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Análisis de buffer

En los sistemas de información geográfica (SIG) y el análisis espacial , el análisis de zona de influencia 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 influencia (o simplemente zona de influencia ). [1] Una zona de influencia es probablemente la herramienta más utilizada dentro de los métodos de análisis de proximidad . [2]

Historia

La operación buffer ha sido una parte fundamental de la funcionalidad de los SIG desde los paquetes de software SIG integrados originales de finales de los años 1970 y principios de los años 1980, como ARC/INFO , Odyssey y MOSS . Aunque ha sido una de las operaciones SIG más utilizadas en los años posteriores, en una amplia variedad de aplicaciones, ha habido poca investigación publicada sobre la herramienta en sí, excepto por el desarrollo ocasional de un algoritmo más eficiente. [3]

Algoritmo básico

Diagrama que muestra la construcción de un búfer (rojo) de una entidad de polilínea (azul)

El método fundamental para crear un buffer 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. Crea un rectángulo a lo largo de cada segmento de línea creando un segmento de línea duplicado desplazado la distancia r perpendicular a cada lado.
  3. Fusionar o disolver los rectángulos y círculos en un solo polígono.

Las implementaciones de software de la operación de búfer generalmente utilizan alteraciones de esta estrategia para procesar de manera más eficiente y precisa.

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

Distancia plana vs. distancia geodésica

Las implementaciones tradicionales asumían que el búfer se estaba creando en un espacio de coordenadas cartesianas planas (es decir, creado por una proyección de mapa ) utilizando geometría euclidiana , porque las matemáticas y los cálculos involucrados son relativamente simples, lo que era importante dada la potencia informática disponible a fines de la década de 1970. Debido a las distorsiones inherentes causadas por las proyecciones de mapas, el búfer calculado de esta manera no será idéntico a uno dibujado en la superficie de la Tierra; a escala local, la diferencia es insignificante, pero a escalas mayores, el error puede ser significativo.

Algunos programas actuales, como Esri ArcGIS Pro , ofrecen la opción de calcular zonas de influencia utilizando la distancia geodésica , utilizando un algoritmo similar pero calculado utilizando trigonometría esférica , incluida la representación de las líneas entre los vértices como círculos máximos . [4] Otras implementaciones utilizan una solución alternativa al reproyectar primero la entidad a una proyección que minimice la distorsión en esa ubicación y luego calcular la zona de influencia planar. [6]

Opciones

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

Véase también

Enlaces externos

Referencias

  1. ^ de Smith, Michael J.; Goodchild, Michael F.; Longley, Paul A. (2018). "4.4.5 Buffering". Análisis geoespacial: una guía completa de principios, técnicas y herramientas de software (6.ª ed.).
  2. ^ Wade, T. y Smmer, S. eds. SIG de la A a la Z
  3. ^ Bhatia, Sumeet; Vira, Viral; Choksi, Deepak; Venkatachalam, P. (2012). "Un algoritmo para generar zonas de influencia geométricas para capas de características vectoriales". Geo-spatial Information Science . 16 (2): 130–138. doi : 10.1080/10095020.2012.747643 .
  4. ^ ab "Cómo funciona el análisis de zonas de influencia". 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 de PostGIS . Archivado desde el original el 2021-05-07 . Consultado el 2012-11-02 .