Análisis de proximidad

Una de las preguntas más básicas realizadas sobre un SIG es "¿qué está cerca de qué?" Por ejemplo:

• ¿A qué distancia está este pozo de un área de desechos?
• ¿Alguna carretera pasa dentro de los 1.000 metros de un arroyo?
• ¿Cuál es la distancia entre dos ubicaciones?
• ¿Cuál es la entidad que está más cerca o más lejos de algo?
• ¿Cuál es la distancia entre cada entidad en una capa y las entidades en otra capa?
• ¿Cuál es la ruta de red de calles más corta de una ubicación a otra?

Las herramientas de proximidad se pueden dividir en dos categorías según el tipo de entrada que acepte la herramienta: entidades o rásteres. Las herramientas basadas en entidades varían en los tipos de salida que producen. Por ejemplo, la herramienta Zona de influencia genera entidades poligonales, que se pueden utilizar como entrada para las herramientas de superposición o de selección espacial, tales como Seleccionar capa por ubicación. La herramienta Cerca agrega un atributo de medición de distancia a las entidades de entrada. Las herramientas de distancia euclidiana basadas en ráster miden las distancias desde el centro de las celdas de origen hasta el centro de las celdas de destino. Las herramientas de coste-distancia basadas en ráster acumulan el coste de cada celda atravesada entre los orígenes y los destinos.

Herramientas de proximidad basadas en entidades

Para los datos de entidades, se pueden utilizar las herramientas encontradas en el conjunto de herramientas Proximidad para descubrir las relaciones de proximidad. Estas herramientas generan como salida información con tablas o entidades de zona de influencia. Las zonas de influencia generalmente se utilizan para delinear las zonas protegidas de alrededor de las entidades o para mostrar las áreas de influencia. Por ejemplo, podría establecer una zona de influencia de una milla a una escuela y utilizar la zona de influencia para seleccionar a todos los estudiantes que viven a más de una milla de la escuela para planear el transporte hacia y desde la escuela. Puede utilizar la herramienta zona de influencia en anillos múltiples para clasificar las áreas de alrededor de una entidad en clases de distancia cercana, distancia moderada y distancia larga para un análisis. Las zonas de influencia, a menudo, se utilizan para recortar los datos a una determinada área de estudio o para excluir las entidades que se encuentran dentro de una distancia crítica de algo para una mayor consideración en un análisis.

Zona de influencia y Zona de influencia en anillos múltiples crean entidades de área a una distancia específica (o varias distancias especificadas) alrededor de las entidades de entrada.

A continuación, se presentan ejemplos de líneas y puntos en zonas de influencia:

A continuación, se incluye un ejemplo de zonas de influencia en anillos múltiples:

Las zonas de influencia se pueden utilizar para seleccionar entidades en otra clase de entidad, o se pueden combinar con otras entidades mediante una herramienta de superposición, para buscar las partes de las entidades que caen en las zonas de influencia.

A continuación, se incluye un ejemplo de puntos en zonas de influencia superpuestos con entidades poligonales:

A continuación, se incluye un ejemplo de un área de estudio recortada a una zona de influencia:

La herramienta Cerca calcula la distancia desde cada punto en una clase de entidad hasta la entidad de punto o de línea más cercana en otra clase de entidad. Puede utilizar Cerca para buscar el arroyo más cercano para un conjunto de observaciones de la flora y la fauna o las paradas de autobuses más cercanas a un conjunto de destinos turísticos. La herramienta Cercano también agregará el Identificador de entidades y, opcionalmente, las coordenadas de la entidad más cercana y el ángulo hacia ella.

A continuación, se incluye un ejemplo que muestra los puntos cercanos a las entidades de río. Los puntos están simbolizados mediante los colores graduados basados en la distancia hasta un río y están etiquetados con la distancia.

A continuación, se incluye parte de la tabla de atributos de los puntos, que muestra la distancia hasta la entidad de río más cercana:

La Distancia de punto calcula la distancia desde cada punto en una clase de entidad hasta todos los puntos dentro de un radio de búsqueda determinado en otra clase de entidad. Esta tabla se puede utilizar para los análisis estadísticos, o se puede unir a una de las clases de entidad para mostrar la distancia hasta los puntos en la otra clase de entidad.

Puede utilizar la herramienta Distancia de punto para observar la relaciones de proximidad entre los dos conjuntos de cosas. Por ejemplo, puede comparar las distancias entre un conjunto de puntos que representa varios tipos de negocios (tales como teatros, restaurantes de comida rápida, firmas de ingeniería y tiendas de hardware) y otro conjunto de puntos que representa las ubicaciones de los problemas de la comunidad (basura, ventanas rotas, grafitis con pintura en aerosol), limitando la búsqueda a una milla para buscar relaciones locales. Puede unir la tabla resultante a las tablas de atributos de negocios y de problemas y calcular el resumen de estadísticas para las distancias entre los tipos de negocios y problemas. Es posible que encuentre una correlación más fuerte para algunos pares que para otros y podría utilizar los resultados para enfocarse en la ubicación de los contenedores de basura públicos o a las patrullas de policía.

También podría utilizar Distancia de punto para buscar la distancia y la dirección hacia todos los pozos de agua dentro de una distancia determinada de un pozo de prueba en el que identificó un contaminante.

A continuación, se incluye un ejemplo de análisis de distancia de punto. A cada punto en una clase de entidad se le otorga la Id., la distancia y la dirección al punto más cercano en otra clase de de entidad.

A continuación, se muestra la tabla Distancia de punto, unida a un conjunto de puntos y utilizada para seleccionar los puntos más cercanos al punto 55.

Tanto Cerca como Distancia de punto devuelven la información de la distancia como atributos numéricos en la tabla de atributos de entidades de puntos de entrada para Cerca y en una tabla independiente que contiene las Id. de entidad de las entidades de entrada y cercanas para Distancia de punto.

Crear polígonos de Thiessen crea entidades poligonales que dividen el espacio disponible y lo asignan a la entidad de punto más cercana. El resultado es similar a la herramienta Asignación euclidiana para rásteres. Los polígonos de Thiessen algunas veces se utilizan en lugar de la interpolación para generalizar un conjunto de mediciones de muestra para las áreas más cercanas a ellos. Algunas veces, también se conoce a los polígonos de Thiessen como Polígonos proximales. Se puede considerar que modelan el área de cuencas para los puntos, ya que el área dentro de cualquier polígono dado está más cerca del punto de ese polígono que cualquier otra.

A continuación, se incluye un ejemplo de los polígonos de Thiessen para un conjunto de puntos.

Puede utilizar los polígonos de Thiessen para generalizar las mediciones desde un conjunto de instrumentos del clima para las áreas alrededor de éstos o para modelar rápidamente las áreas de servicio para un conjunto de tiendas.

Herramientas Vista de capa y tabla

Seleccionar capa por ubicación le permite cambiar el conjunto de entidades seleccionadas en ArcMap buscando entidades en una capa que se encuentren dentro de una distancia determinada de las entidades en otra capa o clase de entidad (o que comparten una de varias relaciones espaciales con ellas). A diferencia de las otras herramientas de vectores, Seleccionar por ubicación no crea nuevas entidades o atributos. La herramienta Seleccionar capa por ubicación se encuentra en el conjunto de herramientas Vistas de capas y tabla, o también puede utilizar Seleccionar por ubicación desde el menú Selección de ArcMap.

A continuación, se incluye un ejemplo en el que se seleccionan los puntos dentro de una distancia determinada de otros; las zonas de influencia sólo se muestran para ilustrar la distancia.

Puede utilizar Seleccionar por ubicación para buscar todas las autopistas dentro de un condado o todas las casas dentro de un radio de cinco kilómetros de la ubicación de un incendio.

Herramientas de distancia de red

Algunos análisis de distancias requieren que las mediciones se limiten a una carretera, un arroyo u otra red lineal. ArcGIS Network Analyst le permite buscar la ruta más corta hacia una ubicación a lo largo de una red de rutas de transporte, buscar el punto más cercano a un punto dado o crear áreas de servicio (áreas que están a igual distancia de un punto a lo largo de todas las rutas disponibles) en una red de transporte.

A continuación, se incluye un ejemplo de solución de Ruta para tres puntos a lo largo de una red de carreteras. La solución Instalación más cercana buscará las ubicaciones en la red que sean más cercanas (en términos de distancia de ruta) a un origen.

A continuación, se incluye un ejemplo de un Área de servicio de tiempo de viaje en una red:

Network Analyst mantiene el total de la longitud de los segmentos ya que compara varias rutas alternativas entre las ubicaciones al buscar la ruta más corta. Cuando busca las áreas de servicio, Network Analyst explora hasta una distancia máxima a lo largo de cada uno de los segmentos de red disponibles y los extremos de estas rutas se convierten en puntos en el perímetro del polígono de área de servicio.

Network Analyst también puede calcular Matrices de origen-destino, que son tablas de distancias entre un conjunto de puntos (los Orígenes) y otro conjunto de puntos (los Destinos).

Herramientas de distancia basadas en ráster

La extensión ArcGIS Spatial Analyst proporciona varios conjuntos de herramientas que se pueden utilizar en el análisis de proximidad. El conjunto de herramientas Distancia contiene herramientas que crean rásteres que muestran la distancia de cada celda de un conjunto de entidades o que asignan cada celda a la entidad más cercana. Las herramientas Distancia también pueden calcular la ruta más corta a través de una superficie, o el corredor entre dos ubicaciones que minimiza dos conjuntos de costes. Las superficies de distancia, a menudo, se utilizan como entradas para los análisis de superposición; por ejemplo, en un modelo de adecuación del hábitat, la distancia desde los arroyos podría ser un factor importante para las especies afines al agua, o la distancia desde las rutas podría ser un factor para las especies hurañas.

distancia euclidiana

La distancia euclidiana es una distancia en línea recta, o una distancia medida "a vuelo de pájaro". En un conjunto dado de entidades de entrada, se calcula para cada celda la distancia mínima hasta una entidad.

A continuación, se incluye un ejemplo de la salida de la herramienta Distancia euclidiana, en la que cada celda del ráster de salida tiene la distancia hasta la entidad de río más cercana:

Puede utilizar la Distancia euclidiana como parte de un modelo de incendios forestales, donde la probabilidad de que se encienda una determinada celda es una función de distancia desde una celda que se está quemando.

Asignación euclidiana

La asignación euclidiana divide un área y asigna cada celda a la entidad de entrada más cercana. Esto es comparable a crear polígonos de Thiessen con datos vectoriales. La herramienta Asignación euclidiana crea zonas de rásteres poligonales que muestran las ubicaciones más cercanas a un punto dado. Si especifica una distancia máxima para la asignación, los resultados son comparables a crear zonas de influencia en las entidades de origen.

A continuación, se incluye un ejemplo de análisis de asignación euclidiana, en el que a cada celda del ráster de salida se le otorga la Id. de la entidad de puntos más cercana:

Puede utilizar una asignación euclidiana para modelar las zonas de influencia o las cuencas de recursos para un conjunto de establecimientos.

A continuación, se incluye un ejemplo de análisis de asignación euclidiana, en el que a cada celda dentro de una distancia especificada de un punto se le otorga la Id. de la entidad de puntos más cercana:

Para cada celda, el color indica el valor del punto más cercano; en el segundo gráfico, una distancia máxima limita la asignación a las áreas parecidas a las zonas de influencia. Puede utilizar la asignación euclidiana con una distancia máxima para crear un conjunto de zonas de influencia alrededor de los arroyos.

Dirección euclidiana

La dirección euclidiana otorga a cada celda un valor que indica la dirección de la entidad de entrada más cercana.

A continuación, se incluye un ejemplo de la salida de la herramienta Dirección euclidiana, en la que cada celda del ráster de salida tiene la dirección hasta la entidad de puntos más cercana:

Puede utilizar la dirección euclidiana para responder a la pregunta, para cualquier celda dada, ¿por qué camino debo ir para llegar a la tienda más cercana?

Coste de distancia

En contraste con las herramientas de distancia euclidiana, las herramientas de coste de distancia toman en cuenta que la distancia también se puede medir en coste (por ejemplo, el gasto de energía, la dificultad o el peligro) y que el coste del viaje puede variar con el terreno, la cubierta vegetal u otros factores.

Dado un conjunto de puntos, puede dividir el área entre ellos con las herramientas de asignación euclidiana de modo que cada zona de la salida contenga todas las áreas más cercanas a un punto dado. Sin embargo, si el coste de viajar entre los puntos varía según algunas características del área entre ellos, entonces una ubicación dada puede estar más cerca, en términos de coste de viaje, a un punto diferente.

A continuación, se incluye un ejemplo del uso de la herramienta Asignación de costes, en la que el coste del viaje aumenta con el tipo de cobertura del suelo. Las áreas oscuras pueden representar marismas difíciles de atravesar y las áreas claras pueden representar praderas, más fáciles de atravesar.

Compare los resultados de la Asignación euclidiana con los resultados de la Asignación de costes.

En algún sentido, ésta es una forma más complicada de tratar con la distancia que utilizar líneas rectas, pero es muy útil para modelar el movimiento a través de una superficie que no es uniforme.

Distancia de ruta

Las herramientas de distancia de ruta extienden las herramientas de coste de distancia, permitiéndole utilizar un ráster de coste, pero también tener en cuenta la distancia adicional que se viajó al moverse sobre las colinas, el coste de subir y bajar varias pendientes y un factor de coste horizontal adicional en el análisis.

Por ejemplo, dos ubicaciones en un valle de montaña largo y angosto pueden estar más separadas que una desde una ubicación similar en el siguiente valle, pero el coste total de atravesar el terreno puede ser mucho menor dentro del valle que a través de las montañas. Varios factores pueden contribuir a este coste total, por ejemplo:

• Es más difícil moverse a través de malezas en la ladera de la montaña que a través de praderas en el valle.
• Es más difícil moverse en contra del viento en la ladera de la montaña que moverse a favor del viento y aún más fácil moverse sin viento en el valle.
• La ruta sobre la montaña es más larga que la distancia lineal entre los extremos de la ruta, debido al viaje adicional hacia arriba y hacia abajo.
• Es posible que una ruta que sigue una curva de nivel o corta de manera oblicua una pendiente empinada sea menos difícil que una ruta que directamente sube o baja la pendiente.

Las herramientas de distancia de ruta le permiten modelar estos complejos problemas al separar los costes del viaje en varios componentes que se pueden especificar por separado. Éstos incluyen un ráster de coste (tal como el que utilizaría con las herramientas de Coste), un ráster de elevación que se utiliza para calcular la longitud de superficie de la trayectoria, un ráster de factor horizontal opcional (tal como la dirección del viento) y un ráster de factor vertical opcional (tal como un ráster de elevación). Además, puede controlar cómo la dirección del viaje con respecto al ráster de factor afecta los costes de los factores horizontal y vertical.

A continuación, se incluye un ejemplo de la herramienta Asignación de la distancia de ruta, en el que varios factores contribuyen al coste.

La siguiente ilustración compara los resultados de la Asignación euclidiana con el análisis de Asignación de la distancia de ruta:

La herramienta Corredor busca las celdas entre las ubicaciones que minimizan el coste del viaje mediante dos superficies de coste de distancia diferentes. Por ejemplo, puede utilizar la herramienta para identificar las áreas que un animal puede cruzar mientras se mueve de una parte de un parque hacia otra.

A continuación, se incluyen ejemplos de dos conjuntos de factores que podrían afectar el coste de viajar a través del campo abierto. En este caso, uno es el tipo de cobertura de suelo y el otro es la pendiente.

Para cada uno de estos factores, se puede utilizar la herramienta Coste de distancia para calcular el coste del viaje desde una o más ubicaciones.

La herramienta Corredor combina los resultados del análisis de Coste de distancia para los dos factores. Los resultados se pueden reclasificar para buscar las áreas en las que los costes combinados se mantienen debajo de cierto nivel. Estas áreas pueden ser corredores más atractivos para que el animal viaje por ellos.

La herramienta Surface length de la caja de herramientas ArcGIS 3D Analyst en el conjunto de herramientas Superficie Funcional calcula la longitud de las entidades de línea de entrada dada una superficie de terreno. Esta longitud puede ser significativamente más larga que la longitud bidimensional o planimétrica de una entidad en un terreno accidentado o montañoso. Así como una ruta curva entre dos puntos es más larga que una ruta recta, una ruta que atraviesa colinas y valles es más larga que una ruta perfectamente plana. La información de la longitud en superficie se agrega a la tabla de atributos de las entidades de línea de entrada.

A continuación, se incluye un ejemplo que contrasta la longitud de superficie de una entidad de línea en un terreno irregular con su longitud planimétrica.

Herramientas de proximidad

Herramientas de distancia de vector

Herramienta	Ubicación	Qué hace
Zona de influencia	Caja de herramientas Análisis/Conjunto de herramientas Proximidad	Crea nuevos datos de entidad con límites de entidad a una distancia específica desde las entidades de entrada
Cerca	Caja de herramientas Análisis/Conjunto de herramientas Proximidad	Agrega campos de atributos a una clase de entidad de punto que contiene la distancia, el identificador de entidades, el ángulo y las coordenadas de la entidad de punto o de línea más cercana.
Seleccionar por ubicación	Caja de herramientas Administración de datos/Conjunto de herramientas Vistas de capas y tabla	Selecciona las entidades desde una clase de entidad de destino dentro de un distancia determinada de las entidades de entrada (o mediante otras relaciones espaciales).
Crear polígonos de Thiessen	Caja de herramientas Análisis/Conjunto de herramientas Proximidad	Crea polígonos de las áreas más cercanas a cada entidad para un conjunto de entidades de entrada.
Crear capa de instalaciones más cercanas	Network Analyst/Conjunto de herramientas Análisis	Establece los parámetros de análisis para buscar la ubicación más cercana o el conjunto de ubicaciones de una red, en otra ubicación o conjunto de ubicaciones.
Crear la capa de áreas de servicio	Network Analyst/Conjunto de herramientas Análisis	Establece los parámetros de análisis para buscar los polígonos que definen el área dentro de una distancia determinada a lo largo de una red en todas las direcciones desde una o más ubicaciones.
Crear la capa de ruta	Network Analyst/Conjunto de herramientas Análisis	Establece los parámetros de análisis para buscar la ruta más corta entre un conjunto de puntos.
Crear capa de la matriz de coste OD	Network Analyst/Conjunto de herramientas Análisis	Establece los parámetros de análisis para crear una matriz de distancias de red entre dos conjuntos de puntos.

Tabla de herramientas de distancia de vector con ubicación y descripción

Herramientas de distancia de ráster

Las herramientas de distancia de ráster se localizan en ArcToolbox en el conjunto de herramientas Distancia (en la caja de herramientas de Spatial Analyst) y el conjunto de herramientas Superficie Funcional (en la caja de herramientas de 3D Analyst).

Herramienta	Ubicación	Qué hace
Distancia euclidiana	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Calcula la distancia hasta el origen más cercano para cada celda.
Asignación euclidiana	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Proporciona a cada celda el identificador del origen más cercano.
Dirección euclidiana	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Calcula la dirección hasta el origen más cercano para cada celda.
Coste de distancia	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Calcula la distancia hasta el origen más cercano para cada celda, minimizando el coste especificado en una superficie de coste.
Asignación de costes	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Proporciona a cada celda el identificador del origen más cercano, minimizando el coste especificado en una superficie de coste.
Ruta de coste	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Calcula la ruta de menor coste desde un origen hasta un destino, minimizando el coste especificado en una superficie de coste.
Vínculo de menor coste	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Identifica para cada celda la celda vecina que se encuentra en la ruta de menor coste desde un origen hasta un destino, minimizando el coste especificado en una superficie de coste.
Distancia de ruta	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Calcula la distancia hasta el origen más cercano para cada celda, minimizando el coste horizontal especificado en una superficie de coste, así como también los costes basados en el terreno de la distancia de superficie y la dificultad del viaje vertical especificados por un ráster de terreno y los parámetros de coste vertical.
Asignación de la distancia de ruta	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Proporciona a cada celda el identificador del origen más cercano, minimizando el coste horizontal especificado en una superficie de coste, así como también los costes basados en el terreno de la distancia de superficie y la dificultad del viaje vertical especificados por un ráster de terreno y los parámetros de coste vertical.
Vínculo de menor distancia de ruta	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Identifica para cada celda la celda vecina que se encuentra en la ruta de menor coste desde un origen hasta un destino, minimizando el coste horizontal especificado en una superficie de coste, así como también los costes basados en el terreno de la distancia de superficie y la dificultad del viaje vertical especificados por un ráster de terreno y los parámetros de coste vertical.
Corredor	Spatial Analyst/Conjunto de herramientas de Distancia	Calcula la suma del coste acumulativo para dos rásteres de costes de distancia de entrada. Las celdas que se encuentran debajo de un valor de umbral dado definen un área o corredor entre los orígenes en los que se minimizan los dos costes.
Longitud en superficie	3D Analyst/Conjunto de herramientas Superficie Funcional	Calcula la longitud de las entidades de línea a través de una superficie, teniendo en cuenta el terreno.

Tabla de herramientas de distancia de ráster con ubicación y descripción.