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Bases de Datos Espaciales OBJETOS ESPACIALES Y MODELOS DE DATOS

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Presentación del tema: "Bases de Datos Espaciales OBJETOS ESPACIALES Y MODELOS DE DATOS"— Transcripción de la presentación:

1 Bases de Datos Espaciales OBJETOS ESPACIALES Y MODELOS DE DATOS

2 SIG es una Tecnologia de organización espacial, Analisis, y Visualización de información espacial.
Geometrico Analisis de Redes Modelo de Datos SIG Salidas Cartograficas Analisis Raster Visualización Modelamiento

3 Sistema de Información Geográfica (SIG)
¿Cuál es el propósito de un SIG? El propósito de un Sistema de Información Geográfica (SIG) es proveer un marco espacial como soporte para el uso inteligente de los recursos de la Tierra y el manejo del medio ambiente hecho por el hombre. Un SIG presenta información en forma de mapas y símbolos Un SIG da información con mapas sobre Internet o a través de un programa en una computadora personal La información y el análisis que usted quiera soportar depende de cómo se modelen los objetos del mundo

4 ¿Que puede hacer usted con un SIG?
Realizar consultas Geográficas y Análisis ¿Donde de encuentran mis clientes? ¿Dónde se encuentra la infraestructura? ¿Donde puedo ubicar una nueva cometida? Mejorar la Integración Organizacional Administración de mis recursos Información corpartida entre departamentos y comunicación Mapas, Modelaje, y Análisis Visualización de recursos corporativos geográficamente Información continua y escalas libres en la base de datos SIG Toma de Decisiones y Crear Soluciones Mejores Herramientas para la consulta, analisis y mapas para los procesos de toma de decisiones

5 Los componentes de un SIG

6 Ciclo de Vida de la información
Toma de acción Colección de datos Mundo Real Usuarios Fuentes de datos Información para toma de decisiones Archivo Entrada de datos Recuperación y análisis de datos Análisis Manejo de datos El proceso de la Información Geográfica comienza y termina con el mundo real.

7 Datos para un SIG Mapas Base Mapas tematicos y otros Datos
Limites Politicos Limites Municipales, barrios Vias, rios, curvas de nivel sitios de interes, parques, uso del suelo Mapas tematicos y otros Datos Localización de Clientes y negocios Censos / información Demografica Bases de datos

8 Tecnologías relacionadas con los SIG
Computación rápida/barata G.P.S. Imágenes espaciales de alta resolución Procesamiento de imágenes Tecnologias GIS Multi-Media Modelamiento Redes/Comunicaciones

9 Factores que afectan la evolución del software SIG
Arquitectura cliente/servidor Redes/Internet Estándar de acceso a datos abierto GIS Software Geo-modelos Componentes Software (COM/CORBA) Tecnología Orientada a objetos Metadatos

10 Extender el modelo de datos
World geometrico GeoDataObject (object-component)

11 Múltiples formas de modelar un objeto
Como un conjunto de líneas de una red Como una representación precisa de canales, islas.... Como una línea senosoidal a traves de un modelo de superficie Como el borde entre dos áreas ¿Cuál es el mejor modelo?

12 Objeto = dato + comportamiento geométrico
Modelo Geodato GeoDato Segmento de Vía TipoVía dibujaDobleLinea Datum X nombre (x1,y1),(x2,y2) Gass Objeto = dato + comportamiento geométrico & Espacial El principal propósito de este nuevo modelo de datos es permitir a la BDE encapsular todo el comportamiento geométrico y espacial de los elementos del mundo real

13 Geo Datos

14 Modelos de Datos Geográficos
¿Que es un Modelo de Datos Geográficos? Un modelo de datos geográfico es una abstracción del mundo real que emplea un conjunto de objetos dato para soportar el despliegue de mapas, consulta, edición, y análisis.

15 Objeto = dato + comportamiento
Tres modelos de datos The CAD Data Model The Geo Objeto Data Model The Coverage Data Model Datos espaciales y atributos Topología Segmento de Vía Tipo Vía dibujaDobleLinea de la Direccion, a la Direccion nombre (x1,y1),(x2,y2) buscarRutaAPuntoB Objeto = dato + comportamiento Limitaciones

16 Tres formas de modelar el mundo
Datos vectoriales Datos raster Datos de triángulos irregulares

17 Modelo de datos Vectorial
Representación usando la estructura de datos vectorial

18 Base de datos Espacial RDMS

19 GeoRelacional

20 Puntos Número Punto Coordenadas x,y 2 3 ,2 ,6 ,5 ,3 4 1

21 Líneas 1 1 1,5 3,6 6,5 7 6 2 1,1 3,3 6,2 7,3 2 Número Coordenadas
x,y 1 ,5 3,6 6,5 7 6 ,1 3,3 6,2 7,3 2

22 Polígonos Número Polígono Coordenadas x,y 1 ,4 1,5 2,7 5,7 4,4 1,4 ,2 2,3 4,3 5,4 7,5 7,3 6,1 3,1 1,2 2

23 La estructura arco - nodo
1 b d 20 A A a 2 10 e f 3 j B g B h i Número arco Nodo Inicial Vértice Nodo Final d,c,b,a e f,g,h,i,j Polígono Lista de arcos A 1,2 B 2,3

24 Topología Conectividad, Longitud y Dirección Topología Arco-nodo
Lista Arco-nodo 10 1 11 2 12 Arco Del-Nodo Al-Nodo 3 5 6 13 15 14 4 7 16 17

25 Topología Polígono-Arco
Definición de área A 1 2 Topología Polígono-Arco B 6 Polígono Lista de Arcos 8 C B , 6, 8, 5 C , 4, 9, 6 D , 5, 10, 4 E F 8, 9, 10, 0, 7 5 9 E 7 F D 4 10 3

26 Topología Izquierda-Derecha
Adyacencia Topología Izquierda-Derecha A 1 2 Polígono Izquierda Polígono Derecha Arco C B 8 6 1 A B 2 A C 3 A D 4 C D 5 D B 6 B C 7 F E 8 B F 9 C F D F 5 9 E 7 F D 4 10 3

27 Relación estructural entre clases de elementos
Rutas Secciones Regiones Arcos Polígonos Puntos

28 Regiones Soportan el modelamiento de relaciones complejas entre elementos geográficos representados como polígonos El bloque de construcción de un polígono es el arco, el bloque de construcción de una región es el polígono.

29 Regiones Sin superposición, completa Posible superposición
Polígonos Regiones Sin superposición, completa partición del espacio Posible superposición

30 Regiones Una sola área Multiples áreas conectada desconectadas
Polígonos Regiones Una sola área conectada Multiples áreas desconectadas

31 Regiones Perímetro Perímetro Polígono Area Area B C Región A D 3 4 5 A
1, 2 A 2 B 2, 3, 4 1 7 C 4, 5 D D 6 6, 7

32 Aplicaciones - Areas no contiguas
Fragmentación de predios Zonificación Cod Cod R1 R1 R2 Z4 R1 R2

33 Aplicaciones - Contenido o superposición
Zona Inundación Area Urbana Río

34 Análisis espacial de capas coincidentes
Elevación Tiempo Piso 3 Piso 2 Piso 1

35 Las regiones pueden manejar historia espacial
50 50 51 52 Una parcela 50 Una región Un polígono Tres parcelas (50, 51, 52) Tres regiones Dos polígonos

36 Rutas Ruta Lista de Arcos Ruta 1 1 2 3 10 12 14 16 3 4 4 5 6 2 6 5 11
17 13 15 7 8 9 Ruta Lista de Arcos Casa Aeropuerto Ruta de bus 2, 3, 4, 6 3, 16, 17, 9, 8, 7, 11, 4, 5, 14

37 Secciones Ruta 1 1 1.2 2.5 4.8 3 3 4 4 2 2 6 6 5 5 6.6 Numero Arco
1 1.2 2.5 40% 4.8 3 3 100% 4 4 100% 2 2 6 6 5 5 100% 6.6 Numero Arco F-Meas T-Meas F-Pos T-Pos % % % % % % % %

38 Eventos Eventos describen ocurrencias de objetos localizados sobre la ruta Dos tipos de eventos Puntuales Lineales

39 Modelo de datos Raster Celdas o pixels No hay limites
Interpretación de los puntos Clasificación Medida Pixel Relativo

40 Modelo de datos Raster Celdas o pixels No hay limites
Interpretación de los puntos Clasificación Medida Pixel Relativo

41 Modelo de datos Raster Celda Grid Valor de la celda
Esquina superior - izquierda Tamaño de la celda VAT Valor Extensión Fuego 1 2 3 4 5 Día 1 Día 2 Día 3 Día 4 Día 5 Fila Columna Superficie continua representada en un grid

42 Representación de puntos, líneas y polígonos en un grid
Elementos puntuales representados en un grid Elementos lineales representados en un grid Areas discretas representados en un grid

43 Resolución

44 Representación de las relaciones espaciales en el modelo raster
Origen Vegetación Eje x Origen 2 3 4 5 1 Suelos (3,2) 2 3 Usos 4 Eje y

45 Representación de superficies en el modelo raster
25 50 75 100 125 150 175 Las medidas se toman en cada punto lattice (+). Las isolineas (en este caso, contornos) se pueden interpolar a partir de los lattice.

46 Estructura de datos GRID

47 GRID soporta datos categóricos (discretos)
RDBMS Los datos categóricos, algunas veces llamados datos discretos, representan objetos. Estos objetos usualmente caen dentro de una clase (p. Ej. Tipos de suelo. Un objeto categórico tiene límites definidos y conocidos

48 GRID soporta datos continuos y nodatos
Una superficie continua normalmente se representa por un grid con valores de punto – flotante.

49 Algebra de mapas Operadores:
Arithmetic, Boolean, Relational, Bitwise, Combinatorial, Logical Accumulative, Assignment.

50 Modelo TIN (Red de triángulos irregulares)
Superficie funcional Modelos sólidos 2.5D 3D Método de Delaunay triangulation

51 Modelo TIN (Red de triángulos irregulares)

52 Componentes de un TIN Nodos Edges Triángulos Hull

53 Componentes de un TIN Topología El número del triángulo
El número de cada triángulo adyacente Los tres nodos que definen el triángulo Las coordenadas x,y de cada nodo El valor de superficie z de cada nodo El tipo de filo para cada borde del triángulo (hard o soft)

54 Breaklines y mass points
Soft breaklines Hard breaklines Faults z1 z2 z1 z2 D

55 Modelo TIN (Red de triángulos irregulares)

56 Usar los tres modelos de datos espaciales
RDMS

57 BDE La tabla espacial se puede manipular e integrar con otras tablas de manera tradicional TAX_BILLS PAR PAR_OWN OWNERS OWN PARCELS SHAPE PAR

58 Objeto Geográfico Business table Feature table Shape (FID) Diameter
Length 12 47.58 Shape 3632 Coordinates Business table Feature table

59 Geometrías en la BDE: Puntos (p)
Singular Multiparte WELL_FIELDS SHAPE Name WBS-1 LHR-32 ANC-40

60 Geometrías en la BDE: Líneas (s and l)
Una línea simple no puede cruzarce sobre si misma (l) Parte simple Multiparte Una línea puede cruzarce sobre si misma (s) Parte simple Multiparte

61 Geometrías en la BDE: Area (a)
Parte singular, polígonos Multiparte, polígonos

62 Geometrías en la BDE: La adyacencia es almacenada de manera redundante
Una sola línea Redundancia

63 Coordenadas Todas las coordenas estan compuestas de cuatro partes
(Y) 3,778,964 (Z) 389 (X) 484,712 Todas las coordenas estan compuestas de cuatro partes X - obligatoria Y - obligatoria Z (3) - opcional Measure (M) - - opcional

64 Funciones en la BDE: Disjunto
Point/Point Line/Line Polygon/Polygon

65 Funciones en la BDE: Toquen
Point/Line Point/Polygon Line/Line Line/Polygon Polygon/Polygon

66 Funciones en la BDE: Crucen
Point/Line Point/Polygon Line/Line Line/Polygon

67 Funciones en la BDE: Traslapen
Point/Point Line/Line Polygon/Polygon

68 Funciones en la BDE: Contenidos
Point/Point Point/Line Point/Polygon Line/Line Line/Polygon Polygon/Polygon

69 Funciones en la BDE: Igual
Point/Point Line/Line Polygon/Polygon

70 Operaciones en la BDE: Combinaciones Espaciales
BDE puede combinar dos shapes dando como resultado un nuevo nivel tematico derivado Intersect Difference Symmetrical Difference Union Overlay

71 Operaciones en la BDE: Intersección

72 Operaciones en la BDE: Diferencia

73 Operaciones en la BDE: Diferencia Simétrica

74 Operaciones en la BDE: Unión

75 Operaciones en la BDE: Overlay
Secondary Remainder Common Primary Remainder

76 Objeto = dato + comportamiento natural
Modelo GeoObjeto GeoObjeto Segmento de Vía TipoVía dibujaDobleLinea de laDireccion, a laDireccion nombre (x1,y1),(x2,y2) buscarRutaAPuntoB Objeto = dato + comportamiento natural El principal propósito de este nuevo modelo de datos es permitir al usuario crear elementos inteligentes en la base de datos dotándolos con comportamientos naturales.

77 Escenarios de comportamiento útil en los elementos
Adicionar y editar elementos Valor permisible Adyacente o conectado

78 Escenarios de comportamiento útil en los elementos
Adicionar y editar elementos Ubicación lógica Arreglo espacial natural

79 Escenarios de comportamiento útil en los elementos
Despliegue cartográfico

80 Escenarios de comportamiento útil en los elementos
Analisis interactivo

81 Beneficios del modelo de GeoObjetos
Entrada y edición de datos mas precisa Mejores mapas finales Los elementos sobre el área de despliegue del mapa son dinámicos

82 Concepto e implementación de una GeoObjetos

83 Spatial Database (BDE)
Una nueva clase de Espacio de trabajo Vectors SQL Tables Images Relationships Rules Graphics Topology Addresses CAD CAD Grids Images Vector Features File Tables Text Topology Archivos Spatial Database (BDE)

84 OGIS Data Model

85 Enfoque de desarrollos
Fácil de utilizar SIG distribuidos Internet Arquitectura de componentes Herramientas de desarrollo Manejo de datos

86 Grandes/Alto Rendimiento
Escalable DBMS Grandes/Alto Rendimiento Oracle, DB2, Informix, Sybase SQL Server MS Access Facil / Baratas

87 Computación escalable
UNIX Service Windows Servers Workstation CE/JAVA Desktop Portable Palmtop Usability Pocket

88 Usuarios SIG Sociedad Multi-Usuario (Empresarial) Grupos/Equipos
Datos Publicos Multi-Usuario (Empresarial) Grupos/Equipos Datos Departamentales Datos Distribuidos Proyectos Datos del proyecto

89 Como? DBMS OracleX Arc* Map* Internet Browser IMS HTTP Server
Application Server BDE API Data Server DBMS OracleX

90 BDE Arc Info Arc View Map * Explorer Cad Clients Open API Oracle
Cualquier red Cualquier cliente Cualquier dato BDE ArcSDE Oracle Informix SQL Server Sybase Archivos DB2

91 Aplicaciones Agricultura Negocios Salud Educación OT Planeación
Forestal AM/FM Defensa Mineria y Geociencias Telecomunicaciones Ecologia y Conservación Urbanismo y Propiedad Raiz Manejo de Emergencias Oceonografia Transportes Sensores Remotos Manejo del Medio Ambiente Recursos Hídricos


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