apuntes de arcgis
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
Centro Estatal de Capacitación y Seguimiento
Apuntes de ArcGIS
Curso Taller sobre Sistemas de Información Geográfica para la gestión rural,
con enfoque en el diseño de proyectos COUSSA
28, 29 y 30 de septiembre de 2012
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Contenido
Introducción al ArcGIS ........................................................................................................................3
Componentes .................................................................................................................................3
ArcCatalog ..................................................................................................................................4
Archivos con los que trabaja ArcGIS: ..............................................................................................6
Interfaz gráfica de ArcMap .............................................................................................................9
Simbología ....................................................................................................................................11
Métodos de clasificación ..............................................................................................................13
Creación y edición de capas vectoriales .......................................................................................14
.....................................................................................................................................................16
Geoprocesamiento .......................................................................................................................16
Bufer .........................................................................................................................................17
Dissolve ....................................................................................................................................18
Merge .......................................................................................................................................18
Clip ...........................................................................................................................................18
Intersect ...................................................................................................................................19
Union ........................................................................................................................................19
Identity .........................................................................................................................................19
Identify: ....................................................................................................................................20
Find ..........................................................................................................................................20
Selección de entidades buscando con una expresión SQL .......................................................21
Tablas ...........................................................................................................................................23
Estructura: ................................................................................................................................23
Tipos de datos en las tablas ......................................................................................................23
Mostrar mapa de puntos de una tabla .........................................................................................25
Hyperlink ......................................................................................................................................26
Cambio de proyección ..................................................................................................................27
Agregar capas WMS (Web Map Service) ......................................................................................29
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Introducción al ArcGIS
Componentes
El ArcGIS está compuesto por tres productos principales: ‘ArcMap’, ‘ArcCatalog’ y
‘ArcToolbox’.
ArcCatalog. Herramienta para organizar y
documentar los datos geográficos
(metadata). Los datos pueden ser movidos,
copiados, borrados y se pueden pre visualizar
antes de agregarlos al mapa. Los metadatos,
pueden ser creados, editados o leídos.
ArcToolbox. Es un conjunto de herramientas
que se utilizan para el geoprocesamiento: Combinar
capas, manipulación de los datos, definición y
transformación de sistemas de coordenadas. Las
versiones anteriores al ArcGIS 9.0 mantenían al
ArcToolbox como una aplicación separada, sin
embargo a partir de la versión 9.0, se integro dentro
de ArcMap.
ArcMap. Es la principal aplicación de
ArcGIS, que es usada para la entrada de
datos, edición análisis estadístico y geográfico,
además se pueden generar salidas, como mapas
impresos.
ArcMap incluye un conjunto de barras de
herramientas para trabajar con mapas y su
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contenido. Dichas barras de herramientas se usan para navegar por los mapas (ej. zoom y
seleción), editar características y generar mapas para impresión.
ArcCatalog
ArcCatalog es un programa independiente de ArcMap (en la versión 10 viene integrado en
ArcMap), que permite organizar (copiar, pegar, mover, definir proyecciones, etc.) y editar
metadatos, de la información geográfica para uso en los programas de ArcGIS. También
permite conexión a discos o servidores remotos.
Figura 1. Interfaz gráfica de ArcCatalog
ArcCatalog está dividido en tres módulos: Contenido, Vista previa y Metadatos.
Contenido.- Muestra el contenido del directorio
Vista Previa.- Muestra una vista previa del mapa y de su tabla de atributos
Metadatos.- Muestra la documentación de cada capa seleccionada.
ArcCatalog es de gran apoyo para organizar y sistematizar la información geográfica.
Dentro del Módulo “Contenido”, podemos copiar, pegar, borrar, crear carpetas, crear
bases de datos geográficas, crear, nuevas capas, principalmente; el menú para hacer todo
lo anterior, aparece haciendo un clic con el botón derecho del ratón sobre la ventana de
contenido (Figura 2). Cuando presionamos la pestaña “Preview” se activa la barra de
herramientas de navegación (herramientas de zoom, de información y de desplazamiento)
como se muestra en la figura 3.
Cabe mencionar que los metadatos son de gran importancia principalmente cuando se
pretende intercambiar información; en ellos se especifica, la validez de los datos, la fuente
Directorio
MÓDULOS -Contenido -Vista previa -Metadatos
Ubicación
Barra de Herramientas
Menú Principal
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de información, el sistema de referencia, el software empleado, escala original, entre
otras cosas que son importantes cuando se tienen mapas de diferentes fuentes (figura 4).
Figura 2. Ventana de contenido
Figura 3. Ventana de vista previa
Figura 4. Ventana de Metadatos
Contenido Herramientas
disponibles
Vista previa
Barra de
navegación
Metadatos
Estilo de los
Metadatos
Barra de
Edición
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Un ‘shapefile’ está constituido principalmente por tres archivos con el mismo nombre pero con
diferente extensión (*.shp, *.shx, *.dbf) adicionalmente puede tener más archivos dentro de los
importantes se encuentra el que tiene la extensión *.prj. El archivo con extensión ‘prj’ contine la
información del sistema de coordenadas del ‘shapefile’.
Antes de empezar a trabajar con cualquier archivo es importante definir su sistema de
coordenadas en caso de ser necesario. Véase ejercicio siguiente:
Ejercicio para definir Sistema de Coordenadas
Archivos con los que trabaja ArcGIS:
En ArcGIS se puede trabajar con sistema de documentos y archivos como son:
*.mxd – Los proyectos que se trabajan en ArcMap se guardan con una extensión mxd. Es
importante mencionar que este tipo de documentos no guarda las capas con las que se
trabajo, por lo que si se quiere pasar el proyecto a otra máquina, será necesario copiar
también los archivos que se emplearon y pegarlos en la misma ruta donde estaban en la
maquina anterior (ej C:/curso_sig_2009/).
*.3dd – Este formato es empleado para documentos de ArcGlobe, al igual que los
documentos de ArcMap no guarda lo datos empleados.
*.lyr – Archivo de capas.
*.py – Scripts escritos en Python
*aml – Scripts escritos en AML
A continuación se enumeran los formatos soportados por ArcGIS
Formatos soportados in ArcGIS
ArcInfo coverages
ArcIMS feature services
ArcIMS map services
DGN (5.x to 8)
DWG (Release 12 to AutoCAD 2006)
DXF (Release 12 to AutoCAD 2006)
Geodatabases
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Geography Network connections
OLE DB tables
PC ArcInfo coverages
Rasters:
ADRG Image (.IMG)
ADRG Overview (.OVR)
ADRG Legend (.LGG)
ArcSDE raster
BSB charts
Compressed ARC Digitized Raster Graphics (CADRG)
Controlled Image Base (CIB)
Digital Geographic Information Exchange Standard (DIGEST)
DTED Level 0, 1, and 2 (.DT*)
ER Mapper (.ERS)
ER Mapper Enhanced Compressed Wavelet (.ECW)
ERDAS 7.5 GIS (.GIS)
ERDAS 7.5 Lan (.LAN)
ERDAS IMAGINE (.IMG)
ERDAS Raw (.RAW)
ESRI Band Interleaved by Line (.BIL)
ESRI Band Interleaved by Pixel (.BIP)
ESRI Band Sequential (.BSQ)
ESRI GRID
ESRI GRID Stack (<directory>)
ESRI GRID Stack file (.STK)
ESRI Raster Catalogs (Image Catalogs)
Graphic Interchange Format (.GIF)
Hierarchical Data Format (HDF)
Idrisi Raster Format (RST)
Intergraph raster file (.CIT or .COT)
JPEG File Interchange Format, JIFF (.JPG) and JPEG 2000 (.JP2)
LizardTech MrSID and MrSID Gen 3 (.SID)
National Image Transfer Format, NITF 2.0 and 2.1 (.NTF)
PC Raster (.MAP)
PCI Geomatica (.PIX)
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Portable Network Graphics (.PNG)
Raster Product Format (RPF)
Tagged Image File Format, TIFF (.TIF)
USGS DEM (.DEM)
Windows bitmap (.BMP)
XPixMap (.XPM)
SDC
SDE layers
Shapefiles
Text files (.TXT)
TIN
VPF
El principal formato para almacenar información geográfica de tipo vector, es el shape. Un
shape está compuesto por tres archivos: *.shp, *.shx y *.dbf.
*.shp – Almacena información sobre forma y localización de un elemento.
*.dbf – Es un archivo de dBase que almacena los atributos del elemento.
*.shx – Almacena el índice de correspondencia entre la geometría de un elemento y su
registro correspondiente en la base de datos.
Todos los archivos antes mencionados son indispensables para que que se pueda trabajar
la capa en ArcGIS, si alguno de ellos falta, el mapa no se podra cargar.
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Interfaz gráfica de ArcMap
Barra de Herramientas Estándar.
Barra de título
Barra de menú
Barra de herramientas estándar
Tabla de contenido
Herramientas de navegación selección y consulta
Barra de dibujo Barra de estado
Área de despliegue de
mapas
Nuevo Abrir
Guardar
e
Imprimir
Cortar Copiar Pegar
Eliminar
Deshacer y rehacer
Agregar capa
Escala
Barra de edición
ArcCatalog
ArcToolbox
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Barra de Navegación selección y consulta
“Data View”
Sub-Interfaz principal donde se muestran y manipulan los datos geográficos.
Herramientas
de Zoom
Desplazamiento Selección de características
Ir a (X,Y)
Limpiar selección
Identificador Selección de elementos
Hyperlink
Capas
Búsqueda de atributos
Medición de distancias y áreas
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“Layout View”
Sub-interfaz para diseñar mapas de salida.
Simbología
La simbología nos permite darle formato o resumir la información tabular ArcMap provee
múltiples opciones para la representación y/o resumen de la información contenida en los
mapas. La ventana de simbología se obtiene dando clic con el botón derecho del ratón
sobre la capa de interés dentro de la tabla de contenido, al hacer esto se despliega un
menú donde seleccionamos propiedades.
Barra de navegación del “Layout”
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Entre las opciones se encuentran las siguientes:
Feature: Despliega el mimo símbolo para todos los elementos.
Categories: Cambia el formato de colores para distinguir elementos distintos en la tabla
de atributos. Generalmente se asocia a datos de tipo descriptivo textual.
Unique values Esta opción intenta asignar un color diferente a cada valor único.
Unique values, many fields Se usa para representar valores nominales contenidos
en hasta tres campos diferentes. Toma tres valores, los pone en orden y despliega
por cada área. Útil para determinar orden de valores por áreas: cuáles áreas tienen
el mayor valor combinado en los tres valores. Se pueden combinar valores
nominales y numéricos.
Match to symbols in a style Sirve para parear símbolos ya predefinidos en
archivos.
Quantities: Se relaciona directamente con la representación de datos de tipo numérico.
Graduated colors: Diferentes colores y tonalidades según los valores numéricos.
Usado generalmente para representar valores normalizados, porcentajes, etc.
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Graduated symbols: Se utiliza para representar valores numéricos que
representan contajes individuales que son sumados: población, número de casos
por unidad administrativa, entre otras cosas. Esta opción no representa los valores
de manera proporcional a cada valor sino que lo hace por categorías. De modo que
muchos valores parecidos son representados en una sola clase.
Proportional symbols: Es parecido al anterior, pero con la diferencia que cada
valor se representa proporcionalmente al tamaño del símbolo utilizado.
Dotdensity: Se usa también como alternativa para representar cantidades o
conteos. Generalmente se usa un punto, el cual representa uno o más elementos o
individios contados.
Charts: Muy útil para ahorrar espacio y hojas de mapas adicionales cuando se necesita
representar diferentes variables que se intentan relacionar entre ellas.
Pie, Bar/Column, y Stacked: Este tipo de gráficas es similar a cualquier gráfica
hecha en Excel.
Multiple Attributes: Útil para representar valores en campos de distinto tipo tales
como los numéricos, valores nominales de texto, o valores con rangos u ordinales.
Métodos de clasificación
ArcMap provee cinco opciones para clasificar o resumir datos numéricos:
Manual. Permite escoger los límites de cada categoría.
Equal interval. Las categorías, intervalos o grupos son divididos en porciones iguales
basados en el número máximo y mínimo. Por ejemplo, si los valores van de cero a 100 y se
quieren 10 clases, se empezará de 0 a 10, 11 a 20, 21 a 30, 31 a 40, etc.
Quantile. En este método el número total de los valores es dividido en partes iguales.
Cada categoría o grupo tendrá una cantidad igual de elementos en la medida de lo
posible.
Defined Interval. En este tipo de clasificación nosotros introducimos el tamaño de
intervalo para que se creen las clases.
Standard deviation – Este se basa en el cálculo del promedio (media) para determinar
grupos de valores alrededor de este promedio. La desviación estándar es el número
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utilizado para crear los límites de las categorías. Por ejemplo en una distribución estándar,
se supone que el 95% de los individuos esté una desviación estándar a la derecha o
izquierda del promedio. Este método es útil para visualizar dónde están los casos
extremos.
Natural breaks Se basa en los rompimientos naturales que pueden existir en una
distribución de datos. Estos rompimientos son espacios que se forman en la distribución.
De forma iterativa se calculan los espacios vacíos hasta formar grupos con el número de
clases deseadas.
Creación y edición de capas vectoriales
Para crear un nuevo ‘shapefile’ abrimos ArcCatalog, en el directorio seleccionamos la carpeta
donde queremos crear la capa, sobre la ventana de contenido damos clic con el botón derecho,
seleccionamos new/shapefile, como se muestra en la imagen de abajo.
Otra opción que tenemos para crear un ‘shapefile’ es dentro de ArcMap con ‘Arc Toolbox’.
Abrimos Arcmap y activamos la caja de herramientas ‘Arc Toolbox’.
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Dentro de las Herramientas de Arc Toolbox buscamos “Create feature Class”, como se muestra en
la figura de abajo. Posteriormente aparece una nueva ventana, de la cual es necesario llenar la
ruta donde se guardara el archivo resultante, el nombre del archivo, el tipo de figura (línea, punto,
polígono) y por último el sistema de coordenadas.
Una vez creada la capa esta aparece vacía, necesitamos editar el shapefile para crear las líneas,
puntos o polígonos dependiendo del tipo de shapefile que hayamos creado. Para editar mapas
activamos la “barra de edición” la cual aparece presionando el ícono que se encuentra en la
barra estándar.
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Al activar la barra de herramientas comenzamos la edición (Editor/Start Editing). En la figura de
abajo podemos observar las principales funciones de la barra de adición.
Para una mayor referencia sobre la edición podemos consultar el siguiente documento:
Editando con ArcMap
Geoprocesamiento
Se activa siguiendo la secuencia de la imagen de abajo:
Comienza la edición Detiene la edición
Salva la edición
Tarea a
ejecutar
Herramienta
de trazo
Herramienta
de edición
Capa a Editar
Herramienta para cortar
Gira la figura
Muestra y permite editar atributos de la figura seleccionada
Muestra y permite editar las coordenadas de los vértices del actual trazo.
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Bufer
Herramienta para análisis de distancia y proximidad. Trabaja con líneas, puntos y polígonos. Las
aplicaciones son principalmente para seleccionar/quitar elementos según los límites basados en
distancias: corredores de carreteras, reglamentación del terreno y otros.
Arrastrar
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Dissolve
Combina elementos adyacentes basados en un campo de la tabla de atributos. Aquéllos
que compartan un mismo valor y sean adyacentes serán “disueltos” en una sola área.
Trabaja igualmente con líneas y polígonos. Esta herramienta es útil para consolidar áreas
con características parecidas. Por ejemplo, para reducir el número de categorías en un
mapa de uso del terreno o de tipos de reglamentación de zonas urbanas.
Merge
Sirve para pegar dos o más capas en un solo archivo.
Clip
Se utiliza para hacer cortes según sea área de interés. Un área
de interés puede estar definida por la extensión territorial de
un país, estado, municipio, etc. El propósito es hacer un corte
usando un molde.
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Intersect
Calcula la intersección geométrica entre dos o más capas. El resultado combina las tablas
de atributos de todas las capas que se especificaron en la operación.
Union
Combina la geometría y los datos de todas las capas de información especificadas y las
convierte en una sola capa. Todas las capas especificadas deben ser poligonales.
Identity
Combina porciones de capas que se sobreponen
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Los mapas contienen una gran cantidad de información. Se puede empezar a descubrir
nuevas relaciones espaciales cuando empieza a hacer preguntas como, ¿En dónde está…?
¿En dónde está la más cercana? ¿Qué hay adentro? y ¿Qué está intersecando?
ArcMap provee un número de herramientas para ayudar a encontrar respuestas a ese tipo
de preguntas. Con ArcMap usted puede:
Encontrar qué es una entidad señalándola. Esto puede desplegar información
adicional como una imagen o una página Web.
Encontrar entidades con atributos particulares, tales como ciudades con población
mayor de un millón.
Encontrar entidades con una relación espacial particular. Por ejemplo, puede
encontrar hábitats de vida salvaje dentro de 50 kilómetros alrededor de un
derrame de petróleo o encontrar todos los accidentes de tráfico que ocurrieron en
una parte particular de una carretera.
Agregar entidades en una capa (eliminando los límites entre entidades similares),
fusionar capas y cortar los límites de una capa con otra capa, tal como, un área de
estudio.
Después que haya encontrado entidades, puede desplegar sus atributos y
estadísticas, crear reportes y gráficos o exportarlos a una nueva clase de entidades.
Identify:
Herramienta más sencilla para mostrar
el contenido de la tabla de atributos
para el elemento geográfico
seleccionado.
Find
Localiza un elemento en específico
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Selección de entidades buscando con una expresión SQL
El Lenguaje de Consulta Estructurado (SQL en inglés) es un lenguaje potente que se usa
para definir uno o más criterios que pueden consistir en atributos, operadores y cálculos.
Por ejemplo, si se tiene un mapa de clientes y quiere encontrar aquellos que gastaron más
de $50.000 con usted el año pasado y cuyo tipo de negocio es “Restaurante”.
Usted seleccionaría los clientes con esta expresión: Ventas >50.000 Y Tipo_negocio =
‘Restaurante’.
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Haga clic en la flecha de la derecha de Capa y luego en la capa que contiene las entidades que
quiere seleccionar.
3. Haga clic en la flecha de la derecha de Método y haga clic en un método de selección.
4. Haga doble clic en un campo para adicionar el nombre del campo a la caja de la expresión.
5. Haga clic en un operador para adicionarlo a la expresión.
6. Si tiene un número muy grande de valores, haga clic en el botón de Lista Completa para verlos
todos.
Haga doble clic en un valor para adicionarlo a la expresión.
7. Para ver si está usando la sintaxis adecuada o si los criterios que está escribiendo seleccionarán
entidades, haga clic en el botón Verificar.
8. Haga clic en Aceptar.
La barra de estado en la parte inferior de la ventana de ArcMap le dice cuántas entidades están
seleccionadas.
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Tablas
Contienen información descriptiva asociada a los elementos geográficos contenidos en la
capa de información. Las tablas también se asocian a otras tablas
Estructura:
Las tablas se componen de filas y columnas. Las filas corresponden a los récords asociados
a elementos del mapa o capa de información. Las columnas contienen los campos o los
distintos tipos de información descriptiva para cada uno de los records.
Tipos de datos en las tablas
Texto Es de longitud variable
Date. Fecha ej 02/08/2007
Numéricos
Short Integer. 16bit (216) desde -32,000 hasta +32,000
Long Integer. 64 bit (264 )
Floating point. Se le llama así porque el punto decimal puede estar en cualquier posición
entre los dígitos: 2.7931, 10398.8798, etc. Puede guardar hasta siete dígitos significativos
(izq. y der. del punto decimal). Su profundidad es de 32bit y va desde 3.4E38 hasta 1.2E38
para números negativos y desde 3.4E38 hasta 1.2E38 para números positivos.
Double. 64bit. Puede guardar hasta 15 dígitos significativos.
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Es importante saber escoger el tipo de dato más representativo para los datos que
queremos guardar en nuestra base de datos, así ahorramos espacio en disco.
Para agregar un campo a la tabla de un mapa, damos clic con el botón derecho del ratón
sobre la capa que nos interesa y seleccionamos “Open Attribute table” como se muestra
en la figura siguiente:
Una vez abierta la tabla Agregamos un campo dando clic sobre el botón “options” y
seleccionando “Add Field”.
Aparecerá la siguiente ventana donde nos pide que introduzcamos el nombre que le
vamos a dar al campo el cual no debe exceder de 10 caracteres y no debe incluir signos, a
excepción del “_”.
También debemos introducir el tipo de campo (numérico, texto, fecha, doublé, etc), y la
precisión (numero de dígitos o caracteres que guardara el campo).
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Mostrar mapa de puntos de una tabla El ArcMap como cualquier otro programa para SIG puede mostrar un mapa de puntos en base a
las coordenadas contenidas en una tabla. La tabla la podemos crear en Excel, debemos a iniciar en
la celda A1, el primer renglón se tomara como encabezado el cual debe cumplir los siguientes
requisitos: no debe ser mayor a 10 caracteres y no debe contener signos ni espacios. Tambien es
importante para el caso de coordenadas geográficas poner el signo – (menos) a la longitud o
latitud cuando nos encontremos en una longitud oeste y/o en la latitud sur.
Una vez creada la tabla la cargamos en ArcMap como cualquier otra capa, damos clic con el botón
derecho del ratón sobre la tabla y seleccionamos la opción Display XY.
Especificar campos
con coordenadas X Y
Especificar Sistema de
coordenadas.
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Hyperlink
Un mapa puede tener asociado además de la base de datos, un documento, una dirección URL o
un script (macro). El requisito es que la tabla contenga un campo específico, donde se encuentre la
dirección del documento o la dirección URL, como se muestra en la figura siguiente:
Posteriormente definimos en las propiedades de la capa el campo que contiene la ubicación y
nombre del archivo.
Activar hyperlink
Nombre del campo
con la ubicación del
archivo
Tipo de link
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Cambio de proyección Abrimos la herramienta de proyección, en las dos primeras casillas metemos la capa a proyectar y
su sistema de coordenadas en caso de ser necesario. En este ejercicio se pretende cambiar de la
proyección Cónica Conforme de Lambert a Universal Transversa de Mercator (UTM).
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En las dos siguientes casillas ponemos el nombre a la nueva capa al igual que el sistema de
coordenadas al que queremos proyectar la capa original.
Falso Este: 2500000 Meridiano Central: -102 Primer paralelo estándar: 17.5 Segundo Paralelo estándar: 29.5 Latitud de referencia: 12
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En la figura siguiente se muestran las zonas UTM para México
Agregar capas WMS (Web Map Service) Existen diferentes servicios WMS que se pueden cargar como una capa a la mayoría de Programas
para SIG o cualquier otro programa que acepte este tipo de servicios. Para el caso de México el
INEGI pone a disposición del público una dirección WMS “http://antares.inegi.org.mx/cgi-
bin/map4/mapserverv_orto” la cual permite cargar en nuestro SIG las ortofotos de toda la
WGS84 ZONA 14N
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republica con las que cuenta el INEGI, las ortofotos tienes una resolución de 3 m por pixel. El
procedimiento para cargar las ortofotos en Arcmap se muestra en la figura siguiente:
Seleccionamos Add WMS Server, pegamos la dirección WMS de las Ortofotos, presionamos “Get
Layers” y por ultimo presionamos “OK”.