Estructura de Datos Espaciales. por José Antonio Navarrete Pacheco INTRODUCCIÓN

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Estructura de Datos Espaciales. por José Antonio Navarrete Pacheco INTRODUCCIÓN"

Lourdes Castro Peralta
hace 6 años
Vistas:

1 Estructura de Datos Espaciales por José Antonio Navarrete Pacheco INTRODUCCIÓN 1

FENÓMENOS GEOGRÁFICOS Definición: Es algo de interés que: Puede ser medido o descrito Puede ser georreferido o georreferenciado, y Se le puede asignar un

2 FENÓMENOS GEOGRÁFICOS Definición: Es algo de interés que: Puede ser medido o descrito Puede ser georreferido o georreferenciado, y Se le puede asignar un tiempo (intervalo) en el cual estuvo, está o estará presente. En conclusión, pueden ser descritos con las preguntas Que?, Donde? y Cuando? FENÓMENOS GEOGRÁFICOS 2

FENÓMENOS GEOGRÁFICOS Campos Geográficos Es un fenómeno geográfico para el cual, por cada punto en el área de estudio, un valor puede ser determinado.

3 FENÓMENOS GEOGRÁFICOS Campos Geográficos Es un fenómeno geográfico para el cual, por cada punto en el área de estudio, un valor puede ser determinado. existe en todas partes Campos Continuos Temperatura Elevación Objetos Geográficos Campos Separados Geología Uso del Suelo Es un fenómeno geográfico que existe en el área de estudio como entidades claramente distinguibles, delimitadas y separadas. El espacio entre ellos está potencialmente vacío. localizados esparcidamente en el area CAMPOS CONTINUOS 3

4 CAMPOS SEPARADOS OBJETOS GEOGRÁFICOS No están presentes en el área de manera continua, sino que estén esparcidos en toda el área. Su presencia es determinada por Localización Forma Tamaño Orientación 4

5 OBJETOS GEOGRÁFICOS Forma/Tamaño Frontera o Límite Límites bien definidos (hechos por el ser humano) Límites borrosos o difusos (Límites Naturales) Colección o grupo de objetos Normalmente con cierto nivel de agregación Se analizan sus características de forma colectiva en lugar de individual OBJETOS GEOGRÁFICOS Localización Forma (1 D) Tamaño (Longitud) 5

OBJETOS GEOGRÁFICOS Localización Forma (2D) Tamaño (Area) REPRESENTACIÓN COMPUTARIZADA DE OBJETOS GEOGRÁFICOS Como representamos los Campos Geográficos?

Su mejor representación se hace con: Campos continuos Formato Raster. Campos separados Formato Raster, Formato vectorial. Como representamos los Objetos Geográficos?

6 OBJETOS GEOGRÁFICOS Localización Forma (2D) Tamaño (Area) REPRESENTACIÓN COMPUTARIZADA DE OBJETOS GEOGRÁFICOS Como representamos los Campos Geográficos? Es un fenómeno geográfico para el cual, por cada punto en el área de estudio, un valor puede ser determinado. existe en todas partes. Su mejor representación se hace con: Campos continuos Formato Raster. Campos separados Formato Raster, Formato vectorial. Como representamos los Objetos Geográficos? Es un fenómeno geográfico que existe en el área de estudio como entidades claramente distinguibles, delimitadas y separadas. El espacio entre ellos está potencialmente vacío. localizados esparcidamente en el area Su mejor representación se hace en Formato vectorial, aunque también puede hacerse en formato raster, pero no es recomendado 6

7 FORMATO RASTER Definición Es la partición o división de la representación del espacio geográfico en celdas llamadas Pixeles El Píxel (Picture Element) es la unidad mínima de representación. Cada celda o píxel contiene información que caracteriza a esa parte del espacio Existen formatos raster: Regulares Irregulares Representación Raster Mundo Real Raster Punto Fila Columna Linea Valor =0 =1 =2 =3 Grid Triángulos Área Hexágonos 7

8 FORMATO RASTER REGULAR Regulares Las celdas son de la misma forma y tamaño El valor o atributo asignado a cada celda está asociado con el área entera ocupada por la celda. Tipos de Formato Raster Regular: FORMATO RASTER REGULAR Ventajas Conocimiento a priori de la división del espacio, lo cual permite rápidos cálculos computacionales. Desventajas No se adapta totalmente al fenómeno geográfico que se desea representar (ej. Menor tamaño que la celda) 8

9 FORMATO RASTER REGULAR Distorsión de formas en el Formato Raster FORMATO RASTER REGULAR 9

10 FORMATO RASTER IRREGULAR Irregulares Las celdas son de distinta Forma y tamaño El valor o atributo asignado a cada celda está asociado con el área entera ocupada por la celda. Existen muchos tipos, un tipo común es el conocido como Quadtree. Quadtree está basado en la división del espacio de manera regular con celdas cuadradas, pero las celdas que representan un mismo valor son agrupadas en celdas mas GRANDES. LA ESTRUCTURA DE LA INFORMACIÓN CON LA QUE TRABAJA EL QUADTREE ESTÁ BASADA EN: Niveles Cuadrantes Áreas homogéneas (cada celda tiene el mismo atributo o valor) 10

11 Quadtree Ejemplo de los principios en los que está basada la estructura del Quadtree 11

12 12

13 Ventajas FORMATO RASTER IRREGULAR Reducción de la cantidad de Memoria necesaria para almacenar la información Es adaptable, mayor variación en el terreno mayor número de celdas para su representación. Rápido cómputo de áreas con iguales atributos o valores. Desventajas Cálculos más complejos, algoritmos complejos. Consideración Final: LOS LÍMITES DE LAS CELDAS EN EL FORMATO RASTER NO REPRESENTAN DE MANERA ADECUADA LOS LÍMITES DE LOS FENÓMENOS DEL MUNDO REAL Representación vectorial FORMATO VECTORIAL Explícitamente asociado a pares de coordenadas con el fenómeno geográfico. Un par de coordenadas hace un vector. Tipos de vectores Puntos Líneas Áreas 13

14 FORMATO VECTORIAL REPRESENTACIÓN DE PUNTOS 2D Par sencillo de coordenadas (x,y) 3D: tripleta de coordenadas (x,y,z) Representación de objetos Sin forma ni tamaño (dependiendo de la escala) El punto puede contener información de atributos FORMATO VECTORIAL REPRESENTACIÓN DE LÍNEAS Las líneas se utilizan para representar: Objetos Unidimensionales Dependiendo de la relevancia y del tamaño La línea se define por: Nodo inicial y Nodo final Cero o más nodos internos (o vértices) Segmentos de línea entre nodos y vértices. Grupo de líneas conectadas: Red. 14

15 Línea Vértice Vértice Vértice Segmentos de línea Nodo inicial Nodo final COMPONENTES GEOMÉTRICOS DEL MODELO VECTORIAL Punto Arco, lado, borde (línea) Polilínea, segmento Nodos Polígono (área) 15

polygon 1 polygon 2 Vertices polygon 2 Feature coordinates polygon

16 MODELO DE SPAGHETTI Colección de elementos coordenados sin una estructura propiamente MODELO DE SPAGHETTI Polígono 1 Vertices polygon 1 polygon 2 Vertices polygon 2 Feature coordinates polygon 1 x 1,y 1, x 2,y 2,..,.. x 1,y 1 polygon 2 x 1,y 1, x 2,y2,..,.. x 1,y 1 16

17 TOPOLOGÍA Topología es una rama de las matemáticas que trata con las propiedades matemáticas del espacio geométrico, que permanecen sin variación bajo ciertas transformaciones. PROPIEDADES MATEMÁTICAS DEL ESPACIO GEOMÉTRICO Espacio Euclidiano 3D. Cada punto puede ser definido por sus coordenadas X, Y y Z. Espacio Métrico. La distancia entre puntos SIEMPRE puede ser medida (computada, calculada). Espacio Topológico. Cada punto tiene un vecindario que pertenece al mismo espacio (cercanía o vecindad). El interior y límite de un polígono o área permanecen intactos 17

18 CONSTRUYENDO LA TOPOLOGÍA MODELO TOPOLÓGICO Se almacenan parte de los segmentos como arcos comunes para dos polígonos y también se indica que polígono está a un lado y otro del arco (ej, izquierda y derecha) 18

LAS 5 REGLAS DE LA CONSISTENCIA TOPOLÓGICA 1. Cada arco o segmento debe estar limitado por nodos (al inicio y al final) 2. Cada arco o segmento acota, limita, separa únicamente a dos polígonos. 3.

19 LAS 5 REGLAS DE LA CONSISTENCIA TOPOLÓGICA 1. Cada arco o segmento debe estar limitado por nodos (al inicio y al final) 2. Cada arco o segmento acota, limita, separa únicamente a dos polígonos. 3. Cada polígono tiene un límite cerrado que consiste en una alternancia de nodos y segmentos/arcos. 4. Alrededor de cada nodo existe una alternancia de arcos/segmentos y polígonos/áreas 5. Un arco/segmento solo intersecta a otro por sus nodos. LAS 5 REGLAS DE LA CONSISTENCIA TOPOLÓGICA 19

20 LAS 5 REGLAS DE LA CONSISTENCIA TOPOLÓGICA FIN DE TOPOLOGÍA 20

21 Atributos Adicionalmente a la estructura espacial de las bases de datos contenidas en un SIG, estas también cuentan con una tabla asociada en la cual se almacenan atributos de cada uno de los elementos existentes en la base de datos. En un SIG: atributo = Columna de la tabla asociada Parcela 1 Extensión (m2) Tipo de cultivo Cultivo Disponibilidad de Agua Producción (Tons/Ha) Valor de la producción Resolución y Tamaño del Pixel por José Antonio Navarrete Pacheco 21

22 Tamaño del Píxel y Resolución Aplica para imágenes en formato Raster (imágenes de Percepción Remota, mapas y cualquier imagen digital) La resolución (espacial) de una imagen raster es el tamaño en el mundo real, de lo que esta representado por un píxel, en una imagen digital, y está determinada por el nivel de detalle que puede captar el sensor que formó la imagen. En un mapa digital, el tamaño del píxel define el tamaño de lo que se representa. Tamaño del Pixel: 25 m Tamaño del Pixel: 50 m Tamaño del Pixel: 100 m Tamaño del Pixel: 500 m 22

23 ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN En capas (layers) de información espacial: Son una representación de parte de los fenómenos del mundo real presentes en el área. Operaciones de sobreposición (overlay) son utilizadas para determinar correlaciones espaciales 23

Documentos relacionados

M.D.T. y TOPOCAL. Técnicas de Representación Gráfica. Curso DIGTEG 2010

M.D.T. y TOPOCAL. Técnicas de Representación Gráfica. Curso DIGTEG 2010 M.D.T. y TOPOCAL Técnicas de Representación Gráfica Curso 2010-2011 Superficies Topográficas Superficies Topográficas No es geométrica La superficie terrestre No se puede representar con exactitud matemática