MODELOS DE DATOS EN UN SIG: RÁSTER Y VECTORIAL Los datos espaciales refieren a entidades o fenómenos que cumplen los siguientes principios básicos:
Tienen posición absoluta: sobre un sistema de coordenadas (x,y,z). Tienen una posición relativa: frente a otros elementos del paisaje (topología: incluido, adyacente, cercano a, entre otros). Pueden ser representados por una figura geométrica (punto, línea, polígono) o mediante celdillas con información. Tienen atributos que lo describen (características del elemento o fenómeno).
Para poder producir datos necesitamos disponer previamente de un modelo que nos permita organizar dichos datos. Un modelo no es más que una representación abstracta, conceptual, gráfica, matemática, etc. de fenómenos o procesos que nos permite analizarlos, describirlos, sistematizarlos. La cartografía tradicional se vale de modelos para representar la realidad. Esta se enfrentaba a dos escollos a la hora de representar la realidad: 1. Pasar de la visión volumétrica al plano y 2. la imposibilidad para mostrar el mundo en el mismo tamaño en un papel, es decir, la noción de escala. Ante estos dos problemas se impone la combinación de modelos que permitan pasar de la tridimensionalidad al plano (proyección) y de reducir los elementos del terreno para que quepan en un papel (discriminación y síntesis). Estas nociones siguen vigentes con el advenimiento de los SIG, aunque con una mayor flexibilidad ya que tenemos la posibilidad de trabajar con modelos tridimensionales y a escalas cercanas a la real. Los modelos que se emplean en los SIG (y en la cartografía) son modelos físicos, es decir, buscan describir gráficamente la realidad, para ello contamos principalmente con dos tipos de modelos de datos: 1. Modelo ráster 2. Modelo vectorial
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1. MODELO RÁSTER El modelo RÁSTER supone la existencia de un área de estudio sobre la cual se sobrepone un sistema de cuadrículas, donde cada unidad se denomina celda y tienen la misma forma. Simplificando un poco las cosas, una imagen que abrimos en Photoshop es un conjunto de datos ráster. Es decir, básicamente, los conjuntos de datos ráster son matrices (filas y columnas) de celdas, cada una de ellas con un valor asignado, estas celdas se representan gráficamente mediante píxeles, lo que hace que en apariencia se asemejen bastante a una imagen digital corriente y moliente. En efecto, un conjunto de datos ráster puede representar colores (como en el caso de las ortofotos), pero también puede almacenar valores relativos a usos del suelo, temperaturas, etc
Detalle de Ortofoto INEGI, 2005
Los datos ráster se almacenan en múltiples formatos, desde los más comunes como TIFF o JPG que solo permiten almacenar valores enteros en el rango del 0 al 255, a formatos específicos para almacenar datos precisos con decimales. El tamaño de la celda va ligado a la cantidad o detalle de la información que se almacena, esta relación se denomina resolución y es inversamente proporcional al tamaño de la celda, es decir, a mayor tamaño de celda, menor resolución, a menor tamaño de celda, más celdas serán necesarias para representar un mismo fenómeno. Un ejemplo claro lo tenemos en las ortofotografías digitales, en las que se suele citar la resolución: de 1 metro, de 0,5 m., etc. esto significa que un píxel o celda en la imagen corresponde con 1 metro en la realidad en el primer caso, y con 0,5 m. en el segundo. 2
La estructura de los ficheros ráster precisa de gran cantidad de espacio de almacenamiento.
Imagen de Satélite. ESRI, 2014
Recorte de Mapa Histórico. “The Extent of the empire of the culhua Mexica”. Barlow, 1949 3
1. MODELO VECTORIAL El modelo vectorial constituye una codificación de los datos geográficos en la que se representa una variable geográfica por su geometría, independientemente de su escala y son almacenados con un formato digital fácilmente convertible en un dibujo; las porciones del territorio y su representación digital suelen constituir una lista de coordenadas de puntos y vértices que definen la geometría de los elementos. Su codificación se realiza a través de una base de datos de tipo relacional asociada a la representación gráfica. El modelo vectorial, por contraposición al modelo ráster, es una representación de objetos discretos o discontinuos: una carretera es un objeto discreto, una casa, una torre eléctrica, etc. Los objetos en este modelo se representan mediante primitivas geométricas con una serie de atributos asociadas a dichas geometrías. Esa es precisamente la gran ventaja del modelo vectorial, frente al ráster que tan sólo puede tener un valor por celda, es decir un único atributo, un conjunto de datos vectorial puede tener (al menos teóricamente) infinitos atributos asociados a una geometría. El modelo vectorial se sirve normalmente de tres elementos geométricos para representar la realidad: Punto, Línea y Polígono. El punto se emplea para representar elementos que por su escala no es posible o deseable representar mediante un polígono, es la simple localización de un fenómeno. Las torres de electricidad, los vértices geodésicos, pozos, etc. se suelen representar mediante puntos. Aunque también se pueden utilizar para simplificar información a determinadas escalas, por ejemplo para representar núcleos de población en un mapa del mundo. La línea o polilínea se emplea para representar elementos lineales como: vías de comunicación, la hidrografía, curvas de nivel, líneas eléctricas, etc. Al igual que los puntos también se utilizan para simplificar entidades que pueden ser polígonos a escalas grandes El polígono representa superficies como parcelas, ámbitos de bienes protegidos, núcleos de población, etc. Es la geometría que transmite una mayor cantidad de información, por lo que también admite operaciones de análisis más complejas.
Vectores lineales que representan curvas de nivel
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Mapa con ubicación de poblados, antiguo lago de Texcoco y actuales límites estatales
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE MODELOS
MODELO VECTORIAL
MODELO RÁSTER
Posee una estructura de datos muy compacta.
Utiliza una estructura de datos muy simple
Codifica eficientemente la tipología
Las superposiciones de las diferentes coberturas se implementan de forma rápida y eficiente Permite una forma más eficiente de representación cuando la variación espacial es muy alta. El modelo raster es muy apropiado para el tratamiento de imágenes de satélite.
DESVENTAJAS
La estructura de datos es más compleja
La estructura de datos es menos compacta
Las sobreposiciones son más complejas de realizar
La mayoría de estos SIGs se ven limitados por la cantidad de filas y columnas que pueden manejar, por tanto la resolución dependerá de estas.
Aunque existe un gran debate respecto a la elección de uno u otro modelo, la elección se encontrará basada en los objetivos que se persiguen en cada una de los proyectos específico. Hoy día, los avances tecnológicos, la ampliación de las capacidades en los ordenadores y el incremento en herramientas SIG, tienden a compaginar ambos modelos aprovechando sus ventajas.
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