Software de sistemas de información geográfica

Un programa de software SIG es un programa informático que permite el uso de un sistema de información geográfica , proporcionando la capacidad de crear, almacenar, gestionar, consultar, analizar y visualizar datos geográficos , es decir, datos que representan fenómenos para los que la ubicación es importante. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} La industria del software SIG abarca una amplia gama de productos comerciales y de código abierto que proporcionan algunas o todas estas capacidades dentro de diversas arquitecturas de tecnología de la información . ^{[ 4 ]}

Los primeros sistemas de información geográfica, como el Sistema de Información Geográfica Canadiense que comenzó en 1963, eran programas a medida desarrollados específicamente para una sola instalación (generalmente una agencia gubernamental), basados ​​en modelos de datos diseñados a medida. ^{[ 5 ]} Durante las décadas de 1950 y 1960, los investigadores académicos durante la revolución cuantitativa de la geografía comenzaron a escribir programas informáticos para realizar análisis espaciales , especialmente en la Universidad de Washington y la Universidad de Michigan , pero estos también eran programas a medida que rara vez estaban disponibles para otros usuarios potenciales.

Quizás el primer software de propósito general que proporcionó una gama de funcionalidades SIG fue el Synagraphic Mapping Package (SYMAP), desarrollado por Howard T. Fisher y otros en el incipiente Laboratorio de Harvard para Gráficos por Computadora y Análisis Espacial a partir de 1965. Si bien no era un verdadero programa SIG de gama completa, incluía algunas funciones básicas de mapeo y análisis, y estaba disponible gratuitamente para otros usuarios. ^{[ 6 ]} Durante la década de 1970, el Laboratorio de Harvard continuó desarrollando y publicando otros paquetes enfocados en la automatización de operaciones específicas, como SYMVU (visualización de superficies 3D), CALFORM ( mapas coropléticos ), POLYVRT ( gestión de datos vectoriales topológicos ), WHIRLPOOL ( superposición vectorial ), GRID e IMGRID ( gestión de datos ráster ), y otros. A finales de la década de 1970, varios de estos módulos se reunieron en Odyssey, uno de los primeros programas SIG comerciales completos, lanzado en 1980.

Durante finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, los SIG (Sistemas de Información Geográfica) surgieron en muchas grandes agencias gubernamentales responsables de la gestión de tierras e instalaciones. En particular, las agencias federales del gobierno de los Estados Unidos desarrollaron software que, por definición, era de dominio público debido a la Ley de Libertad de Información , y por lo tanto se puso a disposición del público. Ejemplos notables incluyen el Sistema de Superposición de Mapas y Estadísticas (MOSS), desarrollado por el Servicio de Pesca y Vida Silvestre y la Oficina de Administración de Tierras (BLM) a partir de 1976; ^{[ 7 ]} la biblioteca PROJ , desarrollada en el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), una de las primeras bibliotecas de programación disponibles; y GRASS GIS, desarrollado originalmente por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército a partir de 1982. ^{[ 8 ]} Estos constituyeron la base de la comunidad de software SIG de código abierto.

En la década de 1980 también surgieron la mayoría del software SIG comercial, incluyendo Esri ARC/INFO en 1982; ^{[ 9 ]} Intergraph IGDS en 1985, y el Sistema de Visualización y Análisis de Mapas (MIDAS), el primer producto SIG para computadoras personales MS-DOS , que más tarde se convirtió en MapInfo . ^{[ 10 ]} Estos se multiplicarían en la década de 1990 con la llegada de computadoras personales más potentes, Microsoft Windows y el censo de EE. UU. de 1990 , que aumentó la conciencia sobre la utilidad de los datos geográficos para las empresas y otros nuevos usuarios.

A finales de la década de 1990 surgieron varias tendencias que transformaron significativamente el ecosistema del software SIG hasta la actualidad, al ir más allá de las aplicaciones SIG de escritorio tradicionales con todas las funciones. La aparición de lenguajes de programación orientados a objetos facilitó la publicación de bibliotecas de componentes e interfaces de programación de aplicaciones , tanto comerciales como de código abierto, que encapsulaban funciones SIG específicas, permitiendo a los programadores incorporar capacidades espaciales en sus propios programas. En segundo lugar, el desarrollo de extensiones espaciales para sistemas de gestión de bases de datos objeto-relacionales (también de código abierto y comerciales) creó nuevas oportunidades para el almacenamiento de datos en los SIG tradicionales, y también permitió integrar capacidades espaciales en sistemas de información empresariales , incluyendo procesos de negocio como recursos humanos . En tercer lugar, con el surgimiento de la World Wide Web , la cartografía web se convirtió rápidamente en una de sus aplicaciones más populares; esto condujo al desarrollo de software SIG basado en servidor que podía realizar las mismas funciones que un SIG tradicional, pero en una ubicación remota para un cliente que solo necesitaba un navegador web instalado. Todos estos factores se han combinado para propiciar tendencias emergentes en el software SIG, como el uso de la computación en la nube , el software como servicio (SaaS) y los teléfonos inteligentes , para ampliar la disponibilidad de datos espaciales, su procesamiento y visualización.

Se espera que el componente de software de un sistema de información geográfica tradicional proporcione una amplia gama de funciones para el manejo de datos espaciales: ^{[ 11 ] : 16}

• Gestión de datos , incluyendo la creación, edición y almacenamiento de datos geográficos , así como transformaciones como el cambio de sistemas de coordenadas y la conversión entre modelos ráster y vectoriales .
• Análisis espacial , que incluye una gama de herramientas de procesamiento desde consultas básicas hasta algoritmos avanzados como análisis de redes y superposición vectorial.
• Resultados , especialmente diseño cartográfico .

El ecosistema de software SIG moderno incluye una variedad de productos que pueden incluir más o menos de estas capacidades, reunirlas en un solo programa o distribuirlas a través de Internet . Estos productos se pueden agrupar en las siguientes categorías generales:

Aplicación SIG de escritorio

El software SIG tradicional, desarrollado inicialmente para mainframes y minicomputadoras, luego para estaciones de trabajo Unix y ahora para computadoras personales , ofrece un conjunto completo de funcionalidades. Si bien algunos programas están modularizados con extensiones que se pueden adquirir por separado.

Aplicación SIG de servidor

Un programa que se ejecuta en un servidor remoto (generalmente junto con un servidor HTTP ), gestionando muchas o todas las funciones mencionadas anteriormente, recibiendo solicitudes y entregando resultados a través de la World Wide Web . Por lo tanto, el cliente suele acceder a las funcionalidades del servidor mediante un navegador web convencional. El software de servidor inicial se centraba específicamente en la cartografía web , incluyendo únicamente la fase de salida, pero el SIG de servidor actual ofrece el conjunto completo de funciones. Este software de servidor es la base de las plataformas modernas basadas en la nube, como ArcGIS Online .

Biblioteca geoespacial

Un componente de software que proporciona un conjunto específico de funciones documentadas, que los desarrolladores de software pueden incorporar a sus propios programas. En lenguajes de programación modernos orientados a objetos como C# , JavaScript y Python , estas funciones suelen estar encapsuladas como clases con una interfaz de programación de aplicaciones (API) documentada .

base de datos espacial

Una extensión de un programa de software de base de datos existente (generalmente, un sistema de gestión de bases de datos objeto-relacional ) que crea un tipo de dato geométrico, lo que permite almacenar datos espaciales en una columna de una tabla, y que además proporciona nuevas funciones para lenguajes de consulta como SQL , incluyendo muchas de las funciones de gestión y análisis de los SIG. Esto permite a los administradores de bases de datos y programadores realizar funciones SIG sin necesidad del software SIG tradicional.

La industria del software actual cuenta con numerosos productos de cada tipo que compiten entre sí, tanto de código abierto como comerciales . Muchos de ellos se enumeran a continuación; para una comparación directa de las características de algunos, consulte la sección «Comparación de software de sistemas de información geográfica» .

El desarrollo de software SIG de código abierto tiene, en términos de historia del software, una larga tradición ^{[ 12 ]} con la aparición de un primer sistema en 1978. Hay numerosos sistemas disponibles que cubren todos los sectores del manejo de datos geoespaciales.

SIG de escritorio

Los siguientes proyectos SIG de escritorio de código abierto se revisan en Steiniger y Bocher (2008/9): ^{[ 13 ]}

• GRASS GIS – Gestión de datos geoespaciales, manipulación de vectores y rásteres – desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos.
• gvSIG – Cartografía y geoprocesamiento con un plugin de renderizado 3D
• ILWIS (Sistema Integrado de Información sobre Tierras y Aguas) : integra imágenes, datos vectoriales y temáticos.
• JUMP GIS / OpenJUMP (Plataforma de mapeo unificado Java (de código abierto)) – Los SIG de escritorio OpenJUMP, SkyJUMP, deeJUMP y Kosmo surgieron de JUMP. ^{[ 13 ]}
• MapWindow GIS : aplicación de escritorio gratuita con complementos y una biblioteca para programadores ^{[ 14 ].}
• QGIS (anteriormente conocido como Quantum GIS) : potentes herramientas de procesamiento de datos cartográficos y geoespaciales con amplio soporte para complementos.
• SAGA GIS (Sistema para el Análisis Geocientífico Automatizado) : Herramientas para modelado ambiental, análisis de terreno y cartografía 3D.
• uDig – API y código fuente (Java) disponibles.

Además de estas, existen otras herramientas SIG de código abierto:

• Herramientas genéricas de cartografía : una colección de herramientas de línea de comandos para manipular conjuntos de datos geográficos y cartesianos y generar ilustraciones PostScript.
• FalconView : un sistema de mapas creado por el Instituto de Investigación de Georgia Tech para Windows . Existe una versión gratuita de código abierto.
• Kalypso – Utiliza Java y GML3. Se centra principalmente en simulaciones numéricas para la gestión del agua.
• TerraView – Gestiona datos vectoriales y ráster almacenados en una base de datos relacional o georreferencial, es decir, una interfaz para TerraLib .
• Whitebox GAT : software SIG multiplataforma, gratuito y de código abierto.

• Comparación de software de sistemas de información geográfica
• DVD GIS Live
• Fundación Geoespacial de Código Abierto (OSGeo)