Sistemas de Información Geográfica Licenciatura en Ecología y Conservación del Ambiente - FCF-UNSE 2013
Operaciones en los SIG
La información geográfica y los SIG
Operaciones en los sistemas SIG. Herramientas usadas en los sistemas. a. b. c. d. e. f. g. h. i. j.
Modelos de datos en formato raster. Algebra de mapas. Tipos de operadores (locales, de vecindad, de vecindad extendida, de área). Interpolación a través de puntos. Interpolación a partir de isolíneas. Modelos de datos en formato vectorial. Organización de bases de datos. Uso del SQL (lenguaje estructurado de consultas). Enlace entre mapas vectoriales y bases de datos. Operadores con mapas en formato vectorial.
Modelos de datos en formato raster 2 2 2 1 1 1 1 1
2 2 2 1 1 5 5 1
2 3 3 1 2 5 5 1
3 3 1 3 5 5 5 4
1 1 3 4 2 2 4 4
4 5 3 4 2 2 2 4
4 5 4 4 2 2 2 4
4 5 4 1 2 1 3 1
5 5 4 1 1 1 3 3
5 5 4 1 1 1 3 3
En un modo de representación raster el espacio geográfico se divide según una malla regular imaginaria matriz (filas y columnas) La celda es el elemento más simple de la estructura. Cada celda representa una área. El tamaño de la celda determina la resolución espacial del mapa raster. (p.ej.: celda de 10 m x 10 m) Necesidad de simplificar la realidad hasta una cantidad de datos que sea representativa y manejable Información Geográfica
Características generales de la estructura RASTER
A cada elemento de la estructura se asocia un valor de la variable geográfica representada.
Características generales de la estructura RASTER
Todos los tipos de fenómenos u objetos se representan como áreas. Puntos
Líneas
Polígonos
1
Cultivos Agrícolas
2
Bosques
3
Pastos
4
Zonas industriales
5
Zonas urbanas
A pesar de aparentar visualmente áreas conectadas (polígonos), la estructura raster no reconoce como unidad a las celdas vecinas con el mismo valor de clase.
1
Características generales de la estructura RASTER
Representación de Objetos en RASTER
Efecto de la resolución espacial: A mayor tamaño de celda menor resolución espacial y viceversa.
Res. 1 m
Res. 5 m
En un mapa Raster a cada elemento de la estructura se asocia un valor de la característica representada 1
Cultivos
2
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. Sólo el área de toda la unidad cartográfica. (*)
Res. 10 m
Representación de Objetos en RASTER
Algebra de mapas
1
Del 1
Bosques
2
Del 2
Cultivos
3
Del 3
Bosques
4
Del 4
Bosques
5
Del 5
Cultivos
Método de modelado cartográfico basado en la superposición de dos o más mapas en formato raster para hacer operaciones algebraicas (+, -, *, etc.) con sus celdas. (Contexto operativo: lenguaje estructurado para operar con datos en formato raster)
Elementos: Operadores (+, * ; - ;... ) Funciones: trigonométricas, exponenciales, reclass, estadísticas • 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. (*) “GROUP” en IDRISI, “CLUMP” en ERDAS Imagine
Expresiones: Combinación de operadores y funciones aplicados a datos que producen una matriz raster como resultado. Ejemplo: Densidad = población/superficie
• A cada delineación se podrá asociar información sobre la clase a la que pertenece, el área y otros atributos.
Algebra de mapas
Algebra de mapas Operadores: *, +
Operadores
Tipo de operador
Operador
Aritmético
+
-
*
/
Relacional
=
>=
Booleano
and
or
not
in
if
not
Lógico
over
2
Algebra de mapas Funciones locales Son operaciones llevadas a cabo celda por celda. El resultado es una matriz raster cuyo valor en cada celda está en función de la operación efectuada sobre uno o varios raster. Tipo de operadores
Algebra de mapas Funciones locales: cálculo de pendientes a partir de MDT (MDE)
Ejemplos
Trigonométricos
sin, cos...
Exponencial y logarítmicos
exp, log...
Reclasificación
reclass
Estadísticos
min, mean, majority, minority...
Algebra de mapas Funciones locales: reclasificación (nuevo ordenamiento según otro esquema de agrupamiento)
Algebra de mapas Funciones locales: reclasificación (asignación de un nuevo número de clase al agrupamiento inicial) Código de clase
Color de clase
Algebra de mapas Operador local lógico: creación de umbrales altitudinales, ej. IF (DEM > 400, 1, 0) – Si el valor de altura es mayor que 400 m, entonces asigne valor 1, sino asigne valor 0
Algebra de mapas Funciones de vecindad: calculan el resultado para cada celda en función de los valores de una vecindad definida para esa localización
Matriz móvil
3
Algebra de mapas
Interpolación a través de puntos e isolíneas
Funciones de vecindad extendida
Redes irregulares de triángulos (TINs)
Interpolación a través de puntos
Interpolación a través de isolíneas
Redes irregulares de triángulos (TINs)
1. Un círculo que pasa por los tres puntos de cualquier triángulo, no contiene otro punto de datos en su interior. 2. Ningún triángulo se superpone. 3. No hay vacíos en la superficie triangulada.
Adyacentes y sin recubrimiento Vértices: X Y Z conocidas
Uso del SQL (lenguaje estructurado de consultas)
Redes irregulares de triángulos (TINs)
Uso del SQL (lenguaje estructurado de consultas)
Características del lenguaje Una sentencia SQL es como una frase (escrita en inglés ) con la que decimos lo que queremos obtener y de donde obtenerlo. Todas las sentencias empiezan con un verbo (palabra reservada que indica la acción a realizar), seguido del resto de cláusulas, algunas obligatorias y otras opcionales que completan la frase. Todas las sentencias siguen una sintaxis para que se puedan ejecutar correctamente, para describir esa sintaxis pueden utilizarse diagramas sintácticos como los que se muestran a continuación.
4
Uso del SQL (lenguaje estructurado de consultas)
Uso del SQL (lenguaje estructurado de consultas) Funciones de análisis: búsquedas por el valor de los atributos temáticos con sentencias SQL
Estructuras de datos temáticos - Bases de datos geo-relacionales
Enlace entre mapas vectoriales y bases de datos
Enlace entre mapas vectoriales y bases de datos
Componente Geométrico Y
Componente Descriptivo • Qué hay en ...?
X • Localización espacial • Forma geométrica y tamaño de los objetos • Relaciones espaciales entre objetos
• Características temáticas o descriptivas de los objetos
Enlace entre mapas vectoriales y bases de datos
• Dónde está ...?
Enlace entre mapas vectoriales y bases de datos
Consulta por atributo
• Dónde está/n ...?
Consulta espacial
5
Enlace entre mapas vectoriales y bases de datos
Operadores con mapas en formato vectorial Unión espacial: esta función lleva a cabo la unión de atributos basada en la localización relativa de los elementos. El resultado crea una nueva capa con los atributos de las dos capas relacionadas. Ello permite conocer: -La entidad más próxima a otra dada -La intersección entre entidades -La inclusión de una entidad en otra
Tipos de unión espacial
• Dónde está/n ...?
Consulta espacial
Operadores con mapas en formato vectorial
Tipos de relación
Punto a punto
Vecino más próximo
Punto a línea
Vecino más próximo
Punto en polígono
Está completamente dentro
Línea a punto
Vecino más próximo
Línea a línea
Intersección
Línea a polígono
Está completamente dentro
Polígono en polígono
Está completamente dentro
Operadores con mapas en formato vectorial
2
Operadores con mapas en formato vectorial
Operadores con mapas en formato vectorial Corredores (Buffers), Área de Influencia
Reclasificación por “línea de comandos”
Reclasificación mediante filtro
6
Operadores con mapas en formato vectorial
Operadores con mapas en formato vectorial
Intersección , Clip (“Corte”), Union
Clip: Extrae características especificas dentro de una capa o un polígono, que inicialmente no son visibles o están cubiertas.
Operadores con mapas en formato vectorial • Intersect: operación que permite especificar las características o las porciones de varias características que se traslapen/superpongan y las muestras en un nuevo elemento.
Operadores con mapas en formato vectorial Buffer: Una área de almacenamiento temporal reservada para uso en las operaciones de entrada-salida, dentro de la cual los datos son leídos, o dentro de la cual los datos son escritos. 2. Área o polígono que rodea un punto, línea o área traslapados/superpuestos
Operadores con mapas en formato vectorial Unión: Operación de teoría de conjuntos. La unión es el conjunto que contiene todos los elementos de los conjuntos sobre los que se aplica. Todas las características serán escritas a la clase de la característica de la salida con las cualidades de las características de la entrada que traslapa/superpone.
Operadores con mapas en formato vectorial
Dissolve: agrupa en uno, varios elementos que pertenecen a un mismo atributo.
7
