Spatial Database Bases de Datos Espaciales OBJETOS ESPACIALES Y MODELOS DE DATOS.

Spatial Database

Bases de Datos EspacialesOBJETOS ESPACIALES Y

MODELOS DE DATOS

2-2Spatial Database

SIG es una Tecnologia de organización espacial, Analisis, y Visualización de información espacial.

Modelo deModelo deDatosDatosSIGSIG

Analisis Raster

Analisis Geometrico

Analisis de Redes

ModelamientoVisualizaciónVisualización

Salidas Cartograficas

2-3Spatial Database

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

2-4Spatial Database

¿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

2-5Spatial Database

Los componentes de un SIG

2-6Spatial Database

Ciclo de Vida de la información

El proceso de la Información Geográfica comienza y termina con el mundo real.

Archivo

Mundo Real

Fuentes de datos

Manejo de datosAnálisis

Usuarios

Colección de datos

Entradade datos

Recuperación y análisis de datos

Información para toma

de decisiones

Toma de acción

2-7Spatial Database

Datos para un SIG

Mapas Base 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

2-8Spatial Database

Tecnologías relacionadas con los SIG

G.P.S.

Imágenes espaciales

de alta resolución

Redes/Comunicaciones

Multi-Media

Procesamiento de imágenes

Computación rápida/barata

Tecnologias GIS

Modelamiento

2-9Spatial Database

Factores que afectan la evolución del software SIG

Tecnología Orientada a objetos

Geo-modelos

Estándar de acceso a datos abierto

GIS Software

Arquitectura cliente/servidor

Redes/Internet

ComponentesSoftware

(COM/CORBA)

Metadatos

2-10Spatial Database

WorldWorld

geometricogeometrico GeoDataObjectGeoDataObject(object-component)(object-component)

Extender el modelo de datos


Múltiples formas de modelar un objeto

¿Cuál es el mejor modelo?

Como un conjunto de líneas de una red

Como el borde entre dos áreas

Como una representación precisade canales, islas....

Como una línea senosoidal a traves de un modelo de superficie


Modelo Geodato

GeoDato

Segmento de VíaTipoVía

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


Geo Datos


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.


Tres modelos de datos

The Coverage Data Model

The Geo Objeto Data Model

Segmento de VíaTipo Vía

dibujaDobleLinea

de la Direccion, a la Direccion


buscarRutaAPuntoB

Objeto = dato + comportamiento

The CAD Data Model

•Datos espaciales y atributos•Topología


Tres formas de modelar el mundo

Datos de triángulos irregulares

Datos vectoriales Datos raster


Modelo de datos Vectorial

Representación usando la estructura de datos vectorial


Base de datos Espacial


GeoRelacional


Puntos

1

2

3

4

NúmeroPunto

Coordenadasx,y

1 2,22 3,63 5,54 6,3


Líneas

1

2

NúmeroLínea

Coordenadasx,y

1 1,5 3,6 6,5 7 62 1,1 3,3 6,2 7,3


Polígonos

NúmeroPolígono

Coordenadasx,y

1 1,4 1,5 2,7 5,7 4,4 1,42 1,2 2,3 4,3 5,4 7,5 7,3 6,1 3,1 1,2

2

1


La estructura arco - nodo

A

B

A

B

1

2

3

a

bc

d

ef

g

h i

j10

20

Número arco Nodo Inicial Vértice Nodo Final

1 20 d,c,b,a 102 10 e 203 10 f,g,h,i,j 20

Polígono Lista de arcos

A 1,2B 2,3


Topología

Conectividad, Longitud y Dirección

10

1716

13 1514

12111 2

3

4

5 6

7

Topología Arco-nodo Lista Arco-nodo

Arco Del-Nodo Al-Nodo

1 10 112 11 123 11 134 13 165 13 146 14 157 14 17


Topología

Definición de área

A

BC

D

EF

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10

Polígono Lista de Arcos

B 1, 6, 8, 5C 2, 4, 9, 6D 3, 5, 10, 4E 7F 8, 9, 10, 0, 7

Topología Polígono-Arco


Topología

Adyacencia

A

B C

D

EF

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10

Arco Polígono Izquierda

1 A B2 A C3 A D4 C D5 D B6 B C7 F E8 B F9 C F10 D F

Polígono Derecha

Topología Izquierda-Derecha


Relación estructural entre clases de elementos

Arcos

Polígonos Puntos

Regiones

Rutas

Secciones


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.


Regiones

Sin superposición, completa partición del espacio

Posible superposición

Polígonos Regiones


Regiones

Polígonos Regiones

Una sola áreaconectada

Multiples áreas desconectadas


Regiones

Area Perímetro

Area Perímetro

A

BC

D

1

2

34 5

6

7

Región Polígono

A

B

C

D

1, 2

2, 3, 4

4, 5

6, 7


Z4

Aplicaciones - Areas no contiguas

Fragmentación de predios

Zonificación

Cod 0125422 Cod 0125422

R1

R1 R2R2

R1


Aplicaciones - Contenido o superposición

Zona Inundación

Area Urbana

Río


Análisis espacial de capas coincidentes

Elevación Tiempo

Piso 3

Piso 2

Piso 1


Las regiones pueden manejar historia espacial

Una parcela 50

Una región

Un polígono

Tres parcelas (50, 51, 52)

Tres regiones

Dos polígonos


Rutas

Ruta

1

23

4

56

1 2 3

4 5 6

7 8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

Ruta Lista de Arcos

Casa AeropuertoRuta de bus

2, 3, 4, 63, 16, 17, 9, 8, 7, 11, 4, 5, 14


Secciones

Ruta

1

23

4

56

1

2

3 4

56

40%100%

100%

100%

01.2 2.5

4.8

6.6

Numero Arco F-Meas T-Meas F-Pos T-Pos

1 0.0 1.2 60% 100%3 1.2 2.5 0% 100%4 2.5 4.8 0% 100%6 4.8 6.6 0% 100%


Eventos

Eventos describen ocurrencias de objetos localizados sobre la ruta

Dos tipos de eventos Puntuales

Lineales


Modelo de datos Raster

Celdas o pixels

No hay limites

Interpretación de los puntos Clasificación

Medida

Pixel Relativo



Celdas o pixels

No hay limites

Interpretación de los puntos Clasificación

Medida

Pixel Relativo



Celda

Grid

Valor de la celda

Fila Columna

Tamaño de la celdaEsquina superior - izquierda

Superficie continua representada en un grid

Valor Extensión Fuego

1

2

3

4

5

Día 1

Día 2

Día 3

Día 4

Día 5

VAT


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


Resolución


Representación de las relaciones espaciales en el modelo raster

(3,2)

Origen 2 3 4 5

2

3

4

1

Eje x

Eje

y

Origen Vegetación

Suelos

Usos


Representación de superficies en elmodelo 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.


Estructura de datos GRID


GRID soporta datos categóricos (discretos)

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

RDBMS


GRID soporta datos continuos y nodatos

Una superficie continua normalmente se representa por un grid con valores de punto – flotante.


Algebra de mapas

Operadores:

Arithmetic, Boolean, Relational, Bitwise, Combinatorial, LogicalAccumulative, Assignment.


Modelo TIN (Red de triángulos irregulares)

Superficie funcional

Modelos sólidos

Método de Delaunay triangulation


Componentes de un TIN

Nodos

Edges

Triángulos

Hull


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,yx,y de cada nodo

El valor de superficie zz de cada nodo

El tipo de filo para cada borde del triángulo (hard o soft)


Breaklines y mass points

Soft breaklines

Hard breaklines

Faults

z1

z2 z1

z2

D


Usar los tres modelos de datos espaciales


BDE

PARCELSPARSHAPE

La tabla espacial se puede manipular e integrar con otras tablas de manera tradicional

TAX_BILLSPAR

PAR_OWN

OWNERSOWN

OWN

PAR


Objeto Geográfico

Shape (FID) Diameter Length

12 47.58

Shape

3632

Shape Coordinates

3632

Business table Feature table


Geometrías en la BDE: Puntos (p)

Singular Multiparte

WELL_FIELDS

SHAPEName

WBS-1LHR-32ANC-40


Geometrías en la BDE: Líneas (s and l) Una línea puede cruzarce sobre si misma (s)

Parte simple

Multiparte

Una línea simple no puede cruzarce sobre si misma (l) Parte simple

Multiparte


Geometrías en la BDE: Area (a)

Parte singular, polígonos Multiparte, polígonos


Geometrías en la BDE: La adyacencia es almacenada de manera redundante

Una sola línea Redundancia


Coordenadas

Todas las coordenas estan compuestas de cuatro partes

X - obligatoria

Y - obligatoria

Z (3) - opcional

Measure (M) - - opcional

(X) 484,712

(Y) 3,778,964

(Z) 389

(M) 4:12


Funciones en la BDE: Disjunto

Point/Point

Line/Line

Polygon/Polygon


Funciones en la BDE: Toquen

Point/Line

Point/Polygon

Line/Line

Line/Polygon

Polygon/Polygon


Funciones en la BDE: Crucen

Point/Line

Point/Polygon

Line/Line

Line/Polygon


Funciones en la BDE: Traslapen

Point/Point

Line/Line

Polygon/Polygon


Funciones en la BDE: Contenidos

Point/Point

Point/Line

Point/Polygon

Line/Line

Line/Polygon

Polygon/Polygon


Funciones en la BDE: Igual

Point/Point

Line/Line

Polygon/Polygon


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


Operaciones en la BDE: Intersección


Operaciones en la BDE: Diferencia


Operaciones en la BDE: Diferencia Simétrica


Operaciones en la BDE: Unión


Operaciones en la BDE: Overlay

Secondary RemainderCommon

Primary Remainder


Modelo GeoObjeto

GeoObjeto

Segmento de VíaTipoVía

dibujaDobleLinea

de laDireccion, a laDireccion


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.


Escenarios de comportamiento útil en los elementos

Adicionar y editar elementos

Valor permisible Adyacente o conectado



Adicionar y editar elementos

Arreglo espacial naturalUbicación lógica



Despliegue cartográfico



Analisis interactivo


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


Concepto e implementación de una GeoObjetos


ArchivosArchivos

CADCADGridsGrids

ImagesImages

VectorVectorFeaturesFeatures FileFile

TablesTablesTextText

TopologyTopology

Spatial Database (BDE)Spatial Database (BDE)

VectorsVectors SQL TablesSQL Tables

ImagesImages RelationshipsRelationships

RulesRules

GraphicsGraphics

TopologyTopology

AddressesAddressesCADCAD

Una nueva clase de Espacio de trabajo


OGIS Data Model


Enfoque de desarrollos

Fácil de utilizar

SIG distribuidos Internet

Arquitectura de componentes

Herramientas de desarrollo

Manejo de datos


Escalable DBMS

MSMSAccessAccess

SQLSQLServerServer

Oracle,Oracle,DB2, Informix,DB2, Informix,

SybaseSybase

Facil / BaratasFacil / Baratas

Grandes/Alto RendimientoGrandes/Alto Rendimiento


Computación escalable

CE/JAVACE/JAVA

PalmtopPalmtop

PortablePortable

DesktopDesktop

WorkstationWorkstation

ServersServers

WindowsWindows

UNIXUNIX

UsabilityUsability PocketPocket

ServiceService


Usuarios SIG

ProyectosProyectos

Datos del Datos del

proyectoproyecto

Grupos/EquiposGrupos/Equipos

DatosDepartamentales

Multi-UsuarioMulti-Usuario(Empresarial)(Empresarial)

DatosDistribuidos

SociedadSociedad

Datos Publicos

Spatial Database

OracleX

Data Server

Arc* Internet Browser

IMSHTTPServer

Application Server

BDE API

Map*

Como?

DBMS


ArcArcViewView

OracleOracle InformixInformix SQL SQL ServerServer

OpenOpenAPIAPI

ArchivosArchivosSybaseSybaseDB2DB2

Cad Cad ClientsClients

MapMap**

ArcArcInfoInfo

ExplorerExplorer

ArcSDEArcSDEArcSDEArcSDECualquier redCualquier red

Cualquier clienteCualquier clienteCualquier clienteCualquier cliente

Cualquier datoCualquier datoCualquier datoCualquier dato

BDEBDEBDEBDE

BDE


Aplicaciones

AgriculturaNegocios

Defensa

Ecologia y Conservación

AM/FM

Manejo deEmergencias

Manejo delMedio Ambiente

OT

Forestal

Salud Educación

Mineria y

Geociencias

Oceonografia

Urbanismo yPropiedad Raiz

Sensores

Remotos

Planeación

Telecomunicaciones

Transportes

RecursosHídricos

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