2-Extensiones de ArcGIS-Analisis Espacial

2-Extensiones de ArcGIS-Analisis Espacial

(Parte 1 de 6)

Ing. Agr. MSc. Guillermo Santos Mansilla

Ing. Agr. MSc. Carlos López Búcaro Ing. Agr. Daunno W. Chew Dávila

DICIEMBRE 2009

1. Conceptos Básicos:
1.1 Definición de SIG:
1.2 Extensiones en ArcGis
1.3 Extensión Spatial Analyst
1.4 Descripcion de Spatial Analyst
1.5 Otras Extensiones de interés
1.5.1 Geostatistical Analyst
1.5.2 3D Analyst
1.6 Modelo de Datos
1.7 Modelo de Datos Geográficos
1.8 Dato no espacial o Atributo
2. Proceso de Toma de Decisiones
2.1 Modelando el Mundo Real
2.1.1 Modelo de Datos:
2.1.2 Estructura de Datos
2.1.3 Formato de Datos
2.2 Abstracción del Mundo Real
3. Modelo de Datos Vector y Ráster
3.1 Incorporación y almacenamiento de datos
3.2 Elementos Geográficos
3.3 Representación de Vectores:10 
3.3.1 Puntos10 
3.3.2 Líneas11 
3.3.3 Polígonos11 
3.4 Modelo Ráster11 
3.5 Ventajas Y Desventajas de Ambos Modelos (Raster v/s Vector)12 
3.5.1 Ventajas Modelo Ráster12 
3.5.2 Ventajas Modelo Vector12 
3.5.3 Desventajas Modelo Ráster12 
3.5.4 Desventajas Modelo Vector13 
3.6 Algunos Ejemplos de Modelos Ráster que se Verán en este Curso13 
4. El proceso de Interpolación15 
4.1 Qué es Interpolación15 
4.4Clasificación de los métodos de interpolación ............................................................ 15 
4.4.1 Métodos de interpolación Globales16 
4.4.2 Métodos de interpolación locales17 
5. Datos Discretos y Continuos19 
5.1 Datos discretos19 
5.2 Datos Continuos19 
5.3 ¿Discreto o continuo?19 
6. Resolución y Escala19 
7.1 Pérdida de resolución20 
8. Álgebra de Mapas21 
EJERCICIO 1: BALANCE HÍDRICO22 
EJERCICIO 2: MODELO DE ELEVACIÓN DIGITAL35 
EJERCICIO 3: HIDROLOGY37 
EJERCICIO 4: INTERPOLACION43 
EJERCICIO 5: SUPERFICIE A PARTIR DE UN MODELO MATEMÁTICO45 
EJERCICIO 6: APLICACIONES 3D EN ORTHOFOTOS50 
Figura 7. Representación de Vectores de tipo: Puntos, arcos y polígonos………………1
Figura 8. Estructura Ráster………………………………………………………………12
Figura 9. Imagen Ráster de un Modelo Digital de Elevación……………………………13
Figura 10. Imagen Ráster de Pendiente……………………………………………………14
Figura 1. Imagen Ráster de Exposición…………………………………………………14
Figura 12. Proceso de Interpolación………………………………………………………15
Figura 14. Muestra de Resolución…………………………………………………………20

Figura 1. Activación de Extensión Spatial Analyst……………………………………… 4 Figura 2. Ciclo de Toma de Decisiones. ………………………………………………… 6 Figura 3. Representación del Mundo Real………………………………………………. 7 Figura 4. Representación de la Abstracción del Mundo Real…………………………… 8 Figura 5. Representación de datos espaciales: Vector y Ráster…………………………… 8 Figura 6. Representación Sistemas Vectoriales………………………………………….. 9 Figura 13. Graficando los procesos de Interpolación……………………………………… 18 Figura 15. Análisis con sobreposición (Overlay) de datos del tipo Ráster………………. 21

1. CONCEPTOS BÁSICOS

1.1 DEFINICIÓN DE SIG

tipo de información geográficamente referenciada(ESRI, 1993).

Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es una colección organizada de hardware, software y datos geográficos diseñados para la eficiente captura, almacenamiento, integración, actualización, modificación, ANÁLISIS ESPACIAL, y despliegue de todo

1.2 EXTENSIONES EN ARCGIS

Una extensión de ArcGis es una herramienta que se puede cargar cuando se necesite una funcionalidad adicional. Varias extensiones vienen incorporadas con ArcGis, como también existen “extensiones opcionales” que proporcionan un análisis más avanzado y otras capacidades funcionales.

1.3 EXTENSIÓN SPATIAL ANALYST

Figura 1. Activación de Extensión Spatial Analyst.

El módulo de Análisis Espacial de ArcView (ArcView Spatial Analyst) provee funciones basadas en ráster que incluyen cuencas, contornos, análisis de distancia, y superposiciones (overlays) de capas de información. Permite el modelado ráster y vectorial integrado. Este módulo permite la generación de curvas de nivel a partir de modelos de elevación del terreno (DEM).

1.3 DESCRIPCION DE SPATIAL ANALYST

ambientalLa calidad de las decisiones tomadas depende de la calidad de los datos

Análisis espacial es el procesamiento de datos espaciales generando nueva información acerca del mundo y que sirve para el apoyo a la toma de decisiones. Las decisiones finales suelen tratar de mejorar la calidad de vida del hombre por ejemplo a través de una gestión ingresados y el modelo del espacio usado en el análisis. La extensión Spatial Analyst de ArcGIS proporciona una amplia gama de características espaciales de gran alcance para el modelamiento y el análisis.

1.5 OTRAS EXTENSIONES DE INTERÉS 1.5.1 GEOSTATISTICAL ANALYST

esparcidas tomadas con puntos de muestreoAyuda a predecir con seguridad valores

Su importancia radica en la creación de superficies continuas a partir de medidas para superficies usando el método de interpolación espacial Kriging. Posee además herramientas para errores estadísticos, umbrales y modelamiento de probabilidad.

1.5.2 3 D ANALYST

Permite la visualización y el análisis efectivo de datos de superficie. Usando esta extensión se puede ver una superficie desde varios puntos de vista, consultar superficies, determinar lo que es visible desde una ubicación seleccionada, crear imágenes en perspectiva. Posee la aplicación de ArcScene lo que da la interfaz para ver capas múltiples de datos tridimensionales, creando y analizando superficies, modelamientos tridimensionales tales como corte y relleno, líneas de vista y modelamiento topográfico.

1.6 MODELO DE DATOS

El nuevo concepto de modelo de datos en ArcGIS es el "modelo de datos de objetos". Un Modelo de datos de objetos permite la creación de bases de datos orientadas a la información geográfica (Geodatabase). Una base de datos de este tipo permite combinar las propiedades de los objetos con su "comportamiento". Estas bases de datos inteligentes otorgan al usuario la habilidad de añadir definiciones y comportamiento a objetos, proporcionando todas las herramientas necesarias para crear y trabajar con datos geográficos.

1.7 MODELO DE DATOS GEOGRÁFICOS

cualquier entidadEstas son por un lado la ubicación geométrica específica que
las relaciones espaciales que posee con su entornoA esta última se les denominan
en el punto x,y (ubicación geométrica), su superficie es de x m2 está dentro de Santiago

Un dato geográfico posee tres componentes fundamentales que describen espacialmente a este posee en algún sistema de referencia determinado, las características de la entidad y relaciones Topológicas (Joaquín Bosque). Como ejemplo la plaza de armas se encuentra Se encuentra al frente de la catedral, en su interior se encuentra un monumento a Pedro de Valdivia (relaciones topológicas).

1.8 DATO NO ESPACIAL O ATRIBUTO

El dato no espacial está referido a los antecedentes, descripción o atributos que tienen los elementos espaciales:

¾ Variables. ¾ Valores.

¾ Nombres.

¾ Clases temáticas.

¾ Otros descriptores.

2. PROCESO DE TOMA DE DECISIONES

Procesamiento de datos espaciales generando nueva información acerca del mundo y que sirve para el apoyo a la toma de decisiones. Las decisiones finales suelen tratar de mejorarla calidad de vida del hombre por ejemplo a través de una gestión ambiental o un análisis de evaluación multicriterio. La calidad de las decisiones tomadas depende de la calidad de los datos ingresados y el modelo del espacio usado en el análisis.

Figura 2. Ciclo de Toma de Decisiones.

2.1 MODELANDO EL MUNDO REAL

El mundo real es tan complejo y continuo que es necesario abstraer sólo los aspectos relevantes en el proceso de análisis espacial

Esto se logra usando una jerarquía de:

• Modelos de datos. • Estructuras de datos, y

• Formatos de archivos de datos.

Figura 3. Representación del Mundo Real. 2.1.1 MODELO DE DATOS

relación entre ellosEl cómo se almacena y relacionan los datos espaciales. El. Modelo

Reglas para la representación de la organización lógica de datos en una base de datos y la de datos de objetos que permite combinar las propiedades de los objetos con su "comportamiento". Ejemplos: raster y vector

2.1.2 ESTRUCTURA DE DATOS

La implementación de un modelo de manera que sea tratable por un computador. Ejemplos: quadtree y espagueti

2.1.3 FORMATO DE DATOS

Específico de cada software SIG y el sistema operativo. Ejemplo: El formato Shapefile, éste sólo admite un tipo de representación de datos dentro del mapa, esto es, puntos, líneas o polígonos.

2.2 Abstracción del Mundo Real

Un modelo de datos Geográfico es una abstracción del mundo real que emplea un conjunto de objetos dato, para soportar el despliegue de mapas, consultas, edición y análisis, presentan la información en representaciones subjetivas por medio de mapas y símbolos, que representan la geografía como formas geométricas, redes de triángulos (TIN), superficies, ubicaciones e imágenes, a los cuales se les asignan sus respectivos atributos que los definen y describen.

Figura 4. Representación de la Abstracción del Mundo Real.

3. MODELO DE DATOS VECTOR Y RÁSTER

3.1 INCORPORACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE DATOS

No existe una manera única de incorporación y almacenamiento de datos. Las formas variarán según el tipo de dato, los resultados deseados y el software disponible. Básicamente se emplean dos modos de representación de datos espaciales: vector y ráster.

Figura 5. Representación de datos espaciales: Vector y Ráster.

3.2 ELEMENTOS GEOGRÁFICOS

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