viernes, 16 de octubre de 2015

Términos geográficos


Base de datos espacial (spatial database) es un sistema administrador de bases de datos que maneja datos existentes en un espacio o datos espaciales.
En este tipo de bases de datos es imprescindible establecer un cuadro de referencia (un SRE, Sistema de Referencia Espacial) para definir la localización y relación entre objetos, ya que los datos tratados en este tipo de bases de datos tienen un valor relativo, no es un valor absoluto. Los sistemas de referencia espacial pueden ser de dos tipos: georreferenciados (aquellos que se establecen sobre la superficie terrestre. Son los que normalmente se utilizan, ya que es un dominio manipulable, perceptible y que sirve de referencia) y no georreferenciados (son sistemas que tienen valor físico, pero que pueden ser útiles en determinadas situaciones).
La construcción de una base de datos geográfica implica un proceso de abstracción para pasar de la complejidad del mundo real a una representación simplificada que pueda ser procesada por el lenguaje de las computadoras actuales. Este proceso de abstracción tiene diversos niveles y normalmente comienza con la concepción de la estructura de la base de datos, generalmente en capas; en esta fase, y dependiendo de la utilidad que se vaya a dar a la información a compilar, se seleccionan las capas temáticas a incluir.
La estructuración de la información espacial procedente del mundo real en capas conlleva cierto nivel de dificultad. En primer lugar, la necesidad de abstracción que requieren los computadores implica trabajar con primitivas básicas de dibujo, de tal forma que toda la complejidad de la realidad ha de ser reducida a puntos, líneas o polígonos.
En segundo lugar, existen relaciones espaciales entre los objetos geográficos que el sistema no puede obviar; la topología, que en realidad es el método matemático-lógico usado para definir las relaciones espaciales entre los objetos geográficos puede llegar a ser muy compleja, ya que son muchos los elementos que interaccionan sobre cada aspecto de la realidad.

Datos espaciales

Información del mundo real realizado en capas temáticas.
Un modelo de datos geográfico es una abstracción del mundo real que emplea un conjunto de objetos dato, para soportar el despliegue de mapas, consultas, edición y análisis. Los datos geográficos, presentan la información en representaciones subjetivas a través de mapas y símbolos, que representan la geografía como formas geométricas, redes, superficies, ubicaciones e imágenes, a los cuales se les asignan sus respectivos atributos que los definen y describen.
Un dato espacial es una variable asociada a una localización del espacio. Normalmente se utilizan datosvectoriales, los cuales pueden ser expresados mediante tres tipos de objetos espaciales.

Puntos

Se encuentran determinados por las coordenadas terrestres medidas por latitud y longitud. Por ejemplo, ciudades, accidentes geográficos puntuales, hitos.

Líneas

Objetos abiertos que cubren una distancia dada y comunican varios puntos o nodos, aunque debido a la forma esférica de la tierra también se le consideran como arcos. Líneas telefónicas, carreteras y vías de trenes son ejemplos de líneas geográficas.

Polígonos

Figuras planas conectadas por distintas líneas u objetos cerrados que cubren un área determinada, como por ejemplo países, regiones o lagos.
De esta forma la información sobre puntos, líneas y polígonos se almacena como una colección de coordenadas (x, y). La ubicación de una característica puntual, pueden describirse con un sólo punto (x, y). Las características lineales, pueden almacenarse como un conjunto de puntos de coordenadas (x, y). Las característicaspoligonales, pueden almacenarse como un circuito cerrado de coordenadas. La otra forma de expresar datos espaciales es mediante rasterización, la cual, a través de una malla que permite asociar datos a una imagen; es decir, se pueden relacionar paquetes de información a los píxeles de una imagen digitalizada.
Los datos espaciales además se caracterizan por su naturaleza georreferenciada y multidireccional. La primera se refiere que la posición relativa o absoluta de cualquier elemento sobre el espacio contiene información valiosa, pues la localización debe considerarse explícitamente en cualquier análisis. Por multidireccional se entiende a que existen relaciones complejas no lineales, es decir que un elemento cualquiera se relaciona con su vecino y además con regiones lejanas, por lo que la relación entre todos los elementos no es unidireccional. Es decir, todos los elementos se relacionan entre sí, pero existe una relación más profunda entre los elementos más cercanos. Como destacaba Tobler: "todo tiene que ver con todo, pero las cosas cercanas están más relacionadas que las cosas lejanas".1

Álgebra

El álgebra utilizada se denomina álgebra ROSE (RObust Spatial Extension)2 el cual está basada en los tipos de datos espaciales reales (STD - spatial data types), pero en este caso, los objetos no están definidos en el espacio Euclidiano continuo sino que en términos de la malla que discretiza el espacio, esto debido a que los cálculos computacionales son discretos. Los operadores espaciales se definen de la siguiente forma.

Operadores de selección

Query puntual (PQ)

Dado un punto p, encontrar todos los objetos espaciales O que lo contienen.
  • PQ(p)={O|p pertenece a O.G ≠ Ø}

Ry de Rango o región (WQ)

Dado un polígono P de consulta, encuentre todos los objetos O que intersecan P. Cuando P es rectangular, se llama windows query.
  • WQ(P)={O|O.G ∩ P.G ≠ Ø}

Agregación espacial

Es una variante de búsqueda por vecino más cercano. Dado un objeto O’, encuentre los objetos o que tiene una mínima distancia de o’.
  • NNQ(o')={o|para todo o: dist(o'.G,o.G) ≤ dist(o'.G,o.G)}

Join espacial

Es uno de los más importantes operadores. Cuando dos tablas R y S son unidas basado en un predicado espacial θ, la unión de las tablas es llamada espacial. Una variante de este operador en SIG es la superposición de mapas (map overlay). Este operador combina dos conjuntos de objetos espaciales para formar un nuevo conjunto. Las fronteras de este conjunto son determinadas por los atributos no espaciales asignados por la operación de superposición. Por ejemplo, si la operación asigna un mismo valor de un atributo no espacial a dos objetos vecinos, ellos se juntan o mezclan.

Métodos de acceso espacial

Para evitar la revisión exhaustiva de los datos en una base de datos, se crean índices que reducen el número de elementos a visitar en la base de datos en un procesamiento de consulta. La clásica indexación por B-tree no es aplicable en el caso espacial donde no existe un orden único de los valores de claves. Es por este motivo que existen tres categorías de métodos de acceso espacial, las PAM (Point Access Method), R-Tree, las SAM (Spatial Access Method), los cuales se utilizan de acuerdo al tipo de dato en el que está la base de datos espacial ya sea raster o vectorial.3
Aunque se han creado los benchmarks que comparan diferentes métodos, los resultados no son concluyentes, pero se recomienda utilizar cualquiera de ellos. Un índiceR-tree aproxima cada geometría en un único rectángulo que la acota minimizando los espacios llamado MBR (Minimal Bounding Rectangle) y organiza una colección de objetos espaciales en una jerárquica donde las hojas contienen punteros a los datos y los nodos intermedios contienen el rectángulo mínimo que contiene a sus sub-hojas. Todas las hojas aparecen al mismo nivel. Cada entrada a una hoja es una tupla (R,O), donde R es el MBR y O es el objeto. Cada nodo intermedio es un tupla (R,P), donde R es el MBR que contiene los rectángulos hijos apuntados por P.

Lenguajes de consulta espacial

Las bases de datos espaciales no tienen un conjunto de operadores que sirvan como elementos básicos para la evaluación de consultas ya que estas manejan un volumen extremadamente grande de objetos complejos no ordenados en una dimensión. Es por esto que existen algoritmos complejos para evaluar predicados espaciales. Las consultas son realizadas generalmente en SSQL (Spatial SQL),4 el cual introduce, mediante extensiones, los distintos conceptos del álgebra ROSE dentro del lenguaje SQL estándar, es decir, utiliza las cláusulas SELECT-FROM-WHERE para las tres operaciones en el álgebra relacional (proyección algebraica, producto cartesiano y selección). Las tres categorías fundamentales de consultas en un sistema de información espacial son:
  • Consultas exclusivamente de propiedades espaciales. Ejemplo: "Traer todos los pueblos que son cruzados por un río".
  • Consultas sobre propiedades no espaciales. Ejemplo: "Cuantas personas viven en Valdivia".
  • Consultas que combinan propiedades espaciales con no espaciales. Ej: "Traer todos los vecinos de un cuadra localizada en Los Angeles"
En el lenguaje SSQL, el ejemplo del segundo punto se escribiría de la siguiente forma.
SELECT poblacion FROM ciudades WHERE nombre= "Valdivia"
El otro tipo de consultas, para los datos obtenidos mediante rasterización, es llamado PSQL(Pictoral SQL) donde cada objeto espacial se extiende mediante un atributoloc (localización) el cual es referenciado en la cláusula SELECT para una salida gráfica y una cláusula específica para tratar relaciones espaciales. También se destaca en los lenguajes de modelado de la información espacial a GML que es una estructura para almacenar y compartir datos geográficos. Es una codificación del modelo geométrico de rasgo simple del OGC (Open Geospatial Consortium simple feature) usando XML. Un rasgo geográfico (geographic feature) es definido por el OGCcomo "una abstracción del fenómeno del mundo real, si éste está asociado con una posición relativa a la Tierra". Por tanto, es posible hacer una representación del mundo real con un conjunto de rasgos. La especificación de un rasgo viene dada por sus propiedades, las que pueden pensarse definidas como un triple (nombre, tipo, valor). Si este rasgo es geográfico entonces la propiedad tendrá un valor geométrico. Por tanto, un rasgo simple del OGC es aquel cuya propiedad geométrica está restringida a una geometría simple en la que sus coordenadas estén definidas en dos dimensiones y en el caso de existir una curva, ésta es sujeta a una interpolación lineal. 2010

Aplicaciones BDE

Normalmente las bases de datos espaciales están asociadas a sistemas SIS (Sistemas de Información Estratégicos) o SIG (Sistemas de Información Geográfica). La información geográfica contiene una referencia territorial explícita como latitud y longitud o una referencia implícita como domicilio o código postal. Las referencias implícitas pueden ser derivadas de referencias explícitas mediante geocodificación. La información geográfica es a su vez el elemento diferenciador de un Sistema de Información Geográfica frente a otro tipo de Sistemas de Información; así, la particular naturaleza de este tipo de información contiene dos vertientes diferentes: por un lado está la vertiente espacial y por otro la vertiente temática de los datos. Mientras otros Sistemas de Información contienen sólo datos alfanuméricos (nombres, direcciones, números de cuenta, etc.), las bases de datos de un SIG integran además la delimitación espacial de cada uno de los objetos geográficos. Las implementaciones de bases de datos espaciales se dividen en tres campos.

SIG Puros

Son bases de datos espaciales sin ninguna capa intermedia, realizan las operaciones de selección espacial de manera nativa. Son modulares, extensibles y normalmente con una interfaz amigable. Aunque también son capaces de generar una interfaz gráfica amigable para las bases de datos comunes, de tal manera de utilizar datos espaciales ya almacenados en estas tecnologías.

Ad-hoc

Son sistemas desarrollados para alguna aplicación determinada, que utilizan un sistema de manejo de archivos propio y por ende un sistema de administración de datos propio. Es por eso que no son modulares, ni reutilizables. La ventaja es que son muy eficientes.

Bases de datos con extensiones para bases de datos espaciales

Son sistemas de bases de datos normales a los cuales se les agrega una capa para el manejo de la geometría y hacer el "traspaso" desde datos comunes a datos espaciales transparente al usuario final.








bienestar social se le llama al conjunto de factores que participan en la calidad de la vida de las personas en una sociedad y que hacen que su existencia posea todos aquellos elementos que dan lugar a la satisfacción humana.
El bienestar social es una condición no observable directamente, sino que es a partir de formulaciones como se comprende y se puede comparar de un tiempo o espacio a otro. Aun así, el bienestar, como concepto abstracto que es, posee una importante carga de subjetividad propia del individuo, aunque también aparece correlacionado con algunos factores económicos objetivos. El bien social no implica necesariamente un colectivismo.

Bienestar económico

La medida del bienestar económico ha sido objeto de intenso debate debido a la dificultad de definir qué debe entenderse por bienestar. Convencionalmente se ha optado por tomar, como medida del bienestar, la cantidad de bienes materiales y servicios útiles producidos por un país, dividido entre el número de sus habitantes (lo que se conoce con el nombre de renta per cápita) o alguna medida directamente relacionada con ésta. Aun así, existen otras medidas alternativas que consideran factores no englobados en el PIB y en la renta per cápita.1
Para rentas nacionales bajas, la renta per cápita es mucho mejor indicador del bienestar social. Una de las razones es que la esperanza de vida está positivamente correlacionada con el PIB per cápita cuando éste se sitúa entre 0 y 4.000 dólares, pero a partir de 10.000 dólares apenas existe correlación entre ambos,2 por ejemplo. Otros factores que contribuyen al nivel de vida material de una población son:3
  • El desempleo, en particular el desempleo o subempleo crónico está asociado a la marginalidad, la pobreza y cierto tipo de disfunciones sociales.
  • La distribución de la renta, se considera que beneficia a la sociedad una renta que esté distribuida de manera más uniforme entre los miembros de un país, a que ésta presente fuertes contrastes entre ricos y pobres.

Renta per cápita

La renta per cápita se mide a partir del Producto Interno Bruto (PIB) o valor de los bienes y servicios que produce un país, dividido entre el número de habitantes. Al calcular el valor de la producción de un país a precios de mercado, se sabe cuál es el ingreso de ese país. Por acuerdo internacional, se expresa siempre en dólares.
Si se divide el valor del PIB entre el número de habitantes, se obtiene un promedio, un indicador de cuánto tendría de ingreso cada quien. Se hace así porque si dos países tienen el mismo PIB, digamos de 100, pero uno tiene 5 habitantes y otro 10, al dividir el 100/5 vemos que el ingreso per cápita es de 20 mientras que en el otro, al dividir 100/10 el ingreso per cápita es de 10, o sea es un país más pobre que el primero.
Se trata de un cálculo estadístico, de un promedio, no de que en realidad los habitantes de un país produzcan eso y por tanto tengan ese ingreso. Hay muchas personas que, como los bebés, no producen nada económicamente hablando y otras que producen muchísimo más que la cifra promedio.
Los tres factores que más contribuyen al incremento del PIB per cápita son:
  • La productividad, medida normalmente por el valor monetario de la cantidad de bienes y servicios que produce un trabajador/a en una hora.
  • La tasa de ocupación por población o porcentaje de la población total que tiene un trabajo remunerado.
  • El número de horas trabajadas por cada persona ocupada al año.
El PIB per cápita recibe fuertes críticas como índicador del bienestar social. Como ejemplo, algunos economistas han objetado que el PIB mide sólo un aspecto parcial del bienestar económico objetivo.

Índice de Pobreza Humana (IPH)

En cambio, el IPH intenta medir el nivel de pobreza existente en un país. Este índice fue elaborado por Naciones Unidas y en el caso de las economías en desarrollo (puesto que existe otro índice para los países de la OCDE) comprende:
  • La probabilidad al nacer de no sobrevivir a los cuarenta años.
  • La tasa de adultos no alfabetizados.
  • La media entre la tasa de población sin acceso estable a una fuente de agua de calidad y la tasa de menores de edad con peso por debajo de la media.
Así pues, éste último índice es más elevado en los países de mayor pobreza.

Índices de distribución de la renta

Como se ha indicado para medir aproximadamente la distribución uniforme de la renta entre todos los individuos de un país determinado existen algunos indicadores económicos alternativos como son:

Bienestar social

Algunos de los indicadores más idóneos para medir el bienestar social de un país son:1

Desarrollo humano y pobreza

Además del índice de desarrollo humano directo (IDH), que entre sus parámetros cuenta con la Renta per cápita, existen otros, indirectos, que son aquellos que indican el grado de pobreza, subdesarrollo o privación.

Bienestar subjetivo

El bienestar subjetivo es cualquier medida de la cantidad de bienestar que dicen tener las personas de un país. Una medida de esto por ejemplo es índice de bienestar subjetivo, que se elabora a partir de encuestas, se calcula a partir del porcentaje de personas que se consideran "felices" o "muy felices" menos el porcentaje de personas que se consideran "no muy felices" o "infelices".
La encuesta mundial de valores de 1990 mostró que este índice variaba desde -2% para Bulgaria hasta el 90% para Islandia. Se observó al igual que sucede con la esperanza de vida, que para niveles de renta baja existe una correlación más alta entre bienestar subjetivo y PIB per cápita. Para rentas más altas sigue existiendo correlación aunque más moderada. El coeficiente de correlación r entre las dos variables considerando todos los tramos de renta fue alto (r = 0,74).10

Crítica: el PIB per cápita como indicador de bienestar

El PIB per capita real de una economía suele utilizarse como indicador del nivel de vida medio de los particulares de un país, y el crecimiento económico suele verse por lo tanto como un indicador del aumento en el nivel de vida medio.
No obstante, se presentan algunos problemas al calcular el crecimiento mediante PIB per capita con la finalidad de medir el crecimiento del bienestar, por ejemplo:
  • Los gastos para contrarrestar los efectos negativos del crecimiento sobre el medio ambiente, como la contaminación (esto se llama gasto defensivo).
  • Aspectos económicos 'negativos', como el coste del desplazamiento.
  • Evaluación del rendimiento no comercializado, como el trabajo en el hogar (si un particular contrata a un empleado del hogar en lugar de limpiar la casa por sí mismo, este rendimiento se contabiliza en el PIB, pero probablemente el bienestar no haya aumentado).
  • Es posible que parte de los buenos rendimientos no queden reflejados en el PIB, por ejemplo el de los padres que cuidan de sus bebés, el bricolaje y el trabajo en régimen de voluntariado.
  • La distribución desigual de la renta; según la teoría de la utilidad marginal, los ingresos extra tienen menor utilidad para quienes ya disponen de unos ingresos altos que para aquellos que tienen ingresos bajos, de modo que un aumento en el PIB puede aumentar la utilidad en diferentes medidas según el lugar del individuo en la cadena de distribución de la riqueza.
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