3. PARTICULARIDADES DE LOS SISTEMAS GIS PARA CARRETERAS

Aunque los sistemas GIS son bastante genéricos, han tenido que tener en cuenta algunas particularidades y necesidades especificas de los sistemas de gestión de carreteras.

 

                   De hecho existen algunas funciones comunes para la gestión de lo que en inglés se conocen como “utilities”, y que corresponden a líneas de transporte de energía eléctrica, gas, petroleo, agua, alcantarillado, carreteras y ferrocarriles.

Estos sistemas tienen la particularidad de estar formados por entidades líneales conectadas unas con otras mediante nodos. La topología es necesaria para poder evaluar las posibilidades de recorrido de la red.

Por ejemplo, puede haber autopistas que cruzándose con carreteras de segundo orden no tengan conexión, y por tanto no se puede acceder de una a otra, o puede ser que dicha conexión no permita todos los movimientos como puedan ser los giros a la izquierda.

3.1. ANÁLISIS DE REDES

Además para el análisis de redes, hay que añadir a cada carretera, una longitud real, que puede no coincidir con la longitud de la línea que lo representa en el GIS, y una velocidad de recorrido o tiempo de recorrido, que puede ser variable en función del tipo de vehículo que lo recorre (ligero o pesado), del tipo de conducción (pausada o deportiva) o de condiciones meteorológicas o particulares (nieve, niebla, retenciones, atascos) o incluso puede estar la circulación cortada (obras, accidentes u otros motivos).

3.2. SEGMENTACIÓN DINÁMICA

Otra característica muy útil para carreteras es la llamada segmentación dinámica. Esta consiste en que la segmentación o tramificación en que se ha divido la red puede subdividirse para representar algunos elementos sin necesidad de modificar la tramificación de la red.

Para representar una red de carreteras, esta se subdivide en una serie de tramos atendiendo a criterios variables, como pueden ser entre intersecciones o entre poblaciones. Pero que ocurre si quisiéramos representar un subtramo, tendríamos que romper el tramo principal en varios para que el subtramo a representar coincida con un tramo en el GIS. Esto requiere tiempo y trabajo.

Pero que pasa si no se sabe que tramos se quieren representar. Por ejemplo si se quieren representar la accidentabilidad por tramos de carreteras, pero también los TCA por kilómetros, o la regularidad por tramos de 100 m o las deflexiones que se tomaron cada 250 m. Esto representaría una seria complicación puesto que sería necesario tener tramificada la red de varias maneras y saber cual es la más adecuada en cada caso.



La segmentación dinámica viene a resolver este problema. Para ello se tramifica la red con el criterio que se elija, pero a cada tramo se le asignan el punto kilométrico inicial y final y para ajustar mejor las distancias intermedias se sitúan algunos puntos intermedios de control, como puedan ser los hitos kilométricos. De esta manera el sistema es capaz de medir a lo largo de la carretera, y usando los mismos algoritmos que se comentaron al hablar de geocodificación indirecta, se sitúan tramos o elementos puntuales, por referencia a su carretera y punto kilométrico inicial y final.
Mediante segmentación dinámica se pueden representar cualquier elemento o subtramificación sin modificar las líneas que representan la carretera ni tener varias representaciones de la misma carretera con distintas tramificaciones. Lo cual evita hacer un trabajo extra para cada representación, o la complicación de tener que elegir la tramificación adecuada más los trabajos de mantenimiento que exigirían tener varias tramificaciones.

Mediante la segmentación dinámica, se pueden simplificar la geocodificación y la representación de elementos o tramos. De esta manera mediante la simple anotación de los hitos kilométricos en cada elemento o tramo se pueden situar correctamente en su posición al apoyarse en una carretera de la que se tiene su trazado geográfico. Dado que la mayoría de las carreteras están kilometradas, estas referencias son sencillas y válidas para cualquier trabajo en la carretera, localización de accidentes, señales, obras, desperfectos, etc.

También son válidas y se utilizan en otros países otro tipo de referencias no basadas en hitos. En Suecia por ejemplo, se utilizan las distancias a las intersecciones o poblaciones cercanas. Este sistema, presenta algunos inconvenientes, ya que exige localizar en la carretera la intersección más próxima, es necesario un trabajo de traducción de las descripciones que se hacen de las intersecciones a los códigos internos de los programas.


3.3. DISTANCIAS ENTRE HITOS KILOMÉTRICOS
Con el sistema de referencia de los hitos kilométricos surge un nuevo problema y es que con frecuencia los hitos kilométricos no están separados mil metros. En general se colocan los hitos del sentido creciente y decreciente enfrentados, por lo que al tener la carretera distinto desarrollo por un carril

existe	una	diferencia		entre	ambos
sentidos.
	Pero	los	mayores		errores

 

provienen de la construcción de variantes. Al construir una variante, esta tendrá una longitud diferente a la carretera original. Dado que no es práctico cambiar todos los hitos de una carretera cada vez que se modifica su trayecto en algún punto de su recorrido, lo usual es mantener los hitos fuera de la variante y colocarlos equidistantes dentro de la variante.

Así si en la N-401 en los Yébenes se ha construido una variante en túnel, para evitar el pueblo y el puerto que mide 5 km en vez de los 4 km que medía la carretera original, los hitos en la variante estarán separados 1250 m en vez de los 1000 que estaban anteriormente.

Esto plantea dos problemas, primero que no se pueden usar números reales para designar un punto de la carretera, si no la distancia a un hito. Esto es 143+500 en vez de 143,5 ya que de otra manera no se podría representar el 143+1200. Y en segundo lugar que se debe usar un doble sistema de kilometración, ya que los sistemas GIS siempre usan números reales para realizar la segmentación dinámica y la geocodificación indirecta.

 

 

 

Para ello se suele seguir el siguiente

procedimiento: Hacer una lista longitudes entre hitos		todas	las
Elaborar	dos	funciones	de

 

conversión de un sistema al otro y viceversa

Así el pk 143+1250 no es el 144,250 sino el 144, el 143+625 es el 143,5 y viceversa el 143,2 corresponde al 143+250.

7+000	7,000
7+100	7,080
7+200	7,160
7+300	7,240
7+400	7,320
7+500	7,400
7+600	7,480
7+700	7,560
7+800	7,640
7+900	7,720
7+1000	7,800
7+1100	7,880
7+1200	7,960
7+1250	8,000

 

 

4. SITUACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL MERCADO

Los GIS surgieron el los años 70 en algunas universidades americanas, funcionando en grandes ordenadores “main frame” de la época bajo sistemas operativos generalmente UNIX. Esto hacía que dichos programas no eran accesibles mas que a algunos centros universitario de investigación o administración de gran presupuesto.

Los primeros GIS bajo PC aparecieron a principios de los años 90 como versiones reducidas o como sistemas GIS bastante limitados.

En la actualidad, con el desarrollo del hardware y la potencia de los ordenadores conocidos como PC existen multitud de programas de GIS que corren en windows 3.1, 95/98 o NT o bien que pueden ser ejecutados en sistemas operativos UNIX sobre PC como son Solaris, SCO/Unixware o SCO/Openserver y posiblemente, no tarden en aparecer programas que funciones bajo sistema operativo LINUX. Por ello, la mayoría de los GIS son asequibles incluso para su uso personal.

La evolución en precios ha sido espectacular, hace diez años, un sistema GIS costaba aproximadamente doce millones de pesetas por las licencias software, más otros diez millones de pesetas para cada puesto de trabajo en una estación UNIX de gran potencia, hoy en día, casi todos los programas disponibles funcionan en ordenadores personales que cuestan menos de medio millón de pesetas y los precios de los programas GIS sencillos han bajado hasta las doscientas mil pesetas, y aunque los programas de altas prestaciones todavía tienen precios del orden de varios millones de pesetas, existe una fuerte competencia que presumiblemente conseguirá disminuir estos precios.

Aunque no es una lista completa de todos los sistemas GIS disponibles, se han recogido los más extendidos, separando los sistemas comerciales, de los gratuitos o de dominio público.

Sistemas comerciales: Arc/Info, Arc/Cad y ArcView de ESRI, MGE, TIGRIS Y FRAMME de INTERGRAPH, SICAD de Siemens, SPANS de TYDAC, SYSTEM9 y ARGIS 4GE de UNISYS, ERDAS de ERDAS inc, SMALLWORLD de Smallworld, Atlas GIS de Strategic Mapping, MapInfo de Mapinfo co, GENAMAP de GENASYS, TERRASOFT de Digital Resource Systems, Geographics de Bentley, ER-Mapper de Earth Resource Mapping, Autocad Map de Autodesk.

Sistemas de dominio público: GRASS del Cuerpo de Ingenieros del ejercito americano, MOSS de la Oficina de gestión de Tierras, SAGIS del servicio de parques, ODYSEY del laboratorio de análisis espacial de la Universidad de Harvard, ILWIS del ITC de Holanda y IDRISI de la Clark Unversity.

Casi todos los GIS tienen algún sistema de base de datos propios o usan formatos de dominio público como Dbase para almacenar información, pero cuando el tamaño de la base de datos crece, conviene delegar un programa específico de base de datos para realizar esta tarea óptimamente. Por ello se recogen los principales programas de gestión de base de datos que se pueden usar con casi todos los GIS.

Sistemas de gestión de bases de datos relacionales Oracle de Oracle, Informix de Informix, Sybase de Sybase, Ingress de Relational Technologies, DB2 de IBM, SQL Server y Access de Microsoft.

También se incluyen algunos nombres de librerías de programación GIS.

Librerías de programación MapObjects de ESRI, Geomedia de Intergraph, Ilog de Ilog, geoexplorer de Blue Marble Geographics.

 

 

5. TENDENCIAS Y NUEVAS TECNOLOGÍAS

En la actualidad se está extendiendo el uso de las tecnologías GIS de tal manera que como ya se ha comentado incluso algunas hojas de cálculo incluyen funciones de creación de mapas. Además la extensión de su uso está haciendo que muchos de los GIS puedan programarse para personalizarse e incluso existen GIS empaquetados en librerías de programación de forma que cualquiera pueda incluir funciones GIS en sus aplicaciones.

También se observa que los GIS han entrado en internet, con cada vez más fabricantes de GIS incluyendo servidores de funciones GIS que cualquier navegador puede ver, o de plug-ins para los navegadores mas populares de forma que cualquier pagina web puede convertirse en un puesto de trabajo GIS. Por ejemplo se pueden obtener mapas del estado del trafico en los alrededores de algunas ciudades.

Para terminar, se puede observar una convergencia de las aplicaciones GIS con otras tecnologías multimedia, con la inclusión de fotografías, vídeos, o sonidos en los mismos, y de nuevas formas de representación como son la realidad virtual, que viene a ser un GIS en tres dimensiones.

Se pueden considerar que los nuevos vídeo inventarios son sistemas de información geográfica, puesto que todos los elementos están referidos a una posición geográfica que es el punto kilométrico de una carretera. Aunque son GIS de un sola dimensión.

Algunos tipos de vídeo inventarios, permiten obtener coordenadas geográficas de los elementos utilizando técnicas de

triangulación fotogramétrica, medir tamaños y distancias, hacer representaciones tridimensionales y simulaciones con VRML o realidad virtual, superponiendo los elementos inventariados a fotografías reales de la carretera.

6. CONCLUSIONES

Como conclusión cabe recalcar algunos puntos para tratar de obtener los resultados esperados de un GIS de carreteras.

Decir que con la tecnología actual existen GIS capaces de casi todo, ya estamos acostumbrados a ver centros de control de túneles o tráfico que obtienen información en tiempo real de multitud de cámaras de video, sensores de tráfico, meteorológicos, etc.

Pero también hay que decir que hacerlo “todo” tiene un precio muy alto, por lo tanto conviene diseñar sistemas adecuados a las necesidades que se pretenden pero que puedan ampliarse a medida que aumenten las necesidades, dominemos los sistemas GIS y demandemos nuevos usos de ellos.

Si no conocemos la tecnología GIS conviene hacer un sistema pequeño y barato que nos enseñe las capacidades de los GIS, el mercado de los fabricantes y consultores.

Es importante planificar todo el proceso de creación de un GIS, selección del fabricante, del modelo de datos, la carga de información, el análisis, la presentación de resultados y el mantenimiento del sistema ya que la información se queda obsoleta rápidamente y hay que actualizarla.

Es conveniente huir de sistemas propietarios que impidan o dificulten en un futuro ampliar o mejorar nuestro sistema.

También es importante diseñar sistemas fáciles de usar, que vayan dirigidos a las personas que los van a usar, los GIS deben dar a los ingenieros la información que necesitan para gestionar las carreteras, deben ser herramientas para un mejor conocimiento de la carretera y para mejorar la planificación, el mantenimiento y la gestión.

Y por último una vez superadas todas las dificultades es importante compartir la información. Si se trata de una organización pública se debe poner a disposición de los ciudadanos los resultados obtenidos (con garantía de que no se van a comercializar y no van a usarse para fines no lícitos) o si se trata de organizaciones privadas poner a la venta los datos obtenidos, permitirá una mayor rentabilidad de los trabajos, una especialización de las empresas como creadores de datos GIS y nuevos usos de esos datos.

En cualquier caso compartir la información obtenida, redundará en un mayor mercado de datos GIS más baratos o incluso gratuitos, y una mayor demanda de calidad de los mismos, de rapidez de actualización y en definitiva de mejor información para gestionar mejor las carreteras.

7. BIBLIOGRAFÍA

No se pretende en este apartado hacer una recopilación exhaustiva, sino una breve reseña de algunos textos básicos para todo interesado

“Sistemas de Información Geográfica”,Joaquín Bosque Sendra, Rialp, 1992, Madrid.

“Fundamentos de teledetección espacial”, Emilio Chuvieco, Rialp, 1995, Madrid.

“Geographic Information Systems for Resource Management, a compendium”, American Society for Photogrametr and Remote Sensing, 1987.

“Fundamentals for Geographic Information Systems, a compendium”,J.R. Carter et al, W.J. Ripple Editor, 1989, Bethesda MD, USA.

“Proceedings GIS-T’93 Geographical Information Systems for Transportation Symposium” several, David Moyer and Tom Ries, Alburquerque New Mexico, 1993.

Abreviaturas

DIME Oficina del Censo USA (1970) TIGER Topologically Integrated Geographic Encoding Referencing (1986) ISTEA Intermodal Surface Transport Efficiency Act NSDI National Spatial Data Infraestruture IGN Instituto Geográfico Nacional CNIG Centro Nacional de Información Geográfica

Páginas Web

Dado el impacto que está teniendo internet en todas las tecnologías, se incluyen a continuación algunas direcciones de organismos y empresas relacionadas con el tema.

Organismos

CNIG España CNIG Portugal IGN España

Fabricantes GIS ESRI

http://www.esri.com

Intergraph

http://www.ingr.com http://www.intergraph.com

Bentley

http://www.bentley.com

Bluemarble

http://www.bluemarblegeo.com

Mapinfo

http://www.mapinfo.com

SmallWorld

http://www.smallworld-systems.co.uk

Genamap

http://www.genasys.com

ERDAS

http://www.erdas.com

ER-Mapper

http://www.ermapper.com

Autocad Map

http://www.autodesk.com

IDRISI

http://www.idrisi.clarku.edu

GRASS

http://www.cecer.army.mil/grass/GRASS .main.html

Etak

http://www.etak.com/

SICAD

http://www.mch.sni.de/public/sicad/sica d_us/sicad.htm

SYSTEM9

http://www.unisys.com/Products/gis

ARGIS 4GE

http://www.unisys.com/Products/gis

SPANS

http://www.tydac.com

Fabricantes Bases de Datos SQL Server/Access

http://www.microsoft.com

Oracle

http://www.oracle.com

Informix

http://www.informix.com

Sybase

http://www.sybase.com

Ingress

http://www.ingress.net

DB2

http://www.software.ibm.com/db2

 

Pedro Aliseda Pérez de Madrid 
Ramón Crespo del Río 
Pedro Yarza Álvarez

AEPO, Ingenieros Consultores S.A.