Os Sistemas de Información Xeográfica (SIX) son ferramentas empregadas en moitos campos do coñecemento debido á súa utilidade no manexo de información xeográfica e datos asociados para realizar análises que permitan a toma de decisións.
O Observatorio de Sostibilidade do Rego emprega os SIX para xestionar grandes cantidades de información gráfica. Esta información deriva xeralmente do traballo do Ministerio de Agricultura, doutros organismos oficiais e dunha combinación de ambos. Isto permite o estudo e a análise de diversos compoñentes e variables que inflúen directa ou indirectamente no rego, así como o seu seguimento, co obxectivo principal de optimizar o uso dos recursos e mellorar a produtividade e a sostibilidade do rego. Para ter éxito, é fundamental garantir que a información estea o máis actualizada posible, o que require traballo de campo e de oficina complementario.
O seguinte documento contén os principais conceptos técnicos destas ferramentas e as súas aplicacións prácticas desde un punto de vista xeral e no regadío en particular, o que axudará a contextualizar a aplicación dos SIX.
Do mesmo xeito que un procesador de textos se usa para escribir documentos e traballar con palabras nun ordenador, un Sistema de Información Xeográfica (SIX) úsase para traballar con información espacial. Basicamente consiste en:
Habería outros dous elementos: as persoas que toman as decisións nese traballo e os métodos empregados para realizalo correctamente.
Cunha aplicación SIX podes abrir mapas, crear ou editar información espacial e realizar tarefas de análise entre diferentes elementos de datos xeográficos.
Figura 1. Exemplo dun Sistema de Información Xeográfica (Google Maps, Imaxes da NASA, 2024).
Ao contrario da crenza popular, as orixes dos SIX remóntanse á década de 1960, sendo o Canadá o país pioneiro no seu desenvolvemento. Na década de 1970, xa se consolidara e, grazas aos numerosos avances tecnolóxicos, converteuse nunha ferramenta valiosa nunha multitude de sectores profesionais.
Un SIX podería definirse como un sistema de almacenamento coherente de información espacial que pode ser actualizado, modificado e analizado cun esforzo mínimo.
A definición dun Sistema de Información Xeográfica tamén pode ser abordada desde diferentes puntos de vista.
Un conxunto integrado de medios e métodos informáticos, capaces de recompilar, verificar, almacenar, xestionar, actualizar, manipular, recuperar, transformar, analizar, mostrar e transferir datos espacialmente referenciados sobre a Terra.
Modelo informatizado do mundo real, nun sistema de referencia vinculado á Terra para satisfacer necesidades de información específicas.
Figura 2. Compoñentes dos Sistemas de Información Xeográfica.
As aplicacións SIX son programas cunha interface gráfica de usuario (GUI) que se pode manipular mediante o rato e o teclado e que permite a visualización e xestión de datos xeográficos.
Este tipo de aplicacións facilitan o acceso a numerosas ferramentas de análise para a explotación de datos xeográficos, permitindo a creación de novas capas, táboas ou mapas que admiten análises posteriores, axudan a resolver e diagnosticar diferentes situacións e, polo tanto, a tomar decisións.
Existen numerosas aplicacións de SIX, que van dende as máis sinxelas, con capacidades de visualización pero poucas opcións de análise, ata as máis complexas e sofisticadas cun alto custo económico.
Actualmente hai dúas posibilidades para usar software SIX, mediante o pago da licenza tal cal ArcGIS creado pola empresa ESRI (Environmental Systems Research Institute) ou software libre e de código aberto como QGIS.
Figura 3. Interface de ArcGIS (esquerda) e interface de QGIS (dereita).
Os datos xeográficos son unha representación de entidades do mundo real. Esta modelización pódese facer mediante dous métodos diferentes: modelización vectorial ou modelización ráster.
Nun SIX, as características xeográficas exprésanse a miúdo como vectores, preservando ao mesmo tempo as características xeométricas das figuras. A modelización do mundo real conséguese mediante tres tipos de obxectos espaciais: puntos, liñas e polígonos.
A escolla do obxecto a usar depende da natureza da entidade que se representa e da escala á que se debe representar. Por exemplo, un lago pódese representar como un polígono, un río como unha liña e unha toma de auga como un punto a unha escala determinada, pero ese mesmo río tamén se pode representar como un polígono a unha escala maior.
Na seguinte figura pódese ver parte dun plano sinxelo no que se representan diferentes tipos de obxectos espaciais nunha ortofoto segundo a súa topoloxía de punto, liña e polígono, facendo referencia a unha modernización do regadío na Comunidade de Regadores do Páramo Medio (León-España).
Figura 4. Exemplo dunha imaxe de Sentinel do 2 de xuño de 2023, no norte de Badaxoz (cor real).
Este é o tipo de ficheiro máis estendido para almacenar datos vectoriais.
Unha ficheiro de formas (capa) Pode conter un único tipo de obxecto espacial (punto/liña/polígono) e almacena tanto as coordenadas que describen a xeometría da entidade do mundo real como os atributos alfanuméricos que a definen.
Para almacenar toda esta información, un único sistemaficheiro de forma (capa) Está composto por polo menos 3 ficheiros co mesmo nome pero con diferentes extensións:
| Extensión | Descrición | Obrigación |
|---|---|---|
| .shp | Ficheiro principal que almacena a xeometría da entidade. | Obrigatorio |
| .dbf | Táboa na que se almacenan os atributos de cada entidade. | Obrigatorio |
| .shx | Ficheiro de índice que almacena o índice xeométrico da entidade | Obrigatorio |
| Non obrigatorio, pero moi recomendable | ||
| .sbn | Ficheiro de índice espacial asociado | Opcional |
| .prj | Garda información sobre o Sistema de Referencia (RS) | Opcional |
| .xml | Rexistrar os metadatos do ficheiro | Opcional |
Figura 5. Táboa coas extensións de ficheiro específicas dos shapefiles.
Figura 6. Exemplo de visualización dun ficheiro shapefile (shp) desde o navegador.
Nun modelo ráster, as entidades do mundo real estrutúranse nunha matriz de celas (ou píxeles) organizadas en filas e columnas, onde cada cela contén un valor que representa información específica; altura, pendente, temperatura, custo, tempo, etc.
En xeral, as fotografías aéreas, as imaxes de satélite e os mapas dixitalizados represéntanse baixo este modelo.
A estrutura ráster tamén se emprega amplamente cando cómpre cruzar numerosas capas de información de diferente natureza para obter un valor que nos axude a interpretar a realidade xeográfica ou a tomar unha decisión sobre ela.
Deste xeito, unha rede hidrográfica pódese representar como un ráster onde as celas que conteñen un río teñen un valor específico e as celas onde non hai rede teñen un valor nulo.
Figura 7. Comparación da modelización da mesma área, como modelo vectorial e como modelo ráster.
Os datos alfanuméricos enriquecen os datos xeográficos ao proporcionar información asociada a unha entidade do mundo real. Estes datos recóllense en táboas de atributos, que están vinculadas ao ficheiro vectorial ou ráster. Distínguense dous tipos de datos alfanuméricos: datos espaciais e non espaciais.
Trátase de información alfanumérica que caracteriza os datos xeográficos representados xeometricamente nun vector (punto, liña ou polígono). Este tipo de datos acompañan o vector.
Conteñen información alfanumérica sen ter necesariamente un carácter xeográfico. Amplían a información dos datos xeográficos; por exemplo, un polígono nun inventario forestal tamén pode ter un valor que funciona como identificador e información sobre as especies arbóreas, ou un polígono referido a unha zona de regadío pode conter información específica sobre esa zona (por exemplo, a seguinte figura). Nos datos ráster, o valor da cela pode almacenar información de atributos, pero tamén se pode usar como identificador referido aos rexistros dunha táboa.
Figura 8. Exemplo de información asociada á zona de regadío do Canal Bajo del Alberche (Toledo-España) recollida na táboa de atributos.
Unha vez coñecida a definición dun Sistema de Información Xeográfica e os tipos de datos nos que se basea, pódese establecer un modelo de fluxo de traballo estándar e sinxelo que se repite en calquera tarefa de análise SIX.
Figura 9. Exemplo de información asociada á zona de regadío do Canal Bajo del Alberche (Toledo-España) recollida na táboa de atributos.
Esta é a fase na que se capturan ou crean os datos xeográficos e alfanuméricos que alimentan o noso repositorio de datos SIX. A orixe destes datos é moi variada; desde capas xa existentes noutros sistemas, recollida de datos de campo, xeración de capas a partir de listas xeocodificadas ou integración de datos de satélites, por exemplo.
Unha vez que os novos datos xeográficos estean dispoñibles nun sistema de coordenadas, o primeiro paso será verificar o seu sistema de referencia de coordenadas.
Como se mencionou anteriormente, estes datos modelan unha entidade do mundo real e, polo tanto, un requisito esencial é que esta modelización se basee na localización espacial correcta da entidade representada. Existen diferentes marcos de referencia (FR) e será crucial saber cal se usa nos datos, así como os procesos de transformación entre os diferentes FR.
Unha vez localizados correctamente os datos no espazo, verifícase a súa validez e, se é necesario, realízanse as edicións correspondentes.
Esta edición pode ser de dous tipos: vectorial e alfanumérica.
Verificación da exactitude dos datos representados: escala e actualización.
Se é necesario, deberíanse facer as correccións axeitadas ou localizar outra fonte de datos que se adapte mellor ás necesidades do sistema.
Topoloxía. A edición dunha entidade vectorial debe levarse a cabo tendo en conta as relacións topolóxicas establecidas en función da realidade espacial representada.
Se esta realidade non permite solapamentos de diferentes elementos (por exemplo, a mesma localización non pode estar simultaneamente dentro e fóra dun único espazo), a entidade xeométrica correspondente debe respectar esta condición.
Este tipo de edición pode ser automática, manual ou unha combinación de ambas.
Verificación da validez dos datos presentes nas táboas de atributos ou nos datos asociados e, se procede, a corrección de rexistros erróneos ou desactualizados.
Esta edición pódese facer manualmente, aínda que tamén existen ferramentas para facilitala, e depende tanto da aplicación SIX como das ferramentas vinculadas á base de datos que se empreguen.
A análise espacial dos datos do noso sistema, ou xeoprocesamento, é a peza fundamental deste fluxo, e é o que leva a obter respostas e solucións aos problemas planteados.
Como resultado deste proceso, obteranse novos datos que alimentarán o repositorio e que poderán ser de novo obxecto de análises posteriores.
Ademais dos datos que se almacenarán no noso repositorio, o resultado do traballo de edición e análise pode xerar mapas en papel ou datos que se poden servir a través da web (Sistema de xestión de almacenamento). Neste sentido existen moitos sitios oficiais e non oficiais que ofrecen estes servizos, entre os que destaca o sitio web da Infraestrutura de Datos Espaciais de España (IDEE) que inclúe os principais servizos de todas as administracións españolas.
Figura 10. Exemplo de servizos WMS ofrecidos por IDEE no seu sitio web https://www.idee.es/
Dadas as características dos SIX e como xa se mencionou, o seu uso ten moitos campos abertos á súa aplicación e alcance.
O Observatorio de Sostibilidade do Rego emprega estas ferramentas SIX como complemento fundamental, dende a representación de diferentes entidades gráficas en mapas ata análises específicas baseadas no cruzamento de diferentes capas para obter información que se poderá empregar en cálculos posteriores.
A continuación, ofrécese unha breve descrición dalgúns dos usos e aplicacións dos Sistemas de Información Xeográfica.
Os Sistemas de Información Xeográfica (SIX) confúndense a miúdo erroneamente cos programas empregados para crear mapas. Aínda que é certo que se poden empregar para este propósito, representan só unha pequena parte do potencial dos SIX.
Baseándose en datos de orixe, recompilados e proporcionados por provedores en liña, etc., e adaptados a un proxecto SIX específico, pódense crear mapas a diferentes escalas, tamaños e con características variables, segundo o determine a empresa consultora para un estudo en particular. A calidade e a precisión dos mapas resultantes dependen da experiencia técnica da empresa consultora e da experiencia do operador do SIX.
A finalidade destes mapas é moi diversa. Algúns exemplos inclúen: mapas de apoio para a verificación, o replanteo ou o traballo de campo; mapas de resultados para estudos; etc.
A continuación móstranse dous tipos de mapas con diferentes fontes de mapas, como imaxes ráster servidas por servidores WMS (por exemplo, imaxes de satélite), capas ou coberturas de diferentes topoloxías. Pódense engadir elementos de representación básicos aos mapas, como a orientación norte, a lenda, o cadro de títulos con logotipos, títulos, escala numérica que indica o tamaño do papel, escala gráfica, etiquetaxe, etc.
Exemplo 1: Mapa creado a partir da dixitalización dun plano en papel. Área de Interese Xeral de Alange. Resumo das actividades: dixitalización, xeorreferenciación, dixitalización, axustes e integración na capa de Áreas de Interese Xeral. O plano axustado móstrase a continuación, incorporando información recompilada de documentos legais para os axustes. O mapa baséase no Mapa Topográfico Nacional e inclúe símbolos de orientación norte, unha cuadrícula de coordenadas, unha lenda, un cadro de títulos con logotipos, unha descrición, unha escala e títulos.
Figura 11. Mapa orixinal en papel da Zona de Regadío de Alange (Badajoz-España) para a súa dixitalización e integración nun Sistema de Información Xeográfica. Fonte: OSR.
Figura 12. Exemplo dun mapa xerado na Zona de Regadío de Alange (Badajoz, España) mediante a dixitalización e integración de datos en papel nunha capa (por exemplo, shapefile) ou xeodatabase (GDB) dun Sistema de Información Xeográfica. Fonte: OSR
O punto anterior anticipa a base dos sistemas de información xeográfica, que é a creación destas capas gráficas. Continuando co exemplo anterior, a partir dun proceso de recollida de información —tanto gráfica (planos como o da figura, en formato dixital, noutros formatos, etc.) como datos alfanuméricos derivados de documentos oficiais, cálculos, etc.— xéranse diferentes capas. Estas capas teñen diversos usos, un dos cales, e un que se está a facer cada vez máis común, é o servizo en liña a través de servidores que permiten a integración desta información nun proxecto SIX. Tamén existen portais para visualizar esta información, coñecidos comunmente como xeoportais.
O Ministerio de Agricultura ten unha Xeoportal Contén unha gran cantidade de información e actualmente está a ser actualizado con novas incorporacións. O seguinte exemplo mostra a mesma área que o exemplo anterior (Área de regadío de Alange) integrada no Xeoportal e dispoñible para calquera usuario de internet, que pode consultar os metadatos e a información asociados ao conxunto de datos espaciais mostrado.
Figura 13. Visualización da capa de Zonas de Regadío de Interese Nacional mediante o Xeoportal. Acceso a información complementaria para a zona consultada (Zona de Regadío de Alange Badajoz, España). Fonte: MAPA: https://sig.mapa.gob.es/visor/#/visor2/geoportal
En xeral, para a maioría dos estudos que fan referencia ao territorio (por exemplo, concellos, provincias, concas hidrográficas, acuíferos, etc.) é necesario avaliar a información xeográfica asociada a capas que se poden superpoñer e así ter a posibilidade de interpretar eses datos e chegar a conclusións decisivas para o estudo específico.
É importante salientar de novo que os Sistemas de Información Xeográfica deben empregarse como ferramenta de apoio, e o uso da información resultante é responsabilidade da consultora que realiza o estudo. Recoméndase que os resultados gráficos vaian acompañados do título do estudo e do autor para contextualizar sempre a información mostrada.
Un exemplo básico de referencia cruzada sería calcular as áreas xeográficas de regadío por concello en relación coa área total de cada concello. Isto requiriría unha capa con topoloxía poligonal dos concellos e outra con polígonos que representen as áreas de regadío. Ao cruzar estas capas coas ferramentas de software SIX existentes, os datos dispoñibles exportaríanse a outros formatos e manipularíanse. Na práctica, os datos expórtanse nun formato compatible con follas de cálculo ou bases de datos como Access e, a continuación, realízanse as operacións necesarias.
Figura 14. Capa de rega do Observatorio de Sostibilidade do Rega (OSR) e capa de concellos do Instituto Xeográfico Nacional.
O resultado, despois dunhas cantas operacións sinxelas, sería semellante ao seguinte:
Figura 15. Exemplo dos resultados para a porcentaxe de terras regables por concello, derivados de capas SIX e procesados mediante follas de cálculo e/ou bases de datos. Fonte: OSR.
A seguinte é unha lista de ligazóns que permiten acceder á información sobre os Sistemas de Información Xeográfica dispoñibles no Ministerio de Agricultura:
Galego 
Español 
English (UK) 
Français 
Català 
Euskara