modelade de datos geograficos

TOPOGRAFIA SATELITAL – Ing. Enrique Cruz

MODULO III – MODELADO DE DATOS ESPACIALES

CAPITULO 1 .- MODELOS ESPACIALES GEOGRAFICOS En esta sección trataremos dos temas:

• Construcción de modelos • Modelos espaciales

Todos los sistemas de información geográfica (SIG) son representaciones digitales de las estructuras y procesos que observamos en el mundo real. Estas representaciones son creadas a través de un proceso conocido como construcción de modelos. Un aspecto relevante en cualquier SIG es emular los aspectos del mundo real que son importantes para nosotros. Por lo tanto, su aspecto, estructura y comportamiento tienen que reflejar, como cualquier modelo, lo que nosotros conocemos o observamos. Así, el primer paso en cualquier proyecto de SIG es identificar la porción del mundo real en la que estamos interesados y convertirla en un modelo geográfico o espacial. En la siguiente figura observamos el proceso de construcción de modelos


1 ¿QUÉ ES UN MODELO? Las definiciones de modelo son muchas y variadas, como se ilustra con las citas siguientes de Hagget y Chorley (1967). Un modelo puede ser definido como: “... una teoría, una ley, una hipótesis o una idea estructurada. Puede ser un ‘rol’, una relación o una ecuación. Lo más importante, desde el punto de vista geográfico, es que también puede incluir razonamientos sobre el mundo real mediante variaciones en él o en el tiempo”. Haggett & Chorley 1967, 21-22. Un modelo puede ser tan complejo o tan simple como el usuario requiera (Bosque 1997 pp. 44; Comas y Ruiz 1993 pp. 94-95). Pero, en todos los casos, un modelo es una abstracción útil para comprender los procesos del mundo real y, más importante, útil para abordarlos. La construcción de modelos es un proceso interactivo continuo, porque la aplicación del modelo aumenta nuestro conocimiento del mundo real. Este hecho nos permite identificar las debilidades del modelo e introducir los cambios necesarios en los resultados.

2 CONSTRUCCIÓN DE LOS MODELOS ESPACIALES Antes de introducir la construcción de modelos espaciales con más detalle, vamos a examinar tres modelos espaciales o geográficos del mundo real:

• El mapa • El modelo del arquitecto • La imagen satelital

2.1 EL MAPA COMO UN MODELO El mapa ha sido utilizado como un modelo espacial desde que la humanidad ha sido capaz de dibujar símbolos en una superficie. Los primeros mapas fueron dibujados en las paredes de las cuevas con el jugo de varias plantas o en la arena con palos. En la siguiente figura hemos representado un mapa esquemático que ha sido dibujado para mostrar el camino a los invitados de una fiesta. Es un buen ejemplo de cómo utilizamos el mapa como modelo de la realidad. El mapa es, por supuesto, una abstracción de la realidad. La realidad ha sido simplificada en el mapa para transmitir sólo la información útil para encontrar su casa. De esta manera los anfitriones de la fiesta han construido un modelo espacial muy simple y efectivo.


Para ver el funcionamiento de un modelo y examinar cómo reconstruye una versión simplificada de la realidad en dos dimensiones, examinaremos uno de los modelos cartográficos utilizado comúnmente. La Figura muestra la Hoja de la Cartografía E/1:50.000 . El mapa utiliza símbolos, formas, líneas, colores y texto para representar los elementos del mundo real. Aunque éste mapa es mucho más complejo que nuestro mapa esquemático, podemos ver que es una abstracción de la realidad porque sólo muestra ciertas características o entidades, (como por ejemplo senderos, carreteras, casas y ríos). Todas las entidades del mapa son una aproximación de lo que se encuentra en el mundo real. Es improbable que encuentres un árbol en la localización exacta en que aparece el símbolo en el mapa. La forma del monte bajo o los cultivos está lejos de ser regular, como la línea fronteriza que el tramado del mapa sugiere. Otros elementos, como la carretera, pueden estar en el lugar correcto pero están exagerados en términos de tamaño. La anchura de la carretera, por ejemplo, si estuviese calculada a partir de la escala del mapa sería aproximadamente de 50 metros. En la realidad, en el mundo real, la carretera no ocupa más de 10 metros de ancho. La utilización del mapa depende de la percepción visual y de nuestra habilidad para interpretarlo con la perspectiva de nuestro conocimiento del mundo real.


PRACTICA No 1 (1 %) Utiliza el extracto del mapa para trabajar y realizar el siguiente ejercicio. El objetivo de este ejercicio era darse cuenta del grado de complejidad de los mapas. Examina cómo está construido. ¿Cuántos colores diferentes se utilizan? Menciona y describe los elementos asociados a ellos? ¿Cuántos tipos diferentes de tramados encontramos? ¿Cuántas entidades diferentes son representadas, por ejemplo: ríos, puentes, carreteras, iglesias, etc. ? ¿Cuántas de estas entidades son representadas como líneas? ¿Cuántas como puntos? ¿Cuántas como polígonos? ¿Cómo es utilizado el texto (tamaño, posición, forma)? ¿Cuál crees que es la finalidad del mapa?


El propósito básico de cualquier mapa es comunicar información. Los tipos de información que un mapa puede comunicar varían mucho de un mapa a otro. 2.2 EL MODELO ESPACIAL DEL ARQUITECTO Probablemente, el modelo del arquitecto, o cualquiera que utilice la tercera dimensión (la altura) para representar características del mundo real, es uno de los modelos espaciales más fáciles de entender e interpretar. Podemos ver los edificios, considerar sus localizaciones con respecto a otros y obtener una idea clara de la manera en que las construcciones interactuan con el paisaje. Aunque podemos tener más afinidad con este tipo de modelo que con un mapa, (porque se acerca más a la manera en que aparecen las cosas en el mundo real), sólo es un modelo más y representa, únicamente, una parte del mundo real. 2.3 LA IMAGEN SATELITAL COMO MODELO ESPACIAL La mayoría de las personas han utilizado en algún momento u otro una satelital, principalmente porque ahora con el google Herat, es posible visualizarlas estas de forma gratuita. La imagen satelital es una imagen del mundo real y, conceptualmente, puede ser pensada como modelo espacial del mismo modo que el mapa o el modelo del arquitecto. Una de las distinciones que podemos observar es que en la imagen satelital la frontera entre características es borrosa y está representada por cambios sutiles de colores o tonos. Las imágenes satelitales son utilizadas a menudo como una fuente de datos para un SIG y su interpretación es una habilidad compleja por sí misma. INSERTAR FOT AEREA

PRACTICA No 2 (3%) En este ejercicio utilizaremos el software google earth en el sector de IRPAVI (entre la calle 1 a la calle 5) como base para construir un simple modelo espacial del mundo real utilizando puntos, líneas y polígonos. Crearás un mapa simple donde cada una de las siguientes entidades se mostraría como puntos, líneas o polígonos:


- Supermercados, restaurants, centros educativos, lugares de Interés (como un punto). - Calles principales, (como líneas). - Manzanas, plazas, campos deportivos (como polígonos). A lo largo del ejercicio anota los problemas con los que te has encontrado y las decisiones que has tenido que tomar en la producción de este mapa. 3 MODELAR LA DIMENSIÓN ESPACIAL Los tres modelos espaciales que hemos visto anteriormente -la imagen satelital, el modelo del arquitecto y el mapa- tratan dos dimensiones de la realidad:

• La dimensión espacial; dónde se localiza un elemento. • La dimensión temática; la naturaleza de la localización o del objeto que ocupa dicha

localización. Dichos modelos pueden ser utilizados para obtener una tercera dimensión:

• La dimensión temporal; la comparación de datos a lo largo del tiempo. Por lo tanto, podemos considerar los datos espaciales como valores, cadenas de caracteres o símbolos que proporcionan a su usuario información sobre la localización geográfica de entidades del mundo real. Un elemento adicional de los datos espaciales es que éstos deben tener una localización sobre la superficie terrestre. Uno de los dos métodos más utilizados comúnmente para los datos espaciales es una dirección postal (georeferenciación indirecta). El otro sistema de referenciación espacial con el cual ya hemos trabajado es el sistema UTM (georeferenciación directa). Ambos métodos son sistemas de referencia espacial, esencial en un SIG. 3.1 CONSTRUCCIÓN DE MODELOS ESPACIALES PARA EL ENTORNO INFORMÁTICO El punto de inicio de cualquier proyecto SIG es determinar el modelo de datos. Para cualquiera que esté familiarizado con aplicaciones informáticas para solventar problemas profesionales (usando métodos de base de datos o diseño de sistemas) le será familiar el término “modelo de datos”. Básicamente, un modelo de datos es la estructura que utilizará el ordenador para replicar los procesos del mundo real que estás intentando representar. En términos de SIG, el modelado de datos normalmente se refiere al procedimiento completo de traducción del problema geográfico que deseamos solucionar a través de la construcción de un SIG para la simulación computerizada. Un modelo de datos puede ser definido como una descripción general de unos conjuntos específicos de entidades y de las relaciones entre estos conjuntos de entidades. En términos geográficos una entidad puede ser una casa, un campo o un río. Lo importante sobre una entidad es que debe ser identificable y distinguible por sí misma. Las relaciones espaciales en un modelo de datos geográficos son del tipo proximidad, adyacencia, contingencia y dirección. Las entidades pueden tener atributos asociados. Por ejemplo, el tamaño de una casa, cuántas ventanas tiene esta casa, el número de puertas, sus colores, su valor, el tipo de material de construcción, etc. Los atributos de una relación espacial pueden ser, simplemente, las unidades en las que ésta se expresa. Por ejemplo, la distancia tiene que tener un valor en tiempo, o en metros. Para el propósito de este módulo trabajaremos únicamente con las tres fases de abstracción identificados en la siguiente Figura, las cuales nos muestran (como diseñadores de SIG) las tres fases que debemos completar en la construcción de un SIG.


Fase primera: sería aquella en la que debemos identificar las entidades espaciales del mundo real que nos interesan y decidir cómo vamos a intentar representarlas en nuestro modelo. Fase segunda: debemos escoger uno de los dos modelos de datos espaciales (raster o vectorial) que el ordenador es capaz de usar para visualizar, analizar y almacenar nuestras representaciones de las entidades del mundo real. Fase tercera: es la fase más técnica, donde indicaremos al ordenador como recrear digitalmente las entidades que hemos identificado mediante la utilización del modelo de datos espaciales seleccionado en la fase 2 (acercamiento raster o vectorial). 4 LO QUE HAS APRENDIDO EN ESTA SECCIÓN

• hemos introducido el concepto de construcción de modelos e identificado el modelado espacial como una etapa de este proceso.

• Hemos revisado los conceptos de datos espaciales y modelos espaciales, y explorado tres de los modelos espaciales más comunes en el uso diario: el mapa, el modelo del arquitecto y la imagen satelital.

• Quizá lo más importante es que hemos introducido un marco conceptual y operacional para la traducción de problemas espaciales a modelos informáticos.

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