El modelo de datos VECTORIAL

Transcripción

1 El modelo de datos VECTORIAL Recopilado por: Roy Cruz Morales. CR En el modelo de datos vectorial los datos geográficos se representan en forma de coordenadas. Las unidades básicas de información geográfica en los datos vectoriales son: puntos, líneas (arcos) y polígonos. Cada una de éstas se compone de: uno o más pares de coordenadas, por ejemplo, una línea es una colección de puntos interconectados, y un polígono es un conjunto de líneas interconectadas. 1

2 Normalmente, los sistemas vectoriales tienen dos componentes: uno que almacena los datos espaciales y otro los datos temáticos. Un elemento clave en este tipo de sistemas es el identificador de cada objeto. Éste es único y diferente para cada objeto y permite la conexión entre ambas bases de datos. Recopilado por: Roy Cruz Morales. CR PUNTO: La localización de un punto viene dada por un único par de coordenadas, con sus atributos temáticos almacenados en un archivo separado. Archivo 1 Coordenadas (x,y) Archivo 2 Atributos temáticos: Casa Alajuela 325C Urbanización La Gestora 2

3 LINEA, ARCO o POLYLINEA: La localización de una línea viene dada por la localización de una serie de puntos conectados por segmentos de líneas. Archivo 1 Coordenadas (x,y), (x,y), (x,y), (x,y), (x,y) Archivo 2 Atributos temáticos: Carretera San José-Limón Ruta32 POLIGONO: Las superficies se describen por las líneas interconectadas que las delimitan. Además la coordenada final es igual a la coordenada inicial Archivo 1 Coordenadas (x,y), (x,y), (x,y), (x,y), (x,y), (x,y), (x,y) Archivo 2 Atributos temáticos: Potrero Provincia Limón Área Perímetro, etc. 3

4 Puntos Líneas Polígonos Relaciones entre elementos: topológicas, espaciales y generales Topológica: En una Red de telecomunicaciones, una línea primaria debe conectarse exactamente a líneas secundarias para asegurar la conectividad de la red. Espacial: Se quiere determinar que edificios se encuentran en que manzanas. Son funciones fundamentales de ella determinar: Dentro de, Junto a, fuera de, sobre de etc. General: Patrón se relaciona con un dueño. No existe relación espacial. 4

5 Relaciones topológicas La topología es el campo de las matemáticas que estudia las relaciones de los elementos en el espacio. La topología de un mapa es el conjunto de relaciones que describen la posición relativa de sus componentes en el sistema de coordenadas X Y La topología estructura las figuras desde los nodos (Inicial y final), estos se unen mediante líneas para formar arcos (estos arcos pueden tener vértices) y los arcos forman polígonos: NODOS: inicio o comienzo de un arco, o identifican la intersección entre dos o más arcos. 1, 2, 3, 4, 5 VÉRTICES: puntos intermedios en un arco indicando un cambio de dirección. ARCOS: objetos similares a una línea. POLÍGONOS: Conjunto de arcos conectados que contienen un área cerrada. a, b, c, d I, II, III, IV Relaciones topológicas Las relaciones topológicas más importantes son: Adyacencia ( polígonos a izquierda o derecha de un arco) Pertenencia (arcos a polígonos) Dirección (define la propiedad desde que nodo hasta que nodo de un arco) Conectividad (cuales arcos están conectados a cual nodo) Anidación o inclusión (punto, línea o polígono en un polígono). Entre las muchas relaciones topológicas entre las figuras de la imagen arriba están: Los polígonos II y III son adyacentes al arco i Pertenencia entre el polígono II y los arcos a, b, i Conectividad entre los arcos b, d, h y i al nodo 3 Inclusión del polígono V, arco g y nodo 6 dentro del polígono IV El arco a va desde el nodo 1 al 2 Además las coordenadas de los nodos es importante pues así el software sabe donde se ubica cada dato para hacer la relación Recopilado por: Roy Cruz Morales. CR 5

6 Relaciones topológicas Se refiere a como polígono 0 (cero) al área exterior. Estructura de datos : Arco - Nodo Los nodos (intersecciones de líneas) se identifican con códigos Se asigna un código direccional de la forma "from node" (nodo origen) y "to node" (nodo final) Poca redundancia 6

7 Relaciones espaciales Basadas en conjuntos: Union, Interseccion, Inclusión, Exclusión Orden espacial: Delante, arriba, cerca_de Métricas: Distancias Direccionales: Relativas a los puntos cardinales Topólogicas: Limita, no tiene punto de contacto, se superpone, etc. Ejemplos: Basadas en conjuntos: Heredia está integrada por Santa Barbara, Barva y Belén Orden espacial: Puente está encima del río Direccionales: Monte de la Cruz está al norte de San Rafael Metricas: Alajuela dista a 72 km de Cartago Topológicas: Heredia limita con Alajuela Errores típicos a la hora de digitalizar vectores: 7

8 Análisis que se pueden realizar con vectores: Operaciones tales como: calcular ubicación, largo, perímetro y área, identificación, recortar, superposición, intersección, determinación de elementos adyacentes o cercanos. Los Modelos de Datos Cuándo utilizar un modelo RASTER y cuando utilizar uno VECTORIAL? RASTER Los elementos naturales del paisaje que no poseen bordes marcados sino zonas de transición VECTORIAL Elementos resultantes de la acción del hombre que suelen tener bordes nítidos. (Vías, límites, divisiones, etc) 8

9 En general, el modelo de datos vectorial es adecuado cuando trabajamos con objetos geográficos con límites bien establecidos, como pueden ser fincas, carreteras, etc. RECOMENDACIONES PARA EL USO DE LAS ESTRUCTURAS DE DATOS VECTOR Y RASTER EN SIG Use las estructuras de datos vector cuando la información este más relacionada al concepto de área. Use métodos vector para análisis de redes, como redes telefónicas, redes de transporte, redes hídricas, etc. Use métodos vector para ploteo de alta calidad y definición Use métodos raster para superposición rápida y análisis espacial Use los métodos raster para la simulación y el modelamiento cuando es necesario trabajar con superficies Preferiblemente use estructuras vector compactas (como los TIN) para los modelos digitales de terreno El modelo de datos: TIN (Triangular irregular network) Es un modelo eficiente y preciso para representar superficies continuas. Cómo se construye un TIN? Se colectan los puntos (x,y,z) (fotogrametría, GPS, etc), breaklines (soft y hard), áreas de exclusión (lagos). Delaunay triangulation 9

10 El modelo de datos: TIN (Triangular irregular network) Es un modelo eficiente y preciso para representar superficies continuas. Una triangulación de Delaunay a veces escrito fonéticamente «Deloné», es una red de triángulos que cumple la condición de Delaunay. Esta condición dice que la circunferencia circunscrita de cada triángulo de la red no debe contener ningún vértice de otro triángulo. En cada circunferencia no debe haber más de tres vértices de los triángulos. Se usan triangulaciones de Delaunay en geometría por ordenador, especialmente en gráficos 3D por computadora. El modelo de datos: TIN (Triangular irregular network) Análisis con TIN Cálculo de elevación, pendiente, sentido de la pendiente para cualquier punto en la superficie Generación de curvas de nivel (interpolación) Determinar rangos de elevación Cálculo de estadística tales como volumen, pendiente media, area y perímetro Cálculo de volúmenes para proyectos viales (volumen excavado igual a volumen depositado) Análisis de visualización (áreas visibles desde que punto) 10

11 El modelo de datos Comparación de los modelos VECTORIAL RASTER TIN El modelo de datos Comparación de los modelos Vector Raster TIN Almacenamiento espacial Coordenadas X,Y para puntos, líneas y polígonos Celdas de igual tamaño ordenadas en filas y columnas Cara triangular. Representación Puntos Líneas Polígonos Punto Una celda Líneas y polígonos Como un conjunto de celdas adyacentes Valores z de puntos determinan la forma de la superficie, breaklines, polígonos 11

12 El modelo de datos Comparación de los modelos Vector Raster TIN Asociaciones topológicas Líneas conectividad con nodos Polígonos líneas izq y der. Vecindad Triangulo asociado a triángulos vecinos Análisis geográfico Superposición, intersección, zona de influencia, disolver, análisis de redes, etc. Algebra raster, Coincidencia espacial, proximidad, análisis de superficie, dispersión. Elevación, pendientes, curvas de nivel, volumen, perfiles, puntos de vista y perspectiva 3D NORMALIZACION y METADATOS Recopilado por: Roy Cruz Morales. CR 12

13 NORMALIZACION Las normas marcan la diferencia entre la producción artesanal y la producción global, permiten en consecuencia que el proceso sea repetible y facilitan su control, lo que hace que el desarrollo y producción pueda optimizarse, y llegar a ser más eficiente. Algunas de las ventajas derivadas de la normalización de procesos productivos, según ISO, la Organización Internacional de Normalización, son: Posibilidad de disponer de bienes y servicios de más calidad, seguridad, fiabilidad, eficiencia y que puedan actuar como componentes intercambiables. Aumento de la sana competitividad entre distintas soluciones tecnológicas. Permitir la difusión de innovaciones, el intercambio de avances técnicos y la adopción de buenas prácticas. Simplificarnos la vida proporcionando soluciones únicas a problemas comunes. La familia ISO19100: Tiene como objetivo el facilitar la comprensión, el acceso, la integración y la reutilización de manera eficiente de la Información geográfica y, por consiguiente, facilitar la planificación conjunta de diferentes aspectos y en territorios dispares. En definitiva, facilitar la interoperabilidad de los sistemas de información geográfica. Como consecuencia de lo anterior surge la familia normativa ISO 19100, desarrollada por el Comité Técnico ISO/TC211. NORMALIZACION Recomendaciones: Nomenclatura para el SHAPE. Nomenclatura para el nombre de las columnas. Nomenclatura los datos que se ingresen en cada fila o registro. Ejemplos: CANADA Canadá canada CANADÁ Ejemplos de algunas normalizaciones que quizás conozcas: 13

14 METADATOS La producción de los metadatos es algo indispensable para los que trabajan con datos geográficos. Información que describe la calidad, distribución, actualidad y referencia espacial de un conjunto de datos datos acerca de los datos METADATOS Ejemplos: Libros Imágenes Documentos Identidades Personas 14

15 METADATOS ESTRUCTURA DE LOS METADATOS El METADATO MÍNIMO involucra sólo tres secciones: identificación, calidad y distribución. El METADATO DETALLADO se compone de 7 secciones independientes y dos secciones de soporte que cobijan elementos comunes de las 7 básicas. METADATO DETALLADO: Identificación Calidad Representación espacial Referencia espacial Entidades y atributos Distribución Referencia del metadato Fuente Contacto Verde: Opcionales Rojo: Obligatorias METADATOS 15

16 Referencias que te pueden ayudar: Introducción a los SIG Los sistemas de información geográfica y la telepercepción en la pesca continental y la acuicultura Algoritmo básico para la generación de una estructura topológica de polígonos a partir de una red de polilíneas Modelos y estructuras de datos Qué son los metadatos. 16