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Análisis de búfer

En los sistemas de información geográfica (SIG) y el análisis espacial , el análisis de zona de amortiguamiento es la determinación de una zona alrededor de una característica geográfica que contiene ubicaciones que se encuentran dentro de una distancia específica de esa característica, la zona de amortiguamiento (o simplemente zona de amortiguamiento ). [1] Un buffer es probablemente la herramienta más utilizada dentro de los métodos de análisis de proximidad . [2]

Historia

La operación de buffer ha sido una parte central de la funcionalidad SIG desde los paquetes de software SIG integrados originales de finales de los años 1970 y principios de los 1980, como ARC/INFO , Odyssey y MOSS . Aunque ha sido una de las operaciones SIG más utilizadas en los años siguientes, en una amplia variedad de aplicaciones, se han publicado pocas investigaciones sobre la herramienta en sí, excepto el desarrollo ocasional de un algoritmo más eficiente. [3]

Algoritmo básico

Diagrama que muestra la construcción de una zona de influencia (rojo) de una entidad de polilínea (azul)

El método fundamental para crear una zona de influencia alrededor de una característica geográfica almacenada en un modelo de datos vectoriales , con un radio dado r , es el siguiente: [4]

  1. Crea un búfer circular alrededor de cada vértice
  2. Cree un rectángulo a lo largo de cada segmento de línea creando un segmento de línea duplicado compensando la distancia r perpendicular a cada lado.
  3. Fusiona o disuelve los rectángulos y círculos en un solo polígono.

Las implementaciones de software de la operación de buffer normalmente utilizan modificaciones de esta estrategia para procesar de manera más eficiente y precisa.

En Matemáticas, la operación de la zona de influencia SIG es una suma (o diferencia) de Minkowski de una geometría y un disco. Otros términos utilizados: Desplazamiento de un polígono. [5]

Distancia plana versus geodésica

Las implementaciones tradicionales asumían que la zona de influencia se estaba creando en un espacio de coordenadas cartesianas planas (es decir, creado mediante una proyección cartográfica ) usando geometría euclidiana , porque las matemáticas y el cálculo involucrados son relativamente simples, lo cual era importante dada la potencia de cálculo disponible a finales de los años 1970. Debido a las distorsiones inherentes causadas por las proyecciones cartográficas, la zona de influencia calculada de esta manera no será idéntica a la dibujada en la superficie de la Tierra; a escala local, la diferencia es insignificante, pero a escalas mayores, el error puede ser significativo.

Algunos software actuales, como Esri ArcGIS Pro , ofrecen la opción de calcular zonas de influencia usando distancia geodésica , usando un algoritmo similar pero calculado usando trigonometría esférica , incluyendo la representación de las líneas entre vértices como círculos máximos . [4] Otras implementaciones utilizan una solución alternativa reproyectando primero la característica en una proyección que minimice la distorsión en esa ubicación y luego calculando la zona de influencia plana. [6]

Opciones

El software SIG puede ofrecer variaciones del algoritmo básico, que pueden resultar útiles en diferentes aplicaciones: [1]

Ver también

enlaces externos

Referencias

  1. ^ ab de Smith, Michael J.; Goodchild, Michael F.; Longley, Paul A. (2018). "4.4.5 Almacenamiento en búfer". Análisis geoespacial: una guía completa de principios, técnicas y herramientas de software (6ª ed.).
  2. ^ Wade, T. y Smmer, S. eds. SIG de la A a la Z
  3. ^ Bhatia, Sumeet; Viral, Viral; Choksi, Deepak; Venkatachalam, P. (2012). "Un algoritmo para generar zonas de influencia geométricas para capas de entidades vectoriales". Ciencia de la información geoespacial . 16 (2): 130-138. doi : 10.1080/10095020.2012.747643 .
  4. ^ ab "Cómo funciona el búfer (análisis)". Documentación de ArcGIS Pro . Esri . Consultado el 16 de marzo de 2021 .
  5. ^ "CGAL 5.6 - Sumas de Minkowski 2D: Manual del usuario". doc.cgal.org . Consultado el 21 de noviembre de 2023 .
  6. ^ "ST_Buffer". Documentación PostGIS . Archivado desde el original el 7 de mayo de 2021 . Consultado el 2 de noviembre de 2012 .