
Master Thesis
submitted within the UNIGIS MSc programme presentada para el Programa UNIGIS MSc
Department of Geoinformatics - Z_GIS University of Salzburg
Desarrollo de un SIG para generar
Master Thesis
submitted within the UNIGIS MSc programme presentada para el Programa UNIGIS MSc
Department of Geoinformatics - Z_GIS University of Salzburg
Desarrollo de un SIG para generar
by Ricardo Cuítiva Baracaldo 1123901
A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science – MSc
Advisor I Supervisor: Leonardo Zurita Arthos PhD
Funza - Colombia, 8 de mayo de 2023
Pormediodelpresentedocumento,incluyendomifirmapersonalcertificoyaseguroquemi tesisescompletamenteelresultadodemipropiotrabajo.Hecitadotodaslasfuentesquehe usadoenmitesisyentodosloscasosheindicadosuorigen.
(Funza,8deMayode2023)
Estetrabajolodedicoamispadresportodoelesfuerzoquesiemprehanhecho pornosotrosyelgranejemplodevidaqueson,definitivamentesonunregalo deDios.Amiesposaymihijoquehansidomifuentedeinspiraci´onparaseguir adelanteconesteproceso.
Agradecimientos AlprofesorAntonportodosutiempodeasesor´ıa.Yen generalalprogramadeUNIGISquepermitehacerrealidadelsue˜nodeestudiardeforma remotasinperderlacalidadacad´emica.
Acontinuaci´onsemuestratodoelprocesodedesarrolloeimplementaci´ondeunSistemadeInformaci´onGeogr´aficaparaautomatizarelprocesodeevaluaci´ondelavocaci´on deusodelossuelosdeColombiaaescala1:100.000.Setom´ocomopuntodepartidalos par´ametrosdefinidosparaColombiaporelIGACparalavocaci´onydesdeah´ıseinvestig´ola mejoralternativaparapoderutilizarunSIGquepermitieracalificarlossuelosygenerarun mapadevocaci´ondemaneraautomatizada,tomandocomoinsumolosestudiosdesuelos, lacartograf´ıaylosresultadosdelosan´alisisdellaboratoriodesuelos.Elproductofinalse desarroll´oenlenguajedeprocedimientoalmacenadoenPostgreSQL/PostGIS,portalWeb conPMappereinterfacesdemanipulaci´ondelainformaci´onalfanum´ericaenYiiFramework yelclienteparaadministrarlainformaci´onespacialalmacenadaenlabasededatosfueQGIS.
Thisresearchaimstooutlineandevaluatetheprocessofdesigningandimplementinga GeographicInformationSystem(GIS)fortheautomatedassessmentoflanduseinColombia,specificallyatamappingscaleof1:100,000.Thefoundationofthisendeavorliesinthe utilizationoflanduseassessmentparametersestablishedbyIGAC(GeographicInstitute Agust´ınCodazzi).Subsequently,thisresearchwasconductedtoharnessGISmethodologies forconstructinganautomatedlanduseassessmentsystem.Thisinvolvedincorporatingsoil studies,cartographicdata,andlaboratoryanalyses.ThefinalproductwasdevelopedthroughtheimplementationofstoredprocedureswithinPostgreSQL/PostGIS,thecreation ofwebportalinterfacesusingtheYiiFrameworktomanageandmanipulatealphanumeric soilinformation,andtheutilizationoftheQGISdesktopapplicationtooverseethespatial informationstoredinthedatabase.
PalabrasClave:EstudiosdeSuelos,Vocaci´on,Evaluaci´ondeTierras,Edafolog´ıa,OrdenamientoTerritorial,UsodelSuelo.
KeyWords:SoilStudies,Vocation,LandEvaluation,Edaphology,TerritorialPlanning, LandUse.
2.2.1.Evaluaci´ondetierrasparaagriculturasostenible............
2.2.6.SistemaALES...............................
2.2.7.UtilidaddelosSIGenlaevaluaci´ondesuelos.............
2.2.8.SoftwareSIGdeapoyoalostrabajosedafol´ogicos...........
2.2.10.Evaluaci´ondetierrasenambientesmultiusuario............
2.2.11.SistemasexpertosySIGenlaevaluaci´ondesuelos..........
3.2.1.Normalizaci´onycreaci´ondemodelosdelamatrizdeevaluaci´ondela
3.2.2.Implementaci´ondelaBasedeDatosGeogr´afica............
2-3.Clasificaci´ondecapacidaddelsueloutilizadaenALESarid-GIS........
2-4.MapadeClasificaci´ondecapacidaddelsueloobtenidaconALESarid-GIS..
2-9.Par´ametrosdelasclasesparaelusoagr´ıcolayganadero............
Acontinuaci´onsemuestraunlistadodelosacr´onimosysiglasutilizadaseneldesarrollode latesis.
AbreviaturaT´ermino
ALES AutomatedLandEvaluationSystem
DEM DigitalElevationModel
FAO FoodandAgricultureOrganization
FK ForeignKey
FN FormaNormal
GIS GeographicInformationSystem
IGAC InstitutoGeogr´aficoAgust´ınCodazzi
LESA LandEvaluationandSiteAssesssment
MinAmbiente MinisteriodeAmbiente,ViviendayDesarrolloTerritoria
MER ModeloEntidadRelaci´on
NSDB TheNationalSoilDataBase
PK PrimaryKey
SIG SistemadeInformaci´onGeogr´afica
SQL StructuredQueryLanguage
SRTM ShuttleRadarTopographyMission
TPP ThiessenProximalPolygon
UCS UnidadCartogr´aficadeSuelos
USDA UnitedStatesDepartmentofAgriculture
Lageneraci´ondelmapadelavocaci´ondeusodelsueloesunprocesodefinidoyllevadoa caboporelInstitutoGeogr´aficoAgust´ınCodazzi(IGAC)como:ladeterminaci´ondetodas lasposibilidadesdeutilizaci´onqueofrecenlastierrasenformanatural;sudeterminaci´on partedelavaloraci´onsistem´aticadelosatributosdelasdiferentesunidadesdetierra,para llegararecomendarelusom´asadecuado,deformatalquenocausedeterioroalabase natural(IGAC,2008).
Elmapadevocaci´onesuninsumodegranimportanciaparaladefinici´ondelaspol´ıticas deordenamientoterritorialquepuedangarantizarundesarrollosostenibleconelmedioambiente,dentrodelocualsedestacaespec´ıficamenteladeterminaci´ondelasunidadesde planificaci´onrural,usosenelsueloruralsuburbanoydelas´areasdeactividadindustrialen sueloruralnosuburbano.Deah´ı,seconfiguracomounrequisitoindispensablepoderavanzarenlamaneradeobtenerdichainformaci´ondemaneraoportuna,confiableyeficiente. Deacuerdoaldecreto3600deSeptiembre20de2007delMinisteriodeAmbiente,Vivienda yDesarrolloTerritorial(MinAmbiente),lautilizaci´ondelavocaci´onesunrequisitoindispensableparalasentidadesdeordennacional,regionalolocalqueest´eninvolucradasenla administraci´onterritorial(MinAmbiente,2007).
Lainstituci´onencargadaderealizarlavocaci´ondeusodelossuelosenColombiaeselIGAC, espec´ıficamentelaSubdirecci´ondeAgrolog´ıa,quetambi´enelaboralosestudiosdesuelos,que sonelprincipalinsumoparalaobtenci´ondelavocaci´on.
Elprocedimientoparalaobtenci´ondelmapadevocaci´onoficialdeColombiaenelIGAC actualmenteseest´ahaciendopormediodelprocesamientomanualdedatos,tomandocomo puntodepartidaunamatrizdedecisi´onquecontienetodaslasvariablesquesetienenen cuentaenelproceso.Esassontomadasdelasleyendasdesuelos,losinformesdelosestudios desuelosylosdatosdellaboratoriodesuelos,unapersonacomparadeformavisuallos datosdecadavariableylosvaplasmandoenunahojadec´alculoquesevavinculandopor elc´odigodelaUnidadCartogr´aficadeSuelos(UCS)conlascapasdeinformaci´ongeogr´afica desuelosdentrodeunsoftwareSIG.
Existendiferentespar´ametrosutilizadosparalaevaluaci´ondelavocaci´ondeusodelossuelos,comolosdefinidosporla FoodandAgricultureOrganization (FAO,1976), UnitedStates DepartmentofAgriculture (KlingebielyMontgomery,1961),peroparaelcasoespec´ıficode Colombia,lametodolog´ıayladefinici´ondepar´ametrosdeevaluaci´oneselaboradaporel IGAC(2008),lacualeslaquesevaautilizarenelpresentetrabajo.
Porlotanto,enelpresenteproyecto,sebuscaoptimizarelprocesoenColombiaparaque elmapadevocaci´onpuedaserobtenidoseformaautomatizadasiguiendolasdefiniciones yest´andaresmetodol´ogicosdefinidosporelIGAC,queeslaentidadoficialresponsablede estemapaydeesaformadejardehacerlomanualmente,lograndounamayoreficienciaen eltiempoempleadoparaestatareasinperderlacalidad.
1.2.Objetivosypreguntasdeinvestigaci´on
1.2.1.Objetivogeneral
Automatizarelprocesodegeneraci´ondelmapadevocaci´ondeusodelsueloenescala 1:100.000deacuerdoalametodolog´ıapropuestaporelIGACparatodoelterritorionacional deColombia.
1.3Hip´otesisdeinvestigaci´on3
Parametrizarlosrequerimientosdefinidosparalaevaluaci´ondelavocaci´ondeusode lossuelosdeColombiaenescala1:100.000.
Dise˜nareimplementarunSIGdelosestudiosdesuelos,lasunidadescartogr´aficascon susrespectivosatributosf´ısicosyqu´ımicos.
Evaluarlospar´ametrosespacialesdesuelosquepuedanserutilizadosenlaevaluaci´on delavocaci´ondentrodeunSIG.
1. ¿Cu´aleselprocedimientoparaimplementarlasreglasdedecisi´ondelametodolog´ıa IGACdeevaluaci´ondelavocaci´ondeusodelossuelosdeColombiaaescala1:100.000 mediantelaimplementaci´ondeunSistemadeInformaci´onGeogr´afica?
2. ¿Cu´aleslametodolog´ıam´asadecuadaparalograrunaadecuadainteracci´onentrela matrizdedecisi´onalfanum´ericadelospar´ametrosdeevaluaci´ondelavocaci´onyla informaci´ongeogr´aficadelosestudiosdesuelosdentrodeunSIG?
Esposibleevaluarlavocaci´ondeusodelossuelosdeColombiaenescala1:100.000de maneraautomatizadautilizandolaparametrizaci´onIGACdentrodeunSIG.
Laprincipalmotivaci´onparallevaracaboesteproyectofuequeparalaevaluaci´ondela vocaci´ondeusodelossuelosdeColombia,entonceseraunprocesobastantelargoycostoso,peseaqueusualmentesehac´ıaparacadaestudiodepartamentaldesuelosqueiba produciendoelIGAC.Unavezentr´oenmarchaelproyecto“conflictosdeusodelterritorio
colombiano”,eranecesariorealizardichaevaluaci´onparalos32departamentosdeColombia encortotiempo,motivoporelcualfuenecesarioencontraralgunasoluci´onautom´aticaque permitieraacelerarelprocesoteniendoencuentalanaturalezageogr´aficadelosestudiosde suelos.
Lavocaci´onsevaaevaluaranivelnacional,dondesetienenaproximadamente3200UCSy fasesdecartogr´aficasdesuelos,motivoporelcualelprocedimientosedebeautomatizarpara queseacompatiblecongrandesvol´umenesdeinformaci´on,sepuedacompartirv´ıaservicios geogr´aficosOGCdentrodelvisorwebysepuedamostrarenconjuntocontodaslascapas deinformaci´ongeogr´aficadelproyecto.EsporloanteriorqueeldesarrollodeesteSistema deinformaci´onGeogr´aficaesoportunonos´oloparaesteproyecto,sinoquesepuedaescalar afuturosrequerimientosenlosquetengaqueverconlaevaluaci´ondelossuelos.
ElresultadoobtenidodeesteestudioseutilizacomoproductofinaldentrodelaspublicacionesdelosestudiosdesuelosdeColombia,adem´astambi´enesuninsumodelmapade Zonificaci´ondeTierras.
ElSIGquesedesarrollar´atambi´entendr´alacapacidaddeinteracci´onconotrasfuentesde informaci´onatrav´esdeserviciosgeogr´aficosWeb,facilitandoquesepuedantenerencuenta otrasvariablescomolassocio-econ´omicas,demogr´aficas,ambientalesylegales,quepermitir´ıaafuturonos´oloevaluarelrecursosuelo,sinoquetambi´entenerencuentasucontexto parareforzara´unm´asloscriteriosderecomendaci´ondemanejodelmismoqueemiteelIGAC.
Altratarsedeunsistemaorientadoaserviciosgeogr´aficosWeb,sepuedenaprovechartambi´enestosprocedimientosdeevaluaci´onparapoderrealizarverificacionesdirectasencampo, endondeunedaf´ologopuedeirconsultandoyevaluandoenelmismolugarlavocaci´onde usodelossuelossinquetengaquedesplazarsehastalasoficinasdelIGACyesperarel resultadountiempoadicional.
1.5Alcance5
Estesistematambi´enpuedeproyectarseafuturoparaquerealicetareasdeevaluaci´ondela claseagrol´ogicadelsuelo,porquemuchosdelospar´ametrossonsimilares,loquellevar´ıaa uncrecimientodelaherramientaysepuedeconvertirenundoblebeneficioparaelIGAC, porquetambi´enesunprocedimientoquedemomentonocuentaconunaherramientatecnol´ogicaquepermitasuautomatizaci´on.
EnlaactualidadColombiaseencuentraenlatransici´ondeunconflictoarmadoyenesa procesodepasohaciaunapazestableyduraderasevieneunagranoportunidadparael desarrollorural,raz´onporlacualestudioscomoestequeseenfocanenlab´usquedade oportunidadesdeaprovecharlastierrasenzonasruralestomanbastanteimportancia.
Elproductoprincipaldeesteproyectoeslaobtenci´ondelmapadevocaci´ondeUsodelos SuelosdeColombiaaescala1:100.000.Paraaumentarmuchom´aseldinamismodelainformaci´on,ser´apresentadoenunportalwebgeogr´aficoconlasotrascapasdeinformaci´on geogr´afica,losresultadosestar´anconotrascapasgeogr´aficasdisponiblesv´ıageoservicio,ya quesonlabasedeldesarrollogeogr´aficoWeb,queadem´aspermitenqueotrasentidadesy usuariosexternospuedanteneraccesoalainformaci´on,promoviendolainteroperabilidad geogr´afica.
Labasededatosgeogr´aficaser´aelsoportedeesteprocesoquedisminuyeconsiderablementeeltiempodeobtenci´ondedichoproducto,permitir´aquevariosusuariosseconecten simult´aneamenteyquepuedaseractualizadoatrav´esdeformulariosdecarguedeinformaci´onalfanum´ericadesdelaWebylainformaci´ongeogr´aficamanipuladadesdeunprograma SIGdeEscritorio.
EsteproyectofuellevadoacabodentrodelProyectollamado“conflictosdeusodelterritorio colombiano”,quecorrespondealconveniofirmadoentreelIGACyelMinisteriodeAgriculturayDesarrolloRural,cuyasnumeracionescorrespondenalNo.2707-2008delIGACy
numeraci´onMinisterioNo.023-2008,yquesigui´osucursocomopartedelprocesodelevantamientodesuelosaescala1:100.000dentrodelaSubdirecci´ondeAgrolog´ıa.Esdentrode esteproyectoquesurgelanecesidaddeencontraralternativasparaoptimizarelprocesode obtenci´ondeproductosderivadosdelosmapasdesuelos.
ElbeneficiariodeesteproyectoesenIGAC,yaqueeslaentidadencargadadelaproducci´on delosestudiosdesuelosdeColombiayquedesdelasubdirecci´ondeAgrolog´ıallevaacabo estalaboryqueadem´asestaesunaherramientaquesepodr´aajustaraotrasescalasde trabajocomolosestudiosdetalladosqueactualmentesevienenrealizando.
LosestudiosdesuelosutilizadoscorrespondenacadaunodelosdepartamentosdeColombia enescala1:100.000Unaactualizaci´ondeestainformaci´ondelossuelossehavenidollevando acabodurantelos´ultimosa˜nos,locualsehatraducidoenquesepuedaentendermejorla realidadactualdelpa´ıs.
Laevaluaci´ondelossuelosesunalaborquesehavenidollevandoacaboconmetodolog´ıas comolaexpuestaporlaFAO(1976)olaquetambi´entienelaUSDA(1961).Elprop´osito quetienendichasmetodolog´ıasesqueselogreunaprovechamientosostenibledelrecursono renovablequeeselsuelo,todoestomediantelarecomendaci´ondeactividadesadecuadasy econ´omicamenteviables(FAO,1976;KlingebielyMontgomery,1961).
Esteproyectodeinvestigaci´onformapartedelprocesodeestudiodesuelosquesevienerealizandoenColombia.Unresultadoparcialdeestosestudiossonlasunidadescartogr´aficas desuelosquesepuedenconsolidarenunacapageogr´aficadigital,perocomosequierellegar hastalaevaluaci´ondetierras(FAO,2015a)esnecesarioasociardichainformaci´onespacial condatosalfanum´ericosquenosiempretienenunaasociaci´onunoaunoconestasunidades.
Lasmetodolog´ıasdesuelosquesehadeimplementareslacreadaparaColombiaporel institutogeogr´aficoAgust´ınCodazzi(IGAC,2008),debidoaqueeslaqueseajustaalos condicionesedafol´ogicasdelpa´ıs.EnelAnexoAseencuentralamatrizdedecisi´onquedesarroll´oelIGACparaestefinenestudiosdesuelosaescala1:100.000.Setienenencuentalos aspectosdelaclasedelclima,distribuci´ondelaslluvias,pendiente,erosi´on,drenajenatural, inundaci´onoencharcamiento,fragmentosdepiedraenelsuelo,fragmentodepiedraenla superficiedelsuelo,profundidadefectivaradicular,grupotextural,fertilidad,conductividad el´ectrica,saturaci´ondesodio,saturaci´ondealuminioycarbonoorg´anico.
Fuente:El-Kawyetal.(2010)
2.2SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelossuelos9
Figura2-2.: EstructuradeALESarid-GIS.
Fuente:El-Kawyetal.(2010)
Existenmuchasotrasteor´ıasparalaevaluaci´ondetierrasendiferenteslugaresdelmundoyde distintanaturalezal´ogica(Verheye,2011),perosolamentesedebentomarcomounreferente debidoaqueladesarrolladaporelIGACeslaquesehizoalamedidaparaColombiabasado enlosmuchosa˜nosdetrabajoquellevaestainstituci´onhaciendolevantamientosdesuelos.
2.2.SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelos
Unmodelodeevaluaci´ondetierrasparaagriculturasostenibleenregiones´aridasysemi´aridas (El-Kawyetal.,2010)fueelaboradoenlaregi´onoccidentaldelDeltadelNiloenEgipto.All´ı sehizounnuevodesarrollopartiendodeunoexistentedeunsoftwarellamadoALES-arid paraintegrarsubasededatosdesuelosexistenteconlasinterfacesdeArcGISmediante elusodeVisualBasic6.0,elsistemaobtenidosedenominaALESarid-GIS.Seresaltaque todoelprocesamientodedatosalfanum´ericosyespacialessehacedentrodeunabasede datosespacial.Enlafigura 2-1 laestructuradelsistemasemuestra,elc´ırculointerior muestralospasosdelmodeloquehacenreferenciaalprocesodeevaluaci´ondetierrasyel c´ırculoexteriormuestraelesquemaSIGimplementadoenArcMap.Lospasospararealizar elprocesoevaluaci´onsonlossiguientes(El-Kawyetal.,2010):
1. Paso1:Elmodeloextraetodalainformaci´ondeentradaparaelprocesoquecorrespon-
deapropiedadesf´ısicasdelsuelos(textura,profundidad,humedadypermeabilidad), qu´ımicadesuelos(salinidad,alcalinidad,contenidodecarbonatodecalcio,yeso,capacidaddeintercambiocati´odicoyreacci´ondelsuelo),propiedadesdelafertilidadde suelos(materiaorg´anica,nitr´ogenodisponible,f´osforoypotasio),riegoycalidaddel agua(salinidaddelaguaytoxicidad)ydatosdeclima(temperaturamediaenverano ymediaeninvierno).
2. Paso2:Comosecuentacondatosmultitemporalesydediferenteshorizontesdelsuelo, serealizaunpromedioponderadodecadaperfildelsuelodeacuerdoalaprofundidad decadahorizonteconrespectoalaprofundidadtotaldelperfil.
3. Paso3:Deacuerdoalospar´ametrosdescriptivosdecadavariabledesuelossedetermin´o un´ındicede0a100conecuacioneslogar´ıtmicas.Unejemplodeestosc´alculosse muestraenlafigura 2-2
4. Paso4:El´ındicedeusoadecuadopara27cultivosdeacuerdoalademandadenutrientescontrastadoconlaofertadelosmismosquetienenlossuelos.
5. Paso5:Secategorizanlos´ındicesquevienenenvaloresde0a100avaloresdescriptivos deAltohastaBajo.
6. Paso6:Partiendodedosecuacionespararegresioneslineales(delaRosaetal.,1981) paradeterminarlaproductividaddeloscultivosdema´ızytrigoylasvariablesexplicativassonprofundidadefectivaradicular,contenidodearcilla,nivelfre´atico,contenido decarbono,salinidad,saturaci´ondesodioylacapacidaddeintercambiocati´odico.
7. Paso7:Paracadaperfildelsuelo,los´ındicesdecapacidaddelsueloyproductividad decultivosesalmacenadoenlabasededatosrelacional.
8. Paso8:Conelusodelalgoritmo ThiessenProximalPolygon (TPP)de´areazonalse generaronlospol´ıgonosparacadaperfildesuelos.
9. Paso9:Asociaci´ondelospol´ıgonosdecadaperfilobtenidosenelpasoanterior.Alfinal losmapasdesuelosyproductividadsepuedencrearyvisualizardentrodeArcGIS.
2.2SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelossuelos11
Figura2-3 : Clasificaci´ondecapacidaddelsueloutilizadaenALESarid-GIS.
Fuente:Sysetal.(1991)citadoporEl-Kawyetal.(2010)
Figura2-4.: MapadeClasificaci´ondecapacidaddelsueloobtenidaconALESarid-GIS.
Fuente:El-Kawyetal.(2010)
Laclasificaci´ondelacapacidaddeusodelossuelosobtenidaporALESarid-GISsedescribe enlafigura 2-3,dondeeltipoC1eseldelossuelosdemejorcapacidadhastaeltipoC6que representaalossuelosdemenorcapacidad.
ElmapadecapacidaddeusodelossuelosobtenidoconALESarid-GISsemuestraenla figura 2-4.LasclasesqueseobtuvieronfueronlaC3,C4yC5.
Enunestudioqueserealiz´oeneldistritodeDoanHungenVietnam,utilizaronherramientas SIGgraciasalascualesseobtuvieronlosmapasdesuelos,elusoactual,vocaci´onylostipos deutilizaci´on.Elmapadesuelosfuerealizadoconlametodolog´ıaFAO,tuvieronencuenta losprincipales´ordenesdesuelosysetuvieronencuentacaracter´ısticascomolatextura, suelosorg´anicosylacapacidaddeintercambiocati´onico.Elusoactualseobtuvoapartirde lainterpretaci´ondeim´agenessatelitalesyfotograf´ıasa´ereas.Lavocaci´ondeevalu´oapartir delos´ordenesdesuelos,lapendiente,eldrenajenatural,profundidadefectivaradicular, texturayprecipitaci´on.Lostiposdeutilizaci´onsehicieronapartirdelavocaci´onendonde sesugierenlasactividadesm´asadecuadasparacadatipodeunidaddevocaci´on,finalmente secruzalainformaci´onconotrasvariablescomolarehabilitaci´ondesuelos,elimpacto ambientaldemograf´ıayeconom´ıapararecomendarlosmejoresusosdemaneraintegral (Khuˆeetal.,2016).
2.2.3.Evaluaci´ondesuelosutilizandoSIG
Enlaregi´onnortedelR´ıoNilosehizounaevaluaci´ondetierrasconherramientasSIG (Shalabyetal.,2017)apartirdeltrabajocombinadoentrepercepci´onremotaparaobtener lasgeoformasdelterrenoyensegundolugarelusodet´enicasdegeoestad´ısticaparaobtener ladistribuci´onespacialdelospar´ametrosdeevaluaci´onespacialdelossuelos.Elprop´osito deesteestudiotambi´enestuvoconcentradoenlacreaci´ondepar´ametrost´ecnicosparasu usoenpol´ıticasp´ublicasenesaregi´onobjetodeestudio.
2.2SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelossuelos13
Elprocesodeevaluaci´ondelossueloscomenz´oconlaelaboraci´ondeestudiosdesuelos georeferenciadosestructuradosyalmacenadosdentrodeunabasededatosespacial,enesta mismabasededatossealmacenaronlosdatosdef´ısicadesuelos(textura)yqu´ımicadesuelos (pH,conductividadel´ectrica,capacidaddeintercambiocati´onico,sodio,carbonoorg´anico, potasiodisponible,hierro,f´osoforoylarelaci´oncalciomagnesio).Lasbasesparagenerarun mapafisiogr´aficosetomarondeunast´ecnicasutilizadasenfotograf´ıaa´ereallamada genitic approach (Burnigh,1960;Goosen,1967),quebuscaencontrarlosprocesosdin´amicosenlugardelosest´aticos.Unmapadecoberturaydeaguasseobtuvoapartirdelainterpretaci´on visualdeim´agenesdesensoresremotosacompa˜nadosdeunan´alisisespectral.Unmodelo digitaldeelevaciones(DigitalElevationModel )(DEM),fueutilizadodelprograma Shuttle RadarTopographyMission (SRTM),apartirdelcualseobtuvolafisiograf´ıadeacuerdoa lametodolog´ıadeZinckyValenzuela(1990).
Losperfilesdesuelosfueronelaboradosconlametodolog´ıaFAO(1976)ylataxonom´ıa desuelosfuehechaseg´unloscriteriosestablecidosporKlingebielyMontgomery(1961).
Cadavariablequeseusadentrodelan´alisisseexpresaespacialmentemedianteelusode geoestad´ısticaconelalgoritmoUniversaldeKriging.Enlafigura 2-5 semuestrantodaslas variablesyprocesostenidosencuenta.Sehaceunadiscriminaci´onentrelasvariablespropias delsuelosylasantr´opicas,comosepuedenotarenelsegundoniveldelaimagen,deacuerdo aUSDAyFAOseobtienenlosmapasdecapacidadydevocaci´ondeuso.Finalmentese procesanutilizandometodolog´ıasSIGconenfoquegeoestad´ısticoyfisiogr´afico,elresultado delmapadevocaci´ondeusohechoconlosenfoquesmencionadosanteriormentequede izquierdaaderechasemuestraenlafigura 2-6
2.2.4.OrdenamientoterritorialutilizandoSIG
Unaaplicaci´ondelSIGparaelordenamientoterritorialfuerealizadaenlaregi´onnoroccidentaldeIr´an(MiryaghoubzadehyShahedi,2012).Seutilizaroninsumosgeogr´aficos quecorrespondeainformaci´ontopogr´afica,metereol´ogica,clim´atica,geol´ogica,hidrol´ogica,socio-econ´omica,pedol´ogica,vegetativaydeerosi´on,todoseutiliz´odentrodeunsistema
.: Diagramadevariablesyprocesos.
Fuente:Shalabyetal.(2017)
Figura2-6.: MapadeClasificaci´ondecapacidaddelsueloobtenidaconALESarid-GIS.
Fuente:Shalabyetal.(2017)
2.2SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelossuelos15
multicriterioSIG.Lametodolog´ıaimplementadasedescribeenlaFigura 2-7.Elproceso iniciaconunarecolecci´ondedatosdel´areadeestudioqueincluyetodaslascapasgeogr´aficas delproyectoquerepresentanlosfactoresf´ısicosyambientales,loscualesseclasificandentro delprocesodeordenamientoterritorial,despu´essedefinieronlospar´ametrosmetodol´ogicos dentrodeunsoftwareSIGparaevaluarelterritorio.Losprincipalespasosquesellevarona caboparaestaevaluaci´onconfueron:
1. Identificarlosusosdelsueloposibles.
2. Identificarlosfactoresnecesariosparapoderhacerlatransici´onalusodesueloobjetivo.
3. Priorizaci´onbasadaencriteriosobjetivos.
4. Evaluaci´onecol´ogicabasadaenresultados.
Laparametrizaci´ondelasunidaddeusodelsueloforestalsemuestraenlasfigura 2-8 all´ı sepuedenver3clasesquetienenencuentalospar´ametrosdealtura,pendiente,texturadel suelo,drenaje,profundidadytipoderocas.
Paraelcasodelasunidadesdeusoagr´ıcolayganaderosetienenencuentaotrasvariablesque semuestranenlasfigura 2-9 all´ısepuedenver5clasesquevandesdelas3hastala7,tienen encuentalospar´ametrosdependiente,texturadelsuelo,drenaje,profundidadyerosi´on.
Laalturayeltipoderocasnofuerelevanteparaestasunidadesadiferenciadeltemaforestal.
Losmapasobtenidosdelaevaluaci´onparaelordenamientoterritorialdelosusosforestales sepuedeobservarenlafigura 2-10 yparaelcasodelosusosagr´ıcolasyganaderossepueden observarenlafigura 2-11.Ensusrespectivasleyendassemuestrancadaunadelasclases obtenidasapartirdelospar´ametrosquesehanmostradoenlasfiguras 2-8 y 2-9
2.2.5.SIGenlaplaneaci´onterritorial
Existeotraherramientadesoftwareparaelsoportedelaplaneaci´onterritorialparacultivos tropicalesysubtropicales(Elsheikhetal.,2013),esteprogramapartedelosrequerimientos
Figura2-7.: Pasosdeinvestigaci´onSIGparaelordenamientoterritorial.
Fuente:MiryaghoubzadehyShahedi(2012)
Figura2-8 : Par´ametrosdelasclasesdelusoforestal.
Fuente:MiryaghoubzadehyShahedi(2012)
2.2SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelossuelos17
Figura2-9 : Par´ametrosdelasclasesparaelusoagr´ıcolayganadero.
Fuente:MiryaghoubzadehyShahedi(2012) ´optimosdecultivosencontrasteconlaofertadelsuelo.Lospasosdeimplementaci´onse listanacontinuaci´on:
Selecci´ondecultivos:Seregistrantodoslosrequerimientosdecultivosdentrodeuna basededatosparatenerlademandadesuelosnecesaria.
Clima:Setienendatosdelaprecipitaci´onanualyladuraci´ondelassequ´ıas.
Suelo:Lavocaci´ondelsuelosehizoteniendoencuentacincopar´ametros:disponibilidad denutrientes,retenci´ondenutrientes,condicionesdelasra´ıces,niveldemecanizaci´on agr´ıcolaydrenajesdelsuelo.Lacapacidaddeusodelsuelotambi´ensehizoteniendo encuentalaslimitacionespresentesencadaunidaddesuelos.
Topograf´ıa:Lapendienteeselvalordecisivoparaevaluarlatopograf´ıadellugardonde sevaarealizarlalabor,setieneencuentaelrequerimiento´optimodelcultivoaligual quelosrequerimientosdemecanizaci´ondelmismoenlaspendientesespec´ıficas.
Evaluaci´ondeCultivos:Eselpasofinaldondetomandolospar´ametrosanterioresse procedeaencontrarlaszonas´optimasparacadaunodeloscultivosdemango,pl´atano, papaya,naranjayguayaba,produciendounmapaparacadacultivoresaltandode manerajer´arquicalaszonasdondevaatenerunmejordesarrollo.
Fuente:MiryaghoubzadehyShahedi(2012)
: Mapadelusoforestal.
2.2SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelossuelos19
. : Mapadelusoagr´ıcolayganadero.
Fuente:MiryaghoubzadehyShahedi(2012)
Paralaevaluaci´ondelavocaci´ondemaneraautom´atica,elsistemaquehasidoelpionero enestoesALES(AutomatedLandEvaluationSystem),´estefuedise˜nadoydesarrolladopor elprofesorRossiter(1997)delaUniversidaddeCornell,elcualpermiteatrav´esdealgunos pasosintermedios,visualizarlosresultadosenprogramasSIGcomoILWIS(TheUniversity ofTwente,2014),Idrisi(Clark-Labs,2015)yArcGIS(ESRI,2015),perocomotalnoesun softwarequepermitautilizarinformaci´ongeogr´aficadirectamente(Reena,2004).
ElSistemaALESfuedesarrolladopararealizarlaevaluaci´ondelossuelosconuncomponenteadicionalqueeselecon´omico.Lalimitaci´onqueposeeesquesudesarrollosedetuvo ena˜no1996,entonceslastecnolog´ıasdelsistemaoperativoDOSnofacilitanunprocesode actualizaci´on(UniversityofCornell,2014).
Hayotrosprogramasm´asrecientesquerealizanunalaborsimilarenlaevaluaci´ondesuelos, peronosehaencontradounaherramientaquepermitarealizarestetrabajoenunambiente multiusuario,multiplataformayorientadoaserviciosgeogr´aficosweb(OGC,2015)yque est´edesarrolladaensutotalidadensoftwarelibre.
UntrabajorealizadoporDavidsona,Theocharopoulosb,yBloksmac(1994)enGrecia,que investig´olautilidaddelosSIGenlaevaluaci´ondesuelos,apoyadoenelusodet´ecnicasBooleanasyL´ogicaDifusa.Lanecesidadderealizarestetrabajosurgi´oparagenerarresultados demanerar´apidayeficienteposibleparaayudaralaplanificaci´onagr´ıcola.Conelapoyode unSIG,unaseriedecapasgeogr´aficasdefactoresydeevaluaci´ondetierrasseprodujeron paraunaseriedecultivosyadem´assegener´ounmapaaptituddelatierraparalarecepci´on delasaguasresiduales.
2.2SIGenlaautomatizaci´ondelaevaluaci´ondelossuelos21
2.2.8.SoftwareSIGdeapoyoalostrabajosedafol´ogicos
Losprogramasdeevaluaci´ondesuelossonconsideradossoftwaredeapoyoaladecisi´onentre losqueseencuentranlasbasesdedatosylosistemasdeinformaci´ongeogr´afica(delaRosa etal.,2004).Unsistemadeapoyodebecontenerlossiguientescomponentesb´asicos(Shim etal.,2002):
1. Basesdedatossofisticadasconfacilidaddeaccesoadatosinternosyexternos,informaci´onyconocimiento.
2. Funcionesdemodelaci´onaccesiblesmedianteunsistemademanejodemodelos.
3. Interfazgr´aficadeusuariointuitivaparapoderrealizarconsultasinteractivas,elaboraci´ondeinformesyfuncionesgr´aficas.
2.2.9.Basesdedatosgeogr´aficasenestudiosdesuelos
Dentrodelasbasesdedatosesposiblerealizardiferenteslaboresdeconsulta,comparaci´on yactualizaci´ondelainformaci´on(PostgreSQL,2015),porlotantoofreceungranpotencial paraanalizaryprocesargrandesvol´umenesdeinformaci´onsinnecesidaddeutilizarotras herramientasdesoftware,loquesetraduceenahorrodetiempodeprocesamientoysimplicidad,porquequedaalmacenadotododentrodelamismabasededatos.
Losesquemasfacilitanelprocesodeseparaci´on,mantenimientoypropiedaddelainformaci´onalmacenadadentrodelasbasesdedatosyayudaaquesepuedatenerunmayornivel deseguridadeintegridaddentrodeestas(PottingeryBernstein,2008).
Uncasode´exitoenelusodebasesdedatosgeogr´aficasparaestatem´aticafueelrealizado porW¨ostena,Lillyb,Nemesc,yBasd(1999),elcualsurgedelanecesidaddetenerlos datoscentralizadosparaquesirvandeinsumoendiferentesmodelosdesimulaci´onparala conservaci´ondelosrecursosnaturalesdeEuropa.Porestodieroninicioaesteproyectoen dondesereunieranlosdatoshidr´aulicadisponible,provenientesdediferentesinstituciones
Figura2-12 : ArquitecturaClienteServidor.
Fuente:Webopedia(2013) dentrodelasdiferentesinstitucionesdeEuropaenunabasededatoscentral.Dichabase dedatostieneunaestructurarelacionalflexible,capazdealbergarunagrandiversidadde tantoedafol´ogicasdelsueloydatoshidr´aulicosAdem´asrealizaronunprocedimientode interpolaci´onsimilitudfueutilizadocon´exitoparalograrlanormalizaci´ondelostama˜nos depart´ıculadeacuerdoconlosrangosdetama˜nodepart´ıculadearcilla,limoyarenade laFAO.Medianteelusodelasfuncionesdeclasificaci´onpedol´ogicaencombinaci´onconel mapadesuelos1:1000000deEuropa,sederiv´oladistribuci´onespacialdeladisponibilidad deaguadelsueloenEuropa.
Sehanpodidoidentificaralgunasmetodolog´ıasquesonbastanteprometedorasporqueest´an pensadasenlasrecientestendenciasdelastecnolog´ıasdeinformaci´onylascomunicaciones, lascualessonimplementadaseneldesarrollodeMicroLEISDSS(delaRosaetal.,2004) yelprototipodeunaversi´ondeALES(S´anchez,2009),debidoasuorientaci´onalasbases dedatosactualesyelsoportedeinformaci´onespacial.LaarquitecturaClienteServidores tenidaencuentaenambossistemascomosepuedeobservarenlaFigura 2-12.
2.3Conclusionesrelevantesdelarevisi´ondeliteratura23 Laorientaci´onWebimplementadaporMicroLEISDSShechaconelusodellenguajePHP esunanovedosaalternativaqueabremuchasposibilidadesenloreferenteaampliarlas funcionalidadeseintegraci´onconlastecnolog´ıasactualesdedesarrolloWeb.
EneltrabajorealizadoporKalogirou(2002)seexplicacomolastecnolog´ıasdesistemas expertosysistemasdeinformaci´ongeogr´aficasecombinanparaayudarconlaimplementaci´ondeunmodelodeevaluaci´ondeaptituddelatierra.Elmodeloutilizadosebasaenla clasificaci´ondelaFAOdetierrasparacultivos,ylosdatosquedescribenun´areaagr´ıcolaen t´erminosdemec´anicadesuelosyelmedioambiente.Paralaevaluaci´onf´ısicadelatierra, losdatosde17caracter´ısticasdelatierrasehanutilizadoimplementadoatrav´esdeuna clasificaci´onbooleana.LasfuncionesdeSIGayudanenlagesti´ondelosdatosespacialesyla visualizaci´ondelosresultados.Elsoftwaredesarrolladopermitelaevaluaci´onypresentaci´on decualquierconjuntodedatosespacialequivalenteynorequiereconocimientosinform´aticos especiales.
Tomandocomopuntodepartidalosdiferentestrabajosrealizadospreviamente,sehapodido notarquelasconclusionesm´asimportantesdeestostrabajosdanindiciosclarosdec´omo poderrealizarestainvestigaci´on,porcualtomaremosconpuntodepartidalasestructuraci´on enbasesdedatos,talcualsehavenidotrabajandoenestosprocesos.
Hoyend´ıahayunagranlistadebasesdedatosutilizadasparaelalmacenamientodeinformaci´ondesuelos,alascualesinclusosepuedeteneraccesov´ıainternet.Entreesasse puededestacarlapresentadaenelportal RegionalandNationalSoilMapsandDatasets (FAO,2015b),dondeseencuentraclasificadaporcontinentes.Otrainiciativaglobalesla HarmonizedWorldSoilDatabase (IIASA,2012).Otrabasededatosesla EuropeanSoilDatabase (EuropeanCommission,2013),quetienenlainformaci´ondelossuelosdeestaregi´on.
Otrasiniciativasdeordennacionaltambi´ensehanelaboradocomolosestudiosdesuelos porestado(USDA,2015)y TheNationalSoilDataBase (NSDB)(CanSIS,2013)deCanad´a.
ExisteunabasededatosdecarbonoenelsueloyelusodelatierrareportadaporW¨ostena etal.(1999),lacualcuentaconinformaci´onadicionaldetexturadelsueloexpresadaen arena,limoyarcillacontenidosydensidadesaparentesponderadosparahacerreferenciaa lascapasde0a30cmyde30a100cmdeprofundidad.Conelfinderealizarprocesosde an´alisisespacial,Losdatossoninterpoladosapartirdeinformaci´onsobrelostiposdesuelo yusodelatierraenunagrillade1kmpor1kmenelReinoUnidoyseutilizanparaestimar lasreservasdecarbonodelsuelo.
EneltrabajorealizadoporKeith,Levineb,Postc,yRyzhovad(1997)endondeutilizanbases dedatosgeogr´aficasparaanalizarlacantidaddecarbonopresenteenlossuelosyas´ıpoder analizarsudistribuci´onespacial,losautoresreportanquelasherramientasnecesariaspara estetipodean´alisissonlosmodelosdesimulaci´on,juntoconlasbasesdedatosespaciales concapasdevegetaci´on,suelos,topograf´ıa,usodelsueloyelclima.Deestaformasepuede concluirqueesposibleanalizarlainformaci´ondesuelosconherramientasespacialespartiendodelosdatoshabitualesempleadosenloslevantamientosdesuelos.
Enestecasodeusoendondeutilizaronunaseriededatosespacialespermiti´oquesepudiera hacerunaevaluaci´ondetierrasenlaregi´onNoroccidentaldeIr´anendondesebuscabaprimordialmentecontrolarlaerosi´onytenerunusosm´aseficientedelosrecursosnaturales.El procesosehizomedianteelusodemodelamientoSIGutilizandovariablescomopendientes, modelodigitaldeelevaciones,suelosyclima(MiryaghoubzadehyShahedi,2012).
Yaunavezsetengatodalainformaci´ondelossuelosestructuradayalmacenadadentrode unabasededatosgeogr´afica,dentrodelamismasequierenalmacenarlospar´ametrosde evaluaci´on,talcuallohanvenidohaciendo.
2.3Conclusionesrelevantesdelarevisi´ondeliteratura25
Esposibleparametrizarlasentradasderequerimientosdecadaclasedevocaci´ondelos suelosyrealizardiferentesoperacionesdentrodeunsistema,empezandoporelprograma AutomatedLandEvaluationSystem (ALES)(Rossiter,1990),elcualfuedesarrolladoenla UniversidaddeCornellbajoladirecci´ondelprofesorArmandVanWambakeycuyoautor fueRossiter(1990),sutiempodedesarroll´ovadesde1986hasta1996,siendoestea˜nola ´ultimavezqueactualiz´o(UniversityofCornell,2014).Elprogramarealizalaevaluaci´onde tierrasdeacuerdoalaparametrizaci´ondelaFAO(1976),est´apensadoparausarenproyecto aescalaregional,tieneunm´odulodeevaluaci´ondelcomponenteecon´omicoysuentornode funcionamientoesDOS(UniversityofCornell,2014).Posteriormenteunanuevaversi´onde ALESfueladesarrolladaenBoliviaporWilberS´anchez(S´anchez,2009),elmotordebase dedatosPostgreSQL(2015),queadem´asincluy´oelmanejodeShapefiles(ESRI,1998)y lacreaci´ondesecuenciasdecomandosparaILWIS(TheUniversityofTwente,2014),sin embargoesteenlarevisi´onbibliogr´aficaymetodol´ogica,comotalsiguenmuyalineadoscon lospar´ametrosalfanum´ericosperonoselleg´ohastatenerunabasededatosgeogr´aficaque permitierarealizarunan´alisisconherramientasSIG.
Ahorapararealizarlaevaluaci´ondelavocaci´ondeusodelossuelossepuedetomarlainformaci´ongeogr´aficaalmacenadaenlabasededatosyqueenconjuntoconlospar´ametros querepresentanloscriteriosdeevaluaci´onymedianteelusodetecnolog´ıasSIGesposible evaluarlossuelosparaobtenerunresultadodebuenacalidad,comolohanhechoenlos trabajosquesemuestranacontinuaci´on.
EneltrabajohechoenelDeltaNortedelr´ıoNilo(El-Kawyetal.,2010)muestracomouna evaluaci´ondelavocaci´onenconjuntoconlosrequerimientosnutricionalesdecadacultivo puedeserllevadaacaboconherramientasSIG.Enesteejerciciotienenencuentaprocesos dean´alisisespacialintegradosadatosalfanum´ericosprovenientesdelainformaci´ondeun laboratoriodesuelosperoquevienenasertenidosencuentaconunadistribuci´onespacial medianteelusodeinterpolaciones.
Unaherramientaqueseconceptualiz´opararealizarlaevaluaci´ondetierrascontecnolog´ıas deSistemasdeInformaci´onGeogr´aficaes LandEvaluationandSiteAssesssment (LESA) (PeaseyCoughlin,2003),elcualutilizalospar´ametrosdelaUSDAparamedirlaproductividaddelsueloparaunaparcela,tieneencuentaadem´asotrosfactorescomoladistancia desdelaparcelahastalasacometidasdeaguayalcantarillado,lanormavigentededesarrollo territorial,distanciaaloscentrospoblados,lazonificaci´ondelentornoylaaptituddelsuelo parasistemass´epticos(PennStateCollegeofAgriculturalSciences,2015).Eldesarrollode estaaplicaci´onsehizocomounaextensi´onquefuncionasobreelprogramaArcViewGIS (USGS,2007),peroesteprogramayanoseencuentrasoportadoporsucasamatrizESRI.
Unsistemadeinformaci´ongeogr´aficaconfinesdeevaluaci´ondetierrasparalaregi´ondel Mediterr´aneofueMicroLEISDSS(delaRosaetal.,2004).Encuantoalalmacenamiento dedatosestesistemaesqueposeeunsoporteparalasbasesdedatosdesuelos,clim´aticasy agr´ıcolas.Encuantoalaevaluaci´ondetierras,cuentaconconmetodolog´ıascuantitativas, sistemasexpertos,modelosparam´etricos,m´etodosestad´ısticos,redesneuronales,modelos h´ıbridosyherramientasdeoptimizaci´on.Elprogramacuentaconunaversi´onparaPC Windows,otroWebyunm´odulodegeogr´afico,quepermitelautilizaci´ondeInformaci´on cartogr´aficayextracci´ondedatosdesdeesta.
EnelcasodeVietnaneneltrabajorealizadoparallevaracabolaevaluaci´ondetierrasy ordenamientoterritorialseresaltaquelastecnolog´ıasSIGfueronunaefectivaherramienta paratalfin(Khuˆeetal.,2016).
3.1.Descripci´ondel´areadeestudio
El´areadeestudiocorrespondeatodalazonacontinentaleinsulardeColombia,enlafigura 3-1 semuestralalocalizaci´on.Estosetraduceenunagranextensi´on,porqueel´areadelpa´ıs esdeaproximadamente114millonesdehect´areas.Comosepuedeobservarenlafigura 3-2 semuestraqueelpa´ısest´adivididoen32departamentos.Est´aubicadoenunazonadonde puedeteneraccesoalosoc´eanosPac´ıficoyAtl´anticoylacordilleradeLosAndesatraviesa elpa´ıs,motivoporelcualhayungrann´umerodeafluentesh´ıdricasyvariedaddeclimas.
Porsuubicaci´onecuatorialhacequecuenteconmuchascondicionesedafol´ogicasespeciales quenosoncomunesenotrospa´ıses.
Colombiaesunpa´ısquedeacuerdoconlasestad´ısticasoficialesdeColombia(DANE,2018) cuentacon49’588.025habitantes,deloscualess´oloel15.1%viveenzonasruralesdispersas, cifraquemuestraunaclarabrechaeneldesarrollorural,losecomplementatambi´enenque desafortunadamentelamayorpartedesuextensi´onterritorialnoseencuentraadecuadamenteaprovechada.
DeacuerdoaloexploradoenlaRevisi´ondeLiteraturahechaenelcap´ıtuloanterior,un com´undenominadorestenerencuentalospar´ametrosdeevaluaci´ondesuelosseg´unlo estipuladoporunaautoridadeneltemacomolaFAOcomoseencuentradescritoenlos trabajosdeEl-Kawyetal.(2010)yKhuˆeetal.(2016).Adem´asesunrequisitoimportante
: Divisi´onDepartamentaldeColombia.
Figura3-4.: Metodolog´ıautilizada.
realizarlacreaci´ondebasesdedatosgeogr´aficasparaalmacenarlainformaci´oncartogr´afica desuelosysusvariablesinclusodelordennacionalcomoloreportadoporW¨ostenaet al.(1999),IIASA(2012),EuropeanCommission(2013)yCanSIS(2013).Finalmentepara evaluarlavocaci´ondelsueloseencontr´oeltrabajodeRossiteryWambeke(1997),elsistema expertoconSIGdesarrolladoparaevaluaci´ondesuelosporKalogirou(2002),as´ıtambi´enel sistemaespec´ıficoparaevaluaci´ondesuelosycultivosenzonastropicalesysubtropicalesde Elsheikhetal.(2013),adem´assevequeesv´alidoutilizarloenunazonaespec´ıficacomoun pa´ısoregi´on.Esporesoquesehadecididoque,basadoenesasexperienciasprevias,definir lasiguientemetodolog´ıaparapoderllevaracabolaevaluaci´ondelavocaci´onenlazonade estudio:
1. Normalizaci´onycreaci´ondelosmodelosdelamatrizdeevaluaci´ondelavocaci´on (AnexoA).Estopermiteobtenerunmodeloentidadrelaci´onquecuentacontodos lospar´ametrosdeevaluaci´onquepermitencalcularelmapadevocaci´ondesdela informaci´onalfanum´ericayespacialexistentedelossuelos.
2. Dise˜nareimplementarunabasededatosgeogr´aficapararelacionaryalmacenartoda
lainformaci´onalfanum´ericaycartogr´afica´utilparalaevaluaci´ondelavocaci´ondeuso yquepermitaelusodean´alisisespacial.
3. Evaluarlavocaci´onatrav´esdelusodelascapacidadesdelabasededatosgeogr´afica utilizandolosan´alisisdesuelos,lacartograf´ıaylosrequerimientosporcadaunidadde vocaci´ondeuso.
Enlafigura 3-4 sehaceunesbozodelametodolog´ıaempleada,lacualseexplicar´am´asen detallelasiguientesecci´on.
evaluaci´ondelavocaci´on
Lamatrizdeevaluaci´ondelavocaci´onesutilizadasepuedeobservarenelanexoA.Esta comprendeunaseriedereglasquevancalificandodemayoramenorcategor´ıadevocaci´on, empezandoporladesuelosdemejorcalidadconfinesagr´ıcolashastalossuelosqueporsus limitacionesybajoscontenidosdenutrienteslleganaserdeconservaci´on.Elordenjer´arquico delamatrizes:
1. Agr´ıcola.
2. Ganadero.
3. Agroforestal.
4. Forestal.
5. Conservaci´on.
LasvariablesquetieneencuentaestamatrizsonadoptadasporelIGACparaelcaso espec´ıficodelossuelosenescala1:100.000deColombia.Lasvariablesson:
1. Clima:c´alido,templadoyfr´ıo.
2. Distribuci´ondelluvias:Bimodalomonomodal.
3.2Descripci´ondelaMetodolog´ıa33
3. Pendiente:Porcentajedecambiodependiente.
4. GradodeErosi´on:Evaluadosobreunafasecartogr´afica.
5. DrenajeNatural:Capacidaddelossuelosparadrenardeformanaturalelagua.
6. Inundaci´on:Calificasisepresentaninundacionesenalgunastemporadasdela˜no.
7. Fragmentosderocaenelsuelo.Rocosidadpresenteencadaperfildesuelo.
8. Fragmentosderocaensuperficie.Rocaspresentesenlasuperficiedelsuelo.
9. Profundidadefectiva.Medici´onencent´ımetrosdehastadondepuedellegarunara´ız enesesuelo.
10. Textura.Definelacombinaci´onentreArena,LimoyArcillaenlossuelos.
11. Fertilidad.Esunc´alculoquehaceellaboratoriodesuelosparadeterminarelgradode fertilidaddelsuelo.
12. Qu´ımicadesuelos.Seeval´uanlasmedicionesdeConductividadEl´ectrica,Sodio,Saturaci´ondeAluminioyCarbonoOrg´anico.
Lafuentedelosdatoseselmapanacionaldecorrelaci´ondesuelosenescala1:100.000del a˜no2012,delcualsetomaronlossiguientesproductos:
1. Cartograf´ıadesuelos.ElmapabaseeselquecorrespondealaCorrelaci´onNacionalde Suelosaescala1:100.000,elcualsepuedeobservarenlafigura 3-3.Correspondealas divisionesenlasfasescartogr´aficasdesuelosqueprincipalmenterepresentalaunidad cartogr´aficadesuelossubdivididaporcondicionescomopendienteoerosi´onqueson dealtarelevanciaalahoradeevaluarlascondicionesdelsuelo.Estasl´ıneasdesuelos sonlasquevanaserlasfuturasdivisorasdelresultadodelavocaci´on,queenalgunos casospuedendesaparecersilospol´ıgonosvecinostienenlosmismosvalores.
2. Leyenda.Eslatablaadjuntaquecontienelosatributosalfanum´ericosdelaUCS,de ´estatablaesquesepuedenobtenerunaprimerapartedelosdatoscomoloeselclima, lapendienteylaerosi´on.
3. An´alisisdelaboratorio.Sonlosresultadosdelosan´alisisf´ısicos,qu´ımicosymineral´ogicosqueseleshacenalasmuestrasdesuelossustra´ıdasduranteeltrabajodecampo. ElprocedimientolorealizaelLaboratorioNacionaldeSuelosdelIGAC.
4. Registrodeobservaciones.Eselregistroquesellevadelavisitaencampoydonde seobtienenendetallem´asvariablesdelossuelosobservadasporlosedaf´ologospara posteriormentegenerarUCS,perfilesyfasescartogr´aficas.
Lanormalizaci´oneslaorganizaci´ondelainformaci´ondentrodelabasededatosdemaneraeficiente(Chaple,2015).Estoincluyelacreaci´ondelastablasyelestablecimiento derelacionesentreestasdeacuerdoalasreglasestablecidas,deesaformaseprotegela integridaddelosdatosyhacelabasededatosrobustaeliminandolaredundanciaylas inconsistencias(Microsoft,2013).
DeacuerdoaKent(1982)hay5formasnormalesquesedebencumplirparaevitaranomal´ıas enlaactualizaci´oneinconsistenciasdelainformaci´on.Deesaformasilamatrizdedecisi´on cambia,esfactiblerealizarcambiosdentrodeestesistemasinperjudicarlal´ogicainicial,es decirques´olobastar´ıaconimplementarlosnuevospar´ametrossinalterarelfuncionamiento delmismo. Lastresformasnormalessonsuficientesparalamayor´ıadelasbasededatos(WattyEng, 2019),paraabreviarlasusualmentesedenominaFNyestasconsistenencumplirconlo siguienterequisitos:
1FN:Todoslosatributossonat´omicos.Unatributoesat´omicosiloselementosdeldominiosonindivisibles,m´ınimos.Latablacontieneunaclaveprimaria.Lallaveprimaria nocontieneatributosnulos.Noposeeciclosrepetitivos.
2FN:Debeestaren1FNysilosatributosquenoformanpartedeningunaclave dependendeformacompletadelaclaveprincipal.
3FN:Debecumplirconla2FNysinoexisteningunadependenciafuncionaltransitiva entrelosatributosquenosonclave.
3.2Descripci´ondelaMetodolog´ıa35
Yallevadoalcasopr´acticodelejercicioqueseest´ahaciendo,estossonlospasosparaquela matrizdevocaci´oncumplaconlasformasnormales(Microsoft,2013):
1. Eliminargruposrepetidosdecadatabla.
2. Crearunatablaporcadagrupodedatosrelacionados.
3. Identificarcadagrupodedatosrelacionadosconunallaveprimera PrimaryKey (PK).
4. Creartablasseparadasparaconjuntosdevaloresqueseapliquenavariosregistros.
5. Relacionarlastablasconllavefor´aneas ForeignKey (FK).
6. Eliminarloscamposquenodependendelallaveoidentificador.
Seprocedeentoncesarealizarlanormalizaci´ondelamatrizdedecisi´on.Deesteprocesose esperaobtenerunaseriedetablasrelacionadasentresiquerepresentantodaslasreglas.De all´ısedebeempezaraconstruirelmodeloentidadrelaci´on(Chen,1976)queeselproducto obtenidoenestapartedelametodolog´ıa.
Partiendodelamatrizdedecisi´onmostradaenelAnexoA,sevaamostrarcu´alesfueron lospasosaseguirpararealizarlanormalizaci´ondelatextura,puestoqueesunatributocon m´ultiplesvaloresalmacenadoenuns´oloregistro.Elmismoprocedimientoserepiteparael casodelclima,pendiente,erosi´on,inundaci´on
Enlacolumnadelatextura,sepuedenencontrarvalorescomo”ModeradamenteGruesa”, ”Gruesa”,”Media”,”ModeradamenteFina2 ”Fina.en uns´oloregistro,porlocualseestandariz´odichovalorencontrandolosvalores´unicosycre´andolosdentrodeunatablaenlabase dedatos,lacualsepuedeobservarenlafigura 3-5.All´ısehaceunlistadoasignandoacada valorunidentificador´unicoqueposteriormenteservir´aparapoderreferirseacadaregistro atrav´esdeunc´odigo.
Ahorasecreaunatablaendondeseregistrantodaslastexturas,consusrespectivoss´ımbolosyelgrupotexturalalcualpertenecen.Elc´odigodelgruposetomadelatablaanterior.
Figura3-5 : GrupoTextural.
Elobjetivodetenerloss´ımbolosesparacuandosehaganconsultassetraigan´estosvalores quesonabreviaturasynotraerelnombrecompleto,deesaformalastablassondemenor tama˜noym´asamigablesparalosusuarios.Enlafigura 3-6 semuestrac´omoquedaesta tabladentrodelabasededatos.
Elrequerimientodeevaluaci´onparalatexturasemanejaporgruposdentrodelamatriz dedecisi´on,motivoporelcualseencuentraunarelaci´ondemuchosgruposconmuchas texturas.Parasolucionaresteproblema,seempleaunatabladepasoendondesetienenlos grupostexturalesagrupadosydeesaformasepuedanutilizarcomovalores´unicos.Enla figura 3-7 semuestrac´omoqued´olatablaconsurespectivacodificaci´on.
Latablaendondesecentralizarontodoslosvaloresnormalizadossepuedeobservarenla figura 3-8.All´ılosvaloressonllamadosacadaunodelosgruposnormalizadosdevalores, quedemanerasimilaralatexturasetrabajaron.Altenerlosvaloresenestaforma,se puedeempezararealizarunacomparaci´oncontracualquiertablaenlabasededatos.Enla
Figura3-7.: Matrizdedecisi´onNormalizada.
siguientesecci´onseexplicar´aelsiguienteprocedimientoqueconsisteenlainteracci´oncon datosgeogr´aficosdesuelos.
Unavezsetenganormalizadalamatrizdedecisi´onqueseencuentradentrodelabasededatosPostgreSQL/PostGIS,all´ıseencuentranunaseriedetablasyrelacionesquerepresentan todaslasreglasdeevaluaci´onysusrespectivospar´ametros,deloscu´aleselprocedimiento seexplic´oenlasecci´onanterior.
Dentrodeestamismabasededatosserecomiendatenerlainformaci´ongeogr´aficadesuelos aligualquelaalfanum´erica,peroesdeseablequesehaganenesquemasseparadosparaevitar confusiones.Paraestecasoenparticularsedesarrollaronunasinterfacesdecapturadela informaci´onsobrelaunidadcartogr´afica,taxonom´ıaydeperfiles,quepuedacomplementar lastareasdeactualizaci´onymantenimientodelabasededatos,yaqueseesperalacontinuidaddelproyectoenotrosnivelesdeinformaci´onqueseencuentramanejandoactualmente
403Metodolog´ıa elIGAC.
ElSistemadeInformaci´onGeogr´aficaalcualseleincluy´ouncomponentedepublicaci´onweb, siguiendoloslineamientosdeunaarquitecturaclienteservidor,fuedesarrolladoutilizando lassiguientesherramientasdesoftwarelibre:
1. SistemaManejadordeBasedeDatosGeogr´afica:PostgreSQL(PostgreSQL,2015)y elsoporteparainformaci´onespacialPostGIS(Refractions,2015).
2. ServidorWebApache.
3. Interfacesdecapturadeinformaci´ondesuelosdesarrolladasenelLenguajeProcesador deHipertextoPHP(Lerdorf,1995),utilizandoYiiFramework(Xueetal.,2008).
4. ServidordeMapasMapserverparalapublicaci´ondelainformaci´ongeogr´aficaenla Web.
5. Elvisorgeogr´aficowebsedesarroll´obajoelframeworkPmapper,
LosmodelosEntidad-Relaci´ondeevaluaci´onydelosdatosdeentrada,lasinterfacesde capturadeinformaci´onylosmapasobtenidossemuestranenlapresentaci´onderesultados.
Lainformaci´onquesirvi´oparaesteestudioyqueposteriormentesealmacen´odentrodela basededatosespaciales:
1. Capaunificadadelosestudiosdesuelosenescala1:100.000.Seencuentrandelimitados porrelieve,climayfasecartogr´afica.
2. Perfilesdesuelos.Contienelosdatosdetaxonom´ıadesuelosyelporcentajequecomponeacadaunidadcartogr´aficadesuelos.
3. Horizontes.Comprendeladivisi´ondecadaperfilencadahorizontedesueloencontrado. All´ısealmacenaronlosdatosdef´ısica,qu´ımicaymirerolog´ıadecadahorizonte.
3.2Descripci´ondelaMetodolog´ıa41
Figura3-10 : FasesCartogr´aficasdeSuelos.
LaUnidadCartogr´aficadesuelosseexpres´odentrodelabasededatoscomounobjetoque contienelosatributosprincipalesquesenecesitabanparaesteejercicio,omitiendolosdatos irrelevantes,porlocualnoestodalainformaci´ondelosestudiosdesuelosdeColombia.
Enlafigura 3-9 semuestralatabladentrodelabasededatos.Lacolumna¨ıd.es devital importanciaporqueestavaaserlallaveconlacualsevanavincularalasunidadessus respectivasfases,horizontes,perfilesytaxonom´ıas.
Paralasfasescartogr´aficasdesuelos,latablaqueseutiliz´osemuestraenlafigura 3-10. All´ısetieneencuentaelidentificadordelaunidadcartogr´aficadesuelos,conelfindeno perderelv´ınculodepertenencia.
Losperfilespuedenestarenunaovariasunidadescartogr´aficasdesuelos,esporesoquese necesitaunatablaendondeseasocielapertenenciaysurespectivarestricci´onporc´odigo deperfil.Enlafigura 3-11 semuestraelc´odigodelosperfilesyelidentificadordelaunidad alacualpertenece,lacombinaci´ondelosdostieneunarestricci´onparaevitarduplicidad
3.2Descripci´ondelaMetodolog´ıa43
Figura3-11.: PerfilesyUnidadesCartogr´aficasdeSuelos. dec´odigosdentrolamismaunidad.
Lataxonom´ıaseencuentrarelacionadaconelperfil,yaque´estarepresentaunporcentajedel ´areadelaunidadcartogr´afica,consurespectivonombreyatributos,queasuvezhacenllamadoaalgunastablascodificadascomolaprofundidadefectiva,drenajenatural,fertilidady limitantesdelaprofundidad.Enlafigura 3-12 semuestralatabladentrodelabasededatos.
Loshorizontesfueronalmacenadostambi´encomounobjetodentrodelabasededatos.Se tuvieronenrelaci´ondirectaconlosperfilesqueasuvezsevinculanalasunidadesdesuelos, evitandoduplicidadenlosregistrosalmacenados,yaqueporperfilenpromedioson3yde haberduplicidadgeneraninconvenientesaritm´eticosconlasprofundidadesinicialesyfinales. Enlafigura 3-13 semuestralatabla.
Parasimplificarlasrelacionesentrelosobjetosgeogr´aficosyalfanum´ericosyporeltipo deescala(1:100.000)deestainformaci´on,lastablasespacialessesimplificaronenfases
3.2Descripci´ondelaMetodolog´ıa45
Figura3-14 : CapadeInformaci´ondesuelosvistaentabladelabasededatosgeogr´afica. cartogr´aficas,queimpl´ıcitamentepertenecenalaunidadcartogr´aficadesuelos.Estoconel findedisminuirtiempodeinteracci´onentrelamatrizdedecisi´onylosdatosgeogr´aficos.
Unejemploderegistrosdelainformaci´ondepartamentaldeldepartamentodelAmazonasde muestraenlafigura 3-14.Elcampoquepermiterelacionarlainformaci´oneslaconcatenaci´on entrelaunidadcartogr´aficaylafaseenunmismoregistro.
EllenguajedeconsultaestructuradaSQL StructuredQueryLanguage (ChamberlinyBoyce,1974)esellenguajedescriptseleccionadopararealizarlosprocedimientosdeevaluaci´on desdeelesquemadondeseencuentrantodaslasreglasylainformaci´ondeloslevantamientos desuelos.
Comoyasetienenvinculadasdentrodelamismabasededatoslamatrizdeevaluaci´on, lainformaci´onalfanum´ericayespacialdesuelos,ahoraesposiblecomenzararealizarla evaluaci´ondetierras.Lainformaci´ondeentradaseestandarizayagrupaatrav´esdescripts SQL,comoelquesemuestraenlafigura 3-15.Laagrupaci´onsemuestraenlafigura 3-16. All´ıseobservaqueseagruparontodaslasfuentesdeinformaci´on:UnidadCartogr´afica,Fase,
Figura3-15.: Sentenciaparalaprimeraagrupaci´ondelosdatosdeentradadesuelos.
Perfil,Taxonom´ıayHorizonte.
Ahorasehacenecesarioagruparestainformaci´ona´unm´as,llevarlaalniveldeunidadcartogr´aficasolamente.Enestasegundaagrupaci´onsetieneencuentalasumatoriadelas profundidadesdecadahorizontequeentranaponderarsusrespectivosvaloresydeesaformasevuelvanunoporfase.Elscriptutilizadosemuestraenlafigura 3-17.Lasegunda agrupaci´onsemuestraenlafigura 3-18.All´ıseobservaqueseencuentratodalainformaci´onaniveldefaseyporlotantoyalistaparasucruceconlamatrizdeevaluaci´ondesuelos.
Otrasfuncionesauxiliaresdeagrupaci´ondedatosseutilizarondentrodelasegundaagrupaci´on,comofueelcasodelc´alculodelgrupotexturalporperfil,dondeseconsideraqueel horizontedemayorprofundidadeselquesetieneencuentaparatodoelperfil,porserel predominante.Enlafigura 3-19 semuestraelscriptutilizadoparacrearunavista,queal igualqueenotrasvariables,setuvoqueutilizarparafacilitarlaagrupaci´on.
Figura3-16 : Primeraagrupaci´ondelosdatosdeentradadesuelos.
Figura3-17 : Segundaagrupaci´ondelosdatosdeentradadesuelos.
.: Datosagrupadosporfasecartogr´afica.
3.2Descripci´ondelaMetodolog´ıa49
Figura3-20 : ScriptdeResultadoParcial.
Elprocesodeevaluaci´onseiniciaconelScriptquesemuestraenlafigura 3-20.All´ıse obtienenmuchosresultadosqueser´ıantodaslasposiblesvocacionesporfasecartogr´afica, comosemuestraenlafigura 3-21.Estaesunatablabastante´utilparaencontrarusosalternativosparacadafasecartogr´afica.
Ellistadounitarioporcadafasecartogr´aficaconsisteenobtenerlavocaci´ondeusode”mayor¸categor´ıa,esdecir,lamenosrestrictiva.Paraesosehizounllamadoaunavistaquela calculaatrav´esdelScriptquesemuestraenlafigura 3-22.All´ısehaceuncruceentre lasalternativasdeusoylasfasescartogr´aficasconlocualselograformarunlistadode alternativasquecumplenconloscriteriosdeevaluaci´on.Conestoesposibleobtenerunuso
Figura3-21.: Usosposiblesporfasecartogr´afica.
Figura3-22 : Scriptderesultadounitario.
3.2Descripci´ondelaMetodolog´ıa51
Figura3-23.: Vocaci´onunitariaporfasecartogr´afica. principalyusosalternativosparacadafasecartogr´afica.
Latablaquecontieneunlistadodeusosposiblesparacadafasecartogr´aficasemuestra enlafigura 3-23.Estelistadodealternativassevinculaposteriormenteconlainformaci´on geogr´aficadentrodelabasededatos,seseleccionaelusodemenorrestricci´onydeesaforma seobtieneelmapadeVocaci´ondeUsodelosSuelosdeColombiaenescala1:100.000,que semuestraenelsiguientecap´ıtulo.
Elmodeloentidadrelaci´onutilizadoparacalificarlavocaci´ondeusodelossuelosdeColombiasepresentaenlafigura 4-1.
Conlafinalidaddetenerlainformaci´onprovenientedelossuelos,serealiz´ounmodeloentidadrelaci´onqueprocuramantenerlaintegridaddelosdatosyquepuedaserutilizadodesde elesquemadevocaci´on,elcualsemuestraenlafigura 4-2.
Lainterfazdeusuariodondesemuestraunformulariodeingresodeinformaci´onb´asicade unaunidadcartogr´aficadesuelossemuestraenlafigura 4-3.
LaURLdondesepuedeingresaralainterfazdeusuariopartalaadministraci´ondelabase dedatosdesueloses:http://conflictosdeuso.igac.gov.co/suelos2/index.php?r=site/index.
Unejemplodec´omoseveellistadoderegistrosenlabasededatosdesuelossemuestraen lafigura 4-4
Elvisorwebdondesepuedeconsultarelresultadodeesteproyecto,adem´asdelasotras capasdeinformaci´ongeogr´aficaqueformaronpartedelproyectoConflictosdeUsodelterritorioColombianoseencuentraenlaURL:http://conflictosdeuso.igac.gov.co/yunacaptura depantalladeesesitiosemuestraenlafigura 4-5.
4.1Presentaci´ondeResultados53 Tambi´ensecuentaconunsistemaquepermitesolamentehacerconsultasyb´usquedasdentro delabasededatosdelossuelos,lacualseencuentradisponibleenlaURL http://conflictosdeuso.igac.gov.co/consulta/index.php?r=suelosVariables/admin ysepuedeobservarenlafigura 4-6
Figura4-1.: ModelodeEntidadRelaci´onparaevaluarlaVocaci´on.
.: ModelodealmacenamientodelaInformaci´ondeSuelos.
Figura4-3.: Ejemplodeformulariodecreaci´ondeunregistro.
EnlaTabla 4-1 sehaceunacomparaci´onentrelasespecificacionesdelosotrosprogramas deevaluaci´ondesoftwaredesarrolladoyeste.
Programa Plataforma Basede Datos Lenguaje deDesarrollo Modelos delUsuario Soporte Geogr´afico Mapas Web
Nuevo ALES PCWindows PostgreSQL VisualBasic No Shapefiles No
MicroLEISS Windows Noreportado PHP Si Noespecificado Noreportado
Esteproyecto M´ultiple PostgreSQL SQLPHP No PostGIS Mapserver
Tabla4-1 : Comparaci´onentreprogramasdeevaluaci´ondetierras.
Elprogramaengeneralseencuentraenunt´erminocompetitivoconrespectoasusantecesores,peronocuentaconalgoimportanteyeslacapacidaddequelosusuariospuedancrear
.: ListadodeRegistrosvistosdesdelainterfazdeusuario.
Figura4-6 : Interfazdeconsultaalabasededatosdesuelos.
nuevosmodelospersonalizadosdesdeunainterfazdeusuariocomoloofreceMicroLEISS, convirti´endoseenunadesventajarespectoa´este.Aunqueestedesarrollopuedeescalaryen unafuturaversi´onsepuedellegaradesarrollar,perodandounpasoyesqueesteprocedimientoseaenl´ınea.
Elprogramaarroj´olosresultadosdelaevaluaci´ondelavocaci´onmostradosenlafigura 4-7, elcualfuerevisadoyavaladoporelIGAC,yaqueeslaentidadresponsabledesupublicaci´on yfueuninsumodentrodelaobtenci´ondelmapadeConflictosdeUso.Enalgunoscasoshicieronunosajustesenlosresultados,yaquesetuvieronencuentaotrosfactoresnoexpl´ıcitos enlametodolog´ıa,comoaspectossocialesyecon´omicos,aligualsehizounacomparaci´on conelmapadecapacidaddeuso,conlafinalidaddetenerunarelaci´oncoherenteentreambasfuentesdeinformaci´on,yaqueestosdosentranahacerpartedelazonificaci´ondetierras.
Unprerrequisitoimportanteparapoderllevaracabolaevaluaci´ondelavocaci´ondeusoes tenerlainformaci´ondelossuelosdebidamenteorganizadayestructuradaenunabasede datos.Esporesoquefuetanimportantellegaralaobtenci´oneimplementaci´ondelabase dedatosdesuelos,deacuerdoalomostradoenlafigura 4-2.
Parafacilitarlastareasdeactualizaci´onymantenimientodelabasededatosdesuelosy suposteriorevaluaci´ondelavocaci´on,sedesarrollaroninterfacesdeusuarioenlenguaje PHPutilizandoYiiFramework.Paraquelosusuariospuedancrearoeditarlosregistros, cuentaconunformulariodediligenciamientodeinformaci´onmostradocomoelmostradoen lafigura 4-3.Encuantoalagesti´ondelosregistrosdelabasededatos,secuentaconuna interfazcomolamostradaenlafigura 4-4
Finalmentelosresultadosfueronpublicadosdentrodelvisorgeogr´aficodelproyectoConflictosdeUsodelTerritorioColombiano,quetambi´enfuedesarrolladoporelautorenela˜no 2009utilizandoPmapper,MapserverycapasdePostGIS,elcualsepuedeobservarenla figura 4-5
Elmodeloentidadrelaci´onmostradoenlafigura 4-1 eselresultadodelanormalizaci´on delamatrizdedecisi´onmostradaenelanexoA.Enestemodelosetuvieronencuentalas condicionesall´ıexpuestasquesetradujeronenentidadesyrelacionesqueposteriormente soncomparadasconlabasededatosdesuelosparaquesehagaelprocesodeevaluaci´onde lavocaci´on,queelresultadomostradoenlafigura 4-7
Encuantoalaspreguntasdeinvestigaci´onsehaceacontinuaci´onlarespuestaaambas:
1. ¿Cu´aleselprocedimientoparaimplementarlasreglasdedecisi´ondelametodolog´ıa IGACdeevaluaci´ondelavocaci´ondeusodelossuelosdeColombiaaescala1:100.000 mediantelaimplementaci´ondeunSistemadeInformaci´onGeogr´afica?.
Elprocedimientoquepermiti´oimplementarlasreglasdentrodeunSIGfueeldeestructurartodoslospar´ametrosdeevaluaci´ondentrodeunabasededatosgeogr´aficay deesaformaseposibilitatenercriteriosaevaluarylosdatosenelmismolugar.
2. ¿Cu´aleslametodolog´ıam´asadecuadaparalograrunaadecuadainteracci´onentrela matrizdedecisi´onalfanum´ericadelospar´ametrosdeevaluaci´ondelavocaci´onyla informaci´ongeogr´aficadelosestudiosdesuelosdentrodeunSIG?.
Lametodolog´ıam´asadecuadaquepermiti´olainteracci´oninternadelosdatospor reglaspredefinidasfueelusodeScriptsSQLenelsoftwaremanejadordebasesdedatos espacialesPostgreSQL/PostGIS,concebidosparaseguirloscriteriosdeevaluaci´onde lossuelos,loscualespermitieronrealizarc´alculosyoperacionesdean´alisisespacialcon loquefueposibleobtenerelmapadevocaci´on.
: MapadeVocaci´onobtenido.
5.1.Conclusiones
Selogr´oeldesarrollodeunSistemadeInformaci´onGeogr´aficaparalaevaluaci´ondelaVocaci´ondeUsodelsuelodeacuerdoalametodolog´ıapropuestaporelIGACdentrodeun ambientemultiusuario,multiplataformaquepermitalapublicaci´ondelosresultadosenun visorgeogr´aficowebconsoftwarelibre.
Elresultadofinalsepudoalcanzargraciasalcumplimientodelasmetasprevistas,delas cu´alessetienenlassiguientesconclusiones:
Sehizounaselecci´ondelasherramientasdesoftwarelibrequesepudieranutilizar paraesteproyectodeacuerdoalaexperienciadeproyectosanterioresdesistemassimilaresybuscandocoherenciaconlainformaci´onespacial,lasherramientasfinalmente seleccionadasfueron:QGIS,PostgreSQL,PostGIS,PHPyMapServer.
Elprocesodeimplementaci´ondelabasededatosdelossuelosdeColombiaaescala 1:100.000seconcluy´oasatisfacci´on. ´ Estafuepensadaparaorganizarlainformaci´ona nivelnacionalporloqueseesperaquepuedaserdegranutilidadenotrosproyectosque desarrolleelIGAC.Nos´oloselimitaalestadoactualdedichainformaci´on,sinoque puedeseguircreciendoenregistrosparapoderllegaraotrasescalasdelevantamientos desuelos.
Lospar´ametrosdelamatrizdedecisi´onfuerondise˜nadosdentrodeunmodelorelacionalqueposteriormenteseimplement´odentrodeunabasededatoselaboradaen
PostgreSQL.Estosposteriormentefueronenlazadosatrav´esdescriptsSQLalesquemadondesealmacenalainformaci´ondesuelos,loquepermiteadem´asquesicambian par´ametrosdeevaluaci´onolametodolog´ıamisma,todosloscambiossepuedanimplementarsobreesteesquemadelabasededatossininterferirconlainformaci´ondelos suelos.
Elmapadevocaci´onaligualqueotrascapasdeinformaci´on,seencuentranalmacenadasdentrodeunabasededatosgeogr´aficadePostGIS,porlocualseprocedi´oacrear serviciosconMapserverqueposteriormentefueronpublicadosconframeworkPMapper 4,queseencuentradisponibleenlaURL:http://conflictosdeuso.igac.gov.co/. Paratrabajargrandesvol´umenesdeinformaci´ongeogr´aficaysupublicaci´onWebes muyrecomendableutilizarcapasgeogr´aficasconcach´esincorporados,yaquesinestos eltiempoderespuestaesbastantealto.
Esimportantequeenloslevantamientosdesuelossetenganalgunasconsideraciones previasquesehayanpodidoobtenerdeformaindirectaatrav´esdelusodetecnolog´ıas SIG,quesebusqueextraerlamayorcantidaddeinformaci´onposiblecont´ecnicascomo elan´alisisespacial,yaquepuedesimplificardesdeunprincipioelprocesodeevaluaci´ondetierras,porquenos´oloselimitaalasvariablesdesuelos,sinoquesepueden aprovecharfuentesdedatoscomoelDEM,Lidareim´agenesdesensoresremotos.De hechohayiniciativaseneltemaquepuedeinclusoayudaralaactualizaci´ondelos estudiosexistentes,peroqueenelcasodeColombianosehanimplementando. Laprincipallimitaci´onquepresentaestetrabajoesqueparapoderactualizarelsistema,esnecesarioqueelusuariotengaconocimientosb´asicosdeSQL,porlocual esimportanteimplementarunainterfazdeusuarioamigablequenorequieradegran conocimientoenbasesdedatos.
Enelpresentetrabajosepresentaronalgunosproblemasquevalelapenacitarparaquesean tenidosencuentaparafuturosdesarrollosenentornossimilares:
Estosprocedimientospuedenserreplicadosenotrasescalasdesuelosparaquetambi´en contribuyanalaobtenci´ondelosmapasdevocaci´ondemanera´agilyoportuna.
Enelfuturosepodr´ıaexplorartambi´enlaposibilidaddecompletarestosm´etodosde basesdedatosespacialesvectorialesconinformaci´onr´asterparapoderdiversificarlas posibilidadesdealgoritmosyresultados.
Conalgunasmodificacionesestedesarrollopuedeserllevadotambi´enaqueautomatice laevaluaci´ondecapacidaddeusodelossuelosylosdiferentestiposdecultivosquese puedendesarrollardemanera´optimasobrecadaunidaddesuelos.
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Vocaci´on Grupo
CTIc Agr´ıcola 3,4,5 Bimodal <7 Ligeraa menor Bien drenado Nohay <3 <
CTIm Agr´ıcola 8,9,10 Bimodal <7 Ligera amenor Bien drenado Nohay <3
CTIf Agr´ıcola 12,13, 14,15 Bimodal <7 Ligera amenor Bien drenado Nohay <3
CTSc Agr´ıcola 3,4,5 Bimodalo Monomodal <12 Ligera amenor Buenoa imperfecto Ocasionales oMenor
CTSm Agr´ıcola 8,9,10 Bimodalo Monomodal <12 Ligera amenor Buenoa imperfecto Ocasionales oMenor
CTSf Agr´ıcola 12,13, 14,15 Bimodalo Monomodal <12 Ligera amenor Buenoa imperfecto Ocasionales oMenor
CPIc Agr´ıcola 3,4,5 Bimodal <12 Ligera amenor Buenoa moderado Raraso Menor
CPIm Agr´ıcola 8,9,10 Bimodal <25 Ligera amenor Buenoa moderado Raraso Menor
CPIf Agr´ıcola 12,13, 14,15 Bimodal <12 Ligera amenor Buenoa moderado Raraso Menor
CPSc Agr´ıcola 3,4,5 Bimodal oMonomodal <25 Ligera amenor Bien drenado Ocasionales oMenor
CPSm Agr´ıcola 8,9,10
CPSf Agr´ıcola 12,13, 14,15
Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa imperfecto Ocasionales oMenor
Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa imperfecto Ocasionales oMenor
PINc Pecuario 4 Bimodal <7 Ligera amenor Buenoa moderado Raraso Menor
PINf Pecuario
PSIc Pecuario 3,4,5 Bimodalo Monomodal <12 Ligera amenor Buenoa moderado Ocasionales oMenor
PSIm Pecuario 8,9,10 Bimodalo Monomodal <12 Ligera amenor Buenoa moderado Ocasionales
PSIf Pecuario 12,13, 14,15 Bimodalo Monomodal <12 Ligera amenor Buenoa moderado Ocasionales oMenor
PEXc Pecuario 2,3,4,5 Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa imperfecto Frecuentes omenor
PEXm Pecuario 7,8,9,10 Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa imperfecto Frecuentes omenor
PEXf Pecuario 12,13, 14,15 Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa imperfecto Frecuentes omenor
AGSt Agroforestal 3,4,8,9, 13,14,15 Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa imperfecto Ocasionales oMenor
AGSp Agroforestal 3,4,5, 6,8,9, 13,14,15 Bimodalo Monomodal <50 Ligera amenor Excesivoa Moderado Raraso Menor <
ASPt Agroforestal 3,4,8,9, 13,14,18
Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa imperfecto Ocasionales oMenor
ASPp Agroforestal 3,4,5,8,9, 10,13,14 Bimodalo Monomodal <50 Moderada amenor Buenoa moderado Raraso Menor <
SPA Agroforestal 2,3,4,5, 7,8,9, 10,12,13, 15,17,18 Bimodalo Monomodal <25 Ligera amenor Buenoa pobre Frecuentes omenor
FPDc Forestal 3,4,5,6 Bimodalo Monomodal <12
Moderada amenor Buenoa pobre Ocasionales oMenor
Moderadamente Gruesa,Media,
FPDm Forestal 8,9,10
FPDf Forestal 13,14, 15,16
Bimodalo Monomodal <12 Moderada amenor Buenoa pobre Ocasionales oMenor
Bimodalo Monomodal <12 Moderada amenor Buenoa pobre
FPDmf Forestal 17,18 Bimodalo Monomodal <12 Ligeraa menor Buenoa pobre
FPP Forestal
1,2,3,4,5, 6,7,8, 9,10, 11,12,13, 14,15, 16,17
FPR Forestal
CRE-1 Conservaci´on
Bimodalo Monomodal <75 Moderada amenor Buenoa pobre Frecuentes
1,2,3,4,5, 6,7,8, 9,10, 11,12,13, 14,15,16, 17,18,19 Bimodalo Monomodal <100
1,2,3,4,5, 6,7,8,9,10, 11,12,13, 14,15,16, 17,18,19, 20,21
CRE-2 Conservaci´on
Bimodalo Monomodal <100
1,2,3,4,5, 6,7,8,9,10, 11,12,13, 14,15,16, 17,18,19, 20,21
CRH-1 Conservaci´on
CRH-2 Conservaci´on
Bimodalo Monomodal <100 Muy
1,2,3,4,5, 6,7,8,9, 10,11,12, 13,14,15 ,16,17,18, 19,20,21
1,2,3,4,5, 6,7,8,9, 10,11,12 ,13,14,15, 16,17,18, 19,20,21
Bimodalo
<
Bimodalo Monomodal <100 Severaa menor