Estructuras de datos en SIG

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José Miguel Palma Castillo
hace 6 años
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1 Unidad Unidad.. Estructura Estructura de de datos datos en en los los SIG. SIG. Modelo Modelo de de datos datos en en malla malla regular regular oo raster: raster: características características principales, principales, resolución. resolución. Modelo Modelo de de datos datos vectoriales. vectoriales. Componentes Componentes temática, temática, atributos. atributos. Estructura Estructura elemental elemental de de una una base base de de datos. datos.

2 Estructuras de datos en SIG CARACTERÍSTICAS TEMÁTICAS Atributo asociado a localización espacial (modo terreno) Fenómenos Cuerpos Objetos Base de datos (Tablas con atributos) (modo objeto) GEOMETRÍA Raster (modos terreno / objeto) Vectorial (modo objeto)

3 El El modelo modelo de de datos datos en en malla malla regular regular oo "Raster "Raster Mapas Mapas raster raster

4 Características generales de la estructura RASTER En un modo de representación Raster el espacio geográfico se divide según una malla regular imaginaria. La celda es el elemento más simple de la estructura. Cada celda representa un área. El tamaño de la celda determina la resolución espacial del mapa raster. A cada elemento de la estructura se asocia un valor de la variable geográfica representada.

5 Características generales de la estructura RASTER Información geométrica acerca de la matriz y de su posición en el espacio: Número de columnas (nc) Número de filas (nf ) Coordenadas de las esquinas de la capa (UR, UL, LR, LL) (superior der., superior izq., inferior der., inferior izq.) Resolución o tamaño de pixel en las unidades correspondientes al sistema de referencia de coordenadas (RSC) del archivo (latitud/longitud (rx, ry), o en metros (rx m, rym))

6 Características generales de la estructura RASTER Efecto de la resolución espacial: A mayor tamaño de celda menor resolución espacial y viceversa. Res. m Res. m Res. 0 m

7 Características generales de la estructura RASTER Todos los tipos de fenómenos u objetos se representan como áreas. Puntos Líneas Polígonos

8 Características generales de la estructura RASTER

9 Características generales de la estructura RASTER

10 Representación de Objetos en RASTER En un mapa Raster a cada elemento de la estructura se asocia un valor de la característica representada Cultivos Bosques El conjunto de celdas con un mismo valor forman una Unidad Cartográfica. Estas celdas no tienen porqué estar conectadas. De esta forma las delineaciones individuales o grupos de cada Unidad Cartográfica no son reconocidas como tales (no tienen identificador propio, sólo el código de la unidad cartográfica). Esto implica que, por ejemplo, no se pueda conocer el área de cada delineación o grupo ( inicialmente, ver siguiente diapositiva), solamente el área de toda la unidad cartográfica.

11 Representación de Objetos en RASTER Del Bosques Del Cultivos Del Bosques Del Bosques Del Cultivos Si el valor asociado a la celda es el identificador de cada delineación, se podrá reconocer explícitamente algunas características específicas de cada uno de estos grupos de celdas. A cada delineación se podrá asociar información sobre la clase a la que pertenece, el área y otros atributos.

12 Modo terreno: Extensión a todo un territorio Fundamento modelo Raster y X En la práctica: imposibilidad de obtener información de un fenómeno con continuidad espacial en cada punto del terreno. Se recurre a técnicas de muestreo e interpolación.

13 Matrices regulares (MDT Raster)

14 Representación bidimensional de un Modelo Digital del Terreno (MDT) Cuando la variable representada son coordenadas Z = cotas, será un Modelo de Digital de Elevaciones (MDE)

15 Representación bidimensional de un Modelo Digital del Terreno (MDT)

16 Representación tridimensional de un Modelo Digital del Terreno (MDT) Modelo Digital de Elevaciones (MDE)

17 Representación tridimensional de un Modelo Digital del Terreno (MDT) MDE - Resolución curvas de nivel m

18 Relaciones espaciales en RASTER

19 RASTER - Reclasificaciones Reclasificación: nuevo ordenamiento de los datos iniciales según otro esquema de agrupamiento

20 VECTORES: características Vértice Nodo

21 VECTORES : características Objetos puntuales: Objetos geométricos de dimensión cero, su localización espacial se representa con un par de coordenadas (X,Y). Objetos lineales: objetos geométricos de dimensión uno, su localización espacial se representa como una sucesión de pares de coordenadas llamados vértices, salvo el primero y el último que se denominan nodos. Objetos poligonales: objetos geométricos de dimensión dos. Se representan como una línea cerrada o como una sucesión de líneas denominadas arcos.

22 VECTORES : características. Identificador. Se trata de una variable cuantitativa que identifica cada objeto dentro de un conjunto de objetos del mismo tipo. Cada entidad recibe por tanto un identificador único.. Posición. Indica la ubicación del objeto en un espacio, generalmente bidimensional. Implícitamente indica también su dimensión y su forma. De este modo cada tipo de objeto tiene, en función de su número de dimensiones, una serie de propiedades espaciales de tamaño y forma directamente extraíbles de su codificación espacial: - Los objetos lineales tienen longitud, sinuosidad y orientación. - Los objetos poligonales tienen área, perímetro, elongación máxima y diversos índices de forma directamente calculables a partir de estas.

23 VECTORES : características. Propiedades espaciales. Son variables cuantitativas medidas en magnitudes espaciales y que indican algún aspecto de la extensión espacial de los objetos no representable debido a la escala de trabajo, a tratarse de una magnitud en la tercera dimensión o a la dificultad de representarla por el tipo de abstracción que implica su representación (por ejemplo la profundidad de un cauce o la anchura de una carretera).

24 VECTORES : características. Propiedades no espaciales. Son variables cualitativas o cuantitativas que no tienen nada que ver con el espacio pero que se relacionan con el objeto. Resultan de mediciones simples o de descripciones. Pueden ser constantes o variables en el tiempo. Por ejemplo toda la información relativa a la demografía de un municipio. Existen diversas operaciones que permiten derivar propiedades nuevas a partir de otras ya existentes. Combinación aritmética: Densidad = Población/Superficie Combinación lógica: Si Población < x & PIB > y => Riqueza = Reclasificación: Si Población < 000 & Población > 00 => Recl =

25 VECTORES : características. Relaciones con el entorno. Todos los objetos geográficos tienen relaciones con su entorno, es decir con el resto de los objetos del mismo o distinto tipo que aparecen a su alrededor. Estas relaciones pueden ser de tipo topológico (polígonos vecinos) o de tipo físico (cauces tributarios que se conectan al cauce principal). Pueden codificarse de forma explícita en la base de datos asociada al objeto o estar implícita en la codificación de su localización espacial. Estas relaciones pueden dar lugar a la creación de tipos compuestos (redes, mapas de polígonos, etc.).

26 El problema de reconocer explícitamente las Relaciones Espaciales entre Objetos Usuario: Relaciones espaciales a nivel de Objeto La unidad B es adyacente a la unidad B Usuario

27 El problema de reconocer explícitamente las Relaciones Espaciales entre Objetos Hay que crear una estructura de datos consistente y capaz de registrar las Relaciones Espaciales a nivel de Objeto, B 9, B, B , B

28 El problema de reconocer explícitamente las Relaciones Espaciales entre Objetos Registro de la relación de adyacencia Objeto de Clase A Espacio a la izquierda A Fin B TABLAS DE TOPOLOGÍA Inicio Espacio a la derecha Objeto de Clase B

29 Modelo Vectorial Topológico Conceptos fundamentales de la Estructura Vectorial Topológica, B, B 7 CONECTIVIDAD: Los arcos se conectan entre ellos en los nodos. Un arco no puede conectarse a un vértice de otro arco. 9, B 6 8 6, B ADYACENCIA: Los arcos tienen dirección, determinada por el nodo inicial y el nodo final, que define el espacio a la derecha y el espacio a la izquierda del arco. DEFINICIÓN DE ÁREAS: Los arcos que se conectan rodeando un área definen un polígono. Estos tres tipos de relaciones se registran en tablas: TABLAS DE TOPOLOGÍA (Nodos, Arcos y Polígonos)

30 Modelo Vectorial Topológico - Tablas de Topología, B Arco 9, B 7 Tabla de Topología de Arcos, B 6 8 6, B Nodo Arcos,,,, 9,, 8,, 7, 6, 9 6 6, 7, 8 Tabla de Topología de Nodos Nodo ini Nodo fin Pol Izq Pol Dcha Tabla de Topología de Polígonos Polígon o Arcos 0,,,,, 9, 6, 8, 9, 6, 7

33 Modelo Vectorial NO Topológico El caso de los SHAPEFILES (ArcView GIS - ESRI) Concepto WYSIWYG

Modelo Vectorial NO Topológico El caso de los SHAPEFILES (ArcView GIS - ESRI) SHAPEFILE almacena Geometría NO Topológica + Atributos GEOMETRÍA: Es almacenada como un conjunto de coordenadas que

34 Modelo Vectorial NO Topológico El caso de los SHAPEFILES (ArcView GIS - ESRI) SHAPEFILE almacena Geometría NO Topológica + Atributos GEOMETRÍA: Es almacenada como un conjunto de coordenadas que comprende la forma a representar (puntos, líneas o polígonos) ATRIBUTOS: Son almacenados en una tabla *.DBF. Cada registro de la tabla tiene una relación uno-a-uno con su registro en el fichero SHAPE. Parcela.dbf FID SHAPE GRIDCODE AREA PERIMETE R 0 Polygo n,6 0,00 Polygo n 79,9 8, Polygo n 6,7,8 Polygo n 8,9 7,7 Polygo n 6,9,879 Polygo n,,8

35 Modelo Vectorial NO Topológico El caso de los SHAPEFILES (ArcView GIS - ESRI) Ejemplo de creación (edición) de Shapefiles en ArcView

36 Tabla de atributos: estructura de una base de datos (modelo vectorial) Identificador Atributos o campos FID REFPLA CLASE SUPERFICIE PROPIETARIO 9 BG8A Residencial A 0 BG8A Residencial R BF00C Servicios 0 P800969Z BF00C Servicios 90 P800969Z Valor del atributo Registro

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