GIS toolglossary

 

 
SIG vectoriales
  conceptos generales
  representación vectorial de los datos
  modelos de datos vectoriales
  ventajas e inconvenientes de los modelos de datos raster y vectorial
  bases de datos
  entrada de datos

conceptos generales

El modelo vectorial es una estructura de datos utilizada para almacenar datos geográficos. Los datos vectoriales constan de líneas o arcos, definidos por sus puntos de inicio y fin, y puntos donde se cruzan varios arcos, los nodos. La localización de los nodos y la estructura topológica se almacena de forma explícita. Las entidades quedan definidas por sus límites solamente y los segmentos curvos se representan como una serie de arcos conectados. El almacenamiento de los vectores implica el almacenamiento explícito de la topología, sin embargo solo almacena aquellos puntos que definen las entidades y todo el espacio fuera de éstas no está considerado.

Un SIG vectorial se define por la representación vectorial de sus datos geográficos. De acuerdo a las peculiaridades de este modelo de datos, los objetos geográficos se representan explícitamente y, junto a sus características espaciales, se asocian sus valores temáticos.

Hay dos formas de organizar esta base de datos doble (espacial y temática). Normalmente, los sistemas vectoriales tienen dos componentes: uno que almacena los datos espaciales y otro los datos temáticos. A éste se le denomina sistema de organización híbrido, por unir una base de datos relacional, para los aspectos temáticos, con una base de datos topológica, para los geográficos. Un elemento clave en este tipo de sistemas es el identificador de cada objeto. Éste es único y diferente para cada objeto y permite la conexión entre ambas bases de datos.


Figura 4. Representación vectorial
representación vectorial de los datos
En el modelo de datos vectorial (figura 4), los datos geográficos se representan en forma de coordenadas. Las unidades básicas de información geográfica en los datos vectoriales son puntos, líneas (arcos) y polígonos. Cada una de éstas se compone de uno o más pares de coordenadas, por ejemplo, una línea es una colección de puntos interconectados, y un polígono es un conjunto de líneas interconectadas.
 
  coordenada
Pares de números que expresan las distancias horizontales a lo largo de ejes ortogonales, o tríos de números que miden distancias horizontales y verticales, o n-números a lo largo de n-ejes que expresan una localización concreta en el espacio n-dimensional. Las coordenadas generalmente representan localizaciones de la superficie terrestre relativas a otras localizaciones.
  punto
Abstracción de un objeto de cero dimensiones representado por un par de coordenadas X,Y. Normalmente un punto representa una entidad geográfica demasiado pequeña para ser representada como una línea o como una superficie; por ejemplo, la localización de un edificio en una escala de mapa pequeña, o la localización de un área a la que una instalación da servicio en una escala de mapa media.
  línea
Conjunto de pares de coordenadas ordenados que representan la forma de entidades geográficas demasiado finas para ser visualizadas como superficies a la escala dada (curvas de nivel, ejes de calles, o ríos), o entidades lineales sin área (límites administrativos). Una línea es sinónimo de arco.
  arco
Término específico de ARC/INFO que se utiliza como sinónimo de línea.
  polígono
Entidad utilizada para representar superficies. Un polígono se define por las líneas que forman su contorno y por un punto interno que lo identifica. Los polígonos tienen atributos que describen al elemento geográfico que representan.

modelos de datos vectoriales
Existen diferentes estructuras de datos vectoriales. Cada una de ellas tiene diferentes ventajas e inconvenientes.
 lista de coordenadas "espagueti" (figura 5)
diccionario de vértices (figura 6)
ficheros DIME ("Dual Independent Map Encoding") (figura 7)
arco / nodo (figura 8)


Figura 5. Lista de coordenadas "espagueti"

  • sencilla
  • fácil de operar
  • no almacena la topología
  • muchas operaciones redundantes, que implican espacios de almacenamiento mayores
  • muy utilizada en la cartografía automática
 

Figura 6. Diccionario de vértices

  • no hay operaciones redundantes, pero tampoco almacena la topología


Figura 7. Ficheros DIME

  • elaborados por la Oficina del Censo de los Estados Unidos
  • los nodos (intersecciones de líneas) se identifican con códigos
  • se asigna un código direccional de la forma "from node" (nodo origen) y "to node" (nodo final)
  • tanto las direcciones de las calles como las coordenadas UTM se definen de forma explícita para cada vínculo
 
 
Fichero 1. Coordenadas de los nodos y vértices de cada arco
ARCO Nodo origen Vértices intermedios Nodo final
1
 3.2, 5.2 1, 5.2 1,3
2
 1,3 1.8,2.6 2.8,3 3.3,4 3.2, 5.2
3
 1,2 3.5,2 4.2,2.7 5.2,2.7
 
Fichero 2. Topología de arcos
ARCO Nodo origen Nodo final Polígono derecha Polígono izquierda
1
1
2
 Externo A
2
2
1
 A Externo
3
3
4
 Externo Externo
 
Fichero 3. Topología de polígonos  
Polígono Arcos
A 1, 2
 
Fichero 4. Topología de los nodos  
Nodo Arcos
1
1,2
2
1,2
   
3
3
4
4
5
5
Figura 8. ARCO / NODO o POLYVRT
Para más operaciones consulta el módulo Superposición Vectorial
ventajas e inconvenientes de los modelos de datos raster y vectorial
 
raster
vectorial
precisión gráfica
cartografía tradicional
volumen de datos
topología
operaciones de cálculo
actualización
variación espacial continua
integración
variación espacial discontinua

bases de datos

Por lo tanto, los elementos integrantes de un SIG vectorial son un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) para los atributos temáticos, y un sistema que gestiona las relaciones topológicas. En algunos paquetes SIG, el SGBD está basado en un software ya existente como p.ej. dBASE.


modelo entidad-relación
En este enfoque se consideran tres elementos: (a) Las Entidades, es decir, los objetos que son relevantes para la base de datos a elaborar. En un SIG lo integra cualquier hecho que pueda ser localizado espacialmente. (b) Los Atributos o características asociadas a cada entidad. Cada atributo tiene un dominio de valores posibles, por ejemplo, el estado de una carretera puede ser malo, regular, bueno, o muy bueno. (c) Las Relaciones o mecanismos que permiten relacionar unas entidades con otras. Algunos ejemplos son: “situado en”, “incluido en”, “cruzarse con”, etc.

SGBD
Por lo general las bases de datos utilizadas en SIG son del tipo relacional. No obstante, las bases de datos orientadas a objetos se están incorporando progresivamente.

bases de datos relacionales
 En una base de datos relacional, los datos se almacenan en tablas en las que las filas se refieren a los objetos o entidades y las columnas a los atributos temáticos o variables asociados. Normalmente una base de datos se compone de muchas tablas cuya interrelación es posible a través de un identificador común que es único para cada entidad. La mayoría de las bases de datos de los SIG tienen dos variables con identificadores, uno de ellos es único y correlativo, puede ser numérico o alfanumérico, y el segundo puede repetirse y ayuda a organizar la tabla de atributos.
Las ventajas de utilizar este tipo de base de datos son:
  El diseño se basa en una metodología con fundamentos teóricos importantes, lo que ofrece mayor confianza en su capacidad de evolucionar.
Es muy fácil de implementar, sobre todo en comparación con los otros modelos como el jerárquico, en red, y el orientado a objetos.
Es muy flexible. Las nuevas tablas se pueden añadir fácilmente.
Por último, existen muchos SGBD potentes que usan este enfoque, dotados de lenguajes de consulta (como SQL) que facilitan incluir este instrumento en cualquier SIG. De este modo, algunos SIG comerciales incluyen SGBD preexistentes.

bases de datos orientadas a objetos
 Basadas en objetos, éstos se pueden definir como entidades que tienen una situación representada por los valores de las variables y por un conjunto de operaciones que actúan sobre ellas. Así, la ventaja respecto al modelo relacional es incluir, en la definición de un objeto concreto, no sólo sus variables temáticas sino además los métodos u operadores que le afectan. Por otra parte, los objetos pertenecen a clases que pueden tener sus propias variables y estas clases pueden pertenecer a su vez a una superclase.
 
entrada de datos

Para más información consulta el módulo Entrada de Datos Espaciales

Pincha aquí para descargarte toda la teoría aparecida en este módulo