Evaluación multicriterio en sistemas de información geográfica aplicada a la cuenca del río Paute

224 Pages·2012·39.87 MB·Spanish

UNIVERSIDAD DEL AZUAY
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA
ADMINISTRACIÓN
Escuela de Ingeniería de Sistemas

Evaluación multicriterio en sistemas de información
geográfica aplicada a la cuenca del río Paute

Tesis previa a la obtención del título de
Ingeniero de Sistemas
Autor:
Jorge Hernán Mera Dávila

Director: Ing. M.Sc. Omar Delgado Inga
Cuenca, Ecuador
2012
Dedicatoria

A mis padres, por su apoyo constante en mi vida académica.

ii
Agradecimientos

A Omar Delgado, Nadia López, Nathaly Cedillo y Diego Pacheco, por su ayuda y
paciencia a lo largo de este proyecto.
A la vida, por brindarme oportunidades para alcanzar la felicidad.

iii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Dedicatoria ................................................................................................................... ii
Agradecimientos ......................................................................................................... iii
Índice de ilustraciones y tablas .................................................................................... x
Figuras ...................................................................................................................... x
Tablas ..................................................................................................................... xv
Gráficos ................................................................................................................ xvii
Resumen .................................................................................................................. xviii
Abstract ..................................................................................................................... xix
Introducción ................................................................................................................. 1
CAPÍTULO I: SISTEMATIZACIÓN DE LOS INDICADORES PARA LA
EVALUACIÓN MULTICRITERIO ........................................................................... 2
1.1 Introducción ........................................................................................................ 2
1.2 Generalidades ..................................................................................................... 3
1.3 Indicadores Sociales ........................................................................................... 4
1.4 Indicadores Ambientales .................................................................................... 4
1.5 Indicadores de Disponibilidad de agua .............................................................. 5
1.6 Indicadores de Importancia agropecuaria ........................................................... 6
1.7 Metodología para la organización de los archivos ............................................. 6
1.8 Conclusiones .................................................................................................... 10
CAPÍTULO II: FICHAS DESCRIPTIVAS DE LOS CRITERIOS DE
EVALUACION ......................................................................................................... 11
2.1 Introducción ...................................................................................................... 11
2.2 Importancia ambiental ...................................................................................... 12
2.3 Vulnerabilidad de ecosistemas ......................................................................... 19
2.4 Disponibilidad del agua .................................................................................... 21
2.5 Importancia agropecuaria ................................................................................. 37
iv
2.6 Conclusiones .................................................................................................... 46
CAPÍTULO III: EVALUACIÓN MULTICRITERIO EN LOS SIG ........................ 47
3.1 Introducción ...................................................................................................... 47
3.2 Antecedentes .................................................................................................... 48
3.3 Definición ......................................................................................................... 48
3.4 Componentes de la EMC en un SIG ................................................................ 50
3.4.1 Objetivos y alternativas ............................................................................. 50
3.4.2 Criterios: factores y limitantes ................................................................... 51
3.4.3 La regla de decisión ................................................................................... 52
3.4.4 El proceso de evaluación ........................................................................... 53
3.4.5 Matrices ..................................................................................................... 53
3.5 Modelos matemáticos para EMC en un SIG .................................................... 54
3.5.1 Sumatoria lineal ponderada ....................................................................... 54
3.5.2 Lógica difusa.............................................................................................. 55
3.5.3 Post procesamiento de los mapas............................................................... 55
3.5.4 Análisis de sensibilidad ............................................................................. 56
3.6 Conclusiones .................................................................................................... 58
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LA HERRAMIENTA PARA LA
EVALUACIÓN MULTICRITERIO ......................................................................... 59
4.1 Introducción ...................................................................................................... 59
4.2 Requisitos previos para la selección de programas COTS Commercial of the
shelf candidatos en la investigación ....................................................................... 60
4.2.1 Resultados de la selección de programas candidatos................................. 62
4.3 ILWIS ............................................................................................................... 63
4.3.1 Antecedentes .............................................................................................. 63
4.3.2 Características principales de ILWIS ........................................................ 64
4.3.3 Aplicaciones científicas ............................................................................. 66
4.3.4 Ventajas de ILWIS..................................................................................... 67
v
4.3.5 Desventajas de ILWIS ............................................................................... 67
4.4 IDRISI Taiga .................................................................................................... 68
4.4.1 Antecedentes .............................................................................................. 68
4.4.2 Características Principales de IDRISI........................................................ 69
4.4.3 Aplicaciones científicas ............................................................................. 70
4.4.4 Ventajas de IDRISI .................................................................................... 71
4.4.5 Desventajas de IDRISI............................................................................... 72
4.5 DEFINITE ........................................................................................................ 72
4.5.1 Antecedentes .............................................................................................. 72
4.5.2 Características principales ......................................................................... 73
4.5.3 Aplicaciones científicas ............................................................................. 73
4.5.4 Ventajas de DEFINITE .............................................................................. 74
4.5.5 Desventajas de DEFINITE ........................................................................ 75
4.6 InVEST ............................................................................................................. 75
4.6.1 Antecedentes .............................................................................................. 75
4.6.2 Características principales ......................................................................... 76
4.6.3 Aplicaciones científicas ............................................................................. 77
4.6.4 Ventajas de InVEST .................................................................................. 78
4.6.5 Desventajas de InVEST ............................................................................. 79
4.7 Comparativa de precios entre las alternativas analizadas................................. 79
4.7.1 Precios de ILWIS 3.7 ................................................................................. 79
4.7.2 Precios de IDRISI Taiga ............................................................................ 79
4.7.3 Precios de DEFINITE ................................................................................ 80
4.7.4 Precios de InVEST..................................................................................... 80
4.8 Modelo de calidad ISO/IEC 9126-1:2001 ........................................................ 81
4.8.1 Estructura de las características de ISO/IEC 9126-1 ................................. 81
4.9 Conclusiones .................................................................................................... 84
vi
CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LOS MODELOS ESPACIALES ................... 85
5.1 Introducción ...................................................................................................... 85
5.2 Preparación de la información .......................................................................... 86
5.2.1 Componente Ambiental ............................................................................. 87
5.2.2 Componente disponibilidad del agua ......................................................... 88
5.2.3 Componente Económico – Productivo ...................................................... 99
5.3 Modelos espaciales mediante EMC................................................................ 100
5.3.1 Componente Ambiental ........................................................................... 100
5.3.2 Componente Disponibilidad del Agua ..................................................... 104
5.3.3 Componente Económico – Productivo .................................................... 115
5.4 Homogenización de la Información .............................................................. 118
5.4.1 Componentes Ambiental, Disponibilidad del Agua y Económico –
Productivo ......................................................................................................... 118
5.5 Análisis de sensibilidad (AS) ......................................................................... 125
5.5.1 Componente Ambiental ........................................................................... 126
5.5.2 Componente Disponibilidad del Agua ..................................................... 132
5.5.3 Componente Económico - Productivo ..................................................... 147
5.6 Análisis por Subcuencas ................................................................................. 148
5.6.1 Componente Ambiental ........................................................................... 148
5.6.2 Componente Disponibilidad del Agua ..................................................... 151
5.6.3 Componente Económico – Productivo .................................................... 164
5.7 Escenarios Compartidos ................................................................................. 165
5.7.1 Escenario Compartido 1........................................................................... 165
5.7.2 Escenario Compartido 2........................................................................... 167
5.7.3 Escenario Compartido 3........................................................................... 168
5.7.4 Escenario Compartido 4........................................................................... 170
5.7.5 Escenario Compartido 5........................................................................... 171
vii
5.8 Conclusiones .................................................................................................. 173
CAPÍTULO VI: DIFUSIÓN DE RESULTADOS EN UN SERVIDOR DE MAPAS
EN INTERNET ........................................................................................................ 174
6.1 Introducción .................................................................................................... 174
6.2 Servidor de Mapas en Internet ........................................................................ 175
6.2.1 Funcionamiento de un Servidor de Mapas en Internet ............................ 176
6.2.2 Arquitectura de un Servidor de Mapas en Internet .................................. 176
6.3 Infraestructura de Datos Espaciales IDE ........................................................ 177
6.3.1 Componentes de una IDE ........................................................................ 178
6.4 MapServer ...................................................................................................... 179
6.4.1 Características de MapServer .................................................................. 179
6.4.2 Arquitectura MapServer .......................................................................... 179
6.5 Open Layers ................................................................................................... 180
6.6 Cartografía Temática y Página Web............................................................... 183
6.6.1 Preparación de capas temáticas................................................................ 183
6.6.2 Máquina virtual ........................................................................................ 184
6.6.3 gvSIG ....................................................................................................... 184
6.6.4 MapFish ................................................................................................... 185
6.6.5 Programación ........................................................................................... 186
6.6.6 Publicación............................................................................................... 188
6.6.7 Pruebas de uso con la página web ........................................................... 188
6.7 Conclusiones .................................................................................................. 192
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................... 193
Conclusiones ........................................................................................................ 193
Recomendaciones: ................................................................................................ 195
GLOSARIO ............................................................................................................. 196
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 197
viii
ANEXOS ................................................................................................................. 204
Anexo 1 ................................................................................................................ 204

ix
Índice de ilustraciones y tablas

Figuras
Fig. 1.1 Uso de ArcCatalog Versión 9.3 en la sistematización de los archivos........... 8
Fig. 1.2 Uso de Microsoft Excel para mantener un control de cambios. ..................... 9
Fig. 3.1 Sistema de integración entre SIG y EMC. .................................................... 51
Fig. 3.2 Matriz de evaluación. ................................................................................... 53
Fig. 4.1 Pantalla de presentación de ILWIS 3.7. ....................................................... 64
Fig. 4.2 Entorno de trabajo de ILWIS........................................................................ 66
Fig. 4.3 Pantalla de presentación de IDRISI Taiga. ................................................... 69
Fig. 4.4 Entorno de trabajo de IDRISI Taiga. ............................................................ 71
Fig. 4.5 Resultado gráfico de un análisis en DEFINITE. .......................................... 73
Fig. 4.6 Entorno de trabajo de DEFINITE. ................................................................ 74
Fig. 4.7 Base lógica del funcionamiento de InVEST................................................. 76
Fig. 4.8 Entorno de trabajo de InVEST 2.2.1. ........................................................... 78
Fig. 5.1 Árbol de decisión para la generación de modelos espaciales. ...................... 86
Fig. 5.2 Modelo de importancia ambiental clasificación por quantiles. .................. 102
Fig. 5.3 Modelo de vulnerabilidad de ecosistemas clasificación por quantiles. ...... 104
Fig. 5.4 Modelo Espacial Multicriterio 1. ............................................................... 106
Fig. 5.5 Modelo Espacial Multicriterio 2. ................................................................ 107
Fig. 5.6 Modelo Espacial Multicriterio 3. ................................................................ 109
Fig. 5.7 Modelo Espacial Multicriterio 4. ................................................................ 110
Fig. 5.8 Modelo Espacial Multicriterio 5. ................................................................ 111
Fig. 5.9 Modelo Espacial Multicriterio 6. ................................................................ 113
Fig. 5.10 Modelo Espacial Multicriterio 7. .............................................................. 115
Fig. 5.11 Modelo económico-productivo clasificado por quantiles. ....................... 116
Fig. 5.12 Modelo económico - productivo clasificado por quantiles. ..................... 117
x