Modelos de Datos Espaciales: Ráster y Vectorial en Cartografía Digital

La Semiótica del Lenguaje Cartográfico: Modelos de Datos Espaciales

El lenguaje semiótico en cartografía se refiere a la simbología que se utiliza en los mapas para representar la realidad geográfica. Existen dos tipos principales de simbología o modelos de datos espaciales:

1. Modelo de Datos Ráster

El modelo ráster es una abstracción de la realidad donde los datos espaciales se representan sobre una matriz de celdillas, conocidas como píxeles. Todos los píxeles tienen igual forma y tamaño, y no existen huecos entre ellos.

Ventajas del Modelo Ráster

• Es útil en operaciones espaciales como la superposición de capas y los cálculos matriciales.

Desventajas del Modelo Ráster

• Ocupan demasiada memoria de almacenamiento, ya que guardan todos los píxeles independientemente de su contenido.
• Tienen poca precisión en la representación gráfica de límites definidos.

En el modelo ráster, no se representan los límites explícitos de los objetos, sino su contenido, quedando sus límites implícitamente representados por los valores de los píxeles.

Propiedades y Conceptos Clave del Ráster

• Representación: Aunque fundamentalmente celda a celda, puede representar fenómenos puntuales, lineales o poligonales a través de los valores de sus píxeles.
• Atributos: Resolución, escala, orientación, valor, zona y clase.

Localización en Datos Ráster

• Relativa: Posición de un píxel respecto a otros.
• Absoluta: Con un sistema de coordenadas geográficas conocidas.

Organización de Datos Ráster

• Organización Simple:
  • Enumeración exhaustiva.
  • Run-length encoding (codificación por longitud de ejecución).
• Organización Jerárquica:
  • Quadtree (árbol cuaternario).

2. Modelo de Datos Vectorial

El modelo vectorial representa la realidad geográfica por sus fronteras explícitas. Para la descripción de los objetos geográficos, se utiliza un vector definido por pares de coordenadas.

Representación de Entidades Vectoriales

• Puntos: Adimensionales, utilizados para objetos sin extensión significativa (ej. pozos, árboles).
• Líneas: Con longitud, para representar elementos lineales (ej. ríos, carreteras).
• Polígonos: Con área, para representar superficies (ej. lagos, parcelas).

Características de las Entidades Vectoriales

• Geometría: Representa el espacio de forma continua.
• Origen de Coordenadas: Generalmente en el ángulo inferior izquierdo del área de estudio.

Estructura Espacial Vectorial

Existen diferentes formas de organizar la información espacial en el modelo vectorial:

• Modelo Spaghetti:
  • No contiene información de la topología.
  • Se almacena en una tabla con identificadores y coordenadas.
  • Genera mucha información redundante porque hay muchos vértices repetidos.
• Diccionario de Vértices:
  • Utiliza dos ficheros: uno para vértices y coordenadas, y otro para identificadores y vértices.
  • Evita la repetición de coordenadas de puntos.
• Arcos-Nodo:
  • Se basa en cuatro ficheros principales: topología de polígonos, topología de nodos, topología de arcos y geometría (tabla de coordenadas de arcos).
  • Permite una representación topológica más robusta.
• TIN (Red Irregular de Triángulos):
  • Consiste en triangulaciones, una red irregular de triángulos donde las líneas están unidas en nodos.
  • Cada nodo tiene un valor de atributo (generalmente Z para elevación).
  • Mediante interpolación, se puede calcular cualquier valor dentro de los límites del TIN.
  • Se utiliza el algoritmo de Delaunay para comprobar si la triangulación es correcta.
  • Se organiza típicamente en cuatro tablas: de nodos, de aristas, de coordenadas y de valores Z.

  Ventajas del TIN

  • Permite realizar cálculos de pendiente, análisis de intervisibilidad e isolíneas de manera eficiente.

  Desventajas del TIN

  • No se adapta perfectamente a todos los terrenos (por ejemplo, llanos con demasiados puntos).
  • No garantiza que se registren los puntos críticos del terreno, lo que puede llevar a una representación poco fiel de la realidad.