Conceptos Clave en Sistemas de Información Geográfica: Optimizando Datos Espaciales

1. Tolerancia

En ocasiones, algunas entidades pueden estar representadas en varias hojas y sus bordes pueden no ajustarse perfectamente al unirlas debido a errores posicionales. Los sistemas vectoriales ofrecen funcionalidades para ajustar los bordes de las hojas, ya sea manualmente, conectando uno por uno los bordes, o automáticamente. La tolerancia es la distancia permitida para que se lleve a cabo el ajuste automático.

2. Topología

La topología expresa las relaciones espaciales entre objetos de forma cualitativa, definiendo la localización relativa de los objetos en el espacio.

Las relaciones topológicas son propiedades no métricas que permanecen invariables ante cambios morfológicos de escala o proyección. Estas son:

  • Contigüidad: dos polígonos son colindantes.
  • Inclusión: un polígono está contenido en otro.
  • Conectividad: dos líneas están conectadas, incluso si no se tocan directamente, pueden estar conectadas por una tercera línea.
  • Conexión: conexión directa.
  • Proximidad: cercanía.

3. Operaciones Locales en un SIG Raster

Estas operaciones generan un nuevo mapa donde el valor de cada celda depende de los datos asociados a esa celda de forma aislada, sin considerar su relación con las demás celdas.

3.1. Reclasificación

  • En variables cualitativas:
    • a) Recodificación de las clases: recodificar las clases del mapa fuente una por una.
    • b) Agregación de las clases: agrupar las clases y asignar nuevos códigos.
  • En variables cuantitativas:
    • a) Agrupación de los valores en intervalos.
    • b) Operaciones matemáticas: los valores del mapa final se obtienen a partir del mapa original mediante una ecuación (por ejemplo, convertir altitud de pies a metros).

3.2. Superposición de Mapas

  • Superposición lógica (booleana): áreas donde se cumplen determinadas condiciones.
    • a) Y (AND) lógico: áreas en las que se cumplen ambas condiciones (la 1ª Y la 2ª).
    • b) O (OR) lógico: áreas en las que se cumple una de las dos condiciones (la 1ª O la 2ª).
  • Superposición aritmética: combinar dos o más capas mediante una ecuación matemática (medias, desviaciones, etc.).

4. Árbol Cuaternario o Quadtree

Los árboles cuaternarios o quadtrees son las estructuras jerarquizadas de datos en modelo ráster más populares. Derivan de las estructuras convencionales para ordenar datos ráster y constituyen una estructura jerarquizada. Permiten operar en una misma capa con distintos tamaños de bloques o grupos de celdas, lo que implica trabajar con una resolución variable. Los bloques son más pequeños donde se requiere mayor detalle (puntos, líneas, bordes entre polígonos o áreas con gran variación espacial) y mayores donde la variación espacial es pequeña o inexistente.

5. Superficie de Fricción

Dentro de las operaciones de vecindad extendida de un SIG ráster, se relacionan celdas que no necesariamente son contiguas. Las distancias euclidianas (en línea recta) a menudo son poco realistas, ya que el espacio no es isotrópico. El efecto de fricción de la distancia, o la resistencia al desplazamiento, varía según el relieve, la presencia de agua, etc. Estas características se consideran en el cálculo de mapas de costes de transporte y análisis de proximidad. Se debe especificar en una nueva capa el coste de transporte (efecto de fricción) asociado a cada celda. Si un área es una barrera absoluta al movimiento, se le asigna un coste de transporte tan elevado que se comporta como una barrera absoluta.

6. Superficie de Fricción: Aplicaciones

6.1. Mapas de Costes de Transporte y Análisis de Proximidad

Se utiliza como distancia base no la euclidiana, sino la que resulta de atravesar sucesivamente celdas contiguas: si el movimiento es por los lados, la distancia equivale a la resolución; si es por los vértices, equivale a la resolución multiplicada por 1.4.

6.2. Cálculo de Caminos Mínimos

Permite encontrar la ruta óptima entre dos celdas o grupos de celdas, minimizando los costes mediante un procedimiento similar al de la generación de mapas de costes de transporte. El resultado es un conjunto de celdas alineadas que marcan el camino óptimo.

7. Centroide

7.1. ¿Qué es?

El centroide es el punto interior a un polígono más próximo a su centro geométrico o el punto central de un polígono.

7.2. ¿Cómo se calcula?

Se calcula hallando las medias de las coordenadas X e Y de los vértices del polígono. Puede haber problemas en polígonos con vértices irregularmente distribuidos, que se solucionan con la operación de simplificación de líneas. El centroide es una de las mediciones espaciales básicas en los SIG vectoriales.

8. Inconsistencias

Los datos SIG suelen provenir de varias fuentes. Las inconsistencias entre estas fuentes (sistemas de coordenadas, distorsiones de límites, etc.) requieren trabajo adicional para integrar un nuevo dataset. Algunos datos pueden estar distorsionados o rotados geométricamente, por lo que se deben usar herramientas de ajuste espacial.

9. Resolución

La resolución es la dimensión lineal mínima de la unidad más pequeña del espacio geográfico para la que se recogen los datos. En un SIG ráster convencional, se expresa mediante la medida lineal de la superficie representada por cada celda (por ejemplo, 30 x 30 metros). A menor superficie representada por celda, mayor resolución y mayor número de celdas. Un aumento de resolución incrementa el número de celdas, los tiempos de recuperación de información, las operaciones de análisis y la ocupación del disco duro.

10. Unidad Espacial Modificable

La unidad espacial modificable es un problema que surge al utilizar unidades de observación artificiales. Algunas unidades para la recogida de información geográfica son arbitrarias y sus fronteras no son naturales ni fijas, pudiendo variar y afectar los valores de las variables. En situaciones extremas, se puede demostrar una cosa o la contraria modificando los límites de las unidades espaciales.

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