Download - Componente espacial

Transcript
Page 1: Componente espacial

ASPECTOS DEL COMPONENTE ESPACIAL

1. MAPAS

TIPOS DE MAPAS

TIPO

PROPOSITO IMAGE

Analógico Otra denominación para el mapa en papel.

Base

Representa con exactitud planimétrica y altimétrica los rasgos y formas de la superficie, las principales estructuras de ocupación humanas (poblados, vías, construcciones) y otros de referencia para los mapas temáticos.

Batimétrico Muestra contornos de profundidad en áreas marinas

Page 2: Componente espacial

Catastral

Muestra los contornos de las subdivisiones de la tierra (parcelas, vecindarios, manzanas) para efectos de descripción usualmente de propiedad, avalúo, valorización, etc.

Compuesto Mapa que combina la información de diferentes mapas temáticos.

Coropletas Mapa que describe las propiedades de una superficie usando áreas coloreadas que organizan la información por categorías.

Page 3: Componente espacial

Derivado Mapa generado a partir de la aliteración, combinación o análisis de otros mapas.

Mapas de densidad

(mapa de concentración / distribución)

Mapa que ilustra las regiones donde se concentra más una población puntual por unidad de área determinada.

P.ej. áreas donde hay mas de 40 arboles de acacia por hectárea.

Mapa índice

Mapa de referencia que delimita un área mapeada en particular e identifica todos los mapas que son requeridos para cubrirla.

Page 4: Componente espacial

Isoritmico

Mapa que usa isolíneas (líneas que conectan puntos de igual valor para una determinada característica de la superficie) P. Ej; Isoyetas, Isobaras, Isotermas, curvas de nivel.

Son sinónimos los MAPAS DE CONTORNOS.

De limites Mapa sencillo que muestra los limites de un área mapeada en particular. Contiene pocos detalles y hace énfasis en las fronteras.

Morfológico Representación de figuras morfológicas de la superficie terrestre.

Orientación

Mapa que ilustra la dirección en la que asciende/desciende la pendiente. También se le conoce como mapa de aspecto.

Page 5: Componente espacial

Pendientes

Mapa que muestra los cambios de elevación a través de la distancia. Generalmente usan códigos de colores y leyenda bien sea en grados o en porcentaje.

Planimétrico Mapa que muestra la posición horizontal de objetos geográficos SIN figuras topográficas o contornos de elevación.

Relieve Mapa que aparenta o es, en 3-dimensiones. Se le llama también mapa de relieve resaltado.

Temático

Representan la variación espacial de un determinado atributo para un área dada. Mapa que ilustra la caracterización en clases de una variable en particular tal como suelos, uso de la tierra, hidrología, etc.

Page 6: Componente espacial

Topográfico Mapa que detalla las elevaciones de una superficie.

Visibilidad

Mapa que muestra sólo aquellas áreas que son visibles o invisibles desde un determinado punto. También se le conoce como mapa de línea visual.

2. ELEMENTOS DE SOPORTE DE MAPAS

USO DE COLORES EN LOS MAPAS

Los cartógrafos usualmente tratan de usar patrones de colores para relucir los propósitos primarios de un mapa. La percepción de los colores por parte del lector, juega un rol importante. Por ejemplo, mucha gente es sensible al rojo, seguido del verde, amarillo, azul y púrpura.

Algunos lineamientos sobre el uso de colores son:

• Negro: toponimia y parte de la planimetría • Azul: rasgos hidrográficos • Blanco: masas de hielo y nieves • Verde: vegetación, bosques, zonas verdes • Sepia: curvas de nivel, sombras de relieve • Rojo: vías, a veces en limites administrativos.

Cuando un mapa usa datos organizados por intervalos u ordenes, se recomienda usar un mismo color pero en diferentes intensidades (p.ej. verde claro hasta verde muy oscuro).

Cuando se mapean datos de elevación, se comienza con azul para el agua, verde en las áreas bajas hasta amarillos y rojos en las altas elevaciones.

Page 7: Componente espacial

En mapas de temperatura, se usan rojo, naranja y amarillo para temperaturas cálidas y azul, verde y gris para temperaturas frías.

En mapas de cobertura de tierra, se usan amarillos y tostados para áreas secas y de vegetación rala. Para áreas de bosques húmedos y vegetación exuberante se usan usualmente verdes.

LINEA DE MARCO, MARCAS DE EJE Y LINEAS DE CUADRÍCULA

Una línea de marco (neatline) es una línea rectangular que rodea un área de la imagen. Difiere del BORDE del mapa en que el Borde rodea TODO el mapa y la línea de marco sólo el área que se visualiza.

Marcas de eje (Tick marks) son pequeñas líneas en los bordes de la imagen que denotan intervalos regulares de distancia.

Líneas de cuadrícula (gridlines): son líneas de intersección que denotan intervalos regulares de distancia sobre en un sistema de coordenadas.

ESTILOS TIPOGRAFICOS

El estilo tipográfico hace relación a la apariencia del texto en tamaño, fuente y estilo del texto sobre el mapa (bold, italic, etc).

Aunque es una cuestión propia del diseñador del mapa y de parámetros que imponen organizaciones, algunos consejos se recomiendan a fin de que un mapa sea más legible:

� No usar demasiados tipos de estilos en un mapa simple. (bold, italic, underline, etc)

� No usar textos muy adornados pues son muy difíciles de leer. � Tener cuidado de usar letras que no estén bien representadas (por ejemplo un

seis (6) que se confunda con una letra (G).

Page 8: Componente espacial

� No usar letras muy gruesas que puedan ocultar información importante bajo ellas.

� Usar diferentes tamaños es útil para indicar diferentes grados de importancia, pero no exagerar.

� No usar letras capitales. � Los textos relacionados con agua han sido tradicionalmente en italic.

ESCALAS

ESCALA = Relación de proporción entre realidad y modelo. Proporción entre la distancia en el mapa y la distancia sobre la superficie terrestre.

Representaciones:

Fracción representativa: cuando la relación entre la distancia en el mapa y la superficie se expresa mediante una fracción. p.ej. 1: 24000; 1/24000

Escala verbal: se expresa nominalmente y no siempre en las mismas unidades, p.ej: 1 cm son 100 m (lo mismo que 1: 10.000).

Barras de escala: cuando se expresa mediante una línea con divisiones.

Escala hipsométrica: representa rangos de altitud

Unidad dimensional mínima de representación:

El error de posición máximo permitido en un mapa es la mitad de lo que representa 1 mm a la escala de representación. Por ejemplo: a escala 1:50.000, 1 mm equivale a 50 m, por tanto, el error máximo permitido es de 25 metros.

Este limite de error significa también que un elemento con área puede ser representado como polígono si esta por encima de esta unidad mínima de representación. Por ejemplo: para el caso de la escala 1:25.000 una carretera puede representarse como un polígono alargado sólo si el ancho de la vía es mayor a medio mm , o sea 12,5 m a esta escala, por el contrario, una vía de 10 x 200 m será representada por una línea.

Algunas equivalencias

ESCALA DEL MAPA 1cm representa: 1 km es representado por: 1: 2000 20 m 50 cm 1: 5000 50 m 20 cm 1:10.000 0.1 km 10 cm 1:20.000 0,2 km 5 cm 1:25.000 0,250 km 2,5 cm 1:50.000 0.5 km 2 cm 1:75.000 0,750 km 1.33 cm 1:100.000 1 km 1 cm 1:125.000 1,25 km 8 mm 1: 250.000 2.5 km 4 mm 1.500.000 5 km 2 mm

1:1’000.000 10 km 1 mm

Hectáreas por pixel

Page 9: Componente espacial

Tamaño píxel hectáreas

1x1 m 0.0001

2x2 m 0.0004

2.5 x 2.5 m 0.0006

5 x 5 m 0.0025

10 x 10 m 0.0100

15 x 15 m 0.0225

30 x 30 m 0.0900

50 x 50 m 0.25

100 x 100 m 1

150 x 150 m 2.25

200 x 200 m 4

250 x 250 m 6.25

300 x 300 m 9

500 x 500 m 25

1000 x 1000 m 100

SIMBOLOGIA

Los objetos del mundo real tienen formas que facilitan su representación como puntuales,

lineales, de área y volumétricos:

TIPOS DE SÍMBOLOS:

Los conjuntos de símbolos usados para representar objetos en el mundo real pueden ser:

Replicas: diseños que lucen como sus pares en el mundo real. Representan generalmente objetos tangibles del mundo real tales como árboles, caminos, casa, etc.

Page 10: Componente espacial

Abstracciones: son diseños que toman formas geométricas tales como círculos, cuadrados y triángulos. Se emplean comúnmente para representar cantidades que varían de un sitio a otro, por ejemplo la densidad de población, cantidad de cantidad de lluvia, etc.

Tanto los símbolos replicativos como abstractos se componen de uno o más puntos, líneas o áreas. Estos tres elementos se combinan para formar a su vez tres tipos de símbolos:

Planos: por ejemplo cuadrados para casas.

De perfil: siluetas de árboles, iglesias, torres eléctricas, etc.

De función: indican una actividad para el objeto que el símbolo representa, por ejemplo un símbolo de recreación, camping, primeros auxilios, etc.

Los símbolos pueden tener varios tamaños, colores y patrones indicando así diferentes significados. Por ejemplo, al representar ciudades, círculos grandes significan grandes poblaciones. Aunque los símbolos no son dibujados a escala, su ubicación es crucial para una comunicación efectiva.

SIMPLIFICACION

Se debe buscar un equilibrio entre el mensaje primario del mapa y la claridad de su lectura. Para facilitar su entendimiento se suele usar:

Generalización:

Implica reclasificación de los valores de los atributos que poseen los objetos.

1) Reclasificación

2) Disolución de los arcos entre polígonos con = valor

3) Fusión de los polígonos y redefinición del nuevo polígono resultante

Page 11: Componente espacial

Generalización de líneas:

Page 12: Componente espacial

Eliminación de figuras por escala

Suavizado de contornos:

Page 13: Componente espacial

ETIQUETAS O LABLES

Son los nombres o códigos (etiquetado) que se coloca a la información en el mapa para su identificación y/o lectura. Son factores del etiquetado el ESPACIAMIENTO, LA ORIENTACIÓN Y LA POSICIÓN

Page 14: Componente espacial

De nuevo, aunque no hay reglas específicas y existen normas que imponen algunas organizaciones, hay algunos consejos por tradición:

� Los nombres deben ser totalmente sobre la tierra o sobre el agua pero no sobreponerse.

� La orientación debe seguir la estructura de orientación del mapa, por ejemplo, a gran escala deben ser paralelos al borde más alto o más bajo. A baja escala deben alinearse con los paralelos de latitud.

� Sólo textos curvos cuando sea necesario. � Las letras deben ser espaciadas lo menos posible. � Cuando la continuidad de líneas importantes sea interrumpida por nombres,

éstos deben suprimirse. � Nunca en “sube y baja”. � Nombres que refieren a ubicaciones puntuales deben ser arriba o debajo del

punto. Preferiblemente arriba a la derecha. � Los nombres que identifican figuras lineales no deben ser espaciados. Es mejor

repetir las palabras tanto como sea necesario para facilitar su identificación. Generalmente los nombres se ubican arriba de las figuras. En el caso de ríos los nombres van en italic y en la dirección del flujo.

� Los nombres geográficos (países, continentes, etc) deben ser en el idioma a quién va dirigido. por ejemplo no colocar GERMANY sino ALEMANIA.

Color de los textos: Por tradición es negro. Sin embargo, algunos colores pueden mejorar la habilidad del lector. Por ejemplo, usar textos azules para nombres de cuerpos de agua, ríos, etc.

Page 15: Componente espacial

2. PROYECCIONES

La proyección topográfica supone plana una determinada porción de la superficie de la tierra, por lo que es del todo insuficiente cuando se necesita representar un fragmento de la superficie terrestre en cierta extensión. Es entonces cuando se recurre a los métodos propios de otra ciencia anexa a la topografía llamada Cartografía.

Teniendo en cuenta la superficie de la tierra, ya la consideremos esférica o elipsoidica, no es desarrollable sin deformaciones ni rasgaduras, está claro que será necesario aplicar una cierta transformación para lograr dicho objetivo.

La cartografía estudia los sistemas de proyección mas adecuados para definir una correspondencia matemática entre los puntos del elipsoide y los transformados en el plano, a estos métodos se les llaman proyecciones cartográficas.

� Para pasar de un globo (3D) a un plano (2D) se requiere una proyección, las proyecciones pueden ser:

Planas / azimutales b) Cilíndricas c) Cónicas

� Según la posición del plano, cilindro o cono las proyecciones pueden ser:

Polares, ecuatoriales, normales, oblicuas, transversas, etc

Page 16: Componente espacial

� Las proyecciones no son representaciones exactas sino aproximaciones. Las

formas, direcciones, ángulos y distancias no se pueden conservar al tiempo. Según los elementos que se conserven las proyecciones pueden ser:

� PROYECCION ORTOMÓRFICA O DE CONFORMIDAD

Del mismo modo que en globo se conservan los ángulos de 90 ° entre meridianos y paralelos, así mismo se conservan en la proyección. Se conserva la ANGULARIDAD pero el área en el globo no tendrá la misma proporción que en el mapa.

Page 17: Componente espacial

Ej. Proyección Mercator, cónica conforme de Lambert y la stereográfica conforme

Page 18: Componente espacial

� PROYECCION DE AREA EQUIVALENTE

Se conserva la relación que el AREA que representa el mapa coincide con el área real en el globo pero para ello se distorsiona la angularidad

Ej. Proyección equivalente de Alber y de Lambert. Utiles para ver el % de cambio en el uso del suelo y otras coberturas

� PROYECCIONES EQUIDISTANTES

Aquellas donde la DISTANCIA medida en el mapa es la misma en el globo. Requiere que la escala de uno de los ejes sea constante; las distancias medidas respecto a este eje serán correctas. También se pueden tomar las distancias frente a dos puntos de referencia pero respecto a otros puntos no será correcta. Es útil para medición de caminos, rutas, avenidas, etc.

Page 19: Componente espacial

(Proyección azimutal equidistante)

� PROYECCIONES DE DIRECCION VERDADERA

Se conservan las direcciones (el Norte si apunta al Norte). Similar a la equidistante pero las distancias se toman frente a dos rectas. Se conservarán las áreas. Son azimutales las proyecciones Stereográfica, equidistante azimutal, ortográfica, gnómica.

Útiles para ver patrones de distribución de la contaminación atmosférica, plumas volcánicas, nubes de incendios forestales, etc.

Page 20: Componente espacial

ELECCIÓN DE LA PROYECCION PARA SIG

La selección esta en función del usuario final. Es importante:

� Decidir como va a ser el mejor despliegue del área de interés para ilustrar los resultados de los análisis.

� Registar todo en un único sistema de coordenadas para facilitar las comparaciones. � Probar la exactitud de la información y mejorar las mediciones de los datos fuente.

Son factores de decisión:

� El tipo de mapa, las propiedades que deban ser conservadas, los tipos de datos a ser mapeado, la exactitud del mapa y a la escala.

� Si se trata de un área muy pequeña la proyección casi no tiene importancia mientras que si se trata de países, continentes, la proyección juega un papel crítico.

� En áreas grandes puede haber o no una pequeña distorsión en la mitad del mapa pero en los bordes tiende a ser más notoria.

Lineamientos generales:

Desde el siglo XVI se tienen tres reglas fundamentales que rigen el uso de proyecciones:

� Si el país a mapear está en los trópicos se usa proyección cilíndrica. � Si está en áreas templadas se usa proyección cónica. � Si es para los polos, una proyección azimutal.

3. ESFEROIDES

Las discusiones anteriores sobre las proyecciones geométricas y los sistemas de coordenadas asociados asumen que la tierra es una esfera y para muchos mapas, esto es satisfactorio. Sin embargo, debido a al rotación de la tierra sobre su eje, el planeta es más abultado en el ecuador. Este aplastamiento hace que sea realmente un ESFEROIDE, el cual es una elipse que rota alrededor de su eje menor.

Page 21: Componente espacial

El valor del aplastamiento de la tierra está expresado como un radio:

f = (a-b) / a

Donde a= radio ecuatorial y b= radio polar

Muchas proyecciones de mapas usan la excentricidad (e²) más que el aplastamiento:

e= 2 f- f²

El cálculo de la proyección de un mapa requiere definir un esferoide o elipsoide en términos de longitudes y excentricidad.

No existe un sólo valor preciso para los semi-ejes mayor y menor de la tierra. Hay muchas aproximaciones generadas por geógrafos, matemáticos y astrónomos. Por ejemplo:

ESFEROIDE Semi-eje ecuatorial

Semi-eje polar uso

WGS84

(Sistema geodésico mundial 1984)

6378137.0 m 6356752.3142 m Esferoide de la constelación americana de GPS. Calculado por la NASA.

GRS 1980

(Sistema geodésico referencial)

6378137.0 m 6356752.3141 m Adoptado para Norteamérica desde 1983

INTERNATIONAL 1909 (= Hayford) 6378388.0 m 6356911.9 m estándar internacional

NEW INTERNATIONAL 1967 6378157.5 m 6356772.2 m Versión más reciente de

la Intern. 1909

Clark 1866 6378206.4 m 6356583.8 m Norteamérica y las

Filipinas

Esfera de radio 6370997 6370997.0 m 6370997 m Una esfera perfecta

con la misma área superficial del esferoide de Clark 1866

4. UNIDADES ESPACIALES

DEFINICION

Las unidades de observación en SIG dependen del modelo utilizado. En el caso del modelo vector, las unidades corresponden a puntos, polígonos y líneas. En el caso raster, se refiere a las celdas. En este caso, una serie lineal de celdas es equivalente a una línea en vector. Del mismo modo un conjunto de celdas constituye una ZONA y equivale a un polígono en vector.

Page 22: Componente espacial
Page 23: Componente espacial

PROPIEDADES ESPACIALES

Cada objeto posee propiedades espaciales según su misma naturaleza:

Para LINEAS figuran entre otras: LONGITUD, FORMA, PENDIENTE, ORIENTACIÓN

Para POLIGONOS: PERÍMETRO, AREA, PENDIENTE, ORIENTACIÓN

PATRONES DE DISTRIBUCIÓN ESPACIAL

La distribución de las unidades espaciales que representan un determinado fenómeno puede obedecer a uno de los siguientes patrones:

Page 24: Componente espacial

FRECUENCIA ESPACIAL

La frecuencia espacial es el nivel de ocurrencia de con el que aparece un fenómeno en una determinada área. Puede ser relacionada con la intensidad o valor de importancia que implica cada aparición.

RELACIONES TOPOLOGICAS

Gracias a la Topología se conservan las relaciones espaciales entre objetos aún cuando cambian la escala, la orientación o se suavizan los contornos.

Page 25: Componente espacial

En la concepción topológica los arcos se definen como segmentos entre dos nodos. Un arco cerrado constituye un polígono cuando se ha estructurado la topología. Para los sistemas de CAD básicos un arco cerrado sigue siendo simplemente una línea cerrada mientras en SIG se trata de un polígono como tal.

Las principales relaciones topológicas en los SIG son:

� Adyacencia y contigüidad

Adyacencia: entre polígonos

Contigüidad: entre línea y polígono

� CONECTIVIDAD

� PERTENENCIA E INCLUSIÓN

Tabla de topologia de arcos: relaciones de adyacencia y contigüidad

Page 26: Componente espacial

ARCO Nodo inicial

Nodo final**

Polígono Izquierdo

Polígono derecho

a 1 2 I* II

b 3 1 IV II

i 2 3 III II

g 6 V, IV

* I =Área Externa o polígono universal

**según sentido de digitalización

Tabla de topología de polígonos: relaciones de pertenencia e inclusión

Polígono Arcos

III i, c, d

IV b, h, f, -g

V g

VI d, e, h

Tabla de topología de nodos: relación de conectividad (EN REDES)

Nodo arcos Coord x Coord y

1 a, b, f

3 b, i, d, h

4 c, d, e

6 g