7.1: Análisis de una sola capa

Objetivos de aprendizaje

• El objetivo de esta sección es familiarizarse con conceptos y términos relacionados con la variedad de técnicas de análisis de superposición única disponibles para analizar y manipular los atributos espaciales de un dataset de entidades vectoriales.

Como su nombre indica, los análisis de una sola capa son aquellos que se llevan a cabo en un dataset de entidades individual. El almacenamiento en búfer es el proceso de crear una capa poligonal de salida que contiene una zona (o zonas) de un ancho especificado alrededor de un punto de entrada, línea o entidad poligonal. Los búferes son especialmente adecuados para determinar el área de influencia alrededor de las características de interés. El geoprocesamiento es un conjunto de herramientas proporcionadas por muchos paquetes de software de sistemas de información geográfica (SIG) que permiten al usuario automatizar muchas de las tareas mundanas asociadas con la manipulación de datos SIG. El geoprocesamiento generalmente implica la entrada de uno o más datasets de entidades, seguido de un análisis espacialmente explícito y dando como resultado un dataset de entidades de salida.

Buffering

Los búferes son herramientas comunes de análisis de vectores que se utilizan para abordar cuestiones de proximidad en un SIG y se pueden usar en puntos, líneas o polígonos (Figura 7.1 “Zonas de influencia alrededor de entidades de puntos rojos, líneas y polígonos”). Por ejemplo, supongamos que un administrador de recursos naturales quiere asegurarse de que no se altere ninguna área dentro de los 1,000 pies del hábitat reproductivo de la mosca amante de las flores de Delhi Sands en peligro federal (Rhaphiomidas terminatus abdominalis). Esta especie se encuentra solo en las pocas formaciones de suelo de Delhi Sands restantes del oeste de Estados Unidos. Para llevar a cabo esta tarea, se podría crear una zona de protección de 1,000 pies (buffer) alrededor de todas las ubicaciones de puntos observados de la especie. Alternativamente, el gerente puede decidir que no hay suficiente información de ubicación específica de punto relacionada con esta rara especie y decidir proteger todas las formaciones de suelo de Delhi Sands. En este caso, él o ella podría crear un búfer de 1,000 pies alrededor de todos los polígonos etiquetados como “Delhi Sands” en un conjunto de datos de formaciones de suelo. En cualquier caso, el uso de búferes proporciona una herramienta rápida y fácil para determinar qué áreas deben mantenerse como hábitat preservado para la mosca en peligro de extinción.

Figura 7.1 Zonas de influencia alrededor de entidades rojas de punto, línea y polígono

Varias opciones de almacenamiento en búfer están disponibles para refinar la salida. Por ejemplo, la herramienta de zona de influencia normalmente solo tendrá un búfer de entidades seleccionadas. Si no se selecciona ninguna entidad, todas las entidades se guardarán en búfer. Dos tipos principales de búferes están disponibles para los usuarios de SIG: ancho constante y ancho variable. Los búferes de ancho constante requieren que los usuarios ingresen un valor mediante el cual las entidades están almacenadas en búfer (Figura 7.1 “Zonas de influencia alrededor de entidades de punto rojo, línea y polígono”), tal como se ve en los ejemplos del párrafo anterior. Los búferes de ancho variable, por otro lado, llaman a un campo de búfer prefabricado dentro de la tabla de atributos para determinar el ancho de búfer para cada entidad específica en el dataset (Figura 7.2 “Opciones de búfer adicionales alrededor de entidades rojas: (a) Buffers de ancho variable, (b) Búferes de anillo múltiple, (c) Tampón Donut, (d) Tampón de Retorno, (e) Tampón No Disuelto, (f) Tampón Disuelto”).

Además, los usuarios pueden optar por disolver o no disolver los límites entre áreas de búfer coincidentes superpuestas. Se pueden hacer múltiples búferes de anillo de tal manera que se cree una serie de zonas de búfer concéntricas (muy parecidas a un objetivo de tiro con arco) alrededor de la entidad de origen a distancias especificadas por el usuario (Figura 7.2 “Opciones de búfer adicionales alrededor de entidades rojas: (a) Bufferes de ancho variable, (b) Múltiples búferes de anillo Tampón Donut, (d) Tampón de Retorno, (e) Tampón No Disuelto, (f) Tampón Disuelto”). En el caso de las capas poligonales, se pueden crear zonas de influencia que incluyan la entidad poligonal de origen como parte del búfer o se creen como un búfer de rosquilla que excluye el área del polígono de entrada. Los búferes de retroceso son similares a los búferes de rosquilla; sin embargo, solo amortiguan el área dentro del límite del polígono. Las entidades lineales se pueden almacenar en búfer en ambos lados de la línea, solo a la izquierda o solo a la derecha. Las entidades lineales también se pueden almacenar en búfer para que los puntos finales de la línea sean redondeados (terminando en un semicírculo) o planos (terminando en un rectángulo).

Figura 7.2 Opciones de búfer adicionales alrededor de las características rojas: (a) Bufferes de ancho variable, (b) Búferes de anillo múltiple, (c) Búfer de rosquilla, (d) Buffer de retroceso, (e) Buffer no disuelto, (f) Tampón disuelto

Operaciones de geoprocesamiento

“Geoprocesamiento” es un término cargado en el campo del SIG. El término puede (y debe) aplicarse ampliamente a cualquier intento de manipular datos SIG. Sin embargo, el término entró en uso común debido a su aplicación a un conjunto algo arbitrario de técnicas analíticas de capa única y múltiples en el asistente de geoprocesamiento del paquete de software ArcView de ESRI a mediados de la década de 1990. Independientemente, el conjunto de herramientas de geoprocesamiento disponibles en un SIG amplía y simplifica en gran medida muchos de los procesos de administración y manipulación asociados con datasets de entidades vectoriales. El uso principal de estas herramientas es automatizar las necesidades repetitivas de preprocesamiento de los análisis espaciales típicos y ensamblar representaciones gráficas exactas para su posterior análisis y/o inclusión en presentaciones y productos finales de mapeo. Los métodos de unión, intersección, diferencia simétrica y superposición de identidad descritos en la Sección 7.2.2 “Otras opciones de geoprocesamiento multicapa” se utilizan a menudo junto con estas herramientas de geoprocesamiento. A continuación se muestran las herramientas de geoprocesamiento más comunes.

La operación de disolución combina entidades poligonales adyacentes en un dataset de entidades único basado en un único atributo predeterminado. Por ejemplo, la parte (a) de la Figura 7.3 “Funciones de geoprocesamiento de una sola capa” muestra los límites de siete parcelas de tierra diferentes, propiedad de cuatro familias diferentes (etiquetadas del 1 al 4). La herramienta de disolución combina automáticamente todas las entidades adyacentes con los mismos valores de atributo. El resultado es una capa de salida con la misma extensión que la original pero sin todos los segmentos de línea innecesarios e intermedios. La capa de salida disuelta es mucho más fácil de interpretar visualmente cuando el mapa se clasifica de acuerdo con el campo disuelto.

La operación anexar crea una capa poligonal de salida combinando la extensión espacial de dos o más capas (parte (d) de la Figura 7.3 “Funciones de geoprocesamiento de una sola capa”). Para su uso con datasets de punto, línea y polígono, la capa de salida será del mismo tipo de entidad que las capas de entrada (que también deben ser del mismo tipo de entidad). A diferencia de la herramienta de disolución, anexar no elimina las líneas de contorno entre las capas anexadas (en el caso de líneas y polígonos). Por lo tanto, a menudo es útil realizar una disolución después del uso de la herramienta anexar para eliminar estas líneas divisorias potencialmente innecesarias. Append se usa con frecuencia para mosaicos de capas de datos, como los mapas topográficos digitales del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) de 7.5 minutos, para crear un solo mapa para su análisis y/o visualización.

La operación de selección crea una capa de salida basada en una consulta definida por el usuario que selecciona entidades particulares de la capa de entrada (parte (f) de la Figura 7.3 “Funciones de geoprocesamiento de una sola capa”). La capa de salida contiene solo aquellas entidades que se seleccionan durante la consulta. Por ejemplo, un urbanista puede optar por realizar una selección en todas las áreas que están divididas en zonas “residenciales” para que pueda evaluar rápidamente qué áreas de la ciudad son adecuadas para un desarrollo de vivienda propuesto.

Por último, la operación de fusión combina entidades dentro de una capa de punto, línea o polígono en una sola entidad con información de atributo idéntica. A menudo, las características originales tendrán diferentes valores para un atributo dado. En este caso, el primer atributo encontrado se traslada a la tabla de atributos y se pierden los atributos restantes. Esta operación es particularmente útil cuando se descubre que los polígonos se superponen involuntariamente. Merge combinará convenientemente estas características en una sola entidad.

Figura 7.3 Funciones de geoprocesamiento de una sola capa

Claves para llevar

• Las zonas de influencia se utilizan con frecuencia para crear zonas de un ancho especificado alrededor de puntos, líneas y polígonos.
• Las opciones de almacenamiento en búfer de vectores incluyen anchuras constantes o variables, anillos múltiples, donas, contratiempos y disolución.
• Las operaciones comunes de geoprocesamiento de una sola capa en capas vectoriales incluyen disolver, fusionar, anexar y seleccionar.

Ejercicios

1. Enumere y describa las diversas opciones de búfer disponibles en un SIG.
2. ¿Por qué podría utilizar las diversas operaciones de geoprocesamiento para responder preguntas espaciales relacionadas con su campo de estudio particular?