ORGANIZACION Y MANEJO DE DATOS

MODELOS DE DATOS ESPACIALES

MODELOS DE DATOS DE ATRIBUTOS

Modelos de datos espacialesDOS ENFOQUES FUNDAMENTALES:

MODELO VECTORIALModelo EspaguetiModelo Topolgico

MODELO RASTER

Modelo vectorialEn un SIG basado en vectores, los datos son manejados como:PuntosX,Y pares de coordenadas + etiquetasLneasSeries de puntosAreasLnea(s) formando sus bordes (series of polgonos)Caracterstica linealCaracterstica arealCaracterstica puntual

Modelo vectorial

Modelo Spaghetti UNA COLECCION DE HILERAS DE COORDENADAS SIN ESTRUCTURA INHERENTE

Sheet1

70

Y - AXIS60L1

50A

40

30B

20P1C

10

0

010203040506070

X - AXIS

Sheet2

Sheet3

Modelo topolgicoLAS RELACIONES ESPACIALES ENTRE ENTIDADES SE ALMACENAN EXPLICITAMENTE

Sheet1

70

Y - AXIS60L1

50A

40

30B

20P1C

10

0

010203040506070

X - AXIS

70E

a3N1a1

Y - AXIS60L1

a4

50AN2

a4

40

a5E

30a7B

N3N6

20P1a7Ca7a2

a2

10

0

010203040506070

X - AXIS

Sheet2

Sheet3

Estructura de datos topolgicosLos elementos principales de la topologa son:La conectividadLas relaciones entre nodos, lneas y polgonosDBcAFGETopolgicasA dentro de BD conectado a BC desunido de BG sobrepone a EProximidadC cerca de BD lejos de E

DireccionalidadG al este de CC al norte de D

Modelo espagueti vs. modelo topolgico

Modelo espagueti

Modelo topolgico

Muy simple y fcil de comprender

Las relaciones espaciales no son retenidadas

Las lneas entre las reas adyacentes deben ser digitalizadas y almacenadas 2 veces

Las islas solo se construyen grficamente

Estructura de datos ms compleja

Las relaciones espaciales son retenidadas

El anlisis especial puede ser ejecutado sin especificar datos de coordenadas

La actualizacin del Mapa requiere el restablecimiento de la topologa

Modelo Raster La informacin de la entidad es almacenda explcitamente en una unidad bsica de datos(celda, cuadrcula o pixel)

Tamao del Pixel Las dimensiones de las celdas de la cuadrcula (pixeles) son un aspecto crucial en la estructuracin de los datos raster.

El tamao del pixel se relaciona a las dimensiones del rea mnima a ser espacialmente representada.

Un tamao de pixel de un cuarto de las dimensiones de la caracterstica ms pequea del mapa se necesita para detectar todas las reas e.g.:Si la unidad ms pequea del mapa es 1 ha (100 x 100 m), un tamao de pixel mximo de 25 m deber escogerse.Sin embargo, se requieren 100 celdas o ms por polgono para obtener estimados reales.

Estructura de datos RasterAsignacin

Considere una hoja topogrfica a escala 1:50,000.Tpicamente tal hoja cubre un rea de 20x20 km.

Cuntas filas y columnas se requieren para codificar un mapa?, con:

100 m de pixel.250 m de pixel.1 km de pixel.

Compresin de datos RasterCodificacin de longitud extendida Run-length encoding

Codificacin estndar run-lengthCodificacin de valor puntual

Quadtrees

Codificacin Run-length Las celdas adyacentes a lo largo de una fila que tienen el mismo valor son tratadas como un grupo (termed a run)

Sheet1

Columns

12345678

Rows111111111

211122333

355553333

455544444

555444444

Codificacin total raster (40 valores)

Sheet2

Sheet3

Sheet1

Columns

ValorLongitudFila

12345678

Rows111111111181

211122333132

355553333222

455544444332

555444444543

343

Full raster encoding (45 values)534

454

525

465

Cod. estndar "run-length"

(30 valores)

Sheet2

Sheet3

Sheet1

Columns

ValueLengthRowValorPunto

12345678

Rows111111111181123

211122333132225

355553333222328

455544444332534

555444444543338

343543

Full raster encoding (45 values)534448

454552

525458

465

Cod. puntual de valores

Standard run-length encoding(18 valores)

(30 values)

Sheet2

Sheet3

QuadtreesSe usan tamaos de celdas variablesUna sub-divisin ms fina para ms detalleLas celdas ms grandes para reas homogneas ms grandes2000203121013303133322323320321112113110111012013010011MAP0123000102031011121330313233010011012013110111112113320322321323

Modelo Raster vs. Vector

Modelo Raster

Modelo Vectorial

Estructura de datos simple

Sobreposicin fcil y eficiente

Compatible con imgenes de Sensores Remotos

La alta variabilidad espacial es eficientemente representada

Simple para programacin por el usuario

Igual definicin de celdas en la cuadrcula para varios atributos

Ineficiente uso de almacenamiento de computadora

Errores en permetro y forma

Difcil ejecutar anlisis de redes

Ineficientes transformaciones de projeccin

Se pierde informacin cuando se usan grendes tamaos de pixeles

Menos precisin y menos apariencia de las salidas de los mapas

Compleja estructura de datos

Difcil ejecutar sobreposiciones

No compatible con imgenes de Sensores Remotos

Ineficiente representacin de la alta variabilidad especial

Estructura de datos compacta

Eficiente codificacin de la topologa

Anlisis de redes fcil de realizar

Mapas de salida altamente precisos

MODELOS DE DATOS DE ATRIBUTOSModelo de atributos de archivos planos

Modelo jerrquico

Modelo de redes

Modelo relacional

Model orientado a objetos

Modelos de datos de AtributosModelo jerrquicoModelo de redes

_983084627.doc

Dept. name

Nr. employees

PhD students

Larus

53

14

Department

ParticipID

Name

Age

Emp.ID

Name

Course particpant

Employee

Course

Course name

Duration

Contract

Course

08724

Escobar

41

GS2

Smitse

1981

FOR3

Forestry

12

Modelo relacional

Modelo relacionalTabla relacional

Ejemplos de manejo de datos espaciales

Operaciones de AnlisisRecuperacin, (re)clasificacin y operaciones de medicin

Operations de sobreposicin

Operaciones de vecindad

Operaciones de conectividad

Recuperacin, (re)clasificacin y medicin

Sobreposicin de mapasEsta operacin incluye la integracin de diferentes capas de datosOperacin visual Operacin analtica

Clculos de mapas Funciones aritmticas (lgebra de mapas)

Funciones relacionales

Operaciones lgicas (lgebra booleana)

Instrucciones condicionales

Funciones aritmticas

Funciones relacionalesOperadores relacionales:

=mayor o igual

Funciones lgicasOperadores booleanosAND= ORXORNOT= = = interseccinuninAAAAABBBBBexclusinnegacinAAABBB

Sobreposicin utilizando la instruccin ANDUso de la tierra = bosquePendiente = escarpadoAND

Operaciones de vecindadEvalan las caractersticas de un rea alrededor de una localizacin especfica

Funciones Topogrficas

InterpolacinEl procedimiento de estimar valores no conocidos en sitios sin muestreo a partir de valores conocidos de observaciones existentes.

Ejemplos tpicos:Interpolacin puntual (lluvia, hitos de elevacin, etc)Interpolacin lineal (contornos)

InterpolacinValores conocidosValores conocidos y predecidos despus de la interpolacin

Funciones TopogrficasPara calcular valores que describen la topografa en una localizacin especfica.

Los vecinos se usan para caracterizar el terreno local

Ejemplos tpicos:Clculo de pendientesClculo de gradientesClculo de aspectos

Mapas de GradientesMapa de contornos linealesMapa de clases de gradientes

Operaciones de conectividadPara caracterizar unidades espaciales que estn conectadasFunciones de contigidad Funciones de proximidadFunciones de dispersinFunciones bsquedaFunciones de redes

Funciones de ContigidadInput: land cover mapOutput:contiguous areasDeterminar unidades de tierra a ser usadas como reservas naturales. Incluir bosque, ros y pantanos bajos esta condicin. El rea mnima debe ser de 400 km2 con secciones mayores a 10 km de ancho

Funciones de proximidadLa medida de distancias entre caractersticas (distancia en unidades de longitud, tiempo de viaje, etc.)

Ejemplos tpicos:

Determinacin de zonas de amortiguamiento buffer en fuentes de agua subteranea.Construccin de polgonos de ThiessenDeterminacin of accesibilidad para tomas de agua potable

Mapeo de accesibilidadReglas:Caminos2 km/hourCampos:1 km/hourArbustos:0.7 km/hourPantanos y rosInaccessible

Unidad de Medicin:Tiempo

Polgonos de ThiessenA+B+C+F+D+E+E+D+C+A+B+F+Localizacin estaciones de lluviaPolgonos de Thiessen

Determinacin de zonas Buffer Estaciones de lluviaClculo de distanciasZonas de distancia alrededor de estaciones de lluvia

Funciones de DispersinLas funciones de dispersin - propagacin valoran fenmenos que dispersan, diluyen o acumulan con la distancia

Ejemplo tpicos:Determinacin de reas inundadas debido a un rompimiento de presa.Determinacin de reas inundadas debido a ruptura de un dique.Difusin de contaminacin (polucin).

Funciones de dispersinAreas con una elevacin abajo de2.35 m.s.n.m.Areas con una elevacin abajo de2.35 m.s.n.m. y conectadas con una falla de dique.Falla de diqueVolumen total: 1.000.000 m3Area total : 3.000.000 m2

Funciones de dispersinNivel de agua: + 290 mVolumen total: 8.500 m3Area total: 7.600 m2Nivel de agua: + 295 mVolumen total: 61.000 m3Area total: 14.000 m2

Funciones de bsquedaLas funciones de bsqueda determinan rutas ptimas usando reglas de decisin especficas.

Ejemplo tpicos:Determinacin de rutas de flujos de aguaPlaneamiento de vas

Funciones de bsqueda Mapa de curvas Rutas de Flujoxxxx: puntos de inicioGeneracin de flujos automticos

INFORMACIN DE SALIDAPERMANENTEHARDCOPY:Impresiones paper prints o plotsFilm fotogrficoELECTRNICO:Archivos digitales compatiblesNO-PERMANENTESOFTCOPY:Monitor del computador

INFORMACIN DE SALIDA

Perifricos de impresinVectorialesPlotter de plumasPlotter laser or inyeccinRasterImpresora de matrizImpresora laser Impresora electrostticaPlotter de inyeccinPlotter trmico Impresora de films pticos