Conceptos básicos de clases de entidad

Las clases de entidad son conjuntos homogéneos de entidades comunes, cada una con la misma representación espacial, tal como puntos, líneas o polígonos y un conjunto común de columnas de atributos, por ejemplo, una clase de entidad de línea para representar las líneas de centro de carreteras. Las cuatro clases de entidad que se utilizan con mayor frecuencia son puntos, líneas, polígonos y anotaciones (un término para referirse al texto del mapa).

En la siguiente ilustración, se utilizan para representar cuatro datasets para la misma área:

• Ubicaciones de tapas de alcantarillas como puntos
• Líneas de alcantarillado
• Polígonos de parcela
• Anotación de nombres de calles

En este diagrama, también puede ver el posible requisito para modelar algunas propiedades de entidades avanzadas. Por ejemplo, las líneas de alcantarillado y las ubicaciones de las alcantarillas constituyen una red de drenajes pluviales, un sistema con el que se pueden modelar escorrentías y flujos. Además, tenga en cuenta de qué manera las parcelas adyacentes comparten los límites comunes. La mayoría de los usuarios de parcelas desean mantener la integridad de los límites de las entidades compartidas en los datasets mediante una topología.

Como se mencionó anteriormente, los usuarios a menudo deben modelar tales relaciones espaciales y comportamientos en los datasets geográficos. En estos casos, puede extender estas clases de entidades básicas agregando una cantidad de elementos de geodatabase avanzados, tales como topologías, datasets de red y terrenos.

Tipos de clases de entidad

Las entidades vector (objetos geográficos con geometría vector) son datasets geográficos versátiles y frecuentemente utilizados, ideales para representar entidades con límites discretos, tales como calles, estados y parcelas. Una entidad es un objeto que almacena su representación geográfica, que generalmente es un punto, una línea o un polígono, como una de sus propiedades (o campos) en la fila. En ArcGIS, las clases de entidad son conjuntos homogéneos de entidades con una representación espacial común y un conjunto de atributos almacenados en una tabla de base de datos, por ejemplo, una clase de entidad de línea para representar las líneas de centro de carreteras.

Nota:

Cuando crea una clase de entidad, se le solicita que establezca el tipo de entidades para definir el tipo de clase de entidad (punto, multipunto, polilínea o multiparche).

Generalmente, las clases de entidad son conjuntos temáticos de puntos, líneas o polígonos, pero existen siete tipos de clases de entidad. Los primeros tres son compatibles en las bases de datos y geodatabases. Los últimos cuatro solo son compatibles en las geodatabases.

• Puntos: entidades que son demasiado pequeñas para representarse como líneas o polígonos, así como también como ubicaciones de puntos (por ejemplo, observaciones del GPS).
• Líneas: representan la forma y la ubicación de objetos geográficos, tales como líneas centrales de calles y arroyos, también, demasiado estrechos para mostrarlos como áreas. Las líneas también se utilizan para representar las entidades que tienen longitud pero no área, tales como las líneas de curvas de nivel y los límites.
• Polígonos: un conjunto de entidades de área de muchos lados que representa la forma y la ubicación de tipos de entidades homogéneas tales como estados, condados, parcelas, tipos de suelo y zonas de uso del suelo.
• Anotación: texto de mapa que incluye las propiedades para la forma en que se representa el texto. Por ejemplo, además de la cadena de texto de cada anotación, se incluyen otras propiedades tales como los puntos de forma para colocar el texto, la fuente y el tamaño de punto y otras propiedades de visualización. La anotación también puede estar vinculada a la entidad y puede contener subclases.
• Dimensiones: un tipo especial de anotación que muestra longitudes o distancias específicas, por ejemplo, para indicar la longitud de un lado de un edificio, un límite de la parcela de tierra o la distancia entre dos entidades. Las dimensiones se utilizan mucho en diseño, ingeniería y aplicaciones de instalaciones para SIG.

  

• Multipuntos: entidades que están compuestas por más de un punto. Los multipuntos generalmente se utilizan para administrar conjuntos de colecciones de puntos muy grandes, tales como clusters de puntos LIDAR, que pueden contener, literalmente, miles de millones de puntos. No es factible utilizar una sola fila para semejante geometría de punto. Al agruparlas en filas multipunto se habilita a la geodatabase a controlar los conjuntos de puntos masivos.

  

• Multiparches: una geometría 3D que se utiliza para representar la superficie externa, o shell, de las entidades que ocupan un área o volumen discreto en un espacio tridimensional. Los multiparches constituyen anillos y triángulos 3D de plano que se utilizan combinados para modelar un shell tridimensional. Puede utilizar multiparches para representar cualquier cosa, desde objetos simples, como esferas y cubos, hasta objetos complejos, como isosuperficies y edificios.

  

• Objeto 3D: geometría 3D especializada en la representación de formatos adicionales compatibles, como materiales, a lo largo de la superficie externa, o shell, de las entidades que ocupan un área o volumen discreto en un espacio tridimensional. Puede utilizar objetos 3D para representar materiales con un alto nivel de detalle para admitir características estéticas como brillo o rugosidad. Puede utilizarlos en objetos simples o avanzados, como esferas y cubos, y estructuras complejas, como isosuperficies y materiales de construcción. Los objetos 3D utilizan tablas asociadas avanzadas para almacenar varios componentes de materiales. Estas tablas, junto con anillos y triángulos 3D planos, se utilizan combinados para modelar un shell tridimensional.

Geometría de entidad y coordenadas de entidad

Las clases de entidad contienen tanto la forma geométrica de cada entidad como los atributos descriptivos. Cada geometría de entidad está principalmente definida por su tipo de entidad (punto, línea o polígono). Pero también se pueden definir propiedades geométricas adicionales. Por ejemplo, las entidades pueden ser de parte simple o multiparte, tener vértices 3D, tener medidas lineales (denominadas valores m) y contener curvas definidas en forma paramétrica. Esta sección proporciona una breve vista general de estas capacidades.

Líneas y polígonos de parte simple y multiparte

Es posible que las clases de entidad de línea y poligonal estén compuestas de partes simples o de partes múltiples. Por ejemplo, un estado puede contener varias partes (las islas de Hawái) pero considerarse como una sola entidad de estado.

Vértices, segmentos, elevación y mediciones

La geometría de entidad está principalmente compuesta de vértices de coordenadas. Los segmentos en las entidades de línea y poligonales abarcan vértices. Los segmentos pueden ser bordes rectos o curvas definidas en forma paramétrica. Los vértices en las entidades también pueden incluir valores z para representar las medidas de elevación y valores m para representar las medidas a lo largo de las entidades de línea.

Tipos de segmentos en las entidades poligonales y de línea

Las líneas y los polígonos están definidos por dos elementos clave: una lista ordenada de vértices que definen la forma de la línea o el polígono y los tipos de segmentos de línea que se utilizan entre cada par de vértices. Cada línea y polígono es un conjunto de vértices ordenados que se pueden conectar para constituir la forma geométrica. Otra manera de expresar cada línea y polígono es como una serie ordenada de segmentos conectados en los que cada segmento tiene un tipo: línea recta, arco circular, arco elíptico o curva de Bézier.

El tipo de segmento predeterminado es una línea recta entre dos vértices. Sin embargo, cuando necesite definir curvas o formas paramétricas, tiene tres tipos de segmentos adicionales que se pueden definir: arcos circulares, arcos elípticos y curvas de Bézier. Estas formas generalmente se utilizan para representar los entornos creados tales como los límites de parcelas y carreteras.

Mediciones verticales mediante los valores z

Las coordenadas de entidad pueden incluir vértices X,Y y X,Y,Z. Los valores Z se utilizan comúnmente para representar las elevaciones, pero pueden representar otras medidas como las precipitaciones anuales o la calidad del aire.

Las entidades pueden tener coordenadas X,Y y, opcionalmente, valores de elevación z agregados.

Mediciones lineales mediante los valores m

Los vértices de entidades lineales también pueden incluir valores m. Algunas aplicaciones SIG utilizan un sistema de medición lineal para interpolar las distancias a lo largo de entidades lineales, tales como carreteras, arroyos y tuberías. Puede asignar un valor m a cada vértice en una entidad. Un ejemplo común es un sistema de medida de mojones de carretera utilizado por los departamentos de transporte para registrar las condiciones del pavimento, los límites de la velocidad, las ubicaciones de accidentes y otros incidentes a lo largo de las carreteras. Dos unidades de medida comúnmente utilizadas son la distancia de hitos desde una ubicación establecida, tal como una línea de condado y la distancia desde un marcador de referencia.

Los vértices para las mediciones pueden ser x,y,m o x,y,z,m.

A menudo, a la compatibilidad para estos tipos de datasets se la denomina referenciación lineal. El proceso de geolocalización de eventos que ocurren a lo largo de estos sistemas de medición se denomina segmentación dinámica.

Las coordenadas medidas forman los bloques de construcción para estos sistemas. En la implementación de referenciación lineal en ArcGIS, el término ruta hace referencia a cualquier entidad lineal como, por ejemplo, una calle de la ciudad, carretera, río o tubería, que tenga un identificador único y un sistema de medición común a lo largo de cada entidad lineal. Un conjunto de rutas con un sistema de medición común se puede crear en una clase de entidad de línea.

Tolerancias de la entidad

La precisión de ubicación y la admisión de un marco de administración de datos de alta precisión son fundamentales en la administración de datos SIG. Un requisito clave es la capacidad de almacenar información de coordenadas con suficiente precisión. La precisión de una coordenada describe la cantidad de dígitos que se utilizan para registrar la ubicación. Esto define la resolución a la que se adquieren y administran los datos espaciales.

Debido a que las geodatabases y bases de datos pueden registrar coordenadas de alta precisión, los usuarios pueden crear los datasets con altos niveles de exactitud y con mayor resolución a medida que las herramientas de captura de datos y los sensores mejoran con el transcurso del tiempo (entrada de datos de topografía e ingeniería civil, captura de datos catastrales y de COGO, mayor resolución de las imágenes, LIDAR, planos de construcción de CAD, etc.).

ArcGIS registra las coordenadas mediante números enteros y puede manejar las ubicaciones con alta precisión. En varias operaciones de ArcGIS, las coordenadas de entidades se procesan y administran mediante algunas propiedades geométricas clave. Estas propiedades se definen durante la creación de cada clase de entidad o dataset de entidad.

Las siguientes propiedades geométricas ayudan a definir la resolución de coordenadas y las tolerancias de procesamiento que se utilizaron en varios procesamientos espaciales y operaciones geométricas:

• Resolución x,y: precisión con la que se registran las coordenadas en una clase de entidad
• Tolerancia x,y: una tolerancia cluster utilizada para agrupar entidades con geometría coincidente; se utiliza en topología, superposición de entidades y operaciones relacionadas.
• Tolerancia z y resolución z: las propiedades de tolerancia y resolución para la dimensión de coordenadas verticales en datasets 3D (por ejemplo, una medida de elevación)
• Tolerancia m y resolución m: las propiedades de tolerancia y resolución para las medidas a lo largo de las entidades de línea utilizadas en los datasets de referenciación lineal (por ejemplo, la distancia a lo largo de una carretera en metros)

Resolución x,y

La resolución x,y de una clase de entidad o un dataset de entidad es la precisión numérica que se utiliza para almacenar los valores de las coordenadas x,y. La precisión es importante para una exacta representación, análisis y representación cartográfica de la entidad.

La resolución x,y define la cantidad de posiciones decimales o dígitos significativos que se utilizan para almacenar las coordenadas de entidad (en X y en Y). Puede considerar que la resolución define una malla de cuadrícula muy fina en la que se alinean todas las coordenadas. Los valores de coordenadas en realidad se almacenan y operan como enteros en ArcGIS. Por lo tanto, algunas veces esta malla de cuadrícula se conoce como cuadrícula de enteros o cuadrícula de coordenadas.

La resolución define la distancia entre la malla en una cuadrícula de coordenadas en la que se ajustan todas las coordenadas. La resolución x,y se expresa en las unidades de los datos (según el sistema de coordenadas), tal como en pies de plano de estado, metros UTM o metros Albers.

La resolución x,y predeterminada para las clases de entidad es de 0,0001 metros o su equivalente en las unidades del sistema de coordenadas del dataset. Por ejemplo, si una clase de entidad está almacenada en pies del plano de estado, la precisión predeterminada es 0,0003281 pies (0,003937 pulgadas). Si las coordenadas están en latitud-longitud, la resolución x,y predeterminada es 0,000000001 grados.

El siguiente gráfico proporciona una vista conceptual de una cuadrícula de coordenadas en la que todos los valores de coordenadas se alinean a la malla de cuadrícula. La cuadrícula cubre la extensión de cada dataset. La finura de esta malla (la distancia entre las líneas en la cuadrícula) está definida por la resolución x,y que es muy pequeña.

Si es necesario, puede invalidar el valor de la resolución x,y predeterminado y establecer otro para cada clase de entidad o dataset de entidad. Es posible que al establecer un valor de resolución x,y más pequeño, aumente el almacenamiento de datos y el tiempo de procesamiento de los datasets en comparación con aquellos que utilizan valores más grandes para la resolución x,y.

Tolerancia x,y

Cuando cree una nueva clase de entidad, se le solicitará que establezca la tolerancia x,y. La tolerancia x,y se utiliza para establecer la distancia mínima entre las coordenadas en las operaciones de clustering, tales como validación de topología, generación de zona de influencia, superposición poligonal, y también algunas operaciones de edición.

La tolerancia x,y influye en las operaciones de procesamientos de entidades, ésta determina la distancia mínima de separación de todas las coordenadas de las entidades (nodos y vértices) durante dichas operaciones. Por definición, también define la distancia en que se puede mover una coordenada en x o y (o las dos) durante las operaciones de clustering.

La tolerancia x,y es una distancia extremadamente pequeña (el valor predeterminado es 0,001 metros en unidades en el terreno). Se utiliza para resolver las ubicaciones de intersección inexactas de las coordenadas durante las operaciones de clustering. Cuando procesa las clases de entidad mediante operaciones de geometría, las coordenadas cuyas distancias X e Y se encuentran dentro de la tolerancia x,y mutua son coincidentes (en otras palabras, comparten la misma ubicación x,y). De este modo, las coordenadas agrupadas se mueven a una ubicación común.

Generalmente, las coordenadas menos exactas se mueven a la ubicación de las coordenadas más exactas, o se calcula una nueva ubicación como una distancia promedio ponderada entre las coordenadas en el cluster. Es estos casos, la distancia promedio ponderada se basa en las clasificaciones de exactitud de las coordenadas agrupadas.

Para obtener más información acerca de cómo se establecen las clasificaciones de exactitud para cada clase de entidad, consulte Topología en ArcGIS.

El proceso de clustering funciona con un movimiento a través del mapa para identificar clústeres de coordenadas que caen dentro de la tolerancia x,y de otras. ArcGIS utiliza este algoritmo para descubrir, borrar y administrar geometrías compartidas entre las entidades. Esto significa que las coordenadas son coincidentes (y se alinean a la misma ubicación de coordenadas compartida). Esto es fundamental para muchas operaciones y conceptos SIG.

La distancia máxima que se puede mover una coordenada a su nueva ubicación durante dichas operaciones es la raíz cuadrada del doble de la tolerancia x,y. El algoritmo de clustering es iterativo; por lo tanto, en algunos casos, las ubicaciones de coordenadas pueden moverse más que esta distancia.

La tolerancia x,y predeterminada se establece en 0,001 metros o su equivalente en las unidades del sistema de coordenadas del mundo real del dataset (en otras palabras, 0,001 metros en el terreno). Por ejemplo, si el sistema de coordenadas está registrado en pies de plano de estado, la tolerancia x,y predeterminada es 0,003281 pies (0,03937 pulgadas).

El valor predeterminado para la tolerancia x,y es 10 veces la resolución x,y predeterminada y esto es lo que se recomienda en la mayoría de los casos. Tiene la opción de establecer un valor de tolerancia más grande para los datos que tienen menos exactitud de coordenadas o un valor más pequeño para un dataset con una exactitud extremadamente alta.

Es importante tener en cuenta que la tolerancia x,y no tiene como propósito generalizar formas geométricas. Por el contrario, se propone integrar el trabajo de línea y los límites durante las operaciones topológicas. Esto significa integrar las coordenadas que caen dentro de distancias muy pequeñas entre sí. Como las coordenadas se pueden mover, tanto en x como en y, hasta la tolerancia x,y, puede resolver muchos problemas potenciales procesando datasets con comandos que utilizan la tolerancia x,y. Esto incluye la manipulación de arcos colgantes y arcos cortos extremadamente pequeños, la eliminación automática de falso polígono de los segmentos duplicados y la simplificación de coordenadas a lo largo de líneas de límite.

Estas son algunas sugerencias útiles:

• Generalmente, puede utilizar una tolerancia x,y que sea 10 veces la resolución X,Y y esperar buenos resultados.
• Para mantener pequeño el movimiento de la coordenada, mantenga pequeña la tolerancia x,y. Sin embargo, es posible que una tolerancia x,y demasiado pequeña (como 3 veces la resolución x,y o menos) no integre adecuadamente el trabajo de línea de límites y coordenadas coincidentes.
• Por el contrario, si la tolerancia x,y es demasiado grande, las coordenadas de entidad pueden colapsar unas con otras. Esto puede comprometer la exactitud de las representaciones de límites de entidades.
• La tolerancia x,y nunca debe acercarse a la resolución de captura de datos. Por ejemplo, en una escala de mapa de 1:12.000, 1 pulgada es igual a 1.000 pies y 1/50 de pulgada es igual a 20 pies. Mantenga el movimiento de coordenada utilizando la tolerancia x,y justo debajo de estos números. Recuerde, la tolerancia x,y predeterminada en este caso es 0,0003281 pies, que es un valor predeterminado razonable para la tolerancia x,y; de hecho, es mejor utilizar los valores de tolerancia x,y predeterminados en todos los casos excepto en los casos extremos.
• En las topologías, puede establecer la clasificación de coordenadas de cada clase de entidad. Establezca la clasificación de coordenada de las entidades más exactas (por ejemplo, entidades inspeccionadas) en 1 y la de las entidades menos exactas en 2, 3 y así sucesivamente en los niveles descendentes de exactitud. Esto hace que otras coordenadas de entidad con un número de clasificación de exactitud más alto (y, por lo tanto, una menor exactitud de coordenada) se ajusten a las entidades más exactas con un número de clasificación más bajo.

Almacenamiento de clase de entidad

Cada clase de entidad se administra en una sola tabla. Se utiliza una columna de forma en cada fila para incluir la geometría o la forma de cada entidad.

En la tabla de clases de entidades, las siguientes características son verdaderas:

• Cada clase de entidad es una tabla.
• Las entidades individuales se guardan como filas.
• Los atributos de entidades se registran en columnas.
• La columna Forma guarda la geometría de cada entidad (punto, línea, polígono, etc.).
• La ObjectID guarda el identificador único para cada entidad.

  Nota:

  Las tablas y clases de entidad se crean con ObjectID de 32 bits. Para migrar el campo ObjectID de un dataset a ObjectID de 64 bits, debe utilizarse la herramienta Migrar Id. de objeto a 64 bits.

Si crea una clase de entidad de línea en una geodatabase, se agrega un campo adicional a la clase de entidad automáticamente para registrar la longitud de la línea. Si crea una clase de entidad poligonal, se agregan dos campos adicionales automáticamente para registrar la longitud (perímetro) y el área de cada entidad poligonal. Las unidades de medida para estos valores dependen de la referencia espacial que se define para la clase de entidad. Los nombres de estos campos varían según el tipo espacial y de base de datos que utiliza. Estos son campos obligatorios y no puede modificarlos.

Extender clases de entidad

Cada clase de entidad es un conjunto de entidades geográficas con el mismo tipo de geometría (punto, línea o polígono), los mismos atributos y la misma referencia espacial. Puede extender las clases de entidad almacenadas en geodatabases para agregar comportamiento o integridad de datos. A continuación, se muestran algunas maneras en que puede extender las clases de entidades mediante la geodatabase y por qué.

Trabajar con clases de entidad en la geodatabase

Opción	Descripción
Subtipos	Puede utilizar subtipos para administrar un conjunto de subclases de entidad en una sola clase de entidad. Por lo general se utiliza en las tablas de clases de entidad para administrar diferentes comportamientos en los subconjuntos del mismo tipo de entidad.
Dominios de atributo	Puede utilizar dominios de atributo para especificar una lista de valores válidos o un rango de valores válidos para columnas de atributos. Utilice los dominios para ayudar a asegurar la integridad de los valores de atributo. Por lo general, los dominios se utilizan para aplicar las clasificaciones de datos (tales como clase de carretera, códigos de zonificación y clasificaciones de los usos del suelo).
Administración de versiones	Puede utilizar el versionado para administrar una cantidad de flujos de trabajo SIG clave para la administración de datos, por ejemplo, admite transacciones largas de actualización, archivos históricos y edición multiusuario.