PRÁCTICA G: Recursos de cartografía
web y análisis espacial básico
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[Las imágenes han sido extraídas
de ArcView®]
Hoy en día, Internet es
una de las mayores fuentes de información sobre
planificación. A medida que los servidores web
aumentan su velocidad y mejora la programación,
el diseño de mapas interactivos y el acceso a
los datos se vuelven más sencillos. Los mapas
tienen un atractivo especial y numerosas páginas
web ofrecen servicios de navegación y de localización
de direcciones. Algunos sitios, más sofisticados,
permiten al usuario activar y desactivar las capas de
datos y proporcionan los tipos de información
que suelen suscitar un mayor interés en los planificadores.
Por ejemplo, en el mapa del censo que se muestra en
el Apartado
III, se puede ver la renta familiar por distrito
censal en Washington, DC (el verde claro representa
menos dinero). Comencemos esta práctica utilizando
un servicio de cartografía web del MIT desarrollado
en el CRL por el grupo de Sistemas de Apoyo a la Planificación
del Departamento de Planificación y estudios
urbanos (DUSP's Planning Support Systems group),
con el fin de obtener ortofotos digitales que ayuden
a realzar nuestros mapas en ArcView®.
I.
Uso de ortofotos digitales en ArcView®
En clase, hemos hablado acerca
del proyecto MITOrthoTools (herramientas orto
del MIT), en el que el Dr. John Evans y Tom Grayson,
entre otros, trabajaban con el Prof. Ferreira (las
ortofotos son fotos aéreas o de satélite
ajustadas en función de la curvatura de la Tierra
y la distorsión de la camara y proyectadas a
un sistema estándar de coordenadas geográficas).
También os hemos enseñado ortofotos
del metro de Boston en la página MIT/MassGIS
Digital Orthophoto y os hemos mostrado cómo
trasladar partes de estas fotos a las Vistas de mapas
realizados con ArcView®. Ahora tendrán
la oportunidad de probarlo ustedes mismos. En este trabajo
deberán utilizar ortofotos para crear un mapa
detallado.
Trozo de una ortofoto digital del
MIT
Ejecuten
ArcView® en modo normal. Al abrir ArcView®,
en primer lugar, debería aparecer una ventana
de bienvenida con la frase "Welcome to ArcView®
GIS" y las opciones abrir o crear un nuevo proyecto.
Pulsen cancelar (Cancel) para que desaparezca
esta ventana. Luego, abran una nueva ventana de Vista
(View) y vayan a View
> Add Theme (añadir tema)
para abrir un archivo que contiene información
sobre la utilización del terreno en Cambridge.
El archivo es el siguiente: C:\11.208\arcviewfiles\stateplane\landuse85
(ruta alternativa: K:\11.208\arcviewfiles\stateplane\landuse85).
A continuación, hagan clic en la pequeña
casilla de color gris 
para mostrar y activar este tema.
La geografía relacionada
con este tema se encuentra almacenada en las coordenadas
del Plano del Estado de Massachusetts (NAD 1983, metros).
Indíquenselo a ArcView® utilizando
el cuadro de diálogo de la opción de menú
View > Properties para cambiar las
unidades del mapa (Map Units) a metros
(meters) y las de distancia (Distance
Units) a pies (feet).
Para facilitar la inserción
de ortofotos en ArcView®, un ayudante de
investigación del equipo MITOrthoTools
(Nadine Alameh) realizó una extensión
para ArcView®. Si quieren pueden añadir
este complemento de ArcView®, llamado 'MITOrtho
Extension', en la opción de menú File
(archivo) > Extensions (extensiones).
Aparecerá la ventana Extensions. Observen
cuántas extensiones hay. Algunas de ellas vienen
con ArcView®; otras, se obtienen por separado,
mediante su compra o por descarga.
Ventana Extensions
Para habilitar la extensión
MITOrtho Extension, hay que marcar la casilla
situada a la izquierda de su nombre en la lista. No
basta con hacer clic sobre el nombre; eso tan sólo
muestra una breve descripción en el cuadro "About:",
como se puede ver en la imágen superior. Una
vez marcada la casilla, pulsen OK.
Hagan doble clic en el icono Vistas
para ver si se ha cargado la extensión correctamente;
de ser así, habrán aparecido dos nuevos
botones en la barra de herramientas de la Vista: uno
para elegir el servidor 
y otro para obtener la ortofoto  . Primero,
pulsen el botón 'elegir servidor' .
Aparecerá el cuadro de diálogo 'Pick
an orthophoto set' (seleccionar un conjunto de ortofotos).
Hagan clic en 'Boston metro area orthophotos'
(ortofotos del metro de Boston) y pulsen 'OK'. Observen
que hay disponibles otros conjuntos de ortofotos, incluido
el de las ortofotos de la costa de Massachusetts que,
al contrario que las del metro de Boston, son en color.
A continuación, pulsen el botón 'obtener
ortofoto' .
Tras unos segundos, se debería introducir una
ortofoto bajo el mapa de utilización del terreno
de Cambridge mostrado en la ventana de la Vista. Alejen
la imagen con el zoom para asegurarse de que es lo suficientemente
grande como para llenar la ventana de la Vista. El resultado
debería parecerse a la siguiente imágen
:
Ventana de la Vista de utilización
del terreno con la ortofoto
Por supuesto, como pueden comprobar,
el sombreado del tema landuse85 cubre parte de
la ortofoto. Modifiquemos el sombreado de este tema
para que sea semi-transparente y se pueda ver la ortofoto
a través de él. Para ello, es necesario
cambiar las propiedades de representación del
sombreado del tema landuse85. Hagan doble clic
en la leyenda que contiene el nombre de este tema
para abrir el editor de leyendas (Legend Editor)
y luego, doble clic sobre el cuadro de representación
de color para abrir la ventana de paletas.
Ventana del editor de leyendas (Legend
Editor)
Modifiquen los patrones de la paleta
de rellenos (fill palette patterns)
y, en lugar del segundo cuadro, que contiene la opción
sólido, seleccionen uno de los otros. Luego,
hagan clic en el botón brocha (paintbrush)
para abrir la paleta de colores (color
palette) y, en la opción 'Color:', cambien
Foreground por Background y háganlo
transparente (puede que sea necesario hacer primero
un clic fuera y luego otro dentro del cuadro de transparencia 
para activar esta cualidad). A continuación,
pulsen Apply (aplicar) en la ventana del
Legend Editor y observen cómo el
tema landuse85 se vuelve parcialmente transparente,
dejando entrever la ortofoto tras él.
Puesto que en el tema landuse85
tenemos almacenada información sobre la utilización
del terreno, podemos sombrear el mapa de Cambridge en
función de este uso, seleccionando unos colores
y patrones que sigan dejando entrever la ortofoto. Para
ayudarles en la interpretación de los códigos
de utilización del terreno, hemos almacenado
una tabla de consulta en la que se explica el significado
de cada uno de ellos. Para cargar esta tabla, pulsen
el botón Load (cargar) en la ventana
del editor de leyendas y seleccionen el archivo landuse.avl
que se encuentra en el directorio C:\11.208\arcviewfiles\stateplane.
En la ventana Load Legend, pulsen OK.
Aparecerá la ventana del
Legend Editor, pero en esta ocasión
verán diferentes representaciones de color asociadas
a diferentes categorías, establecidas éstas
en función de los distintos tipos de utilización
del terreno. Si pulsan Apply (aplicar),
verán que los colores sólidos ocultan
la ortofoto. Ahora, hagan doble clic en cada uno de
los cuadros de representación de color y ajusten
los colores, los patrones y el grado de transparencia
de los valores de utilización del terreno de
modo que sea posible ver los distintos usos del terreno
de Cambridge sin por ello ocultar completamente la ortofoto.
Siguan los mismos pasos que utilizaron hace un momento
para cambiar las paletas de relleno y de color y activar
así la transparencia.
Aproxímense
con el zoom a unas cuantas zonas comerciales y residenciales
y comprueben si los usos del terreno identificados
para esas zonas coinciden o no con los edificios
y demás elementos que se pueden ver en la
ortofoto. Observen que, una vez aproximada la imágen
con el zoom, deberán actualizar la ortofoto
haciendo clic en el botón 'obtener ortofoto'
,
con el fin de obtener imágenes de mayor resolución.
Busquen lo que parece ser una franja comercial (p.ej.,
en algunas partes de Mass Avenue (avenida
Massachusetts). Aproximen la zona con el zoom, establezcan
las transparencias para poder identificar los edificios
y utilicen las herramientas de edición de
gráficos de ArcView®. Generalmente,
estas herramientas se encuentran manteniendo pulsado
el botón que está a la derecha del
botón de texto  .
Estas herramientas ofrecen varias posibilidades
de gráficos: |
|
Por ejemplo, con la herramienta
de dibujo polígono  ,
se puede crear una forma poligonal que trace la planta
de uno de los edificios de mayor tamaño de
la zona comercial. Se hace un clic para iniciar un
segmento del polígono otro para indicar su
fin y el comienzo del siguiente, etc. Para finalizar
el polígono, hay que hacer doble clic. Se puede
utilizar esta técnica para
poner puntos o marcadores digitalizados sobre una
ortofoto. Puesto que la ortofoto dispone de
coordenadas geográficas, es posible convertir
posteriormente el gráfico en un shapefile,
etiquetar los objetos con unos identificadores apropiados
y relacionarlos con otros datos relativos al edificio,
carretera, estanque o cualquier otro elemento que
se digitalice. No hay tiempo en esta práctica
para estudiar estas herramientas con mayor profundidad.
Impriman un único
mapa con dos vistas: una que muestre todo Cambridge
y otra que contenga un zoom de aproximación
sobre la zona comercial en la que se ha destacado
claramente un edificio u otro elemento, utilizando
las herramiendas de gráficos que acabamos de
mencionar. Asegúrense de haber ajustado
el color, el grosor de línea,
etc.; de las capas del mapa vectorial
para que se vean con claridad sobre la imagen, pero
sin ocultarla por completo.
OPCIONAL,
pero divertido:
Intenten añadir más
temas de Cambridge (de entre los que hay en el directorio
K:\\11.520\data)
como se muestra en la imagen inferior:
Ortofoto con temas
del curso 11.520
II.
Selección por temas: forma rápida de análisis
de puntos en
polígonos
La gran importancia de los sistemas
GIS proviene de sus herramientas de análisis
espacial. Esto incluye la capacidad de consultar los
datos no sólo en los atributos de los temas,
como hemos hecho en las prácticas hasta ahora,
sino utilizando la geografía de los puntos,
polígonos y líneas. Una de las operaciones
de análisis espacial más elementales es
la de identificar los puntos que se encuentran dentro
de uno o más polígonos. Esto, a menudo
recibe el nombre de overlay
de polígonos.
En ArcView® se puede hacer fácilmente
con la función "Select by Theme" (seleccionar
por tema). Probémosla ahora, para buscar los
grupos de bloques en los que se han realizado ventas
de viviendas.
Abrir una nueva Vista para continuar.
Añadir a la vista los siguientes temas:
- K:\11.208\arcviewfiles\stateplane\cambridge_sales_1989.shp
(localización de todas las viviendas
residenciales --para familias de 1-4 miembros-- que
se vendieron en Cambridge, MA, en 1989, según
Banker and Tradesman, 1987-89).
- K:\11.208\arcviewfiles\stateplane\cambridge_block_groups.shp
(Grupos de bloques del censo de 1990 de EEUU
correspondientes a la ciudad de Cambridge, MA).
Comprobar que las ventas aparecen
sobre los grupos de bloques y asegurarse de que se ponen
las unidades del mapa en metros (meters) y las
de distancia en millas (miles), en la opción
de menú Theme > Properties.
1. Identifiquemos
los grupos de bloques en los que se realizó alguna
venta:
- Hacer un clic sobre el
tema Cambridge_block_groups.shp
para activarlo.
- Seleccionar la opción
Select by Theme (seleccionar por tema)
en el menú Theme.
- Seleccionar los elementos de
los temas activos que "interseccionan" con
los elementos seleccionados de Cambridge_sales_1989.shp.
- Pulsar el botón "New
Set".
En este momento, los grupos de
bloques en los que se realizaron las ventas deberían
estar seleccionados.
2. Probemos ahora una ligera variante
de la consulta anterior. En esta ocasión, buscaremos
los grupos de bloques en los que se realizaron ventas
por un precio inferior a 150000 dólares:
- Hacer un clic sobre el
tema Cambridge_block_groups.shp
para activarlo.
- Ir a Theme > Clear
Selected Features para deshacer la selección
de los grupos de bloques.
- Hacer un clic sobre el
tema Cambridge_sales_1989.shp
para activarlo.
- Utilizar la herramienta de consulta
'martillo'
 ,
para seleccionar las ventas con un precio real (campo
Realprice) inferior a 150000 dólares.
El resultado obtenido debería ser que 29 de
las 222 ventas cumplen este criterio.
- A continuación, seleccionar
las zonas de la ciudad (grupos de bloques) en las
que tuvieron lugar estas ventas repitiendo los pasos
de la Consulta
1.
En esta ocasión, el número
de grupos de bloques seleccionados debería ser
considerablemente inferior. De hecho, puesto que ArcView®
selecciona las ventas y los grupos de bloques con el
mismo color, no se podrán ver la mayoría
de las ventas seleccionadas, a menos que se cambie el
marcador de las ventas por otro que tenga el borde negro.
Inténtenlo ahora.
Entre las capacidades de las que
se dispone en este momento, se encuentra la posibilidad
de comparar las características de los grupos
de bloques en función del precio de venta de
las viviendas. En esta práctica no les pediremos
que lo hagan, pero les invitamos a que piensen cómo
abordarían esta cuestión. El tema cambridge_block_groups.shp
tiene muchas variables que se podrían analizar.
III.
Buffering
sencillo
Las operaciones "Select By Theme"
(seleccionar por tema) del apartado anterior, implicaban
preguntar acerca de qué conjunto de elementos
espaciales (ventas) estaba contenido en su totalidad
en otro conjunto (grupos de bloques). Otra operación
básica de análisis espacial es la de determinar
cuáles son estos elementos espaciales y con qué
otros elementos espaciales van unidos. Una forma
de hacer esto es con las herramientas de Buffering.
Supongamos que queremos comprobar
si las viviendas de precios más bajos suelen
estar cerca de las carreteras principales. Utilicemos
las herramientas de buffering de ArcView®
para crear un buffer (una zona o área)
que envuelva la avenida Massachusetts (Mass
Ave.) y ver si el precio de las ventas en él
es relativamente alto o bajo.
En primer lugar, hay que deshacer
la selección de las ventas y los grupos de bloques.
Añadir el shapefile K:\11.208\arcviewfiles\stateplane\cambridge_tiger.shp
al proyecto de ArcView®. Este es el archivo
del TIGER sobre Cambridge, que incluye información
de las calles, vías férreas, fronteras
geográficas y la hidrografía de esta ciudad.
A continuación, utilizar la herramienta de consulta
'martillo'
para seleccionar sólo los
tramos de calle
en los que
( [Fname] = "Massachusetts"
) or ( [Fname] = "State Hwy 2A" )
La condición que se ponga
en la ventana de consulta de la consulta, se debería
parecer a la anterior. Y su resultado deberían
ser los dos segmentos llamados "Massachusetts"
y "State Hwy 2A". Hay un tramo
de calle en el puente de
la avenida Massachusetts (Mass. Ave.) con el
nombre [Fname] = "Masssachusetts Ave".
No se molesten en incluirlo. Observen que el archivo
del TIGER no es coherente con el nombre que utiliza
para la avenida Massachusetts. El estado de Massachusetts
llama 'State Highway 2A' a esta parte de la avenida
Massachusetts; se pueden ver algunas señales
a lo largo de la avenida que lo indican. En el archivo
del TIGER se alterna una y otra vez entre estos dos
nombres. Este es un buen ejemplo de un problema con
el que nos podemos encontrar a la hora de trabajar con
datos en el mundo real.
A continuación, seleccionar
este tema en la leyenda de la ventana Vista e ir a Theme
> Create Buffers. En la ventana 'create
buffers' (crear buffers), elegir las siguientes
opciones:
- "Buffer
the features of the theme"
(determinar un área
que envuelva a los elementos del tema)
Cambridge_tiger.shp.
- "Use only the selected
features" (utilizar sólo los elementos
seleccionados). En este caso, deberían ser
108; si el número que tienen no coincide con
éste, cancelen la operación y vuelvan
a realizar la consulta.
Pulsar el botón Next
>> (siguiente) para continuar. En la segunda
pantalla, indicaremos que queremos crear los
buffers a una distancia concreta: 0.5
millas. Conviene comprobar las unidades de distancia
para asegurarse de que están bien.
Pulsar el botón Next
>> (siguiente) para continuar. En la tercera
pantalla, poner 'Yes' (sí) en donde se nos pregunta
si queremos hacer desaparecer las fronteras entre los
buffers y guardar los resultados en un nuevo
tema: H:\private\massbuf.shp.
Una vez realizados todos estos ajustes, haremos clic
en "Finish" (acabar) y esperaremos a que ArcView®
realice los cálculos. El resultado debería
ser una forma curva parecida a una salchicha, similar
a la que se muestra en la imágen de la ventana
inferior, titulada "Massachusetts Avenue Buffer"
(buffer de la avenida Massachusetts).
 |
|
Buffer
de la avenida Massachusetts
|
Puesto que el nuevo buffer
que hemos creado es un shapefile de ArcView®,
lo podemos utilizar como cualquier otro tema. En concreto,
podemos realizar un ejercicio similar al ejemplo de
"puntos en polígonos" (point-in-polygon)
que acabamos de hacer, para determinar las ventas de
viviendas que se realizaron dentro de la zona de nuestro
nuevo buffer en 1989. Seleccionar el tema Cambridge_sales_1989.shp
(con todas las ventas, no sólo las de
bajo precio) e ir a la opción de menú
Theme > Select by Theme. Seleccionar
todos los casos de Cambridge_sales_1989.shp
que interseccionan con el tema Buffer
1.00 of Cambridge_tiger.shp. El resultado
obtenido debería ser que 141 de las 222 ventas
se encuentran en la zona de las 0.5 millas.
ArcView® nos permitirá
calcular fácilmente algunas estadísticas
sobre las ventas que acabamos de identificar. Para ello,
hay que hacer lo siguiente:
- Hacer un clic sobre el
tema Cambridge_sales_1989.shp
para activarlo.
- Seleccionar la cabecera de la
columna Realprice.
- Elegir la opción de menú
Field (campo) > Statistics
(estadísticas).
¿Cuáles son la media
y la desviación típica de los precios
de las ventas realizadas dentro del buffer? Escribir
estos valores en la hoja del Boletín.
A continuación, ir a Edit
(edición) > Switch Selection
(intercambiar selección). Los registros
que antes no estaban seleccionados, ahora aparecerán
seleccionados y viceversa. De este modo, se pueden calcular
las estadísticas de las ventas realizadas fuera
del buffer. Anotar también estos
valores en la hoja del Boletín.
Podemos ver que los precios de
venta dentro y fuera del buffer no son tan diferentes
(comparados con su desviación típica)
y que hay partes del buffer que están
fuera de Cambridge. Antes de llegar a ninguna conclusión,
deberíamos realizar más análisis.
Sin embargo, con este rápido tour de selección
espacial es suficiente por hoy. Si se matriculan del
curso de GIS 11.520 (de un semestre de duración),
verán muchas más posibilidades de análisis
espacial con ArcView®.
IV.
OPCIONAL: exportación de mapas desde ArcView®
Hay muchas razones por las que
se puede querer hacer con un mapa algo más que
imprimirlo desde ArcView®. Quizá nos
interese crear un archivo JPEG o PDF para usarlo en
internet o simplemente llevar el mapa a un programa
de gráficos para añadirle los últimos
retoques. A continuación,
explicamos como exportar a estos dos populares
formatos.
Formato PDF: Los archivos
que están en este formato se pueden leer con
un programa gratuito, llamado Acrobat
Reader. Este programa se encuentra como versión
autónoma y como plugin para el navegador.
Las ventajas de este formato frente al JPEG y otros
formatos de mapa de bits es que presenta una resolución
independiente. De este modo, se puede acercar y alejar
el mapa con el zoom e imprimirlo a cualquier escala.
En muchos PCs del CRL se debería poder imprimir
directamente a PDF. Cuando lo hagan, busquen las impresoras
llamadas "Acrobat Distiller" y "Acrobat
PDFWriter". Esta última es más fácil
de usar, pero no es tan buena como la Distiller.
Pueden probar primero la PDFWriter para ver si
se adecúa a sus necesidades y, de no ser así,
probar la Distiller.
Por otra parte, Tom Grayson ha
escrito algunas notas sobre cómo crear archivos
PDF a partir de mapas de ArcView®. Lo más
sencillo es hacerlo en Athena, aunque son demasiados
pasos como para resumirlos en este ejercicio. Sin embargo,
puede que estas notas les sean de utilidad en un futuro.
Básicamente, consiste en crear un archivo PostScript
de la capa (layout) de ArcView® utilizando
la opción "Print to File" (imprimir
a archivo) cuando en realidad lo estamos imprimiendo
a una impresora PostScript (como son las de Athena
y las del CRL). Luego, utilizar una herramienta como
Acrobat Distiller para convertir el archivo PostScript
a formato PDF. En ArcView®, ir a File
(archivo) > Export (exportar),
elegir la opción "PostScript New" (nuevo PostScript)
en el apartado 'file type' (tipo de archivo) y guardar
el archivo con extensión ".ps" (p.ej., mimapa.ps).
Athena
tiene una licencia para 'distiller',
así que se puede guardar el archivo
PostScript en el espacio propio dentro del CRL
para luego, entrar en un Athena Sun, acceder al archivo
y convertirlo con el 'distiller'.
Formato JPEG: Es mucho más
fácil crear imágenes JPEG que archivos
PDF, porque el formato JPEG siempre ha sido compatible
con ArcView®. Ir a File (archivo)
> Export (exportar) en ArcView®,
seleccionar la opción "JPEG" en el apartado 'file
type' (tipo de archivo) y guardar el archivo con extensión
".jpg" (p.ej., mimapa.jpg). Ya se puede ver fácilmente
el archivo JPEG con Netscape: seleccionar File
(archivo) > Open Page (abrir
página), pulsar el botón Choose
File (elegir archivo) para navegar por las carpetas
y localizar el archivo; y por último, hacer clic
en el botón 'Open in Navigator' (abrir
en el navegador). Los JPEG tienen a su favor que ocupan
poco y que su lectura es prácticamente universal.
Por desgracia, utilizan un modo de compresión
con el que se pierde bastante calidad, lo que hace que
una imágen JPEG no sea totalmente fiel a la original.
A menudo, los errores producidos por esta compresión
son visibles en las versiones JPEG de los mapas. En
concreto, ArcView® realiza un trabajo bastante
pobre a la hora de generar archivos JPEG y puede que
prefiramos crear imágenes de mayor calidad utilizando
archivos PostScript. Por último, como
en cualquier formato de mapa de bits, los archivos en
JPEG tienen una resolución fija, limitando la
capacidad del zoom. Los archivos JPEG son muy útiles
para mostrar una visión general de las imágenes
en páginas web, mientras que los PDF sirven para
proporcionar hasta el máximo detalle.
V.
De navegación por algunos sitios Web relacionados
con los mapas
Los siguientes sitios web están
especializados en mapas y en cartografía interactiva
a través de la red. Navegen por ellos y prueben
sus programas. ¿Son lo suficientemente flexibles
como para resultar útiles? ¿Tienen los
tipos de datos que utilizarían en su investigación?
¿A qué otros tipos de información
espacial les gustaría tener acceso? Piensen un
poco en estas preguntas, pero NO es necesario
que escriban ni entreguen ninguna respuesta.
Aunque en los últimos años
ha habido una enorme proliferación de datos espaciales,
no todos ellos son gratuitos o están situados
de forma adecuada en la red. A menudo, los gobiernos
locales y los comités de planificación
deciden invertir en este tipo de datos, pero no divulgan
su disponibilidad. Eso no significa que lo que queramos
no exista, sino que quizá tengamos que ser algo
creativos al pensar quién puede tener ese tipo
de datos y de qué modo podríamos convencerlos
para que nos permitieran acceder a ellos. La biblioteca
Rotch también dispone de varias fuentes de
datos electrónicos (incluída la geografía
del censo de EEUU) que pueden ser de utilidad.
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