Álgebra de mapas
El álgebra de mapas es un álgebra para manipular datos geográficos , principalmente campos . Desarrollado por la Dra. Dana Tomlin y otros a fines de la década de 1970, es un conjunto de operaciones primitivas en un sistema de información geográfica (GIS) que permite que una o más capas raster ("mapas") de dimensiones similares produzcan una nueva capa raster ( mapa) utilizando operaciones matemáticas o de otro tipo, como la suma, la resta, etc.
Antes de la llegada de GIS, el principio de superposición se había desarrollado como un método para superponer literalmente diferentes mapas temáticos (típicamente un mapa isarítmico o un mapa crocromático ) dibujados en una película transparente (por ejemplo, acetato de celulosa ) para ver las interacciones y encontrar ubicaciones con características específicas. combinaciones de características. [1] La técnica fue desarrollada en gran parte por arquitectos paisajistas y urbanistas , comenzando con Warren Manning y más refinada y popularizada por Jaqueline Tyrwhitt , Ian McHarg y otros durante las décadas de 1950 y 1960. [2] [3] [4]
A mediados de la década de 1970, el estudiante de arquitectura paisajista C. Dana Tomlin desarrolló algunas de las primeras herramientas para el análisis de superposición en ráster como parte del proyecto IMGRID en el Laboratorio de Gráficos por Computadora y Análisis Espacial de Harvard , que finalmente transformó en el Paquete de Análisis de Mapas. (MAP), un SIG raster popular durante la década de 1980. Mientras era estudiante de posgrado en la Universidad de Yale , Tomlin y Joseph K. Berry reconceptualizaron estas herramientas como un modelo matemático, que en 1983 llamaron "álgebra de mapas". [5] [6] Este esfuerzo fue parte del desarrollo de modelos cartográficos de Tomlin., una técnica para utilizar estas operaciones de trama para implementar los procedimientos de superposición manual de McHarg. Aunque las operaciones básicas se definieron en su tesis doctoral de 1983, Tomlin había refinado los principios del álgebra de mapas y el modelado cartográfico a su forma actual en 1990. [7] [8] Aunque el término modelado cartográfico no ha ganado una aceptación tan amplia como los sinónimos como el análisis de idoneidad, el modelado de idoneidad y la toma de decisiones de criterios múltiples, el "álgebra de mapas" se convirtió en una parte central de GIS. Debido a que Tomlin lanzó el código fuente a MAP, sus algoritmos se implementaron (con diversos grados de modificación) como el conjunto de herramientas de análisis de casi todos los paquetes de software GIS raster a partir de la década de 1980, incluido GRASS, IDRISI (ahora TerrSet ), y el módulo GRID de ARC/INFO (posteriormente incorporado al módulo Spatial Analyst de ArcGIS).
Esta implementación generalizada condujo aún más al desarrollo de muchas extensiones para el álgebra de mapas, luego de los esfuerzos para extender el modelo de datos ráster , como agregar nuevas funciones para analizar cuadrículas tridimensionales y espaciotemporales. [9] [10]
Al igual que otras estructuras algebraicas , el álgebra de mapas consta de un conjunto de objetos (el dominio ) y un conjunto de operaciones que manipulan esos objetos con cierre (es decir, el resultado de una operación está en sí mismo en el dominio, no algo completamente diferente). En este caso, el dominio es el conjunto de todos los "mapas" posibles, que generalmente se implementan como cuadrículas raster . Una cuadrícula ráster es una matriz bidimensional de celdas (Tomlin las llamó ubicaciones o puntos ), cada celda ocupa un área cuadrada del espacio geográfico y está codificada con un valor que representa la propiedad medida de un fenómeno geográfico dado (generalmente un campo) en ese lugar. Cada operación 1) toma una o más cuadrículas ráster como entradas, 2) crea una cuadrícula de salida con geometría de celda coincidente, 3) escanea cada celda de la cuadrícula de entrada (o celdas coincidentes espacialmente de múltiples entradas), 4) realiza la operación en los valores de celda y escribe el resultado en la celda correspondiente en la cuadrícula de salida. [7] Originalmente, se requería que las cuadrículas de entrada y salida tuvieran la misma geometría de celda (es decir, cubriendo la misma extensión espacial con la misma disposición de celda, de modo que cada celda se corresponda con entradas y salidas), pero muchas implementaciones SIG modernas no lo tienen. no requieren esto, realizando la interpolación según sea necesario para derivar valores en las ubicaciones correspondientes. [11]
