil ( rápido, barato) desplazarse a través de zonas despejadas, o por carreteras
, que atravesando un lago, o una montaña.. El típico ejemplo que se cita para
explicar esta función, es el de determinar el recorrido mas barato para delimitar
el trazado de una carretera.
Trazado mas Corto. (Shortest path)
Una vez que se delimitaron las zonas mas cercanas, según el coste de
desplazamiento a un determinado punto desde cualquier otro punto (ver
apartado anterior), esta nueva función nos permite delimitar el mas barato de
los posibles caminos.
Densidad
Mediante esta función se distribuyen los valores de diversos puntos a lo largo
de toda la superficie del mapa. Es una función útil para mostrar donde se
concentran los mayores valores de un determinado atributo, suele usarse para
mostrar mapas de población, concentración de contaminantes en suelos y rios,
bolsas de pobreza etc.
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
43
Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala 2.5.2 Interpolación.
Es una de las herramientas mas usadas y mas útiles del GIS en el Medio
Natural.
Los fenómenos que ocurren son continuos, pero la información cuantificable
que de ellos disponemos los hombres, son en su mayoría discretos. La
Interpolación nos permite crear mapas continuos a través de un numero de
observaciones discretas.
Mapas de climatología según los datos de las estaciones climatológicas,
contenido de humedad del suelo según las medidas de los piezómetros etc.
Naturalmente, existe una base estadística, a tener en cuenta, para determinar el
numero de observaciones necesarias, en función del fenómeno que queramos
explicar. ArcGis dispone diversos modelos estadísticos para explicar cada
fenómeno en función de sus características.
Inverse Distance Weighted (IDW) y Spline son dos modelos basados en
métodos de interpolación determinista ya que se fundamentan en muestreos
del área de estudio en formulas matemáticas que determinan la forma de la
superficie resultante. Una segunda familia de modelos están basados en
métodos geoestadísticos (como el Kriging) que utilizan fundamentos
estadísticos que incluyen auto correlaciones. Es decir, son modelos que no solo
predicen superficies de interpolación, sino que también indican el grado de
exactitud y error de la predicción.
Kriging es similar a IDW, en cuanto a que pondera muestras del entorno, para
extraer predicciones de zonas próximas. La formula general para ambas
interpolaciones esta basada en la suma ponderada de todos los datos.
Ž (So) = ∑λi Z(Si)
En el IDW el peso solo depende de la distancia a los puntos de muestreo,
mientras que en el Kriging los pesos no solo se basan en las distancias, sino
también en las relaciones espaciales entre las muestras y sus valores.
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
44
Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala Cuadro resumen de los tres tipos de interpolación.
IDW. Inverse Distance Weighted Spline Kriging
Concepto: Este método asume que la
influencia de la variable decrece con la
distancia al punto muestra.
Crea superficies con mas detalle pero
de aspecto menos continuo.
Concepto: Minimiza cambios
abruptos, poco visuales,
presentando superficies mas
suaves.
Es un método apropiado para
cambios graduales de valor
representar elevaciones,
concentración de contaminantes
Concepto:
Crean superficies de
interpolación y además,
especifica la exactitud del
modelo.
Opciones:
Power: Permite dar mas o menos
importancia a los valores próximos al
punto muestra.
Search radious (fijos o variables): limita
el numero de inputs , puntos muestra,
para cada píxel.
Barrier: delimita la extensión de la
interpolación.
Opciones:
Regularized: crea la superficie
con valores que pueden fuera
del rango de los de los puntos
de muestreo.
Tensión: ajusta la superficie a
valores que estén cercanos a los
de los puntos de muestreo. (
superficies algo menos suaves)
Peso: pondera el grado de
suavidad de la interpolación. A
mayor valor, mas suave será la
superficie.
Nª de puntos: limita el nº de
puntos que intervienen en a
interpolación de cada píxel.
Opciones:
Ordinary: Es el usado por
defecto, asume que la media es
desconocida.
Universal: Debe usarse cuando
se conoce la tendencia que
existen en los valores de las
muestras.
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
45
Utilización de Sistemas de Información Geográfica para la Seguridad Alimentaria sostenible en zonas marginadas de Honduras, Nicaragua y Guatemala
Alumno: Ricardo Rapallo Fernandez Tutor: Ignacio TruebaJainaga Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid
46
Mapas de Precipitación anual en Guatemala, utilizando los tres tipos de interpolación descritos.
Fuente Elaboración Propia a partir de cartografía Humbolt.
Ejemplo de utilización de los diferentes tipos de interpolación que ofrece
ArcGis.
Utilizamos la Información de las estaciones climatológicas , que nos proporcionó el
MAGA-Guatemala.