El próposito de esta nota es aportar algunas ideas y conceptos generales sobre lo que son los Sistemas de Información Geográfica (SIG), las ventajas que su empleo ofrece y sus campos de aplicación; en particular, se expondrá el desarrollo alcanzado por los SIG en el Transporte, para lo cual se detallarán los componentes que caracterizan a estos sistemas en relación con el sector.

Inscritos en los campos de la Geografía y la Informática, los Sistemas de Información Geográfica son un instrumento tecnológico diseñado para manejar, analizar y representar gráficamente datos de espacios territoriales.

Adaptados en un principio para el manejo rápido de las cada vez más vastas series de datos geográficos, especialmente de aquéllas disponibles en formatos digitales, y asociados a las ventajas de la cartografía automatizada, los SIG han alcanzado significativos avances en 30 años de historia. Actualmente, un SIG se distingue de otros instrumentos computacionales similares por ser una herramienta tecnológica útil para inventariar información geográfica, analizar esa información y por último representarla gráficamente. (Crain y MacDonald, 1983).

De acuerdo con las características anteriores, los SIG son instrumentos útiles para describir, explicar y predecir la forma en la que evolucionarán los patrones y procesos físicos o socieconómicos que tienen una expresión territorial. Según Tomlinson (1972), los SIG son el área común entre el procesamiento de información y la multitud de áreas que requieren técnicas de análisis espacial.

Técnicamente, los SIG se definen como "(...) una tecnología computacional compuesta por equipo (hardware), programas (software) y datos, empleada para capturar, editar y, lo más importante, analizar información geográfica (...)" (Lewis, S. y Fletcher, D., 1991).

La estructura y operación eficiente de todo Sistema de Información Geográfica gira alrededor de cuatro funciones principales, cada una de las cuales constituye un subsistema del SIG:

2. Subsistema de entrada de datos. Acopio y procesamiento de todo tipo de datos provenientes de formatos tan diversos como material cartográfico, imágenes de satélite, fotografías aéreas, fuentes estadísticas y textos, entre otros; esta función se apoya en el empleo de dispositivos periféricos de entrada tales como digitalizadores, scanners (barredores de imagen), videodiscos, etc.
3. Subsistema de archivo y acceso a datos. Se organiza para permitir un acceso rápido a las bases de datos, así como su eficiente actualización y corrección. Ello se facilita por la posibilidad de almacenamiento temporal o permanente de información que ofrece el sistema.
4. Subsistema de manejo y análisis de datos. Realiza una gran variedad de tareas, por ejemplo, cambiar los niveles de agregación de la información, estimar parámetros y restricciones para la optimización de modelos de simulación espacio-temporales, analizar redes, sobreponer mapas y datos, cambiar escalas, efectuar análisis estadísticos y generar nueva información, entre otras.
5. Subsistema de salida o reporte de datos. Puede representar toda o parte de una base de datos original o procesada y expresarla en forma de diagramas, gráficas, tablas, mapas, textos, etc.

Dado que los SIG hacen posible el estudio de procesos espaciales y permiten realizar análisis de tendencias y elaborar proyecciones de esos mismos procesos, su campo de aplicación es muy amplio y comprende áreas muy diversas.

Algunos ejemplos, no sólo de la variedad de campos de aplicación de los SIG, sino de los casos en que esta tecnología ha sido puesta en práctica y ha avalado por sí misma su utilidad, son las evaluaciones de uso del suelo; el aprovechamiento y control de los recursos forestales; el seguimiento y medición de los cambios causados por el fraccionamiento de tierras o el equipamiento urbano; la planeación, la administración y el pronóstico de dotación de servicios urbanos, entre otros.

El Sector Transporte merece atención aparte, no sólo por ser el objeto de estudio del IMT, sino por representar uno de los campos en donde los SIG han demostrado mejor su utilidad. Algunos campos de aplicación son los proyectos de construcción y mantenimiento de carreteras (en el IMT se ha desarrollado con base en un SIG un módulo de apoyo geográfico al Sistema para la Administración de la Conservación de los Pavimentos, ver Figura); el establecimiento de rutas e itinerarios en empresas de transporte; el análisis de flujos de transporte; el análisis de impacto ecológico; la identificación de rutas y tiempos de recorrido mínimos; las evaluaciones y proyecciones de demanda de transporte; los análisis de incidencia de accidentes, etc.

En el futuro, las aplicaciones de los SIG serán más amplias y variadas y su potencial analítico y representativo seguirá aumentando. Ello se debe a que los SIG han demostrado ser un instrumento de gran utilidad en un sinnúmero de campos y en especial en el apoyo a la toma de decisiones. Estimaciones acerca del mercado potencial de los SIG para los años noventas realizadas por Tomlinson en 1987, reportaron que el Sector Transporte será el que registrará la demanda más alta en la presente década, durante la cual entre 1,000 y 10,000 sistemas serán adquiridos y puestos en operación tan sólo en Estados Unidos y Canadá.

Los componentes de los SIG en relación con el sector transporte

Los SIG cuentan con características específicas derivadas de cada uno de sus cuatro grupos de componentes, que son 1) datos; 2) hardware o equipo computacional; 3) software o programas de cómputo y 4) contexto organizacional y factor humano.

Algunos autores sostienen que los datos constituyen la parte más importante de todo SIG. De acuerdo con su carácter o expresión intrínseca, los datos se clasifican en: a) locacionales, b) no locacionales y c) temporales.

Los datos locacionales definen a los objetos o entidades en términos de su ubicación espacial con respecto a un sistema de coordenadas conocido. Los datos no locacionales o atributos se refieren a características o variables (nombres, cantidades, valores, clases, etc.) de las entidades o fenómenos espaciales que son independientes de su localización explícita. El tercer tipo de datos se refiere a la dimensión tiempo, de particular relevancia dentro de los SIG para examinar cambios en los patrones y procesos espaciales en un periodo determinado.

El transporte, al tener una expresión espacial definida, es un fenómeno geográfico dinámico y multirrelacionado, que surge como campo fértil de aplicación de los SIG en virtud de que la planeación, administración y evaluación de sus actividades demandan necesariamente la integración de datos locacionales y atributos a diferentes niveles y escalas, así como el manejo y análisis espacial de series de tiempo, todas ellas funciones que se facilitan mediante el empleo de un SIG adecuado.

El equipo computacional está integrado por elementos que se clasifican según las funciones que cumplen; en el transporte, conviene resaltar la capacidad de los SIG más avanzados para enlazarse directamente con otras computadoras e instrumentos de captura y registro automatizado, como pueden ser equipos de aforo vehicular, sistemas de control de carga y pasaje, mecanismos ópticos de registro, sistemas de posicionamiento global (GPS), sensores remotos y procesadores de imágenes de satélite, entre otros dispositivos que les confieren la posibilidad de manejar información prácticamente al día.

Los programas de cómputo varían en capacidad, diversidad y alcance, y suelen recurrir a técnicas que cambian, principalmente, según el tipo de registro y de estructuración de las bases de datos, que puede ser teselar o vectorial. Ambas formas de organización son independientes pero complementarias y se aplican según el propósito y las propiedades de la información.

En los registros de tipo teselar, o raster, el espacio geográfico se divide en teselas o celdas, habitualmente de forma regular, contiguas, exclusivas, indivisibles e independientes del fenómeno que representan; a ellas se les asigna un valor único por cada atributo. En el modelo vectorial, se supone que el espacio geográfico es continuo y que cumple con los postulados de la Geometría Euclidiana. Los rasgos del paisaje están representados por pares de coordenadas cartesianas que describen puntos, líneas y áreas.

Las diferencias citadas explican las ventajas relativas de cada tipo de formato para ciertos procesos relacionados con el análisis espacial. Por ejemplo, el trabajo con superficies geográficas opera de manera más eficiente con una estructura teselar, mas ello cambia cuando los elementos están organizados en forma de redes. Aunque en el mercado pueden encontrarse ya SIG equipados con mecanismos de conversión de estructuras vectoriales a teselares y viceversa, este problema todavía no está resuelto del todo. Por ello, para aplicaciones en el transporte, el SIG elegido debe ser de tipo vectorial, en virtud de que la actividad puede caracterizarse por medio de redes de vías interconectadas (carreteras, ferroviarias, aéreas, etc.), de puntos de enlace o nodos y de flujos de transporte diversos, todo lo cual define el patrón de estructuración territorial y la organización operativa del sistema de transporte. Por ejemplo, los análisis de morfología de las redes, de rutas óptimas, de flujos de transporte, de proyecto y trazo de nuevas vías, por citar algunos casos, requieren para el efecto de un sistema de tipo vectorial.

El cuarto y último componente de los SIG se refiere a la estructura de organización y el apoyo institucional y, por otra parte, al factor humano preparado tanto en la problemática del transporte como en el manejo de los sistemas de información geográfica.