\chapter{Historia de los SIG}\label{Historia}

\begin{keypoints}
�Cu�ndo y d�nde se desarrollo el primer SIG? $\bullet$ �C�mo han evolucionado los SIG desde sus or�genes hasta nuestros d�as? $\bullet$ �Qu� etapas pueden diferenciarse? $\bullet$ �C�mo ha evolucionado la recogida de datos utilizados en un SIG? $\bullet$ �Qu� eventos han marcado la historia de los SIG? $\bullet$ �C�mo ha afectado al desarrollo de los SIG la evoluci�n de otras tecnolog�as y disciplinas?
\end{keypoints}

\bigskip

\begin{intro}
Antes de comenzar a estudiar en profundidad los Sistemas de Informaci�n Geogr�fica y sus elementos constituyentes, as� como la ciencia que definen, es conveniente ver c�mo se ha llegado hasta la situaci�n actual a partir de los esfuerzos llevados a cabo en diversas direcciones. Estudiar la evoluci�n y desarrollo de los SIG es ciertamente importante, en la medida en que nos encontramos ante una disciplina compleja que se nutre de muchas fuentes distintas. En este cap�tulo recorreremos el camino desde los primeros programas que establecieron las bases para el concepto de SIG, hasta llegar a la concepci�n moderna de este. De esta manera, ser� m�s sencillo entender m�s adelante el porqu� de cada una de las partes de un SIG, su funcionalidad y su raz�n de ser.
\end{intro}

\section{Introducci�n}

El desarrollo sufrido por los SIG desde sus or�genes hasta nuestros d�as es enorme. La popularizaci�n de las tecnolog�as y los esfuerzos de desarrollo llevados a cabo por un amplio abanico de ciencias beneficiarias de los SIG, todos han contribuido a redefinir la disciplina e incorporar elementos impensables entonces. No obstante, los componentes principales que identifican el n�cleo principal de un SIG se mantienen a lo largo de todo ese desarrollo, y es su aparici�n la que define el momento inicial en el que podemos situar el origen de los SIG.

Este momento surge al inicio de la d�cada de los sesenta como resultado de unos factores que convergen para dar lugar al desarrollo de los primeros SIG. Estos factores son principalmente dos: la necesidad creciente de informaci�n geogr�fica y de una gesti�n y uso �ptimo de la misma, y la aparici�n de los primeros computadores. 

Estos mismos factores son los que desde entonces han seguido impulsando el avance de los SIG, ya que el inter�s en el estudio y conservaci�n del medio se incrementa paulatinamente tambi�n hoy en d�a, y ello crea una situaci�n ideal para la evoluci�n de las t�cnicas y herramientas empleadas, muy particularmente los SIG.

\section{Los or�genes}

Las bases para la futura aparici�n de los SIG las encontramos algunos a�os antes de esa d�cada de los sesenta, con el desarrollo de nuevos enfoques en cartograf�a que parecen predecir las necesidades futuras que un manejo informatizado de esta traer�. Los trabajos desarrollados por John K.Wright\index{Wright, John K.} en la Sociedad Geogr�fica Americana\index{Sociedad Geogr�fica Americana}, en especial la publicaci�n de su obra \emph{Elements of Cartography} en 1953\index{Elements of Cartography}, son particularmente importantes. Obras como esta van ampliando el campo de la geograf�a cuantitativa hasta que este alcanza un nivel donde puede plantearse, una vez que la inform�tica alcanza una cierta madurez, la uni�n de ambas disciplinas.

La primera experiencia relevante en esta direcci�n la encontramos en 1959, cuando Waldo Tobler\index{Tobler, Waldo} define los principios de un sistema denominado MIMO (map in--map out)\index{MIMO}\index{Map in-map out} con la finalidad de aplicar los ordenadores al campo de la cartograf�a. En �l, establece los principios b�sicos para la creaci�n de datos geogr�ficos, su codificaci�n, an�lisis y representaci�n dentro de un sistema informatizado. Estos son los elementos principales del \emph{software} que integra un SIG, y que habr�n de aparecer en todas las aplicaciones desarrolladas desde ese momento.

El primer Sistema de Informaci�n Geogr�fica formalmente desarrollado aparece en Canad�, al auspicio del Departamento Federal de Energ�a y Recursos. Este sistema, denominado CGIS (Canadian Geographical Information Systems)\index{CGIS}, fue desarrollado a principios de los 60 por Roger Tomlinson\index{Tomlinson, Roger}, quien dio forma a una herramienta que ten�a por objeto el manejo de los datos del inventario geogr�fico canadiense y su an�lisis para la gesti�n del territorio rural. El desarrollo de Tomlinson es pionero en este campo, y se considera oficialmente como el nacimiento del SIG. Es en este momento cuando se acu�a el t�rmino, y Tomlinson es conocido popularmente desde entonces como <<el padre del SIG>>.

La aparici�n de estos programas no solo implica la creaci�n de una herramienta nueva, sino tambi�n el desarrollo de t�cnicas nuevas que hasta entonces no hab�an sido necesarias. La m�s importante de ellas es la codificaci�n y almacenamiento de la informaci�n geogr�fica, un problema en absoluto trivial que entonces era clave para lograr una usabilidad adecuada del \emph{software}. El trabajo de Guy Morton\index{Morton!Guy} con el desarrollo de su \emph{Matriz de Morton}\index{Matriz!de Morton}\index{Morton!Matriz de}\footnote{Veremos con algo m�s de detalle este concepto en el cap�tulo \ref{Tipos_datos}} juega un papel primordial\cite{Foresman1998Prentice}, superando las deficiencias de los equipos de entonces, tales como la carencia de unidades de almacenamiento con capacidad de acceso aleatorio, que dificultaban notablemente el manejo y an�lisis de las bases de datos.

Simult�neamente a los trabajos canadienses, se producen desarrollos en Estados Unidos, en el seno del Harvard Laboratory\index{Harvard Laboratory}, y en el Reino Unido dentro de la Experimental Cartography Unit\index{Experimental Cartography Unit}. Ambos centros se erigen tambi�n como principales desarrolladores de \emph{software} para la producci�n, manejo y an�lisis de informaci�n geogr�fica durante aquellos a�os.

En el Harvard Laboratory, ve la luz en 1964 SYMAP\index{SYMAP}, un aplicaci�n que permit�a la entrada de informaci�n en forma de puntos, l�neas y �reas, lo cual se corresponde a grandes rasgos con el enfoque que conocemos hoy en d�a como \emph{vectorial}. En la imagen \ref{Fig:SYMAP} puede verse que los resultados cartogr�ficos de este \emph{software} son a�n de poca calidad. No obstante, el inter�s que despertaron las novedosas capacidades del programa para la generaci�n de cartograf�a impuls� el desarrollo posterior y la evoluci�n hacia sistemas m�s avanzados.

En 1969, utilizando elementos de una versi�n anterior de SYMAP, David Sinton\index{Synton, David}, tambi�n en el Harvard Laboratory, desarrolla GRID\index{GRID}, un programa en el que la informaci�n es almacenada en forma de cuadr�culas. Hasta ese momento, la estructura de cuadr�culas regulares era solo utilizada para las salidas de los programas, pero no para la entrada y almacenamiento de datos. Son los inicios de los Sistemas de Informaci�n Geogr�fica \emph{r�ster}\footnote{los conceptos de SIG r�ster y vectorial se tratan extensamente en el cap�tulo \ref{Tipos_datos}. No te preocupes si ahora no comprendes completamente qu� representa cada uno de ellos y qu� los diferencia.}.

\begin{figure}[h]   
\centering
\includegraphics[width=.45\mycolumnwidth]{Historia/SYMAP.png}
\caption{\small Aspecto de un mapa generado con SYMAP}
\label{Fig:SYMAP} 
\end{figure}

SYMAP evoluciona y nuevos programas aparecen, tales como SYMVU\index{SYMVU} (Figura \ref{Fig:SYMVU}), con capacidad de representaci�n tridimensional, o CALFORM\index{CALFORM}, con nuevas capacidades de representaci�n y de generaci�n de resultados impresos. GRID da lugar a IMGRID\index{IMGRID} (Interactive Manipulation GRID)\index{Interactive Manipulation GRID}, que sentar� la base para el trabajo de Dana Tomlin\index{Tomlin, Dana} con su paquete MAP\index{MAP}, el cual incluye todos los elementos que hoy en d�a son imprescindibles para el an�lisis r�ster (y que veremos en el cap�tulo \ref{Algebra_de_mapas})

\begin{figure}[h]   
\centering
\includegraphics[width=.45\mycolumnwidth]{Historia/SYMVU.png}
\caption{\small Representaci�n tridimensional creada con SYMVU}
\label{Fig:SYMVU} 
\end{figure}

Si la d�cada de los sesenta es la de los pioneros y las primeras implementaciones, la de los setenta es la de la investigaci�n y el desarrollo. A partir de los SIG primitivos se va dando forma a un �rea de conocimiento sin duda con gran futuro, y se elabora una base s�lida de conocimiento y de herramientas aptas para un uso m�s gen�rico. Sin haber entrado a�n en la �poca del uso masivo y generalizado, los primeros paquetes comienzan a distribuirse y pasan a incorporarse a la comunidad cartogr�fica, lejos ya de ser el producto de unos pocos pioneros.

A partir de este punto, el campo de los SIG recorre sucesivas etapas hasta nuestros d�as (Figura \ref{Fig:Etapas_evolucion_SIG}), evolucionando muy r�pidamente ante la influencia de numerosos factores externos. Desde este punto, vamos a estudiar c�mo esos factores han ido a su vez evolucionando y c�mo su influencia ha condicionado el rumbo seguido por los SIG. Distinguiremos los siguientes elementos:

\begin{figure}[!hbt]   
\centering
\includegraphics[width=.9\textwidth]{Historia/Etapas_historia.pdf}
\caption{\small Esquema temporal de la evoluci�n de los SIG.}
\label{Fig:Etapas_evolucion_SIG} 
\end{figure}

\begin{itemize}
\item La evoluci�n del SIG como disciplina. C�mo ha cambiado la presencia social de los SIG y su relaci�n con otras disciplinas cient�ficas, tanto influenci�ndolas como siendo influenciado por ellas.
\item La evoluci�n de la tecnolog�a. C�mo ha variado el \emph{software} SIG, as� como los ordenadores, perif�ricos y elementos inform�ticos de los que depende para su funcionamiento.
\item La evoluci�n de los datos. C�mo ha cambiado la generaci�n de datos, su almacenamiento, y c�mo esto ha condicionado el desarrollo de nuevas soluciones para su manejo.
\item La evoluci�n de las t�cnicas y formulaciones. Desde los elementos b�sicos de la cartograf�a cuantitativa, c�mo se han desarrollado nuevos conceptos, enfoques, teor�as o ramas de conocimiento de nueva aparici�n, que han dejado su huella en la evoluci�n de los SIG.
\end{itemize}

\section{La evoluci�n de los SIG como disciplina}

Como hemos visto, los SIG eran en origen una mera combinaci�n de elementos de cartograf�a cuantitativa, enlazados con los sistemas inform�ticos de la �poca. Se trataba de un territorio propio de cart�grafos y ge�grafos que intentaban adaptar sus conocimientos y necesidades a las tecnolog�as que por aquel entonces comenzaban a surgir. No obstante, desde aquellos or�genes los cambios han sido muy grandes, y se han incorporado al �mbito de los SIG un gran n�mero de otras disciplinas cuya aportaci�n e influencia puede ser equivalente o incluso superior a la de la cartograf�a o la geograf�a. 

La utilizaci�n del t�rmino <<geogr�fico>> para denominar a estos sistemas de manejo de informaci�n ha hecho que tradicionalmente, y a falta de una parcela de conocimiento propia bien delimitada, haya reca�do en la geograf�a la tarea docente e investigadora relacionada con los SIG. No obstante, y dada la multidisciplinaridad del �mbito y su uso por grupos muy distintos hoy en d�a, no es necesariamente este el mejor enfoque \cite{SarriaSIG}. En general, el conjunto de ciencias del medio y ciencias sociales han sabido todas ellas hacer uso de los SIG y aportar a estos los elementos propios de su �mbito.

Si bien los or�genes del SIG est�n �ntimamente ligados a la gesti�n forestal o la planificaci�n urban�stica, son muchas otras las disciplinas que han jugado un papel importante. Un elemento sin duda clave es la sensibilizaci�n medioambiental, que obliga a un estudio del medio mucho m�s detallado. Coincidiendo con la etapa inicial del desarrollo de los SIG, empieza a aparecer una preocupaci�n por el entorno que tiene consecuencias muy favorables para el desarrollo de todas las ciencias relacionadas, la gran mayor�a de las cuales son o ser�n usuarias directas de SIG. El SIG comienza a integrarse paulatinamente en las tareas de gesti�n del medio, como un apoyo imprescindible a la hora de analizar este.

Al principio de la d�cada de los setenta, siendo ya claro que los SIG son herramientas con gran futuro, aparecen no solo los esfuerzos de desarrollo y estabilizaci�n de la disciplina, sino todos los restantes que dan entidad propia a la prometedora ciencia de la informaci�n geogr�fica con base inform�tica.

As�, a finales de septiembre de 1970, apenas media d�cada despu�s de que el CGIS fuera desarrollado, tiene lugar en Ottawa, Canada, el primer Simposio Internacional de Sistemas de Informaci�n Geogr�fica. La celebraci�n de eventos similares ser� ya una actividad en constante aumento desde entonces.

Paralelamente, el SIG pasa a formar parte de los \emph{curricula} universitarios y a constituirse en una disciplina bien diferenciada, al tiempo que el mercado editorial comienza a prestar atenci�n a los SIG y aparecen obras cl�sicas que engloban toda la base conceptual de las herramientas modernas. Poco despu�s, se crean las principales revistas especializadas que recogen los avances y tendencias de una ciencia en muy r�pido desarrollo. 

En 1987 se empieza a publicar el \emph{International Journal Of Geographical Information Systems}\index{International Journal Of Geographical Information Systems}. Un a�o m�s tarde se funda en la Universidad Estatal de Nueva York, en Buffalo, la primera lista de distribuci�n en Internet dedicada a los SIG\index{Lista de distribuci�n}, y arranca la publicaci�n mensual \emph{GIS World}\index{GIS World}.

Los productos del Harvard Laboratory se hab�an vendido a precios m�dicos a otros investigadores para financiar su propio desarrollo, pero sin gran af�n comercial. La incorporaci�n de los SIG al mercado y la aparici�n de una industria basada en ellos aparece poco despu�s del inicio de estos, al final de los a�os sesenta. En 1969, Jack Dangermond\index{Dangermond, Jack}, un integrante del propio Harvard Laboratory, funda junto a su esposa la empresa Environmental Systems Research Institute (ESRI)\index{ESRI}\index{Environmental Systems Research Institute},  pionera y l�der del sector hasta el d�a de hoy. La popularizaci�n de los SIG y su conversi�n en un elemento de consumo es debida tambi�n en gran medida a la labor de ESRI dentro del mercado y a su l�nea original de productos.

Esta popularizaci�n de la herramienta, acompa�ada de la disponibilidad creciente de ordenadores personales, hace que los SIG pasen de ser elementos al alcance de unos pocos a estar disponibles para todos los investigadores en una gran variedad de �mbitos. La multidisciplinaridad de los SIG\index{SIG!multidisciplinaridad} como �tiles de trabajo para todas las ciencias del medio se ve reforzada a partir de este momento con continuas aportaciones por parte de estas y la aceptaci�n del SIG como un elemento m�s dentro de innumerables campos de trabajo.

Surgen nuevas empresas en el mercado, y en 1985 aparece el primer SIG libre, GRASS (Geographic Resources Analysis Support System)\index{GRASS}\index{Geographic Resources Analysis Support System}, siendo a�n en la actualidad el referente dentro de su �rea. Tambi�n en la d�cada de los 80, comienzan a perder sentido los primeros desarrollos con los que comenz� el SIG, y programas tales como CGIS no se encuentran ya en condiciones de competir en el mercado, que se desarrolla muy r�pidamente y va creando soluciones adaptables.

En este sentido, es rese�able el hecho de que los SIG dejan de ser sistemas completos y pasan a ser plataformas adaptables sobre las que construir soluciones particulares. Los SIG se convierten en herramientas base para todo ese gran conjunto de disciplinas beneficiarias, cada una de las cuales adapta y particulariza estos a la medida de sus necesidades.

Con el paso del tiempo, los SIG van confluyendo y los diversos enfoques se unen para constituir una base �til sobre la que construir nuevos desarrollos. Los SIG r�ster incluyen cada vez m�s elementos vectoriales, los SIG vectoriales cada vez m�s elementos r�ster, y en ambos se van implementando formulaciones que trabajan con ambos formatos de almacenamiento y los combinan. De forma similar, los procesos para an�lisis de im�genes van ganando su espacio dentro de los SIG generales, aunque no dejan de existir aplicaciones espec�ficas en este terreno.

Por �ltimo, respecto a su presencia social, en nuestros d�as los SIG han pasado de elementos restringidos para un uso profesional a ser elementos de consumo y estar presentes en nuestra vida diaria. Un ejemplo de ello es la aparici�n de servicios como \emph{Google Maps}\index{Google!Maps}\cite{webGoogleMaps} y la multitud de aplicaciones con interfaces Web basadas en �l que permiten acceder a informaci�n geogr�fica de toda clase. De la mano tambi�n de \emph{Google}, \emph{Google Earth}\index{Google!Earth}\cite{webGoogleEarth} es otra aplicaci�n popular que no est� restringida al uso profesional.  Estas aplicaciones acercan los SIG a usuarios no especializados, d�ndoles la posibilidad de utilizarlos y aprovechar parte de sus capacidades. 

La popularizaci�n de los navegadores GPS, que incorporan tanto elementos de representaci�n como de an�lisis propios de los SIG, son otro buen ejemplo.

\section{La evoluci�n de la tecnolog�a}

La tecnolog�a sobre la que se basan los SIG es clave para entender todo lo relacionado con ellos, especialmente su evoluci�n a lo largo del tiempo. Desde los primeros SIG muy lejos del alcance de un usuario medio, hasta las aplicaciones de escritorio o los elementos derivados de los SIG que son de uso habitual hoy en d�a, se ha producido un cambio enorme que, como cabe esperar, es paralelo al que la propia tecnolog�a ha sufrido.

Tres son los bloques principales del desarrollo inform�tico con una influencia m�s marcada en el campo de los Sistemas de Informaci�n Geogr�fica \cite{Heywood1998Longman}:

\begin{itemize}
 \item Salidas gr�ficas. Sin las capacidades de representaci�n gr�ficas de hoy en d�a, puede parecernos imposible el uso de un SIG, ya que, aunque los procesos de an�lisis son una parte imprescindible y definitoria del mismo y pueden llevarse a cabo sin necesidad de visualizaci�n, esta visualizaci�n es una herramienta fundamental de un SIG. No obstante, tanto los primeros ordenadores como las primeras impresoras dedicadas a la impresi�n de mapas  carec�an de dichas capacidades. Como puede verse en la figura \ref{Fig:SYMAP}, las representaciones en esos tiempos se basaban en el uso de caracteres y no en gr�ficos puramente dichos.

La evoluci�n de las capacidades gr�ficas, intensa desde esos inicios hasta nuestros d�as y a�n muy activa, ha sido seguida de cerca por los SIG, que progresivamente van incorporando mejoras tanto en la representaci�n en pantalla como en la generaci�n de mapas impresos.
\item Almacenamiento y acceso de datos. Desde el inicio, el almacenamiento y acceso de datos ha sido un problema clave en el cual se han producido grandes avances. Por una parte, los problemas asociados a los grandes vol�menes de informaci�n. Por otra, los relacionados con la lectura de estos, que ha de realizarse de forma fluida pese a dicho volumen. A medida que han ido aumentando las capacidades de almacenamiento y lectura, ha ido aumentando paralelamente el tama�o de los datos manejados, as� como los soportes utilizados para ellos, y esta evoluci�n paralela ha de continuar y condicionar la forma que adopten los SIG.
\item Entrada de datos. Los datos geogr�ficos utilizados en los primeros a�os de los SIG eran datos en papel que se digitalizaban y almacenaban mec�nicamente en tarjetas perforadas en un �nico proceso mec�nico. Hoy en d�a, y aunque veremos que las fuentes de datos han sufrido por su parte una gran evoluci�n, sigue siendo necesaria la digitalizaci�n de una gran cantidad de datos. Desde esos sistemas mec�nicos de tarjetas hasta los modernos equipos, la aparici�n de \emph{scanners}\index{Scanner} de gran precisi�n y t�cnicas de digitalizaci�n autom�ticas, entre otros, ha cambiado completamente el �mbito de la entrada de datos para su uso en un SIG.
\end{itemize}

Adem�s del avance de estos factores, la evoluci�n general de los ordenadores afecta a todos los elementos de \emph{software} que se ejecutan sobre ellos. De las grandes computadoras se pasa a los ordenadores personales, y los programas tales como los SIG realizan tambi�n esa transici�n de una a otra plataforma.

La elaboraci�n y an�lisis de cartograf�a se convierte a finales de los a�os 80 en una tarea que puede ya llevarse a cabo en equipos personales (PC) de bajo coste, lejos de las grandes m�quinas y equipos dedicados de alto coste.

En 1978, la recientemente creada empresa ERDAS\index{ERDAS} adapta para el PC un \emph{software} de an�lisis de im�genes denominado IMGGRID\index{IMGGRID}, y comienza a distribuir este junto con un hardware relativamente asequible para uso personal. El ERDAS 400 System se convierte as� en el primero de su clase con esas caracter�sticas.

Paralelamente, ArcInfo\index{ArcInfo}, de la compa��a ESRI, se convierte en 1981 en el primer SIG que alcanza el �mbito de los ordenadores personales. Ser� tambi�n un producto de esta compa��a, ArcView\index{ArcView}, el que en 1991 pase a popularizar el SIG como herramienta de escritorio.

A mitad de los 80, ArcInfo y ERDAS comienzan a distribuirse de forma conjunta en un producto comercial que integra el an�lisis vectorial con el tratamiento de im�genes dentro del entorno de un PC.

La evoluci�n de las plataformas no se detiene ah�. Las tendencias actuales apuntan a llevar los SIG de forma gen�rica a plataformas m�viles tales como PDA, especialmente indicadas para la toma de datos en campo. La combinaci�n de PDA y GPS se demuestra altamente pr�ctica en este aspecto.

Elementos de SIG se incluyen tambi�n en los navegadores GPS cada d�a m�s populares, confirmando la tendencia de adaptar los SIG a los dispositivos port�tiles, tanto para el an�lisis como para la consulta de la informaci�n geogr�fica.

La aparici�n de Internet es un hecho que ha modificado todos los aspectos de la sociedad actual, est�n relacionados o no con �mbito cient�fico. Los SIG no son, como cabe esperar, una excepci�n a esto, e Internet ha jugado un papel decisivo en redefinir el concepto de SIG que hoy conocemos.

El nacimiento de la World Wide Web (WWW) puede establecerse a finales de 1989, pero no ser� hasta 1993 cuando empiece a utilizarse directamente para actividades relacionadas con los SIG o la distribuci�n de cartograf�a. En esta fecha aparece \emph{Xerox PARC}\index{Xerox PARC}, el primer servidor de mapas. \emph{Mapserver}\index{Mapserver}, uno de los principales servidores de cartograf�a en la actualidad, aparece a mediados de 1997.

El primer atlas digital en linea es el Atlas Nacional de Canad�, que se encuentra disponible desde 1994. Otros como MultiMap\index{MultiMap} o MapQuest\index{MapQuest}, que alcanzan gran popularidad, aparecen en 1996 y establecen la l�nea a seguir por otros servicios de Internet relacionados con la informaci�n geogr�fica.

En 2005 aparece Google Maps\cite{webGoogleMaps}\index{Google!Maps}, que adem�s de ofrecer servicios de cartograf�a permite desarrollar nuevas aplicaciones sobre dichos servicios a trav�s de una interfaz de programaci�n abierta y documentada. Los conceptos de la Web 2.0\index{Web 2.0} se adaptan as� al �mbito de los SIG. El n�mero de ideas y funcionalidades basados en Google Maps crece exponencialmente desde pr�cticamente su nacimiento, extendiendo la tecnolog�a SIG a campos casi insospechados y muy distintos de los que originalmente constitu�an el �mbito de uso de los SIG.

\section{La evoluci�n de los datos}

Los datos son el elemento principal del trabajo dentro de un SIG. Sin ellos, no tiene sentido un Sistema de Informaci�n Geogr�fica. Esta relaci�n entre los datos y los elementos de \emph{software} y \emph{hardware} empleados en su manejo ha ejercido una notable influencia en el desarrollo de las tecnolog�as SIG y, rec�procamente, estas han definido el marco de trabajo para los avances en los tipos de datos. 

En los or�genes, los primeros SIGs dieron soluci�n al problema de la codificaci�n de datos, e intentaron adaptar la cartograf�a disponible. Los primeros datos geogr�ficos con los que se trabajaba proven�an de la digitalizaci�n de cartograf�a impresa. La primeras bases de datos geogr�ficas conten�an mapas escaneados y elementos digitalizados en base a estos.

A partir de este punto, no obstante, van apareciendo nuevas fuentes de datos cuya estructura es m�s adecuada para su tratamiento informatizado, y al tiempo que los SIG se adaptan a estas, surge una relaci�n bidireccional que resulta beneficiosa para ambos.

Un avance primordial en este sentido lo constituye el lanzamiento de los primeros sat�lites de observaci�n terrestre. Las t�cnicas existentes para la toma de fotograf�as a�reas, desarrolladas principalmente con fines militares durante la Primera Guerra Mundial, pasan a ser aplicadas a escala global con la aparici�n de sat�lites destinados a estos efectos. 

El 1960, el primer sat�lite de observaci�n meteorol�gico, el \emph{TIROS I}\index{TIROS I}, es lanzado al espacio. Dos a�os despu�s, Rusia lanza su sat�lite \emph{Kosmos}\index{Kosmos}, y en 1974 el primer prototipo del sat�lite SMS--1\index{SMS--1} es puesto en �rbita.

Otros hitos importantes son los lanzamientos de los sat�lites LANDSAT\index{LANDSAT} 2 y 7 en 1975 y 1999 respectivamente, cuyos productos son ambos de uso muy extendido (como veremos en el cap�tulo \ref{Fuentes_datos}).

El 1980 se funda SPOT\index{SPOT}, la primera compa��a mundial en ofrecer con car�cter comercial im�genes procedentes de sat�lite para toda la superficie terrestre. A este hecho le seguir�a el lanzamiento de un buen n�mero de nuevos sat�lites con o sin fines comerciales. Los productos de la teledetecci�n pasan a constituir una fuente de negocio, al tiempo que se incorporan como elementos b�sicos del an�lisis geogr�fico.

Las tecnolog�as de posicionamiento y localizaci�n son otra fuente de datos de primer orden. En 1981, el sistema GPS\index{GPS} pasa a ser plenamente operativo, y en 2000 se ampl�a la precisi�n de este para uso civil. Este �ltimo hecho aumenta la penetraci�n de la tecnolog�a, pudiendo ya ser empleado el sistema para el desarrollo de elementos como navegadores GPS u otros productos derivados, hoy en d�a de uso com�n.

Al igual que las aplicaciones, los distintos tipos de datos geogr�ficos digitales se van asentando y popularizando, recibiendo progresivamente m�s atenci�n y medios. El Servicio Geogr�fico Estadounidense (USGS)\index{USGS} publica en 1976 los primeros Modelos Digitales de Elevaciones (MDE), en respuesta a la gran importancia que este tipo de dato tiene dentro del nuevo contexto del an�lisis geogr�fico. 

La evoluci�n de los datos de elevaci�n  a nivel global llega a un punto hist�rico en el a�o 2000 con la \emph{Shuttle Radar Topographic Mission}\index{SRTM}\index{Shuttle Radar Topographic Mission} (SRTM). La SRTM es un proyecto conjunto dirigido entre la NASA\index{NASA} y la National Imagery and Mapping Agency\index{National Imagery and Mapping Agency} (NIMA)\index{NIMA}, cuyo objetivo es ofrecer informaci�n altitudinal de un 80\% de la superficie terrestre a una resolucion de un segundo de arco (aproximadamente, 30 metros).

La aparici�n de nuevas t�cnicas tales como el LiDAR (ver \ref{Sensores})\index{LiDAR} abre nuevos caminos en cuanto a la precisi�n que puede obtenerse en la caracterizaci�n del terreno, posibilitando nuevos usos y an�lisis antes no planteados.

La evoluci�n de los datos no es solo una evoluci�n t�cnica, sino tambi�n de car�cter social y organizativo. En la denominada \emph{era de la informaci�n}, el papel de los datos es tenido cada vez m�s en cuenta, y los esfuerzos para coordinar la enorme cantidad de datos espaciales y sus numerosas procedencias se hacen cada vez m�s relevantes. Se empieza a entender que resulta necesario formular estrategias adecuadas para la gesti�n de los datos espaciales. Estas estrategias pasan por la creaci�n de las denominadas \emph{Infraestructuras de Datos Espaciales} (IDE)\index{Infraestructuras de Datos Espaciales}\index{IDE}, a las cuales se dedica una cap�tulo completo de este libro.

El ejemplo m�s destacado de estas es la IDE Nacional de los Estados Unidos (NSDI)\index{NSDI}\cite{Clinton1994FR}, surgida a ra�z de la Orden Ejecutiva 12096, que fue promulgada en 1994 y tuvo una vital importancia en este �mbito. En Europa, la directiva INSPIRE\cite{Craglia2009INSPIRE}, con fecha 14 de marzo de 2007, pretende la creaci�n de una infraestructura similar.

Muchos de estos desarrollos y actividades se adhieren a las especificaciones establecidas por el \emph{Open GIS Consortium}\index{Open GIS Consortium}\index{OGC} (OGC), un consorcio internacional fundado en 1994 para homogeneizar el empleo y difusi�n de los datos geogr�ficos.

\section{La evoluci�n de las t�cnicas y formulaciones}\label{Evolucion_tecnicas}

Los problemas iniciales de los pioneros del SIG eran el desarrollo de los primeros programas --- esto es, la mera implementaci�n --- y los relativos al almacenamiento y codificaci�n de datos, como ya vimos. Las formulaciones de estos inicios eran las de la cartograf�a cuantitativa del momento, a�n no muy desarrollada. Una vez que se implementan los primeros SIG y se suplen las necesidades de an�lisis y gesti�n de datos espaciales que motivaron su aparici�n, comienza el proceso de desarrollar nuevas t�cnicas y planteamientos que permiten ir m�s all� en dicho an�lisis. 

La cartograf�a cuantitativa sufre desde entonces un avance muy notable, arrastrada por las necesidades de los SIG en su propia evoluci�n, y muchas disciplinas cient�ficas desarrollan nuevas formulaciones que comienzan a tener como base los Sistemas de Informaci�n Geogr�fica. Algunas de ellas resultan especialmente relevantes y pasan a formar parte del conjunto habitual de herramientas y elementos de un SIG gen�rico.

Como indica \cite{Martin1991Routledge} la mayor�a de los avances de cierta importancia dentro del mundo de los SIG han venido motivadas por las necesidad de una utilizaci�n concreta o por la tecnolog�a en s�, y pocas veces por el desarrollo puro de una teor�a. No obstante, e independientemente de las razones que lo motiven, los SIG han servido como contexto ideal para dar cuerpo a estas teor�as, y su historia debe considerarse de forma pareja.

Antes de que aparecieran los primeros SIG, los trabajos de algunos pioneros establecen bases que m�s tarde ser�n de gran importancia para otros avances. Junto con el ya citado \emph{Elements of Cartography} de John K.Wright, los trabajos de Ian McHarg\index{McHarg, Ian} anticipan una forma de operar con los datos geogr�ficos que m�s adelante va a convertirse en una constante del trabajo con estos dentro de un SIG. En su libro \emph{Design with Nature}\index{Design with Nature} (1969), McHarg define los elementos b�sicos de la superposici�n y combinaci�n de mapas, que, como veremos m�s adelante, son los que se aplican tanto en el an�lisis como en la visualizaci�n de las distintas \emph{capas} de datos geogr�ficos en un SIG.

Aplicaciones de esta �ndole, en las cuales se combinan diversos mapas tem�ticos, ya se hab�an llevado a cabo con anterioridad. McHarg, sin embargo, es el encargado de generalizarlas como metodolog�as de estudio y an�lisis geogr�fico, asentando as� los fundamentos que luego se introducir�n dentro de los SIG.

El trabajo de McHarg tiene, adem�s, un fuerte componente medioambiental, elemento que, como ya se ha dicho, es una de las razones que impulsan al desarrollo de los SIG como herramientas para una mejor gesti�n del medio.

Antes de McHarg, ya se hab�an empezado a realizar an�lisis cartogr�ficos, arrancando la l�nea que llega hasta los procedimientos que actualmente empleamos en un SIG. M�s de cien a�os antes, John Snow (1813--1858)\index{Snow, John} realiz� la que puede considerarse como una de las primeras experiencias cartogr�ficas anal�ticas, al utilizar mapas de puntos para efectuar sus deducciones y localizar en Inglaterra la fuente de un brote de c�lera.

Junto con la componente anal�tica, otros elementos de la pr�ctica cartogr�fica evolucionan similarmente. En 1819, Pierre Charles Dupin crea el primer mapa de coropletas\index{Mapa!de coropletas}\index{Dupin, Pierre Charles} para mostrar la distribuci�n del analfabetismo en Francia, dando un gran salto cualitativo en el dise�o cartogr�fico, particularmente en un tipo de mapas de muy habitual creaci�n dentro de un SIG.

Una vez que los SIG ya han hecho su aparici�n, entre los elementos que m�s han impulsado el desarrollo de estos cabe destacar el gran avance en el estudio del relieve, de notable importancia por ser un elemento base para muchos otros an�lisis en un amplio abanico de ciencias afines. La orograf�a cl�sica, con un enfoque tradicionalmente sustentado en la geolog�a y el an�lisis geomorfol�gico, va dando lugar a una ciencia cada vez m�s cuantitativa centrada en el an�lisis morfom�trico del relieve. Trabajos como los de \cite{Evans1972Harper} sientan las bases para este tipo de an�lisis, que necesitan de un SIG para ser aplicados de forma efectiva.

De igual modo sucede con la geoestad�stica\index{Geoestad�stica}, una rama de la estad�stica que aparece de la mano del franc�s Georges Matheron\index{Matheron, George} a principio de los a�os sesenta. Las formulaciones geoestad�sticas, hoy parte caracter�stica de los SIG, son desarrolladas en esa �poca desde el punto de vista te�rico, aunque no son aplicables para un uso real si no es con el uso de ordenadores, y pierden gran parte de su valor pr�ctico si no se realiza esta tarea con el concurso de Sistemas de Informaci�n Geogr�fica.

En general, el desarrollo de la estad�stica encaminado a la adaptaci�n de teor�as y metodolog�as al �mbito espacial ha tenido un fuerte crecimiento en las �ltimas d�cadas, un hecho muy ligado a la aparici�n y evoluci�n de los SIG. Uno de los hitos de este proceso es el desarrollo de \cite{Whittle1954Biometrika}, que extiende los modelos autoregresivos\index{Modelos!autoregresivos}, de importancia clave para el an�lisis de la variaci�n de series temporales, a los datos espaciales \cite{Goodchild2003JoE}.

El desarrollo de otras ramas de conocimiento ha sido igualmente clave para el enriquecimiento de la ciencia del an�lisis geogr�fico. Muchas de ellas, por depender tambi�n en gran medida de la componente inform�tica, ha evolucionado paralelamente a los SIG, pues el desarrollo de las tecnolog�as ha jugado un papel similar en ellas.

Otro hecho importante es la aparici�n de los primeros programa de dise�o asistido por ordenador (CAD) \index{CAD}\index{Dise�o!Asistido por Ordenador|see{CAD}}, que coincide con la de los SIG, all� por el final de los a�os sesenta. Originalmente pensados para el dise�o industrial, pronto pasan a ser utilizados para el dise�o arquitect�nico y la delineaci�n de elementos geogr�ficos, y sus conceptos son incorporados paulatinamente a los SIG. Hoy en d�a, y cada vez con m�s frecuencia, los SIG  incorporan capacidades similares a los sistemas CAD, que permiten tanto la digitalizaci�n de cartograf�a con las herramientas propias del CAD como la creaci�n de nuevos elementos geogr�ficos. Asimismo, los formatos habituales de las aplicaciones CAD son soportados por gran n�mero de SIG, existiendo una cierta interoperabilidad\index{Interoperatividad}, no obstante muy mejorable. Firmas como Autodesk\index{Autodesk} tienen presencia en el mercado tanto del SIG como del CAD, compaginando ambas y compartiendo parcialmente soluciones y elementos.

El avance en el desarrollo de las aplicaciones CAD, y en general de las representaciones gr�ficas por ordenador, impuls� igualmente la aparici�n y evoluci�n posterior de una nueva disciplina: la geometr�a computacional\index{Geometr�a computacional}. Esta denominaci�n se emplea por primera vez en 1975 \cite{Preparata1985Springer}, siendo hoy el nombre de una rama de la ciencia consolidada y en constante avance. Los algoritmos que componen la geometr�a computacional son la base sobre la que se fundamenta el an�lisis vectorial dentro de un SIG.

\section{Resumen}

A principios de los a�os sesenta, el creciente inter�s por la informaci�n geogr�fica y el estudio del medio, as� como el nacimiento de la era inform�tica, propiciaron la aparici�n de los primeros SIG.

Desde ese punto hasta nuestros d�as, los SIG han ido defini�ndose en base a la evoluci�n de la inform�tica, la aparici�n de nuevas fuentes de datos susceptibles de ser utilizadas en el an�lisis geogr�fico --- muy especialmente las derivadas de sat�lites ---, y del desarrollo de disciplinas relacionadas que han contribuido a impulsar el desarrollo propio de los SIG.

Siendo en su origen aplicaciones muy espec�ficas, en nuestros d�as los SIG son aplicaciones gen�ricas formadas por diversos elementos, cuya tendencia actual es a la convergencia en productos m�s vers�tiles y amplios.

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