Un programa de software SIG es un programa informático que respalda el uso de un sistema de información geográfica y proporciona la capacidad de crear, almacenar, administrar, 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 varias arquitecturas de tecnología de la información . [4]
Historia
Los primeros sistemas de información geográfica, como el Sistema de Información Geográfica Canadiense iniciado en 1963, eran programas a medida desarrollados específicamente para una sola instalación (normalmente 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 también eran programas personalizados que rara vez estaban disponibles para otros usuarios potenciales.
Los tipos de mapas temáticos que se pueden generar con SYMAP.
Tal vez 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 naciente Laboratorio de Gráficos Informáticos y Análisis Espacial de Harvard a partir de 1965. Si bien no era un verdadero programa SIG de rango completo, incluía algunas funciones básicas de mapeo y análisis, y estaba disponible gratuitamente para otros usuarios. [6] A lo largo de 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 en 3-D), CALFORM (mapas coropléticos), POLYVRT ( gestión de datos vectoriales topológicos ), WHIRLPOOL ( superposición de vectores ), GRID e IMGRID ( gestión de datos raster ), y otros. A fines de la década de 1970, varios de estos módulos se reunieron en Odyssey, uno de los primeros programas SIG comerciales completos, lanzado en 1980.
La década de 1980 también vio los comienzos de la mayoría del software SIG comercial, incluyendo Esri ARC/INFO en 1982; [9] Intergraph IGDS en 1985, y el Mapping Display and Analysis System (MIDAS), el primer producto SIG para computadoras personales MS-DOS , que más tarde se convirtió en MapInfo . [10] Estos proliferarían en la década de 1990 con el advenimiento de computadoras personales más potentes, Microsoft Windows y el Censo de EE. UU. de 1990 , que aumentó la conciencia de la utilidad de los datos geográficos para las empresas y otros nuevos usuarios.
A finales de los años 1990 surgieron varias tendencias que han cambiado significativamente el ecosistema de software SIG que conduce al presente, al moverse en direcciones más allá de la aplicación SIG de escritorio tradicional con todas las funciones. La aparición de lenguajes de programación orientados a objetos facilitó el lanzamiento de bibliotecas de componentes e interfaces de programación de aplicaciones , tanto comerciales como de código abierto, que encapsulaban funciones SIG específicas, lo que permitía 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 relacionales de objetos (también de código abierto y comerciales) creó nuevas oportunidades para el almacenamiento de datos para SIG tradicionales, pero también permitió que las capacidades espaciales se integraran en los sistemas de información empresarial , incluidos los procesos comerciales como los recursos humanos . En tercer lugar, a medida que surgió 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 de un cliente que solo necesitaba un navegador web instalado. Todos estos factores se han combinado para permitir el surgimiento de tendencias 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.
Tipos de software
Se espera que el componente de software de un sistema de información geográfica tradicional proporcione una amplia gama de funciones para manejar datos espaciales: [11] : 16
Análisis espacial , que incluye una gama de herramientas de procesamiento, desde consultas básicas hasta algoritmos avanzados como análisis de redes y superposición de vectores.
El ecosistema de software SIG moderno incluye una variedad de productos que pueden incluir más o menos de estas capacidades, recopilarlas en un único programa o distribuirlas a través de Internet . Estos productos se pueden agrupar en las siguientes clases generales:
Aplicación SIG de escritorio
La forma tradicional de software SIG, desarrollada primero para mainframes y minicomputadoras, luego para estaciones de trabajo Unix y ahora para computadoras personales . Un programa SIG de escritorio proporciona un conjunto completo de capacidades, aunque algunos programas están modularizados con extensiones que se pueden comprar por separado.
Aplicación SIG de servidor
Un programa que se ejecuta en un servidor remoto (normalmente en conjunto con un servidor HTTP ) y que gestiona muchas o todas las funciones anteriores, recibe solicitudes y entrega resultados a través de la World Wide Web . Por lo tanto, el cliente normalmente accede a las capacidades del servidor mediante un navegador web normal. El software de servidor inicial se centraba específicamente en la cartografía web y solo incluía la fase de salida, pero el SIG de servidor actual proporciona el conjunto completo de funciones. Este software de servidor es el núcleo de las plataformas modernas basadas en la nube, como ArcGIS Online.
Una extensión de un programa de software de base de datos existente (más comúnmente, un sistema de gestión de bases de datos relacionales de objetos ) que crea un tipo de datos geométricos, lo que permite almacenar datos espaciales en una columna de una tabla, pero también proporciona nuevas funciones para lenguajes de consulta como SQL que incluyen muchas de las funciones de gestión y análisis de SIG. Esto permite a los administradores y programadores de bases de datos realizar funciones de SIG sin software de SIG tradicional.
La industria actual del software consta de muchos productos que compiten entre sí de cada uno de estos tipos, tanto en formato de código abierto como comercial . Muchos de ellos se enumeran a continuación; para una comparación directa de las características de algunos de ellos, consulte Comparación de software de sistemas de información geográfica .
Software de código abierto
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
Capaware rc1 0.1Sistema de información geográfica (SIG) de GRASS 6.4gvSIG 1.0IDRISI Taiga 16.05SAGA-GIS versión 2.0.3
En Steiniger y Bocher (2008/9) se analizan los siguientes proyectos de SIG de escritorio de código abierto: [13]
gvSIG – Mapeo y geoprocesamiento con plugin de renderizado 3D
ILWIS (Sistema Integrado de Información sobre Tierras y Aguas) – Integra datos de imágenes, vectoriales y temáticos.
JUMP GIS / OpenJUMP (Plataforma cartográfica unificada Java (abierta)): los SIG de escritorio OpenJUMP, SkyJUMP, deeJUMP y Kosmo surgieron de JUMP. [13]
MapWindow GIS : aplicación de escritorio gratuita con complementos y una biblioteca de programación [14]
QGIS (anteriormente conocido como Quantum GIS): potentes herramientas de procesamiento de datos cartográficos y geoespaciales con amplio soporte de complementos
SAGA GIS (Sistema de Análisis Geocientífico Automatizado): herramientas para modelado ambiental, análisis de terreno y mapeo 3D
uDig – API y código fuente (Java) disponibles.
Además de estas, existen otras herramientas SIG de código abierto:
Herramientas de mapeo genéricas : una colección de herramientas de línea de comandos para manipular conjuntos de datos geográficos y cartesianos y producir ilustraciones PostScript.
FalconView : un sistema de mapeo creado por el Instituto de Investigación de Georgia Tech para Windows . Hay disponible una versión gratuita de código abierto.
Kalypso – Utiliza Java y GML3. Se centra principalmente en simulaciones numéricas en la gestión del agua.
TerraView – Maneja datos vectoriales y raster almacenados en una base de datos relacional o georrelacional, es decir, una interfaz para TerraLib .
GWmodelS – software de aplicación gratuito que implementa modelos ponderados geográficamente (GW) para analizar datos geoespaciales. [15]
Whitebox GAT – Software SIG multiplataforma, gratuito y de código abierto.
Otras herramientas geoespaciales
Además del SIG de escritorio, existen muchos otros tipos de software SIG.
Servidores de mapas web
GeoServer : está escrito en Java y se basa en GeoTools . Permite a los usuarios compartir y editar datos geoespaciales.
MapGuide de código abierto : funciona en Linux o Windows, admite servidores web Apache e IIS y tiene API (PHP, .NET, Java y JavaScript) para el desarrollo de aplicaciones.
Mapnik – Biblioteca C++/Python para renderizado, utilizada por OpenStreetMap .
OpenLayers – Biblioteca AJAX de código abierto para acceder a capas de datos geográficos de todo tipo, originalmente desarrollada y patrocinada por MetaCarta .
Leafletjs : biblioteca de código abierto de JavaScript para mapas interactivos compatibles con dispositivos móviles
Marcos y bibliotecas de desarrollo de software (no web)
Aplicación de catalogación para recursos referenciados espacialmente
GeoNetwork opensource : una aplicación de catálogo para gestionar recursos referenciados espacialmente
pycsw – pycsw es una implementación del servidor OGC CSW escrita en Python
Marcos y bibliotecas/paquetes de análisis espacial
paquete:spmodel – paquete R gratuito y de código abierto que implementa un marco para ajustar y aplicar geoestadísticas (es decir, principalmente modelos kriging) a puntos geoespaciales y regresiones espaciales (es decir, principalmente modelos autorregresivos espaciales) a polígonos geoespaciales. [16]
paquete:GWmodel y paquete:gwverse: paquetes R gratuitos y de código abierto que implementan dos marcos para instanciar y aplicar modelos ponderados geográficamente (GW), para analizar cualquier dato geoespacial. [17] [18]
Otras herramientas
Software SIG comercial o propietario
SIG de escritorio
Nota: Casi todas las empresas que se indican a continuación ofrecen productos de servidores de mapas web y SIG de escritorio. Algunas, como Manifold Systems y Esri, también ofrecen productos de DBMS espaciales.
Empresas con alta cuota de mercado
Autodesk : los productos que interactúan con su paquete de software AutoCAD incluyen Map 3D, Topobase y MapGuide .
Bentley Systems : los productos que interactúan con su paquete de software MicroStation incluyen Bentley Map y Bentley Map View.
ENVI – Se utiliza para análisis de imágenes, explotación y análisis hiperespectral.
Intergraph – Los productos incluyen G/Technology, GeoMedia , GeoMedia Professional, GeoMedia WebMap y productos complementarios para sectores industriales, así como fotogrametría .
Conform by GameSim : software para fusionar y visualizar elevaciones, imágenes, vectores y LiDAR. El entorno fusionado se puede exportar a formatos 3D para juegos, simulación y planificación urbana. [19]
Dragon/ips – Software de teledetección con capacidades SIG.
GeoTime : software para análisis visual en 3D y generación de informes de datos de ubicación a lo largo del tiempo; también está disponible una extensión de ArcGIS .
Global Mapper : paquete de software SIG desarrollado actualmente por Blue Marble Geographics ; originalmente basado en el código fuente dlgv32 de USGS.
Golden Software : software científico y de SIG. Entre sus productos se incluyen Surfer para la creación de cuadrículas y contornos, MapViewer para la cartografía temática y el análisis espacial, Strater para el registro de pozos o perforaciones y secciones transversales, Voxler para la cartografía 3D real de pozos y componentes, Didger para la digitalización y conversión de coordenadas, y Grapher para la creación de gráficos 2D y 3D.
RegioGraph de GfK GeoMarketing : software SIG para planificación y análisis empresarial; la empresa también proporciona mapas compatibles y datos de mercado.
SuperMap Inc. – un proveedor de software SIG que ofrece SIG de escritorio, componentes, web y móviles.
TerrSet (anteriormente IDRISI): producto de procesamiento de imágenes y SIG desarrollado por Clark Labs en la Universidad de Clark .
TNTmips de MicroImages: un sistema que integra SIG de escritorio, procesamiento avanzado de imágenes, visualización estéreo 2D y 3D, cartografía de escritorio, gestión de bases de datos geoespaciales y publicación de mapas web.
twiGIS – un software SIG/FM basado en web, desarrollado por Arkance Systems.
SIG como servicio
Muchos proveedores están empezando a ofrecer servicios basados en Internet , además de software o datos descargables o en lugar de ellos. Estos servicios pueden ser gratuitos, estar financiados por publicidad o pagarse mediante suscripción; se dividen en tres áreas:
SaaS – Software como servicio: Software disponible como servicio en Internet
ArcGIS Online: la versión de ArcGIS basada en la nube de Esri [20]
CartoDB : plataforma de mapeo en línea que ofrece un modelo SaaS basado en la nube y de código abierto [21]
Google Earth#Google_Earth_Engine ; Proporciona algoritmos y un gran catálogo de datos públicos para el cálculo espacial a escala global.
Computadora Planetaria; sistema de Microsoft para computación espacial a escala global.
Mapbox – Proveedor de mapas personalizados en línea para sitios web [22]
MapTiler – Proveedor de mapas personalizables para aplicaciones y sitios web. [23]
Equator Studios: servicio de mapeo en línea (basado en LiDAR , contornos y DEM ) y análisis GIS con capacidades de exportación [24]
Mergin Maps: almacenamiento y seguimiento de cambios en datos geográficos con un modelo SaaS basado en la nube y de código abierto [25]
IBM Db2 : permite la consulta espacial y el almacenamiento de la mayoría de los tipos de datos espaciales.
Informix : permite la consulta espacial y el almacenamiento de la mayoría de los tipos de datos espaciales.
MySQL : permite la consulta espacial y el almacenamiento de la mayoría de los tipos de datos espaciales.
Microsoft SQL Server (2008 y posteriores): los productos SIG como MapInfo y Cadcorp SIS pueden leer y editar estos datos, mientras que se espera que Esri y otros puedan leer y editar estos datos en algún momento en el futuro.
Oracle Spatial : el producto permite a los usuarios realizar operaciones geográficas y almacenar tipos de datos espaciales en un entorno Oracle. La mayoría de los paquetes GIS comerciales pueden leer y editar datos espaciales almacenados de esta manera.
SAP HANA : permite a los usuarios almacenar tipos de datos espaciales comunes, cargar archivos de datos espaciales con formatos de texto conocidos (WKT) y binarios conocidos (WKB) y realizar procesamiento espacial mediante SQL . La certificación del Open Geospatial Consortium (OGC) permite a los proveedores de software SIG de terceros almacenar y procesar datos espaciales. Los productos SIG como ArcGIS de Esri funcionan con HANA. [36]
Teradata – Teradata geospatial permite el almacenamiento y el análisis espacial de datos basados en la ubicación que se almacenan utilizando tipos de datos geoespaciales nativos dentro de la base de datos de Teradata.
VMDS : almacén de datos administrado por versiones de Smallworld.
Crunchy Certified PostGIS: distribución de código abierto certificada por Open Geospatial Consortium de PostgreSQL con PostGIS de Crunchy Data. [37] [38]
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