Post on 03-Oct-2018
Unidad 3.
Estructura de datos en los SIG. Modelo de
datos en malla regular o raster: características
principales, resolución. Modelo de datos
vectoriales. Componentes temática, atributos.
Estructura elemental de una base de datos.
Unidad 3.
Estructura de datos en los SIG. Modelo de
datos en malla regular o raster: características
principales, resolución. Modelo de datos
vectoriales. Componentes temática, atributos.
Estructura elemental de una base de datos.
Estructuras de datos en SIG
Fenómenos Cuerpos Objetos
GEOMETRÍA
CARACTERÍSTICAS TEMÁTICAS
Base de datos (Tablas con atributos)
(modo objeto)
Vectorial(modo objeto)
Raster(modos terreno / objeto)
Atributo asociado a localización espacial
(modo terreno)
El modelo de datos en malla regular o
"Raster“ – Mapas raster
El modelo de datos en malla regular o
"Raster“ – Mapas raster
Características generales de la estructura RASTER
2 2 2 3 1 4 4 4 5 52 2 3 3 1 5 5 5 5 52 2 3 1 3 3 4 4 4 41 1 1 3 4 4 4 1 1 11 1 2 5 2 2 2 2 1 11 5 5 5 2 2 2 1 1 11 5 5 5 4 2 2 3 3 31 1 1 4 4 4 4 1 3 3
En un modo de representación Raster el espacio geográfico se divide según una malla regular imaginaria.
A cada elemento de la estructura se asocia un valor de la variable geográfica representada.
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.
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 (rxm, rym))
Efecto de la resolución espacial: A mayor tamaño de celda menor resolución espacial y viceversa.
Res. 1 m Res. 5 m
Res. 10 m
Características generales de la estructura RASTER
Todos los tipos de fenómenos u objetos se representan como áreas.
Puntos
Líneas
Polígonos
Características generales de la estructura RASTER
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.
1
2
• 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.
Del 1
Del 2
• A cada delineación se podrá asociar información sobre la clase a la que pertenece, el área y otros atributos.
1
2
3
4
5
Del 3
Del 4
Del 5
Cultivos
Bosques
Bosques
Bosques
Cultivos
Representación de Objetos en RASTER
Modo terreno: Extensión a todo un territorio
X
y Fundamento modelo Raster
• 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.
Cuando la variable representada son coordenadas Z = cotas, será un Modelo de Digital de Elevaciones (MDE)
Representación bidimensional de un Modelo Digital del Terreno (MDT)
Modelo Digital de Elevaciones (MDE)
Representación tridimensional de un Modelo Digital del Terreno (MDT)
MDE - Resolución curvas de nivel 1 m
Representación tridimensional de un Modelo Digital del Terreno (MDT)
Reclasificación: nuevo ordenamiento de los datos iniciales según otro esquema de agrupamiento
RASTER - Reclasificaciones
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 sedenominan nodos.
Objetos poligonales: objetos geométricos de dimensión dos. Se representan como una línea cerrada o como una sucesión de líneas denominadas arcos.
VECTORES : características
1. 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.
2. 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.
VECTORES : características
3. 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).
VECTORES : características
4. 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 = 1
Reclasificación: Si Población < 1000 & Población > 500 => Recl = 2
VECTORES : características
5. 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.).
• Usuario: Relaciones espaciales a nivel de Objeto
UsuarioLa unidad B11 es adyacente a la unidad B32
El problema de reconocer explícitamente las Relaciones Espaciales entre Objetos
2, B34
5, B324, B11
3, B13
1
4
6
5
3
2
1
8
2
7
36
5 94
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
Registro de la relación de adyacencia
TABLAS DE TOPOLOGÍA
A
B
3
1
4
2
4
2
Espacio a la derecha
Espacio a la izquierda
Objeto de Clase B
Objeto de Clase A
El problema de reconocer explícitamente las Relaciones Espaciales entre Objetos
Inicio
Fin
Modelo Vectorial TopológicoConceptos fundamentales de la Estructura Vectorial Topológica
2, B34
5, B324, B11
3, B13
1
4
6
5
3
2
1
8
2
7
36
594
• CONECTIVIDAD: Los arcos se conectan entre ellos en los nodos. Un arco no
puede conectarse a un vértice de otro arco.
• 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)
Modelo Vectorial Topológico - Tablas de Topología
2, B34
5, B324, B11
3, B13
1
4
6
5
3
2
1
8
2
7
36
594
ArcoNodo
iniNodo
finPol Izq
Pol Dcha
1 1 2 0 2
2 3 2 3 0
3 3 1 0 5
4 1 4 2 5
5 4 5 2 4
6 5 6 3 4
7 4 6 4 5
8 6 3 0 5
9 5 2 2 3Nodo Arcos
1 1, 3, 4
2 1, 2, 9
3 2, 3, 8
4 5, 4, 7
5 5, 6, 9
6 6, 7, 8
Polígono Arcos
0 1, 2, 3
21, 4, 5, 9
32, 6, 8, 9
4 5, 6, 7
53, 4, 7, 8
Tabla de Topología de Arcos
Tabla de Topología de Polígonos
Tabla de Topología de Nodos
Modelo Vectorial NO Topológico El caso de los SHAPEFILES (ArcView GIS - ESRI)
FID SHAPE GRIDCODE AREAPERIMETER
0Polygon 3 4,614 10,300
1Polygon 1
79,928 34,223
2Polygon 1
56,573 31,585
3Polygon 1
84,937 41,257
4Polygon 3
56,931 34,879
5Polygon 1 1,225 4,381
6Polygon 3 5,136 12,827
7Polygon 1 0,552 2,941
8Polygon 1
73,491 49,721
9Polygon 1 9,747 14,742
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
Ejemplo de creación (edición)de Shapefiles en ArcView
Modelo Vectorial NO Topológico El caso de los SHAPEFILES (ArcView GIS - ESRI)
Tabla de atributos: estructura de una base de datos (modelo vectorial)
FID REFPLA CLASE SUPERFICIE PROPIETARIO
19 BG824A Residencial 240 12458667A
20 BG824A Residencial 420 23488947R
21 BF001C Servicios 510 P18020969Z
22 BF001C Servicios 290 P18020969Z
Identificador Atributos o campos
RegistroValor del atributo