Sistemas de Información Geográfica (SIG)

REN-328 – Sistemas de Información Geográfica (SIG)
Carrera de Ingeniería Forestal
Universidad Autónoma Gabriel René Moreno
Esta propuesta organiza la asignatura en un formato moderno basado en competencias, con énfasis en el aprendizaje práctico mediante proyectos aplicados al contexto forestal boliviano.
INFORMACIÓN GENERAL
Datos de la Asignatura
Código: REN-328
Nombre: Sistemas de Información Geográfica (SIG)
Carrera: Ingeniería Forestal
Modalidad: Teórico-Práctica
Nivel: Intermedio–Avanzado
Duración total: 80 horas académicas
Distribución de la Carga Horaria
Teoría: 32 horas (40%)
Prácticas de laboratorio: 40 horas (50%)
Proyecto integrador: 8 horas (10%)
Prerrequisitos Sugeridos
Conocimientos básicos de informática y manejo de sistemas operativos.
Nociones elementales de topografía y cartografía.
Estadística descriptiva básica.
Ecología forestal general (recomendado).
Objetivo General
Desarrollar competencias para adquirir, administrar, analizar e interpretar información geoespacial mediante Sistemas de Información Geográfica, aplicándolos al manejo forestal sostenible, conservación de recursos naturales, ordenamiento territorial y monitoreo ambiental en el contexto boliviano.
Metodología
Clases magistrales participativas.
Aprendizaje Basado en Problemas (ABP).
Aprendizaje Basado en Proyectos (ABPr).
Prácticas en laboratorio con QGIS (principal) y ArcGIS (complementario).
Salidas de campo con GPS/GNSS.
Uso de drones e imágenes satelitales.
Estudios de caso del contexto boliviano.
Proyecto integrador transversal durante todo el semestre.
Sistema de Evaluación
Evaluaciones teóricas: 20%.
Prácticas de laboratorio: 25%.
Trabajos aplicados: 20%.
Proyecto integrador SIG: 25%.
Participación, trabajo en equipo y prácticas de campo: 10%.
MÓDULO I
Fundamentos de los Sistemas de Información Geográfica
Carga horaria total: 8 horas
Desglose: 3 horas de teoría y 5 horas de práctica.
Capítulo 1. Introducción a los Sistemas de Información Geográfica
Resumen
Introducción a los conceptos fundamentales, evolución y aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica en el contexto forestal.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Comprender qué es un Sistema de Información Geográfica y su importancia estratégica.
Identificar los componentes de un SIG: hardware, software, datos, personas y métodos.
Reconocer las principales aplicaciones forestales y ambientales de los SIG.
1. Historia y evolución de los SIG
1.1. Antecedentes históricos de la cartografía digital
1.2. Hitos en el desarrollo de los SIG
1.3. Tendencias actuales y futuras
2. Componentes de un SIG
2.1. Hardware y periféricos
2.2. Software SIG (comercial y libre)
2.3. Datos geoespaciales
2.4. Recursos humanos y metodologías
3. Tipos de datos espaciales y alfanuméricos
3.1. Datos vectoriales y ráster
3.2. Atributos y tablas asociadas
3.3. Metadatos y calidad de la información
4. Aplicaciones ambientales y forestales
4.1. Inventarios forestales
4.2. Ordenamiento territorial
4.3. Monitoreo ambiental
4.4. Casos de estudio en Bolivia (ABT y SERNAP)
MÓDULO II
Geodesia, Cartografía y Sistemas de Coordenadas
Carga horaria total: 8 horas
Desglose: 3 horas de teoría y 5 horas de práctica.
Capítulo 2. Geodesia y Sistemas de Referencia
Resumen
Estudio de la forma de la Tierra y los sistemas de referencia geográfica aplicados al territorio boliviano.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Interpretar y transformar coordenadas geográficas.
Comprender las proyecciones cartográficas y sus implicancias.
Aplicar los sistemas de referencia oficiales utilizados en Bolivia.
1. Forma de la Tierra
1.1. Geoide y superficie equipotencial
1.2. Elipsoide de referencia
1.3. Datum horizontal y vertical
2. Sistemas de referencia geodésica
2.1. WGS84 (estándar GPS)
2.2. SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas)
2.3. PSAD56 (datum histórico en Bolivia)
2.4. Transformaciones entre datums
3. Proyecciones cartográficas
3.1. Conceptos fundamentales
3.2. Tipos de proyecciones (cilíndricas, cónicas y azimutales)
3.3. Deformaciones y propiedades
4. Sistema UTM aplicado a Bolivia
4.1. Zonas 19, 20 y 21 Sur
4.2. Coordenadas UTM y su lectura
4.3. Escalas cartográficas y lectura de mapas
MÓDULO III
Captura de Información Geográfica
Carga horaria total: 8 horas
Desglose: 2 horas de teoría y 6 horas de práctica (incluye salida de campo).
Capítulo 3. GPS y GNSS
Resumen
Levantamiento de información georreferenciada en campo utilizando receptores satelitales.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Registrar puntos de control con precisión.
Levantar rutas y trazados.
Delimitar polígonos de interés forestal.
1. Fundamentos del posicionamiento satelital
1.1. Constelaciones GNSS (GPS, GLONASS, Galileo y BeiDou)
1.2. Precisión diferencial (DGPS y RTK)
1.3. Errores y fuentes de imprecisión
2. Operación de receptores GNSS
2.1. Configuración de equipos
2.2. Registro de waypoints
2.3. Levantamiento de tracks y rutas
2.4. Digitalización de polígonos en campo
3. Gestión de datos GNSS
3.1. Navegación y seguimiento
3.2. Exportación a formatos estándar (GPX, KML y CSV)
3.3. Integración con software SIG
Capítulo 4. Drones y Fotogrametría
Resumen
Generación de productos geoespaciales mediante vehículos aéreos no tripulados.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Planificar vuelos fotogramétricos.
Generar ortofotos y modelos digitales.
Procesar nubes de puntos para aplicaciones forestales.
1. Introducción a los drones
1.1. Tipos de UAV y aplicaciones forestales
1.2. Normativa boliviana (DGAC)
1.3. Planificación de misiones
2. Fotogrametría digital
2.1. Principios fotogramétricos
2.2. Generación de ortofotos
2.3. Modelos Digitales de Elevación (MDE/MDT)
2.4. Nubes de puntos y modelos 3D
He continuado el documento manteniendo el mismo formato solicitado: sin modificar el contenido técnico y dejando sin numeración los apartados descriptivos.
Escritura
MÓDULO IV
Modelos de Datos Espaciales
Carga horaria total: 8 horas
Desglose: 3 horas de teoría y 5 horas de práctica.
Capítulo 5. Modelo Vectorial
Resumen
Creación y edición de datos vectoriales para representación de elementos forestales discretos.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Crear capas vectoriales temáticas.
Editar geometrías con precisión topológica.
Digitalizar información forestal.
1. Conceptos del modelo vectorial
1.1. Puntos, líneas y polígonos
1.2. Topología y relaciones espaciales
1.3. Atributos y tablas asociadas
2. Creación y edición de capas
2.1. Definición de sistemas de referencia
2.2. Digitalización asistida (georreferenciación)
2.3. Edición de geometrías
2.4. Control de calidad topológica
Capítulo 6. Modelo Ráster
Resumen
Procesamiento de datos ráster para análisis de coberturas y generación de mapas temáticos.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Procesar imágenes satelitales básicas.
Analizar coberturas del suelo.
Generar mapas temáticos ráster.
1. Fundamentos del modelo ráster
1.1. Estructura de celdas y resolución
1.2. Tipos de datos ráster
1.3. Ventajas y limitaciones
2. Procesamiento de imágenes
2.1. Fuentes de imágenes satelitales (Sentinel, Landsat y Planet)
2.2. Composiciones y realce de imagen
2.3. Clasificación supervisada y no supervisada
2.4. Generación de mapas temáticos
MÓDULO V
Bases de Datos Espaciales
Carga horaria total: 6 horas
Desglose: 2 horas de teoría y 4 horas de práctica.
Capítulo 7. Gestión de Información Geográfica
Resumen
Creación y administración de bases de datos espaciales para proyectos forestales.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Crear bases de datos espaciales eficientes.
Organizar información geográfica de forma estructurada.
Administrar proyectos SIG de mediana y gran escala.
1. Formatos de archivo tradicionales
1.1. Shapefile (estructura y limitaciones)
1.2. GeoPackage (formato moderno)
1.3. GeoJSON y formatos web
2. Bases de datos espaciales avanzadas
2.1. Introducción a PostgreSQL/PostGIS
2.2. Consultas espaciales básicas
2.3. Integración con QGIS
3. Administración de proyectos SIG
3.1. Estructura de carpetas y metadatos
3.2. Control de versiones
3.3. Documentación técnica
MÓDULO VI
Software SIG
Carga horaria total: 8 horas
Desglose: 2 horas de teoría y 6 horas de práctica.
Enfoque principal: QGIS (software libre)
Enfoque complementario: ArcGIS
Capítulo 8. QGIS – Software Libre
Resumen
Dominio del software de código abierto para análisis geoespacial forestal.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Crear y gestionar proyectos en QGIS.
Elaborar mapas de calidad profesional.
Automatizar procesos mediante herramientas integradas.
1. Interfaz y gestión de proyectos
1.1. Configuración del entorno de trabajo
1.2. Carga y visualización de capas
1.3. Complementos (plugins) esenciales para el ámbito forestal
2. Elaboración de mapas
2.1. Composiciones de impresión
2.2. Simbología y etiquetado avanzado
2.3. Generación de atlas y series cartográficas
3. Automatización
3.1. Procesamiento por lotes
3.2. Modelador gráfico
3.3. Introducción a PyQGIS
Capítulo 9. ArcGIS – Complementario
Resumen
Familiarización con el software comercial para entornos corporativos.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Administrar geodatabases.
Realizar análisis espacial avanzado.
Publicar mapas en plataformas web.
1. ArcGIS Pro
1.1. Interfaz y flujos de trabajo
1.2. Geodatabases y dominios
1.3. Herramientas de análisis espacial
2. Publicación y compartición de información geográfica
2.1. ArcGIS Online
2.2. Servicios web (WMS y WFS)
2.3. Dashboards y StoryMaps

He continuado el documento manteniendo exactamente el mismo formato, organización y contenido técnico.
Escritura
MÓDULO VII
Análisis Espacial
Carga horaria total: 10 horas
Desglose: 4 horas de teoría y 6 horas de práctica.
Capítulo 10. Herramientas de Análisis Vectorial
Resumen
Aplicación de herramientas de análisis espacial para resolver problemas forestales.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Aplicar operaciones de proximidad (buffers).
Realizar operaciones de superposición (overlays).
Ejecutar consultas espaciales complejas.
Analizar redes de caminos forestales.
1. Análisis de proximidad
1.1. Buffers simples y múltiples
1.2. Zonas de influencia
1.3. Análisis de vecindad
2. Superposición de capas
2.1. Intersección, unión y diferencia
2.2. Tablas de cruce
2.3. Aplicaciones en aptitud de uso
3. Consultas espaciales
3.1. Selección por localización
3.2. Consultas SQL espaciales
3.3. Modelos de decisión multicriterio
4. Análisis de redes
4.1. Rutas óptimas
4.2. Diseño de caminos forestales
4.3. Análisis de accesibilidad
Capítulo 11. Análisis de Modelos de Elevación
Resumen
Procesamiento de información topográfica para análisis hidrológico y de pendientes.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Generar modelos de pendientes y aspectos.
Delimitar cuencas hidrográficas.
Realizar análisis hidrológicos.
1. Derivados del MDE
1.1. Pendientes y aspectos
1.2. Curvas de nivel
1.3. Sombras y visualización 3D
2. Análisis hidrológico
2.1. Delimitación de cuencas
2.2. Redes de drenaje
2.3. Puntos de vertiente
MÓDULO VIII
Teledetección
Carga horaria total: 10 horas
Desglose: 3 horas de teoría y 7 horas de práctica.
Capítulo 12. Sensores Remotos
Resumen
Interpretación y análisis de imágenes satelitales para monitoreo forestal.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Interpretar imágenes satelitales multiespectrales.
Analizar bandas espectrales según objetivos forestales.
Detectar cambios de cobertura boscosa.
1. Fundamentos de teledetección
1.1. Radiación electromagnética y firmas espectrales
1.2. Sensores pasivos y activos
1.3. Resolución espacial, espectral, temporal y radiométrica
2. Fuentes de imágenes
2.1. Sentinel-2 y Landsat
2.2. Imágenes de alta resolución (Planet y Maxar)
2.3. SAR (Sentinel-1) para aplicaciones forestales
3. Análisis de cambio
3.1. Clasificación multitemporal
3.2. Detección de deforestación
3.3. Series históricas de cobertura
Capítulo 13. Índices Espectrales
Resumen
Cálculo e interpretación de índices espectrales para monitoreo de vegetación y disturbios.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Calcular índices de vegetación.
Aplicar índices de humedad y quemas.
Interpretar resultados en contexto forestal.
1. Índices de vegetación
1.1. NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada)
1.2. SAVI (Índice de Vegetación Ajustado por Suelo)
1.3. EVI (Índice de Vegetación Mejorado)
2. Índices de humedad y agua
2.1. NDWI (Índice de Diferencia de Agua Normalizada)
2.2. NDMI (Índice de Diferencia de Humedad)
3. Índices de disturbios
3.1. NBR (Índice de Severidad de Quema Normalizado)
3.2. dNBR (NBR diferenciado)
3.3. Aplicaciones en evaluación post-incendio
MÓDULO IX
Aplicaciones Forestales
Carga horaria total: 8 horas
Desglose: 2 horas de teoría y 6 horas de práctica.
Capítulo 14. Manejo Forestal Sostenible
Resumen
Elaboración de cartografía técnica para instrumentos de gestión forestal.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Elaborar cartografía para PGMF y POAF.
Planificar inventarios forestales con SIG.
Diseñar infraestructura forestal.
1. Instrumentos de gestión forestal
1.1. Planes de Gestión Forestal (PGMF)
1.2. Planes de Ordenamiento Agroforestal (POAF)
1.3. Requisitos cartográficos de la ABT
2. Inventarios forestales
2.1. Diseño de muestreo espacial
2.2. Integración de datos de campo
2.3. Mapas de volumen y biomasa
3. Infraestructura forestal
3.1. Diseño de caminos forestales
3.2. Patios de acopio y aserraderos
3.3. Análisis de costos de extracción
Capítulo 15. Conservación y Restauración
Resumen
Aplicaciones SIG para conservación de biodiversidad y restauración ecológica.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Gestionar información de áreas protegidas.
Analizar conectividad de corredores biológicos.
Planificar proyectos de restauración.
1. Áreas protegidas
1.1. Sistema Nacional de Áreas Protegidas (SNAP)
1.2. Zonificación y monitoreo
1.3. Presiones y amenazas
2. Biodiversidad y conectividad
2.1. Modelos de distribución de especies
2.2. Corredores biológicos
2.3. Fragmentación de hábitats
3. Restauración ecológica
3.1. Identificación de áreas prioritarias
3.2. Monitoreo de proyectos
3.3. Evaluación de servicios ecosistémicos
Capítulo 16. Incendios Forestales
Resumen
Monitoreo y evaluación de incendios forestales mediante teledetección y SIG.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Monitorear focos de calor en tiempo casi real.
Evaluar áreas quemadas.
Diseñar estrategias de prevención.
1. Detección y monitoreo
1.1. Plataformas de focos de calor (VIIRS y MODIS)
1.2. Sistemas de alerta temprana
1.3. Integración con datos meteorológicos
2. Evaluación de daños
2.1. Cálculo de severidad (NBR/dNBR)
2.2. Delimitación de perímetros
2.3. Estimación de emisiones
3. Prevención y planificación
3.1. Mapas de riesgo e incendio
3.2. Cortinas forestales y brechas cortafuego
3.3. Planes de contingencia

He preparado la parte final del documento manteniendo exactamente el mismo formato, organización y contenido técnico.
Escritura
MÓDULO X
Proyecto Integrador SIG
Carga horaria total: 8 horas
Desglose: 2 horas de teoría (tutoría) y 6 horas de práctica (desarrollo y presentación).
Capítulo 17. Desarrollo del Proyecto Final
Resumen
Desarrollo de un proyecto completo que integre todas las competencias adquiridas durante el semestre, aplicado a una problemática forestal real del contexto boliviano.
¿Qué aprenderán los estudiantes?
Diseñar un proyecto SIG desde cero.
Integrar datos GPS, imágenes satelitales y cartografía base.
Realizar análisis espacial avanzado.
Elaborar mapas técnicos de calidad profesional.
Presentar un informe profesional con recomendaciones para la gestión forestal.
1. Planificación del proyecto
1.1. Identificación de problemática forestal
1.2. Definición de objetivos y alcance
1.3. Cronograma y recursos
1.4. Conformación de equipos de trabajo
2. Desarrollo técnico
2.1. Adquisición y procesamiento de datos
2.2. Análisis espacial aplicado
2.3. Generación de productos cartográficos
2.4. Validación de resultados
3. Comunicación de resultados
3.1. Elaboración de informe técnico profesional
3.2. Diseño de mapas finales
3.3. Presentación oral y defensa
3.4. Recomendaciones para la toma de decisiones
4. Exploración de tecnologías emergentes (opcional)
4.1. Introducción al machine learning para clasificación de cobertura
4.2. Plataformas en la nube (Google Earth Engine)
4.3. Tendencias en SIG forestal
COMPETENCIAS ALCANZADAS AL FINALIZAR LA ASIGNATURA
Al concluir la asignatura REN-328 – Sistemas de Información Geográfica (SIG), el estudiante será capaz de:
Competencias técnicas
Diseñar y administrar proyectos SIG de mediana y gran escala.
Elaborar cartografía digital de calidad profesional.
Integrar información proveniente de GPS, drones e imágenes satelitales.
Aplicar análisis espacial para resolver problemas forestales y ambientales.
Utilizar eficientemente QGIS y comprender el entorno de ArcGIS.
Competencias aplicadas al contexto boliviano
Desarrollar cartografía para PGMF, POAF y otros instrumentos de gestión.
Aplicar los sistemas de referencia oficiales (SIRGAS, PSAD56 y UTM).
Cumplir con los requisitos técnicos de la ABT y SERNAP.
Competencias de análisis y monitoreo
Implementar herramientas de teledetección para el monitoreo forestal.
Comprender y explorar el uso emergente de herramientas de inteligencia artificial y machine learning para la clasificación de cobertura forestal.
Tomar decisiones basadas en evidencia geoespacial.
Competencias transversales
Trabajar en equipos multidisciplinarios.
Comunicar resultados técnicos de forma efectiva.
Documentar procesos y generar metadatos.
RESUMEN DE CARGA HORARIA
Módulo
Tema
Horas
Teoría
Práctica
I
Fundamentos de los SIG
8
3
5
II
Geodesia, Cartografía y Sistemas de Coordenadas
8
3
5
III
Captura de Información Geográfica
8
2
6
IV
Modelos de Datos Espaciales
8
3
5
V
Bases de Datos Espaciales
6
2
4
VI
Software SIG
8
2
6
VII
Análisis Espacial
10
4
6
VIII
Teledetección
10
3
7
IX
Aplicaciones Forestales
8
2
6
X
Proyecto Integrador SIG
8
2
6
TOTAL

80
28 (35%)
52 (65%)
Nota: La distribución práctica incluye el 10 % reservado para el proyecto integrador transversal, cumpliendo con el enfoque por competencias declarado.
TEXTO DE CIERRE
La presente estructura académica organiza la asignatura REN-328 – Sistemas de Información Geográfica (SIG) mediante una secuencia formativa progresiva que inicia con los fundamentos conceptuales de los Sistemas de Información Geográfica y culmina con el desarrollo de un proyecto integrador aplicado a problemáticas reales del sector forestal boliviano.
El diseño curricular fortalece el aprendizaje basado en competencias mediante una combinación equilibrada de clases teóricas, prácticas de laboratorio, trabajo de campo y resolución de casos reales, favoreciendo el desarrollo de capacidades para la adquisición, gestión, análisis e interpretación de información geoespacial.
Asimismo, incorpora el uso de tecnologías geoespaciales modernas, incluyendo sistemas GNSS, drones, imágenes satelitales, bases de datos espaciales, herramientas de teledetección y software especializado como QGIS y ArcGIS, permitiendo que los estudiantes desarrollen competencias alineadas con las necesidades actuales del manejo forestal sostenible, la conservación de los recursos naturales, el ordenamiento territorial y el monitoreo ambiental.
Finalmente, el proyecto integrador consolida los conocimientos adquiridos durante el semestre mediante la elaboración de una propuesta técnica aplicada al contexto boliviano, fortaleciendo la capacidad del futuro ingeniero forestal para generar información geoespacial de calidad, apoyar la toma de decisiones basada en evidencia y contribuir al desarrollo sostenible del sector forestal.