Historia de los SIG
El desarrollo sufrido por los SIG desde sus orígenes hasta nuestros días es enorme. La popularización de las tecnologías y los esfuerzos de desarrollo llevados a cabo por un amplio abanico de ciencias beneficiarias de los SIG, todos han contribuido a redefinir la disciplina e incorporar elementos impensables entonces.
Podemos situar el origen de los SIG al inicio de la década de los 60, como resultado de unos factores que convergen para dar lugar al desarrollo de estos. Dichos factores son principalmente dos: la necesidad creciente de información geográfica y de una gestión y uso óptimo esta, y la aparición de los primeros computadores.
Las bases para la futura aparición de los SIG las encontramos algunos años antes de esa década de los 60, con el desarrollo de nuevos enfoques en cartografía, tales como la geografía cuantitativa, que parecen predecir las necesidades futuras que un manejo informatizado de esta traerá.
La primera experiencia relevante en la que se combinan geografía e informática la encontramos en 1959, cuando Waldo Tobler define los principios de un sistema denominado MIMO (map in--map out) con la finalidad de aplicar los ordenadores al campo de la cartografía. En él, establece los principios básicos para la creación de datos geográficos, su codificación, análisis y representación dentro de un sistema informatizado.
El primer Sistema de Información Geográfica formalmente desarrollado aparece en Canadá. Este sistema, denominado CGIS (Canadian Geographical Information Systems), fue desarrollado a principios de los 60 por Roger Tomlinson, popularmente conocido como el «padre del SIG».
A mediados de los 60, las aplicaciones SYMAP y GRID sientan respectivamente las bases de los dos principales enfoques a la hora de manejar información geográfica: el enfoque raster y el enfoque vectorial. Ambas alternativas serán explicadas con detalle más adelante en este libro. Los conceptos básicos para el análisis dentro del SIG ráster los establece poco despues Dana Tomlin, desarrollando lo que se conoce como álgebra de mapas.
Durante los años sesenta, se produce un gran desarrollo de los SIG a partir de esos elementos iniciales, y el SIG comienza a incorporarse a la comunidad cartográfica, dejando de ser una herramienta experimental.
La evolución de los SIG desde entonces recorre sucesivas etapas, avanzando muy rápidamente ante la influencia de numerosos factores externos. Esta evolución tiene lugar en el propio SIG como disciplina, en las tecnologías que lo sustentan, en los datos, así como en las técnicas y formulaciones.
La evolución de los SIG como disciplina
Los SIG eran en origen una mera combinación de elementos de cartografía cuantitativa, enlazados con los sistemas informáticos de la época. Se trataba de un territorio propio de cartógrafos y geógrafos que intentaban adaptar sus conocimientos y necesidades a las tecnologías que por aquel entonces comenzaban a surgir. No obstante, desde aquellos orígenes los cambios han sido muy grandes, y se han incorporado al ámbito de los SIG un gran número de otras disciplinas cuya aportación e influencia puede ser equivalente o incluso superior a la de la cartografía o la geografía.
Coincidiendo con la etapa inicial del desarrollo de los SIG, empieza a aparecer una preocupación por el entorno que tiene consecuencias muy favorables para el desarrollo de todas las ciencias relacionadas, la gran mayoría de las cuales son o serán usuarias directas de SIG. El SIG comienza a integrarse paulatinamente en las tareas de gestión del medio, como un apoyo imprescindible a la hora de analizar este.
Al principio de la década de los 70, siendo ya claro que los SIG son herramientas con gran futuro, aparecen no solo los esfuerzos de desarrollo y estabilización de la disciplina, sino todos los restantes que dan entidad propia a la prometedora ciencia de la información geográfica con base informática. Comienzan a celebrarse conferencias y simposios sobre SIG, y estos pasan a formar parte de los curricula universitarios. En los años 80, se consolidan las revistas y foros especializados, que habrán de llevar la disciplina a un público más amplio.
En el aspecto comercial, la industria del SIG se consolida también en los años 70. ESRI (Environmental Systems Research Institute), empresa pionera y líder del sector hasta el día de hoy, se funda en 1969, y sus productos tienen gran importancia a la hora de convertir los SIG en un elemento de consumo. El primer SIG de código abierto, GRASS (Geographic Resources Analysis Support System), aparece en 1985.
El mayor avance en la incorporación de los SIG a entornos no profesionales tiene lugar en la primera década del siglo XXI, con la aparición de servicios de cartografía tales como Google Maps. La popularización de los navegadores GPS, que incorporan tanto elementos de representación como de análisis propios de los SIG, son otro buen ejemplo de la proliferación del SIG entre un público no especializado.
La evolución de la tecnología
Tres son los bloques principales del desarrollo informático con una influencia más marcada en el campo de los Sistemas de Información Geográfica:
- Salidas gráficas. La evolución de las capacidades gráficas, intensa desde sus inicios hasta nuestros días y aún muy activa, ha sido seguida de cerca por los SIG, que progresivamente van incorporando mejoras tanto en la representación en pantalla como en la generación de mapas impresos.
- Almacenamiento y acceso de datos. El aumento en el tamaño de los datos manejados en el SIG ha debido acompañarse de mejoras en la capacidad de almacenamiento, así como en la de lectura, para poder garantizar un uso fluido.
- Entrada de datos. Los datos geográficos utilizados en los primeros años de los SIG eran datos en papel que se digitalizaban y almacenaban mecánicamente en tarjetas perforadas en un único proceso mecánico. Desde esos sistemas mecánicos de tarjetas hasta los modernos equipos, la aparición de scanners de gran precisión y técnicas de digitalización automáticas, entre otros, ha cambiado completamente el ámbito de la entrada de datos para su uso en un SIG.
Además del avance de estos factores, la evolución general de los ordenadores afecta a todos los elementos de software que se ejecutan sobre ellos. De las grandes computadoras se pasa a los ordenadores personales, y los programas tales como los SIG realizan también esa transición de una a otra plataforma.
La elaboración y análisis de cartografía se convierte a finales de los años 80 en una tarea que puede ya llevarse a cabo en equipos personales (PC) de bajo coste, lejos de las grandes máquinas y equipos dedicados de alto coste.
La evolución de las plataformas no se detiene ahí. Las tendencias actuales apuntan a llevar los SIG de forma genérica a plataformas móviles tales como teléfonos o tabletas, especialmente indicadas para la toma de datos en campo. La combinación de estos últimos con las tecnologías de posicionamiento global como el GPS se demuestra altamente práctica en este aspecto.
La aparición de Internet es un hecho que ha modificado todos los aspectos de la sociedad actual, estén relacionados o no con ámbito científico. El primer uso relacionado con el SIG o la distribución de cartografía lo encontramos en 1993, con la aparición de Xerox PARC, el primer servidor de mapas. El primer atlas digital en linea, el Atlas Nacional de Canadá, se encuentra disponible desde 1994. Mas recientemente, ya en este siglo, los concepto de la Web 2.0 se adaptan al ámbito de los SIG y facilitan la aparición de lo que se conoce como Web Mapping.
La evolución de los datos
Las primeras bases de datos geográficas contenían mapas escaneados y elementos digitalizados en base a estos. A partir de este punto, van apareciendo nuevas fuentes de datos cuya estructura es más adecuada para su tratamiento informatizado, y al tiempo que los SIG se adaptan a estas, surge una relación bidireccional que resulta beneficiosa para ambos.
Un avance primordial en este sentido lo constituye el lanzamiento de los primeros satélites de observación terrestre. Las técnicas existentes para la toma de fotografías aéreas, desarrolladas principalmente con fines militares durante la Primera Guerra Mundial (aunque iniciadas a mitad del siglo XIX con la toma de fotografías desde globos aerostáticos), pasan a aplicarse a escala global con la aparición de satélites destinados a estos efectos. En 1980 se funda SPOT, la primera compañía mundial en ofrecer con carácter comercial imágenes procedentes de satélite para toda la superficie terrestre.
Las tecnologías de posicionamiento y localización son otra fuente de datos de primer orden. En 1981, el sistema GPS pasa a ser plenamente operativo, y en 2000 se amplía la precisión de este para uso civil.
Al igual que las aplicaciones, los distintos tipos de datos geográficos digitales se van asentando y popularizando, recibiendo progresivamente más atención y medios. El Servicio Geológico de los Etados Unidos (USGS) publica en 1976 los primeros Modelos Digitales de Elevaciones (MDE), en respuesta a la gran importancia que este tipo de dato tiene dentro del nuevo contexto del análisis geográfico. En el año 2000 se publican los datos de la Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM), con información altitudinal de un 80% de la superficie terrestre a una resolución de un segundo de arco (aproximadamente, 30 metros).
La aparición de nuevas técnicas tales como el LiDAR abre nuevos caminos en cuanto a la precisión que puede obtenerse en la caracterización del terreno, posibilitando nuevos usos y análisis antes no planteados.
La evolución de los datos no es solo una evolución técnica, sino también de carácter social y organizativo. Se empieza a entender que resulta necesario formular estrategias adecuadas para la gestión de los datos espaciales, y se desarrollan las denominadas Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE). El ejemplo más destacado de estas es la IDE Nacional de los Estados Unidos (NSDI), de 1994. En Europa, la directiva INSPIRE, de 2007, pretende la creación de una infraestructura similar.
Muchos de estos desarrollos y actividades se adhieren a las especificaciones establecidas por el Open GIS Consortium (OGC), un consorcio internacional fundado en 1994 para homogeneizar el empleo y difusión de los datos geográficos.
La evolución de las técnicas y formulaciones
Una vez que se implementan los primeros SIG y se suplen las necesidades de análisis y gestión de datos espaciales que motivaron su aparición, comienza el proceso de desarrollar nuevas técnicas y planteamientos que permiten ir más allá en dicho análisis.
Los antecedentes del análisis espacial son relativamente recientes. En 1854 John Snow realizó la que puede considerarse como una de las primeras experiencias cartográficas analíticas, al utilizar mapas de puntos para efectuar sus deducciones y localizar en Inglaterra la fuente de un brote de cólera.
En su libro Design with Nature (1969), Ian McHarg define los elementos básicos de la superposición y combinación de mapas, que, como veremos más adelante, son los que se aplican tanto en el análisis como en la visualización de las distintas capas de datos geográficos en un SIG.
Un desarrollo especialmente relevante es el experimentado por el análisis del relieve, una disciplina que con la aparición de los SIG sufre un salto cualitativo muy importante. La orografía clásica, con un enfoque tradicionalmente sustentado en la geología y el análisis geomorfológico, va dando lugar a una ciencia cada vez más cuantitativa centrada en el análisis morfométrico del relieve.
Junto con la componente analítica, otros elementos de la práctica cartográfica evolucionan de forma similar. En 1819, Pierre Charles Dupin crea el primer mapa de coropletas. Con la llegada de los SIG, este tipo de mapas se convertirán en una forma de representación muy popular.
El avance en el desarrollo de las aplicaciones de diseño asistido por ordenador (CAD), y en general de las representaciones gráficas por ordenador, impulsó igualmente la aparición y evolución posterior de una nueva disciplina: la geometría computacional. Sobre esta se fundamenta el análisis vectorial dentro de un SIG, y también parte de los mecanismos que este usa para la representación gráfica de elementos.