EL CONCEPTO DE ESPACIO EN LA GEOGRAFÍA

Desde un punto de vista conceptual, la secuencia de espacios inició como un espacio puro de símbolos y término con símbolos pero de realidades afectivas y memorias colectivas. Los primeros son objetivos y pueden ser descritos por métodos racionales más conocidos los últimos son más subjetivos los espacios matemáticos son forma pero carentes de significado humano. Los espacios experienciales no tienen forma pero tienen significado humano.

La geografía como ciencia espacial abarca este rango de espacios. Los geógrafos analíticos consideran que tienen poco en común pero todas buscan el conocimiento a lo largo del mismo espectro de concepciones de espacio aún con la variedad de términos espaciales que usan, una variedad que pueden confundir en el momento de instruir geógrafos. La forma como las diferentes terminologías espaciales puede ser entrelazada.

Cada vez que el espacio es visto desde un ángulo diferente, emerge una conceptualización diferente como punto de partida consideramos los espacios como una secuencia no lineal pero si jerárquica. La noción de progresión gradual se mantiene pero los espacios aparecen con dominios gradualmente limitados y contenidos dentro del espacio experimental. El análisis espacial es el enfoque general que usa la matemática y la estadística para derivar las propiedades cuantitativas de los espacios de interés para geógrafos y del espacio socioeconómico en particular.

TECNOLOGÍA LiDAR

Es una tecnología que permite determinar la distancia desde un emisor láser a un objeto o superficie utilizando un haz láser pulsado. La distancia al objeto se determina midiendo el tiempo de retraso entre la emisión del pulso y su detección a través de la señal reflejada. En esencia, el LiDAR permite la detección y medición a través de haces de luz. Se conocen fundamentalmente tres clases: el lidar aerotransportado, el lidar terretre, el lidar móvil.

Esta tecnología presenta una serie de generalidades, estas son, que emplea pulsos de luz para realizar la medición, el cálculo se realiza mediante intervalos de tiempos, posee un sensor activo aerotransportado, frecuencias de 22-500 Hz y se instala a una altura de 200 a 600 metros. Por otro lado, la tecnologías LiDAR posee cinco componentes: laser altimétrico, espejo rotatorio, sistema inercial de navegación, GPS aerotransportado, cámara digital (esta última es opcional). La captura de información se lleva a cabo a través de un determinado tipo de escaneamiento, que puede ser de tipo lineal, zig-zag, elipsoidal y de fibra óptica. Ahora bien, las principales aplicaciones de la información obtenida de este tipo de sensores se aluden a la producción de modelos digitales de superficie y sus derivados, a la clasificación en la que es posible extraer elementos asociados a tipos de coberturas, a la clasificación de tierras, a la elaboración de modelos hidrológicos, a la determinación de biomasas.

Las principales ventajas a considerar son que dicha tecnología permite obtener una alta precisión, una alta densidad de puntos haciendo más rica la información a filtrar y la operación se puede realizar diurna o nocturna y no es susceptible a condiciones atmosféricas. Sin embargo, también presenta una serie de desventajas las cuales se asocian a los problemas en la adquisición de datos, no se pueden distinguir líneas de quiebre, existen errores de reflexión y los costos muy altos de los equipos consecuentemente los costos del proyecto son muy altos.

CRITERIOS DE HÁBITAT Y TIPOLOGIAS DE UPZ

El desarrollo territorial de zonas urbanas y rurales constituye una herramienta fundamental para la gestión y la planificación de los municipios y distritos. En tal sentido, el objetivo de integrar la planeación a las dinámicas del espacio: física, económica, social y ambiental ha permitido estimular el desarrollo socioeconómico conociendo de antemano las características propias que identifican cada sector. Por ello, los criterios de hábitat y Las Unidades de Planeamiento Zonal para el Distrito Capital han adquirido suficiente relevancia en cuanto la primera define y precisa el planeamiento del suelo urbano teniendo en cuenta los aspectos del ordenamiento y el control normativo a escala local. 

Los criterios de hábitat permiten hacer una clasificación eficiente de las viviendas con base a sus características mediante la zonificación que a su vez considera: el uso del suelo, la planeación del asentamiento, los materiales de construcción, densidad inmobiliaria, estado de culminación del desarrollo, entorno inmediato de la vivienda, calidad del espacio público, grado de deterioro de la edificación y en general las características del paisaje urbano. ¿Por qué se estratifica las viviendas asentadas en los diferentes sectores de la ciudad? En consecuencia, la estratificación estudiada desde la perspectiva de la planificación y la ordenación del territorio se sintetiza en el cobro del impuesto predial y las contribuciones por valorización sin ignorar la focalización de subsidios a las familias menos favorecidas.

De acuerdo al documento técnico soporte del Decreto 619 del 2000 por el cual se adoptó el plan de ordenamiento territorial, las UPZ se clasificaron, en ocho grupos que se presentan a continuación: 

• Unidades tipo 1, residencial de urbanización incompleta: son sectores periféricos no consolidados, en estratos 1 y 2, de uso residencial predominante con deficiencias en su infraestructura, accesibilidad, equipamientos y espacio público. 

• Unidades tipo 2, residencial consolidado: son sectores consolidados de estratos medios de uso predominantemente residencial, donde se presenta actualmente un cambio de usos y un aumento no planificado en la ocupación territorial. 

• Unidades tipo 3, residencial cualificado: son sectores consolidados de estratos medios y altos con uso básicamente residencial, que cuentan con infraestructura de espacio público, equipamientos colectivos y condiciones de hábitat y ambiente adecuadas. 

• Unidades tipo 4, desarrollo: son sectores poco desarrollados, con grandes predios desocupados. 

• Unidades tipo 5, con centralidad urbana: son sectores consolidados que cuentan con centros urbanos y donde el uso residencial dominante ha sido desplazado por usos que fomentan la actividad económica. 

• Unidades tipo 6, comerciales: son sectores del centro metropolitano donde el uso está destinado a las actividades económicas terciarias de intercambio de bienes y servicios (locales y oficinas). 

• Unidades tipo 7, predominantemente industrial: son sectores donde la actividad principal es la industria, aunque hay comercio y lugares productores de dotación urbana. 

• Unidades tipo 8, de predominio dotacional: son grandes áreas destinadas a la producción de equipamientos urbanos y metropolitanos que, por su magnitud dentro de la estructura urbana, se deben manejar bajo condiciones especiales. 

Analizando los criterios de hábitat y la Clasificación de las UPZ que obedecen a una organización según las características predominantes del sector. Ahora bien, si se compara el Criterio 1: Pobreza con las Unidades tipo 1 es posible apreciar que ambas categorías dan cuenta de urbanizaciones o barrios de estratos 1 y 2 donde la mayoría de estos sectores son zonas periféricas, sin planificación urbanística, y con un trazado irregular en las vías internas. Las Unidades tipo 1 establece que el uso predominante es el residencial, sin embargo, presenta deficiencias en infraestructura, equipamientos y espacio público en general. De esta apreciación es posible inferir que en las Unidades tipo 1 la pobreza es una de sus principales características. 

Santa Fe, por ejemplo, una localidad con una evidente presencia de los tres primeros criterios de hábitat (desviación social, pobreza, y deterioro urbanístico) tiene cinco UPZ, dos de tipo comercial, dos de tipo residencial de urbanización incompleta y la otra de tipo residencial consolidado. Otro ejemplo claro que salta a la vista es el desarrollo progresivo sin consolidar (criterio 3) que experimenta la Localidad de Ciudad Bolívar interpretado a una caracterización general de viviendas en obra negra o con fachadas sencillas, rústicas. Casas cuya construcción se desarrolla por etapas. Densificación de viviendas que conllevan a una deficiencia en la accesibilidad y en general en la infraestructura del sector como es usual encontrar en las UPZ tipo 1. Ciudad Bolívar tiene ocho UPZ, de las cuales cinco son de tipo residencial de urbanización incompleta; una es de tipo residencial consolidado; una de tipo predominantemente dotacional y una de tipo 4, destinada al futuro desarrollo de la localidad. 

Por otra parte haciendo una descripción más detallada de las Unidades tipo 2 Residencial Consolidado que corresponde a sectores consolidados en su mayoría de estratos medios cuyo uso predominante es el residencial, y que actualmente se presenta un cambio de usos de suelo y un aumento no planificado en la ocupación territorial, características que son visibles en localidades cuyas viviendas han sido estratificadas bajo la modalidad 1 y 2. Por ejemplo, Bosa tiene cinco UPZ: dos son de tipo residencial de urbanización incompleta; una es de tipo residencial consolidado (características que se mencionaron anteriormente) y dos son de tipo desarrollo. En ese sentido las Unidades tipo 4 Desarrollo, abarcan predios poco desarrollados y en general predios grandes desocupados situación que permite la proliferación de bandas criminales, deterioro del paisaje urbanístico, aumento de población en estado de indigencia y en general al consumo y venta de estupefacientes. 

Las Upz tipo 4 están estrechamente relacionadas a los criterios 4 Deterioro Urbanístico (viviendas que en la mayoría de casos están abandonadas o presentan fachadas deterioradas por el descuido de sus ocupantes), Criterio 2 Desviación Social (lugares focos de delincuencia, actividades ilícitas y prostitución) y finalmente a la Pobreza relevando también abandono absoluto por parte del estado.

Referencias

Secretaria Distrital de Planeación recuperado de http://www.sdp.gov.co/

Instituto de Estudios Urbanos recuperado de http://institutodeestudiosurbanos.info/ 

ORTOFOTOGRAMETRÍA

ORTOFOTOGRAFÍAS AÉREAS

Antes de mencionar lo que significa en fotogrametría digital una ortofotografía, cabe mencionar las diferencias que existen entre un mapa (proyección ortogonal) y una fotografía aérea (proyección cónica central), así las cosas, las fotografías se encuentran en segunda dimensión (se conocen dimensiones x e y), posee una escala aproximada (la escala es diferentes en los distintos sitios de la foto debido a que la escala está asociada a la altura de vuelo del avión), las fotografías presentan distorsiones geométricas (debido al relieve e inclinación del eje óptico). Por otra parta, en los mapas se tiene altimetría (lo que podría decirse que se puede hacer en tercera dimensión) y la escala del mapa es estándar (esta es la misma en todos los puntos sobre el mapa) sin considerar aspectos asociados a que un mapa es una representación convencional (posee simbología) de los rasgos físicos y culturales de una porción o toda la superficie terrestre.

Ahora bien, cuando se desea orrtorectificar una imagen (entiéndase como volver la foto aérea una proyección ortogonal como si se tratara de un mapa), se recurre frecuentemente a procesos orientados a corregir las distorsiones geométricas presentes en la fotografía aérea por su geometría de toma. En este sentido, se conocen os tipos de rectificaciones: aquella que permite transformar geométricamente la imagen eliminando la inclinación del eje óptico recibiendo del nombre de RECTIFICACIÓN CONVENCIONAL  y aquella la cual la corrección se hace pixel por pixel eliminándose la inclinación del eje óptico y el desplazamiento debido al relieve recibiendo el nombre de RECTIFICACIÓN DIFERENCIAL.

Figura 1. Fotografía aérea capturada desde distintos momentos de toma. En el centro foto aparentemente ortogonal. Fuente: Cartesia

En este orden de ideas, la ORTOFOTO no es más que una imagen con proyección ortogonal (90º) y que ha sido corregida o está libre de los errores o distorsiones geométricas de la fotografía aérea (desplazamiento debido al relieve e inclinación del eje óptico). Las ortofotos son una proyección ortogonal las cuales se eleaboran a una escala precisa cuyas características geométricas son similares a las de un mapa (en las ortofotos es posible medir los elemento u objetos contenidos en ella como si se tratara de un mapa).

REFERENCIAS

[1] Perez, J. (2001). Apuntes de Fotogrametría III. Universidad de Extremadura. Disponible en: http://redgeomatica.rediris.es/cartoprofesores/Fotogrametria/ApuntesFotogrametria3.pdf

MODELOS DIGITALES DE TERRENO (DTM)

MODELOS DIGITALES DE TERRENO (DTM)

Con frecuencia es posible encontrar definiciones en la literatura, asociando a los DTM el concepto de representación de la superficie terrestre o del relieve. Sin embargo, también es frecuente encontrar confusión cuando se habla de Modelo Digital de Terreno, Modelo Digital de Elevación y Modelo Digital de Superficie. Los modelos digitales de terreno también conocidos como digitales de elevación corresponden a la representación de la superficie sin elementos (construcciones, vegetación, etc.), es decir, superficie de terreno, por otro lado los modelos digitales de superficie incluyen en su representación los elementos que se ubican sobre la superficie del terreno (construcciones y vegetación). Los DTM, desde un punto de vista más riguroso, son una variable de tipo cuantitativa y continua, y por ende el principal uso corresponde precisamente con la obtención de información altimétrica (alturas) para la Cartografía.

Existen esencialmente dos tipos de estructuras para el almacenamiento de este tipo de modelos: La estructura vectorial TIN (red irregular de puntos) y la estructura raster GRID (grilla de pixeles en cuyos niveles digitales se almacenan valores de alturas). Y ambas estructuras ofrecen una serie de ventajas al operador a la hora de realizar el modelo, estas son: si se exponen teniendo en cuenta la estructura vectorial, ofrecen al usuario menos espacio en disco para su almacenamiento (estructura más sencilla), es más eficiente al amarrar la realidad de la superficie, bastante útil en terrenos irregulares o de pendientes pronunciadas y no se tiene redundancia en la información al momento de su elaboración, sin embargo, no se puede generalizar lo que podría considerarse como una desventaja. 

En cuanto a la estructura raster, algunas ventajas se asocian a su alta densidad de cobertura (grandes volúmenes de información), es una estructura que no está condicionada a un tipo particular de terreno, bastante útil para cubrir grandes extensiones, la adquisición de la información se puede hacer de forma automática, permite hacer más fácilmente futuros desarrollos y finalmente hay mayor redundancia de datos, lo que facilita su control, es decir, se puede escoger aquellos mejores puntos ya que existe mucha más información respecto de la estructura vectorial.

Figura 1. Estructuras TIN (izquierda) y GRID (derecha) para el almacenamiento de un DTM. Fuente: (Perez, 2001)

Cada una de las celdas del modelo tiene un tamaño (resolución espacial) en X (filas) e Y (columnas), entonces, cuando se dice que un DTM posee un GSD de 30 metros sugiere que el área que cubre cada celda en el terreno es de 30 metros. De manera que entre más pequeño sea el valor de la celda, mejor resolución espacial habrá, por lo que para el usuario se traduce en mayor detalle de los rasgos físicos del terreno; no obstante, el tamaño del archivo es mucho más grande (consume más espacio en disco).

REFERENCIAS

[1] Perez, J. (2001). Apuntes de Fotogrametría III. Universidad de Extremadura. Disponible en: http://redgeomatica.rediris.es/cartoprofesores/Fotogrametria/ApuntesFotogrametria3.pdf 

CORRELACIÓN DE IMÁGENES EN FOTOGRAMETRÍA DIGITAL

CORRELACIÓN DE IMÁGENES EN FOTOGRAMETRÍA DIGITAL

La correlación es un proceso o técnica automática mediante el cual se establece la correspondencia de un elemento en dos o mas fotografías, para ello se requiere que haya traslape entre ellas. La correlación, conocida también como Image Matching es de suma importancia al permitir en fotogrametría digital  la medición de puntos en: la orientación interna, relativa, procesos de aerotriangulación y captura de información para la elaboración de modelos digitales de terreno (DTM). En esencia, esta técnica explica el proceso de identificación automática de los puntos homólogos en imágenes digitales.

Ahora bien, para llevar a cabo este procedimiento se parte de un principio. Este consiste en que el operador sabe de antemano dónde ir a buscar el elemento, es decir, sabe aproximadamente dónde ir a buscar el elemento en la fotografía aérea, por lo que la búsqueda se lleva a cabo a partir de un área patrón (elemento que el usuario define para su búsqueda) y una ventana de búsqueda que corresponde a lugar donde se desea buscar el elemento o conjunto de puntos (compara el valor de un píxel del patrón con otro de la imagen a comparar, píxel a píxel hasta que haya correspondencia, nunca se tiene una correspondencia del 100% porque nunca son los mismos pixeles, de ahí que se hable de un porcentaje de correlación).

Comúnmente se asocian tres métodos en la correlación de imágenes: método de área base matching o método de las intensidades, método feature base matching o método por características y el método relacional. Sin embargo, también existen una serie de métodos computacionales de tipo directo (método de la función de covarianza, método del coeficiente de correlación, método de valores absolutos de diferencias de niveles de gris y método de línea vertical "LOCUS") e indirecto (transformada de fourier y hadamard que se llevan a cabo sobre grupos de datos que son comparados en correlación, después de esto el procedimiento es realizado en el dominio de las frecuencias y luego se lleva a cabo la correspondiente transformación inversa para volver al espacio del dominio y producir la función de correlación).

Fuente: Adaptado de los Apuntes de Clase Fotogrametría Digital Universidad Distrital "Francisco José de Caldas". Profesor: Carlos Mendoza 

EL CONCEPTO DE TOPOLOGÍA EN LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

TOPOLOGÍA EN SIG

La TOPOLOGÍA es la rama de las matemáticas que estudia las propiedades cualitativas intrinsecas de las configuraciones espaciales que son independientes de la forma y el tamaño. En la topología como rama de las matemáticas, se tienen esencialmente dos corrientes: topología primitiva (teoría de grafos) y topografía actual (implícita o de mapa y topología de reglas).

Cabe mencionar un concepto importante en el estudio de la topología, y es precisamente el HOMEOMORFISMO, que corresponde a la operación matemática que permite deformar el espacio de tal manera que mantenga la continuidad de los elementos. De manera que la topología se encarga de estudiar las operaciones que deforman el espacio sin alterar la continuidad de los elementos, así pues, salta a la vista un ejemplo de este tipo de operaciones, y es justamente LAS PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS asociadas a la correspondencia biunivoca entre los elementos de la superficie terrestres y los representados en un plano de proyección.  

Desde la topología se conserva: la contigüidad, contenencia, no contenencia, conectividad y coincidencia espacial, las cuales son denominadas en los sistemas de información geográfica como invariantes topológicas; aquellas que no se conservan como el área, perímetro, forma y distancias reciben el nombre de variantes topológicas. En este orden de ideas, es la topología implícita o de mapa la que permite construir las relaciones espaciales de los objetos geográficos almacenados en un SIG, de modo tal que permite validar las invariantes topológicas garantizando la INTEGRIDAD (considere como continuidad en el espacio) de la información geográfica que es almacenada en una base de datos espacial. Esta información, con base en lo anterior, es almacenada en tablas cuyos nombres son: arco-nodo, arco-polígono y contigüidad. 

Figura 1. Topología intrínseca o de Mapa. Fuente: https://www.professores.uff.br

Por otro lado, la topología de reglas (los usuarios comúnmente las definen en los software SIG) permiten revisar las invariantes topológicas para cada una de las geometrías (punto, línea y polígono) abstraídas en la BDE mediante una serie de reglas (los arcos deben estar conectados por nodos, la vecindad en dos poligonos debe ser garantizada por compartir el mismo arco, etc).

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EL MAPEO DE LAS COBERTURAS DE LA TIERRA

El mapeo de las coberturas vegetales, no vegetales y usos de la tierra presentes en un espacio geográfico representa uno de los factores esenciales en la planificación y ordenación del territorio. En ese sentido, la observación y el análisis de dichos elementos, distribuidos espacialmente sobre la superficie terrestre, coadyuva a la definición y al trazado de los escenarios naturales y aquellos en donde el hombre interviene, apropiándose y utilizando su territorio. El estudio de la cobertura y uso de la tierra contribuye al conocimiento de las formas de apropiación y construcción territorial, a la explicación de la interrelación entre los sistemas natural y social, a la indagación sobre las dinámicas de los procesos de asentamientos y de los sistemas territoriales y al análisis sintético de la realidad territorial manifestada espacialmente (IGAC, 1997).

Con base en lo anterior, conociendo e inventariando la ocupación de las distintas unidades de cobertura de la tierra presentes en el municipio en un municipio, posibilita la construcción de estrategias para la protección, conservación y apropiación de dichos elementos cartografiados, y funciona como insumo en el diseño de políticas para la ordenación de especies vegetales, estimación de conflictos del suelo y en general para el ordenamiento del territorio de dicho municipio. En realidad, constituye un reflejo de la expresión social de las dinámicas sociales del territorio.

La metodología aplicada en Colombia se sustenta en el proyecto interinstitucional Corine land Cover (Coordination of information on the Enviroment land cover) adaptado en el año 2004 a través del cual la información vegetal y de usos actuales del suelo es capturada mediante interpretación visual de los rasgos (tonos, colores, formas, patrones y tamaños) almacenados en imágenes obtenidas por sensores remotos. Tal clasificación, de orden jerárquico, atiende los cinco temas principales a cartografiar: Territorios artificializados, territorios agrícolas, bosques y áreas semi-naturales, áreas húmedas y superficies de agua.

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