Datos Vectoriales Y Raster

[Azalee Freas]

Datosvectoriales: Los datos vectoriales representan la informacin geoespacial mediante entidades geomtricas discretas, como puntos, lneas y polgonos. Cada entidad se define por sus coordenadas espaciales y atributos asociados. Algunos ejemplos comunes de datos vectoriales son:

Es el formato vectorial ms comn en los sistemas de GIS. Consiste en varios archivos que contienen informacin geogrfica, como puntos, lneas y polgonos, as como atributos asociados a estas entidades. Los shapefiles son ampliamente utilizados debido a su versatilidad y capacidad para almacenar mltiples capas de datos.

Es un formato basado en JSON para representar datos geoespaciales vectoriales. Permite almacenar puntos, lneas y polgonos, junto con atributos asociados, en un archivo de texto legible por mquina y humano. GeoJSON es ampliamente utilizado en aplicaciones web y plataformas de intercambio de datos.

Es un formato basado en XML utilizado principalmente para visualizar datos geoespaciales en aplicaciones como Google Earth. KML permite representar puntos, lneas, polgonos, imgenes y otros elementos geogrficos, junto con atributos adicionales.

Datos rster: Los datos rster representan la informacin geoespacial como una matriz de celdas o pxeles regularmente espaciados en una cuadrcula. Cada celda contiene un valor que representa una propiedad o atributo en un rea determinada. Algunos ejemplos de datos rster son:

Es un formato de imagen comnmente utilizado en GIS. Los datos se almacenan en forma de cuadrcula de celdas o pxeles, donde cada celda tiene un valor que representa una caracterstica geogrfica o atributo. Los archivos TIFF pueden contener una sola banda o mltiples bandas para almacenar diferentes tipos de informacin, como el color de una imagen o el valor de una variable geogrfica.

Aunque es un formato principalmente utilizado para imgenes comprimidas, tambin se utiliza en GIS para representar datos raster. Sin embargo, debido a la compresin, puede perderse cierta calidad y precisin en comparacin con otros formatos de archivo raster.

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En los temas anteriores, hemos examinado ms de cerca los datos vectoriales. Mientras que las entidades vectoriales utilizan geometra (puntos, polilneas y polgonos) para representar el mundo real, los datos rster adoptan un enfoque diferente. Los rsteres estn formados por una matriz de pxeles (tambin llamados celdas), cada uno de los cuales contiene un valor que representa las condiciones para el rea cubierta por esa celda (ver Figura 6.2). En este tema vamos a echar un vistazo ms de cerca a los datos rster, cundo es til y cundo tiene ms sentido usar datos vectoriales.

Figura 6.2 Un conjunto de datos rster esta compuesto de filas (corriendo de un lado a otro) y columnas (corriendo hacia abajo) de pxeles (tambin conocidos como celdas). Cada pxel representa una regin geogrfica, y el valor en ese pxel representa alguna caracterstica de dicha regin.

Los datos rster se utilizan en una aplicacin GIS cuando queremos mostrar informacin que es continua en un rea y no se puede dividir fcilmente en caractersticas vectoriales. Cuando le presentamos los datos vectoriales, le mostramos la imagen en Figura 6.3. Las entidades de puntos, polilneas y polgonos funcionan bien para representar algunas entidades en este paisaje, como rboles, carreteras y huellas de edificios. Otros objetos de un paisaje pueden ser ms difciles de representar utilizando entidades vectoriales. Por ejemplo, los pastizales que se muestran tienen muchas variaciones de color y densidad de cobertura. Sera bastante fcil hacer un solo polgono alrededor de cada rea de pastizal, pero gran parte de la informacin sobre el pastizal se perdera en el proceso de simplificar las entidades a un solo polgono. Esto se debe a que cuando le da a un vector valores de atributo de entidad, se aplican a toda la entidad, por lo que los vectores no son muy buenos para representar entidades que no son homogneas (completamente iguales) en todas partes. Otro enfoque que podra tomar es digitalizar cada pequea variacin de color de csped y cubrir como un polgono separado. El problema con ese enfoque es que se necesitar una gran cantidad de trabajo para crear un buen conjunto de datos vectoriales.

Figura 6.3 Algunos objetos espaciales en un paisaje son fcilmente representados como puntos, polilneas y polgonos (por ejemplo, rboles, carreteras, casas). En otros casos puede ser difcil. Por ejemplo, Cmo representara los pastizales? cmo polgonos? Qu pasa con las variaciones de color que se puede ver en la hierba? Cuando estas tratando de representar reas grandes con valores que cambian continuamente, los datos rster pueden ser la mejor opcin.

Utilizar datos rster es una solucin a estos problemas. Mucha gente utiliza datos como un backdrop que se utiliza detrs de capas vectoriales para proporcionar mayor significado a informacin vectorial. El ojo humano es muy bueno al interpretar imgenes y es por lo que se utiliza una imagen detrs de capas vectoriales, esto resulta en mapas con mucho ms significado. Los datos rster no solo son buenos en imgenes que representan la superficie del mundo real (por ejemplo imgenes de satlite y fotografas areas), tambin son buenos en representar ideas ms abstractas. Por ejemplo, los rster se pueden utilizar para mostrar tendencias de lluvia sobre un rea, o para representar riesgos de incendio en un paisaje. En estos tipos de aplicacin, cada celda representa un valor diferente en el rster, por ejemplo riesgo de incendio a una escala de uno a diez.

Figura 6.4 Imgenes rster de color verdadero (izquierda) son tiles ya que proporcionan una gran cantidad de detalles que es difcil de captar como objetos espaciales vectoriales, pero fcilmente de ver al ver la imagen rster. Los datos rster tambin tambin pueden ser no fotogrficos, como la capa rster mostrada a la derecha que muestra la temperatura mnima promedio calculada en el Cabo Occidental para el mes de marzo.

Georeferenciar es el proceso de definir exactamente dnde en la superficie de la tierra fue creada una imagen o conjunto de datos rster. Esta informacin de posicin se almacena con la versin digital de la foto area. Cuando la aplicacin GIS abre la fotografa, utiliza la informacin de posicin para asegurar que aparezca en el lugar correcto en el mapa. Normalmente esta informacin consiste de una coordenada del pxel superior izquierdo de la imagen, el tamao de cada pxel en la direccin X, el tamao de cada pxel en la direccin Y, y la cantidad (si hay alguno) para girar la imagen. Con esta informacin, la aplicacin SIG puede asegurar que estos datos rster se mostraran en el lugar correcto. La informacin georeferenciada de un rster se proporciona a menudo en un archivo de texto pequeo acompaando al rster.

Los datos rster se pueden obtener de varias formas. Dos de las formas ms comunes son la fotografa area y las imgenes de satlite. En fotografa area, un avin sobrevuela un rea con una cmara montada debajo. Luego, las fotografas se importan a una computadora y se georreferencian. Las imgenes de satlite se crean cuando los satlites que orbitan alrededor de la Tierra apuntan cmaras digitales especiales hacia la Tierra y luego toman una imagen del rea terrestre por la que pasan. Una vez que se ha tomado la imagen, se enva de regreso a la tierra mediante seales de radio a estaciones receptoras especiales como la que se muestra en: numref: figure_csir_station. El proceso de capturar datos rster de un avin o satlite se llama deteccin remota.

Figura 6.5 El CSIR Centro de Aplicaciones Satelitales en Hartebeeshoek cerca de Johannesburgo. Satlites de pista de antenas especiales, ya que pasan por encima y descargar imgenes utilizando ondas de radio.

En otros casos, se pueden calcular datos rster. Por ejemplo, una compaa de seguros puede tomar informes policiales sobre incidentes de delitos y crear un mapa rster para todo el pas que muestre qu tan alta es probable que sea la incidencia de delitos en cada rea. Los meteorlogos (personas que estudian los patrones meteorolgicos) pueden generar un rster a nivel de provincia que muestre la temperatura media, la lluvia y la direccin del viento utilizando datos recopilados de las estaciones meteorolgicas (consulte Figura 6.5). En estos casos, a menudo utilizarn tcnicas de anlisis rster como la interpolacin (que describimos en el Tema Anlisis Espacial (Interpolacin)).

A veces los datos rster se crean a partir de datos vectoriales, porque los propietarios de los datos quieren compartir los datos en un formato fcil de usar. Por ejemplo, una empresa con carretera, ferrocarril, datos catastrales y otros conjuntos de datos vectoriales puede optar por generar una versin rster de estos conjuntos de datos para que los empleados puedan verlos en un navegador web. Esto normalmente slo es til si los atributos, que los usuarios deben estar conscientes de, pueden ser representados en el mapa con etiquetas o simbologa. Si el usuario tiene que ver la tabla de atributos de los datos, proporcionando en formato rster podra ser una mala eleccin porque las capas rster no suelen tener ningn datos de atributos asociados a ellos.

Cada capa rster en un SIG tiene pxeles (celdas) de un tamao fijo que determinan su resolucin espacial. Esto se hace evidente cuando mira una imagen a pequea escala (consulte Figura 6.6) y luego ampla a gran escala (consulte Figura 6.7).

En los datos rster que se calculan por anlisis espacial (como el mapa de precipitaciones que mencionamos anteriormente), la densidad espacial de la informacin utilizada para crear el rster por lo general determinar la resolucin espacial. Por ejemplo si desea crear un mapa de precipitacin promedio de alta resolucin, que idealmente necesitara muchas estaciones meteorolgicas cercanas entre s.

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