Model Builder - ArcGIS y herramientas gráficas para generar modelos

Que es Model Builder?

Es una herramienta permite crear, editar y administrar modelos, encadenados a una secuencia de herramientas de geoprocesamiento, utilizando una herramienta como entrada para suministrar una salida.

¿Para qué se utiliza Model Builder?

Aparte de realizar todos los procesos contenidos en el ArcGis, esta herramienta se utiliza principalmente para crear los modelos de flujo de los procesos ejecutados o a ejecutar para un determinado producto.

Ventajas

Automatización de procesos sin utilizar códigos.

Ahorra procesos y permite ejecutar los modelos en cualquier momento.

Fácil de usar para la creación y ejecución de flujos de trabajo que contienen una secuencia de herramientas.

El generador de modelos, junto con otras secuencias de comandos, permiten integrar ArcGIS con otras aplicaciones, como Python scripting y otros.

Algo mas sobre Model Builder

Model Builder es muy útil para construir y ejecutar flujos de trabajo sencillos, pero también proporciona métodos avanzados para ampliar la funcionalidad de ArcGIS, ya que permite crear y compartir los modelos a modo de herramienta.

Model Builder puede incluso utilizarse para integrar ArcGIS en otras aplicaciones. A continuación podemos observar en el siguiente ejemplo:

La delimitación de una cuenca hidrográfica.

Georreferenciación un mapa de cualquier tipo.

Determinación de la ruta por la cual es más corto o más conveniente el paso de una red alcantarillado o una vía según las condiciones dadas. 

Georreferenciar direcciones

El proceso general de geo-codificación consiste en la obtención de coordenadas a partir de una dirección, trabaja como un localizador que contra un grafo de calles realiza interpolaciones para obtener las coordenadas aproximadas; los resultados obtenidos dependen de cuan confiables son los parámetros de entrada (errores como direcciones mal formadas o insertadas de forma errónea, duplicidad en el nombre de las calles disminuyen la fiabilidad de los datos) y estandarización en la nomenclatura del grafo de calles con la información alfanumérica. (Eduard Suñé, 2010, págs. 2-4)

Los datos necesarios para la georreferenciación son el catastro urbano y vialidad como capas base para realizar el análisis, mientras que la dirección o código postal son los datos analizados para geo-ubicar el parámetro de interés (vivienda, evento, situación, etc.). Para este análisis el punto crítico radica en el establecimiento de una relación entre la tabla de atributos de la geometría del catastro urbano y la tabla de referencias (direcciones domiciliares) a través de un campo común, que debe permitir la vinculación entre las dos entidades, esta relación es de tipo compuesta ya que se va a tener una referencia espacial enlazada a varias personas (habitantes por vivienda, casos médicos en un hogar, datos censales), lo que permite conocer el número de personas enlazadas al polígono o segmento de vía e identificarlos en la capa de catastro urbano o vial. (Díaz, Noguero, & Ojeda, 2014, pág. 687)

Figura 2. Proceso de Espacialización mediante Referencia Catastral. Imagen original de (Díaz, Noguero, & Ojeda, 2014, pág. 687)

A partir de la referencia alfanumérica como es el caso de las direcciones se calcula las coordenadas (x,y) de localización de esa dirección en el espacio mediante un proceso de geocodificación. Como base para esta labor puede utilizarse una aplicación de cálculo de coordenada de alguno de los portales web como GoogleMaps o Geocoder, el proceso consiste en una normalización de las direcciones y la posterior asignación de coordenadas a cada suceso o persona mediante una comparativa entre direcciones aportada por los datos alfanuméricos y los presentados por la herramienta de geoubicación. El resultado que se obtiene para cada registro es un valor de probabilidad entre 0 y 1, 0 significa que la dirección buscada coincide con ningún ítem de tipo, nombre o número de vía con los registrados en la herramienta; 1 significa que la dirección obtenida en el proceso es igual a la de origen alfanumérico. (Díaz, Noguero, & Ojeda, 2014, pág. 688)

Bases de datos geográficas

En varios estudios de georreferenciación y geo-codificación  a partir de referencias espaciales como direcciones y códigos postales, se debe dar una estructura adecuada a la base de datos para que sea un insumo apropiado, y obtener la ubicación en el sistema de información geográfica.

La base de datos métrica o con referencia espacial utiliza el principio de búsqueda por similitud o por proximidad, su funcionamiento radica en la búsqueda de elementos de las bases de datos que sean similares o próximos a un elemente que se está consultando. Es importante entender a una base de datos espacial como una colección de objetos digitales con una similitud y con una expresión formal para calcular el grado de correspondencia percibido como una medida de cercanía. El procesamiento de los datos espaciales dentro de las bases se vuelve complejo al considerar que éstos se transforman en vectores con un espacio multidimensional, es necesario replantear la forma de resolver las consultas que se realizan sobre ellos y que el enfoque dimensional utilice claves que se oriente a la similitud de espacios métricos. (Nora Reyes, 2010, pág. 2)

Figura 1. Representación de imágenes en espacios métricos Imagen original de (Nora Reyes, 2010, pág. 2)

Poder y responsabilidades del Cartógrafo

La Cartografía es la ciencia que busca representar el territorio mediante abstracción de la realidad por parte del profesional que la desarrolla; existen varios procesos para realizar el mapeo de información geográfica como el de espejo de la naturaleza que refleja la realidad del territorio, el artístico que busca despertar los sentidos del observador realzando colores, texturas y efectos, el modelo de comunicación promulga la importancia que el mapa lleve el mensaje al espectador de forma clara; estos son algunos ejemplos de diferentes interpretaciones del territorio y al analizarlas se genera cierta sensación que la cartografía es manipulable desde el escritorio del técnico y comprensible de diferentes maneras desde el usuario.

Aquí radica una discusión importante a partir del poder de la cartografía, al ser una herramienta decisiva para autoridades y gobernantes la verdadera labor del profesional que la genera es dar variables reales en el mapa que mantengan la analogía con la realidad y aunque se fomenten procesos y estándares cartográficos siempre el mapa será susceptible a la intervención del técnico y a su interpretación de la realidad. Las decisiones bajo un concejo técnico-político debidamente conformado y en base a hechos reales plasmados en un mapa serán verdaderamente efectivas y se podrán observar los beneficios generados, sin embargo en temas públicos la cartografía puede reflejar inversión de recursos innecesarios en campos que solo beneficiarían a unos cuantos grupos de poder.

Es indiscutible que los conflictos generados por mapas que han descartado zonas de alta sensibilidad

por los conflictos internacionales que se generan en ellas han sido un motivo más de disputas, aquí la cartografía tomaría el poder decisorio de representar los límites y a la vez podrían ser una causa más para generar altercados entre las naciones, e incluso ser un obstáculo para solucionarlos, como ha sucedido en varios esfuerzos que se han dado en cumbres mundiales y reuniones parlamentarias.

Después de analizar el poder de la cartografía se vuelve imprescindible la responsabilidad en su generación, donde el profesional que debe desarrollarla debe estar altamente comprometido con su trabajo, las causas y los resultados que ocasionaran sus interpretaciones sobre el territorio y las poblaciones. El grado de corresponsabilidad para un cartógrafo es sumamente alto al ser quien suministra la información a las autoridades, así que debería ser consciente de que cualquier gravamen legal fuertemente ligado a él. Otro eje vital de responsabilidad es procurar que el mapa y su simbología sea lo suficientemente clara para llegar al público sin ambigüedades que generen interpretaciones erróneas. Los pilares de esta responsabilidad están basados en la probidad del cartógrafo y sus conocimientos.

En conclusión la mejor cartografía será la que refleje la realidad del territorio sin influencias que tergiversen el poder de esta ciencia y acompañada de profesionales que no les baste con el cumplimiento de normas y procedimientos, que tengan un alto grado de compromiso personal con sus labores, integridad, responsabilidad, capacidad de análisis, crítica y principalmente ligado con la realidad del territorio. 

Cartografía - Manipulación de la ciencia

Extraído de: http://www.larepublica.com.co/globoeconomia/conflictos-territoriales-evidencian-que-el-mapa-pol%C3%ADtico-del-mundo-est%C3%A1-lejos-de-ser 

En reuniones trascendentales a nivel mundial se han producido incidentes debido a mapas que intentan reflejar la realidad mundial, mas se encuentran grandes discrepancias en los límites entre naciones que generan conflictos de intereses que pueden poner en riesgo los objetivos que se persiguen en los congresos. Para mencionar algunos ejemplos se tiene el foro económico internacional sobre la gestión del agua en Eurasia en el 2002 en Praga donde los representantes de Azerbaiyán y Armenia entraron en una disputa por un mapa del Cáucaso donde el trazado de la frontera permitía pensar que el Alto Karabaj  (territorio en guerra) dependía de Armenia, y después de varias horas de correcciones y polémicas se logró continuar con el foro.

Durante la reunión anual del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente se interrumpió la sesión debido a un mapa donde Taiwán fue considerado como un estado independiente lo cual no fue para nada del agrado de China Popular que abandonó la sala secundada por otras naciones que utilizan esta manera disuasiva para dictar el manejo de los límites a organismos internacionales; se han producido incidentes, grescas e increpaciones donde israelíes y palestinos llegaron a las manos por la inconformidad con un mapa en la Cumbre de la tierra del 2002, desavenencias con prestigiosas revistas como National Geographic  por la denominación del Golfo Arábigo-Pérsico con Teherán, disputas entre surcoreanos y japoneses por el mar que los separa donde incluso los cartógrafos prefieren evitar nombrar esta área; todos estos hechos han obligado a limitar la cartografía con territorios sensibles para evitar incidentes diplomáticos.

Es sumamente importante entender que el mapa geográfico es una representación del territorio, una abstracción del espacio e interpretado  por un cartógrafo que busca resaltar cualidades alineadas con el objetivo de su investigación;  y desde este punto habría sido importante tomar en cuenta los territorios en conflicto o sensibles para así evitar la confrontación entre las naciones involucradas.  Es una imagen parcializada del terreno y modificada para resaltar detalles que se necesita visibilizar, generando imágenes admirables, precisas y elaboradas que no pretender atacar a un país sino resaltar sus cualidades.

Un limitante para la cartografía es el no poder manejar todos los elementos del territorio, causando falsedad por omisión de ciertos elementos pero cuando este hecho se da por voluntad se genera una falsificación al eliminar datos importantes como sucedió en Alemania del Este, una vez caído el Muro de Berlín los exploradores y aventureros no podían encontrar información sobre al área cercana al muro, donde se podría interpretar como una falsificación para evitar que las personas intentaran escapar o una omisión para precautelar la seguridad ante las fuertes medidas que se tomaban con los intentaban huir.

La representación de cartografía mundial es otro tema extremadamente delicado y encontrar una fuente oficial es aún un dilema, para el profesional que trabaja en esta área debe tener claro que el limitante de su trabajo será las fuentes y que estas tendrán que respetar los criterios de los involucrados; y aunque existen diversos manuales y esfuerzos de instituciones de gran prestigio como la ONU,  aún serán cuestionados por las partes que se sienten afectadas como fue en el caso del catálogo de recomendaciones para representación cartográfica de los territorios, al Sahara se sugería separarlo de Marruecos sin tomar en cuenta la lucha del pueblo marroquí  por su unidad territorial.

En conclusión el mapa es una obra de arte que al miniaturizar el territorio trata de expresar la forma de vivir de sus pueblos, la interpretación de la sociedad de ellos y la organización de su espacio; donde el cartógrafo influye sobre la población con la construcción de sus realidades dentro de sus mapas.

Coordinación del proceso de actualización cartográfica

En consideración de que la Actualización Cartográfica es una de las etapas de la cual depende en gran medida el éxito de un OPERATIVO EN CAMPO DE LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN (estadística, poblacional, social, económica) hay responsabilidades en las etapas de planificación, programación, supervisión, revisión y operativo de campo que dependen completamente de una buena coordinación por parte del personal del área geográfica que deben ser manejadas de la manera más precisa posible.

 Los conocimientos necesarios para planificar la actualización son:

• Conocer las normas y Manuales de Actualización Cartográfica para poder asumir con idoneidad la responsabilidad sobre todos los trabajos de Actualización Cartográfica, del trabajo de campo y el de gabinete.
• Dirigir y tomar decisiones sobre temas técnicos. Sugerir sobre temas administrativos y financieros
• Deberá programar con mucho cuidado, cada una de las jornadas de supervisión de la Actualización Cartográfica, tomando en cuenta el número de equipos, de sectores, la ubicación geográfica, la accesibilidad y el tiempo de traslado a los mismos.
• Capacitación y Reinstrucción, cuando sea necesario deberán impartir capacitaciones y reinstrucciones sobre temas de Actualización Cartográfica.
• Metodología Velar y cuidar permanentemente que la metodología impartida en la capacitación y manuales se cumplan a cabalidad.
• Mantener registros de avances de Actualización Cartográfica Avance de Revisión Control de calidad y cobertura 
• Contacto con autoridades, entrevistarse en las ciudades cabeceras cantonales, con las principales autoridades civiles, militares y eclesiásticas, para informarles de la realización y objetivos de las labores de Actualización Cartográfica; solicitarles su amplia colaboración
• Publicidad de la labor y solicitar a las autoridades antes indicadas, así como a los medios de información colectiva la colaboración en la publicidad que requiere tan importante actividad. 
• Efectuar el recorrido de las áreas periféricas para definir lo que efectivamente corresponde a los núcleos urbano y rurales.
• Coordinación con digitalización El material cartográfico revisado, renumerado y sin errores (mapas, planos y croquis) luego de pasar el proceso de digitalización, deberá realizar un control de calidad entre lo actualizado en campo y lo digitalizado en gabinete
• Informes Al término de cada jornada presentará un informe de todas las actividades realizadas, en donde constará el avance y el cumplimiento del cronograma de trabajo con sus respectivas observaciones.

Trabajo con imágenes satelitales

Una imagen de satélite al igual que las fotografías aéreas no proporciona información georreferenciada; cada pixel se ubica en un sistema de coordenadas arbitrario de tipo fila-columna como los que manejan los programas de tratamiento digital de imágenes. El proceso de georreferenciación consiste en dar a cada pixel su localización en un sistema de coordenadas estandard (UTM WGS84 Zona 17 Sur para Ecuador) para poder, de este modo, combinar la imagen de satélite con otro tipo de capas en un entorno SIG. Tras la georreferenciación se obtiene una nueva capa en la que cada columna corresponde con un valor de longitud y cada fila con un valor de latitud. En caso de que la imagen no hubiese sufrido ningún tipo de distorsión, el procedimiento sería bastante sencillo, sin embargo una imagen puede sufrir diversos tipos de distorsiones. 

Lo primero antes de georreferenciar las imágenes son corregir las distorsiones que pueden deberse a:

• Fallos en los sensores, generan pixeles incorrectos (corrección radimétrica)
• Alteraciones en el movimiento del satélite y el mecanismo de captación e los sensores, generan distorsiones en la imagen global (corrección geométrica)
• Interferencia de la atmósfera, alteran de forma sistemática los valores de los pixeles (corrección atmosférica). 

Existen fundamentalmente dos métodos pare georreferenciar las imágenes, el primero, la corrección orbital, modeliza las fuentes de error y su influencia. Para ello es necesario conocer con precisión tanto las características de la órbita del satélite como las del sensor. El segundo es un enfoque empírico que modeliza la distribución de errores en la imagen utilizando puntos de control. El primero es más automático conociendo la información necesaria y las ecuaciones de transformación, aunque falla cuando aparecen errores aleatorios; es el que se suele suministrar cuando los datos se piden georreferenciados. El segundo es más simple en cuanto a su formulación y corrige mejor los errores aleatorios, su inconveniente es que es más trabajoso. El método de los puntos de control no deja de ser un procedimiento de regresión. En general, en los métodos de regresión se dispone del valor de dos variables, X e Y 1 , medidas en una serie de casos y, a partir de ellos, se obtiene una ecuación que permite estimar Y a partir de nuevos valores de X.

Desde mi punto de vista el uso del programa ERDAS para procesamiento de imágenes satelitales  es recomendable, pero existen otros software libres que también son muy recomendables como GRASS SIG, ILWIS y GV SIG.