En el contexto de un índice espacial , una cuadrícula o malla es una teselación [ cita requerida ] regular de una variedad o superficie 2-D que la divide en una serie de celdas contiguas, a las que luego se les pueden asignar identificadores únicos y usarse para la indexación espacial. propósitos. Se ha propuesto o se utiliza actualmente una amplia variedad de dichas rejillas, incluidas rejillas basadas en celdas " cuadradas " o "rectangulares", rejillas o mallas triangulares , rejillas hexagonales y rejillas basadas en células en forma de diamante. Una " cuadrícula global " es un tipo de cuadrícula que cubre toda la superficie del globo .
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Las cuadrículas cuadradas o rectangulares se utilizan con frecuencia para propósitos tales como traducir información espacial expresada en coordenadas cartesianas ( latitud y longitud ) dentro y fuera del sistema de cuadrícula. Dichas cuadrículas pueden estar alineadas o no con las líneas de latitud y longitud de la cuadrícula; por ejemplo, los cuadrados de Marsden , los cuadrados de la Organización Meteorológica Mundial , los cuadrados c y otros están alineados, mientras que el sistema de coordenadas Universal Transverse Mercator y varios sistemas locales basados en cuadrículas, como el sistema de referencia de cuadrícula nacional británico, no lo están. En general, estas cuadrículas se dividen en dos clases, " ángulos iguales " o " áreas iguales ". Las cuadrículas que tienen " ángulos iguales " tienen tamaños de celda que son constantes en grados de latitud y longitud, pero que son desiguales en área (particularmente con latitudes variables). Cuadrículas que son de " área igual " ( cuadrículas estadísticas ), que tienen tamaños de celda que son constantes en distancia en el suelo (por ejemplo, 100 km, 10 km) pero no en grados de longitud, en particular.
Una cuadrícula triangular de uso común es la "Malla Triangular Cuaternaria" (QTM), que fue desarrollada por Geoffrey Dutton a principios de la década de 1980. Finalmente resultó en una tesis titulada "Un sistema de coordenadas jerárquicas para geoprocesamiento y cartografía" que se publicó en 1999. [1] Esta cuadrícula también se empleó como base del globo giratorio que forma parte del producto Microsoft Encarta .
También se pueden utilizar rejillas hexagonales. En general, las cuadrículas triangulares y hexagonales se construyen para acercarse mejor a los objetivos de áreas iguales (o casi) más una cobertura más uniforme a través de los polos, lo que tiende a ser un área problemática para las cuadrículas cuadradas o rectangulares ya que en estos casos, el ancho de la celda disminuye a nada en el polo y las celdas adyacentes al polo se vuelven de 3 lados en lugar de 4. Tanto Goodchild como Kimerling [2] han propuesto criterios para una cuadrícula global discreta óptima en los que las celdas de áreas iguales se consideran de primordial importancia.
Los quadtrees son una forma especializada de cuadrícula en la que la resolución de la cuadrícula varía según la naturaleza y complejidad de los datos que se van a ajustar, en todo el espacio bidimensional. Las cuadrículas polares utilizan el sistema de coordenadas polares , utilizando círculos de un radio prescrito que se dividen en sectores de un ángulo determinado. Las coordenadas se dan como el radio y el ángulo desde el centro de la cuadrícula.
En la práctica, la construcción de índices espaciales basados en cuadrículas implica la asignación de objetos relevantes a su posición o posiciones en la cuadrícula, y luego crear un índice de identificadores de objetos versus identificadores de celdas de la cuadrícula para un acceso rápido. Este es un ejemplo de un método "impulsado por el espacio" o independiente de los datos, a diferencia de un método "impulsado por los datos" o dependiente de los datos, como se analiza más detalladamente en Rigaux et al. (2002)). [3] Un índice espacial basado en cuadrícula tiene la ventaja de que la estructura del índice se puede crear primero y se pueden agregar datos de forma continua sin requerir ningún cambio en la estructura del índice; de hecho, si se utiliza una cuadrícula común para distintas actividades de recopilación e indexación de datos, dichos índices pueden fusionarse fácilmente a partir de una variedad de fuentes. Por otro lado, las estructuras basadas en datos, como los árboles R, pueden ser más eficientes para el almacenamiento de datos y la velocidad en el tiempo de ejecución de la búsqueda, aunque generalmente están vinculadas a la estructura interna de un sistema de almacenamiento de datos determinado.
El uso de dichos índices espaciales no se limita a datos digitales; La sección "índice" de cualquier atlas global o de calles comúnmente contiene una lista de características nombradas (pueblos, calles, etc.) con identificadores de cuadrícula asociados, y puede considerarse un ejemplo perfectamente aceptable de un índice espacial (en este caso, típicamente organizado por nombre de característica, aunque conceptualmente también es posible lo contrario).
Las celdas individuales de un sistema de cuadrícula también pueden ser útiles como unidades de agregación, por ejemplo como precursor del análisis de datos, presentación, mapeo, etc. Para algunas aplicaciones (por ejemplo, análisis estadístico), pueden preferirse celdas de áreas iguales, aunque para otros esto puede no ser una consideración primordial.
En informática, a menudo es necesario descubrir todas las celdas por las que pasa un rayo en una cuadrícula (para trazado de rayos o detección de colisiones); esto se llama "recorrido de la red".