Descripció dels formats vectorials del MiraMon

En el MiraMon, es tracta com a vectorial qualsevol representació de l'espai cartogràfic que es fa per representació simbòlica mitjançant punts, línies o polígons. El MiraMon suporta tant fitxers vectorials estructurats com no estructurats. Els fitxers vectorials estructurats poden tenir relacions topològiques explícites.

Els fitxers vectorials no estructurats són fitxers de text (ASCII) que "simplement" contenen entitats geogràfiques, però sense una estructura interna que permeti un ràpid accés i consulta, o relacions topològiques explícites entre objectes. Contenen un sol atribut i no estan vinculats a una base de dades externa al fitxer. Els fitxers no estructurats del MiraMon són directament compatibles amb els fitxers vectorials ASCII d'Idrisi, v. 4.x, i presenten els avantatges de senzillesa de creació i d'edició, i la facilitat d'exportació/importació.

D'altra banda, els fitxers vectorials estructurats són fitxers binaris amb estructura interna per permetre un ràpid accés i consulta i relacions topològiques explícites (és a dir, són capaços de saber l'existència de diversos forats dins dels polígons, quins polígons es troben a l'entorn d’un determinat polígon, quines línies estan en contacte amb altres línies, o fins i tot poden connectar illes separades que han de ser considerades com un conjunt). Estan vinculats a bases de dades i, per tant, permeten realitzar anàlisis complexes de la informació amb rapidesa. Poden contenir relacions 1 a molts en qualsevol nivell de l'arbre relacional (per exemple, un element gràfic com una parcel·la cadastral es pot relacionar amb tants registres (propietaris) com sigui necessari). A partir de la versió 4.0 del MiraMon es pot accedir a qualsevol base de dades, com per exemple, MS-Access, Oracle, SQL Server, DB2, EXCEL, DBF i moltes altres, utilitzant la tecnologia ODBC de Microsoft. Els formats vectorials que pot obrir el MiraMon de forma directa són els seus formats propis (PNT, ARC/NOD i POL) i SHP, DXF, GPX, KML, DGN i GML; per tal de permetre un accés ràpid, aquests formats estan estructurats, però no s'estructuren topològicament quan es llegeixen per a la seva visualització, sinó que es poden convertir en veritables conjunts de dades topològiques amb les eines adequades del MiraMon. Un extens nombre d'altres formats vectorials poden ser incorporats via importació com són els formats E00 vectorials, ArcSDE, SDO (Oracle), VEC (Idrisi), CDF (NetCDF) i qualsevol importació de dades procedents d'un receptor GNSS (GPS). Per a més informació, es pot consultar l'opció Importar del menú "Fitxer". Amb anterioritat a la versió 4.0 del MiraMon, l'únic format per a la base de dades era el DBF.

Podem resumir les diferències entre els fitxers vectorials no estructurats i els estructurats de la forma següent:

La descripció que ve a continuació explica els fitxers estructurats des d'un punt de vista d'usuari. Si es desitja una explicació més tècnica (format intern, etc) i conceptualment profunda (tipus de relacions topològiques, etc), el document tècnic: Format dels fitxers vectorials estructurats (topològics o no) del MiraMon pot ser consultat.

Descripció del format vectorial no estructurat propi del MiraMon:

El format vectorial no estructurat propi del MiraMon es basa en un fitxer de text (ASCII). Aquest fitxer només guarda l'atribut temàtic de cada objecte, el nombre de coordenades per a representar-lo i les coordenades de cada vèrtex.

Aquestes capes vectorials estan constituïdes per dos fitxers:

a) El primer conté la representació gràfica així com un simple atribut per a cada entitat geogràfica i té extensió .vec. La seva estructura general és la repetició del següent esquema tants cops com objectes (punts, línies o polígons) contingui el fitxer:

Atribut Nombre_de_Coordenades
CoordenadaX CoordenadaY [CoordenadaZ]
    : : :

En el cas dels fitxers que contenen punts, Nombre_de_Coordenades sempre val 1 i en els que contenen polígons la darrera coordenada repeteix la primera, per tancar-los.

Dos zeros separats per una espai en blanc en una nova línia indica el final del fitxer:

0 0

Els fitxers VEC tenen un format molt semblant als fitxers vectorials ASCII del software Idrisi a partir de la versió 4.x, però se'n diferencien perquè:

• Suporten coordenades en doble precisió (15 a 17 xifres significatives)
• Suporten atributs "long" (valors entre -2147483648 i 2147483647) [referits com a "long" o com a "integer" a la clau "id type" del DVC], atributs "integer" (valors entre -32768 i 32767) [referits com a "integer" a la clau "id type" del DVC], i "real" (valors ±3.4E±38, amb 6-9 xifres significatives) [referits com a "real" a la clau "id type" del DVC]. La raó de suportar atributs "long" rau en la possibilitat de tractar-los com a identificadors i no com a simples atributs, convertint-los en veritables índexs a una base de dades (per compatibilitat en les operacions d'importació/exportació). D'aquesta manera el format no està limitat a tenir 32767 objectes en cada capa, sinó que es pot arribar a tenir fins a 2100 milions d'objectes; el primer límit pot ser assolit fàcilment en imatges classificades provinents de teledetecció quan són vectorialitzades.
• Poden contenir atributs de tipus "cadena de caràcters", els quals són documentats com de tipus "string" a la clau "id type" del fitxer DVC.
• Són sempre fitxers de text (no binaris).

b) El segon fitxer conté les metadades: tipus d'objecte (punt, línia o polígon), àmbit geogràfic, unitats, etc, i té extensió .dvc. El seu format és compatible amb els del software Idrisi, v. 4.x.; no obstant, MiraMon presenta algunes ampliacions i restriccions. La seva estructura general es mostra a continuació:

file title: Títol 
id type: integer (o long o float o string)
file type: ascii
object type: point (o també line o polygon)
ref. system: UTM-31N-ETRS89 (o també  plane o qualsevol altre sistema de referència)
ref. units: m (o també píxels)
unit dist.: 1.000000
min. X:  414791.000000
max. X:  428809.800000
min. Y: 4585571.000000
max. Y: 4594974.200000

Descripció dels formats vectorials estructurats (topològics o no) propis del MiraMon:

Els formats vectorials estructurats es basen en fitxers emmagatzemats en un format binari propi desenvolupat per Xavier Pons i Joan Masó. Essencialment hi ha tres grans famílies o tipus de capes vectorials estructurades: els punts, els arcs i nodes, i els polígons.

• PUNTS: Contenen entitats de tipus punt, és a dir, descrites per una sola coordenada (x,y) o (x, y, z).
• ARCS I NODES: Contenen entitats de tipus arc, és a dir, línies descrites per una sèrie de segments, cadascun dels quals definits per coordenades (x, y) o (x, y, z) i, quan són estructurats topològicament, mai són intersectats ni en contacte amb altres arcs de la mateixa base de dades gràfica, o bé només estan en contacte en els seus extrems (denominats nodes). Cada coordenada s'anomena vèrtex, i la línia, sempre recta, que els uneix s'anomena segment. Com s'ha esmentat prèviament, els dos vèrtexs extrems de cada arc s'anomenen nodes. Cada arc ha de contenir un mínim de 2 vèrtexs (i, en aquest cas, han de ser diferents i formar un sol segment). En altres terminologies, un arc s'anomena també "cadena" (chain, string) o "polilínia" (polyline), si bé aquests termes també s'usen en sentits més amplis i fins i tot diferents.

  Tot i que no és el cas típic, en el MiraMon també és possible usar fitxers estructurats per a emmagatzemar entitats que no han estat estructurades topològicament, per exemple, fitxers de línies amb entitats en les quals poden existir interseccions no explicitades, fitxers de punts als quals l'unicitat espacial no està comprovada, etc. En aquest cas, la capçalera de l'arxiu és conscient d'això, i l'usuari pot ser coneixedor a través de "Presentació | Aspectes tècnics" a la pestanya del Gestor Universal de Metadades Geoespacials (GeM+), o carregant la capa en MiraMon i executant "Informació | Vectors oberts"; en tots dos casos es mostra un text explícit, com "topologia garantida" o "topologia NO garantida".

• 
  De vegades ens interessa diferenciar els nodes des del punt de vista de quins arcs i en quin nombre hi convergeixen, ja que això té implicacions en les relacions topològiques en el pla. Així doncs, es poden diferenciar quatre tipus de nodes depenent de la seva funció.

• -Node típic: és un node que connecta tres o més arcs de qualsevol tipus, o bé dos o més arcs (en aques cas almenys un arc ha de connectar al node pels seus dos extrems).

  -Node de línia: és un node que connecta dos i només dos arcs, i cada arc només es connecta al node una sola vegada. Serveix per a separar dos arcs que tenen atributs diferents i es volen mantenir separats a la base de dades alfanumèrica (en altres programes o formats, els nodes de línia poden aparèixer perquè el nombre màxim de vèrtexs per arc és petit (per exemple, 500) i ja s'ha assolit aquest límit).

  -Node d'anell: és un node que connecta un sol arc. Aquest arc està tancat sobre si mateix unint els seus dos extrems.

  -Node final: és un node que connecta només un sol arc per un sol extrem.

  Nodes típics	Node de línia	Node d'anell	Node final

  Al MiraMon, quan parlem simplement de "nodes" ens referirem a qualsevol tipus de node, sigui "típic", "de línia", "d'anell" o "final". A la base de dades hi ha un camp anomenat TIPUS_NODE que codifica aquests quatre tipus de nodes, respectivament, utilitzant els nombres 0, 1, 2 i 3; podeu definir un petit tesaurus si voleu llegir "nodes típics", "nodes de línia", etc en comptes de 0, 1, etc. No obstant això, els noms es generen automàticament a la llegenda, i fins i tot els codis poden aparèixer en activar la casella "valors" en el quadre de diàleg "Visualització de la capa a la llegenda":

  

  En el cas del MiraMon, una capa d'arcs sempre porta associada una capa de nodes.

• POLíGONS:
• Contenen entitats de tipus polígon, és a dir recintes tancats descrits per un o més arcs. De vegades un polígon conté forats al seu interior; en aquest cas, parlarem de polipolígon i anomenarem a cadascun dels polígons que el formen (l'exterior i cadascun dels que delimiten els forats interiors) polígon elemental (o "anell" o "contorn"). Quan parlem simplement de "polígons" ens referirem a qualsevol tipus de polígon, sigui format per diversos polígons elementals o per un de sol.

  Polipolígon

  Un polígon topològic no es defineix directament a partir dels seus vèrtexs, sinó a partir de les seqüències d'arcs que el formen. El procés bàsic per a construir la topologia de polígons parteix de la construcció de la topologia arc-node i el ciclat de tots els arcs fins a no deixar cap regió oberta.

  El MiraMon permet la creació (ciclat) de més d'una base de polígons sobre una mateixa base d'arcs. Un exemple típic és una base d'arcs que defineix els límits municipals. Com que habitualment els municipis formen part d'agrupacions de rang superior (comarques, províncies, països, estats, comunitats d'estats, etc), és possible ciclar, sobre la mateixa base d'arcs, els polígons que formen els municipis, les comarques, les províncies, els països, etc. Això permet un estalvi important d'emmagatzematge i una major consistència de les dades: si un límit municipal canvia o es redibuixa de forma més precisa, automàticament queden canviats els eventuals límits comarcals, nacionals, etc de què també forma part el límit modificat. Aquesta característica del MiraMon implica que el fitxer de metadades ha d'indicar sobre quina base d'arcs està ciclat el fitxer de polígons. Així doncs, les diferents capes de polígons creades a partir del mateix conjunt de dades arc no utilitzen els mateixos arcs (o almenys no tots).

Una capa que contingui objectes d'alguna d'aquestes famílies està formada per un cert nombre de fitxers, alguns dels quals són específics per a alguna d'aquestes famílies. No obstant, hi ha tres fitxers que són comuns per a totes les famílies, els quals es descriuen a continuació:

• Fitxer d'elements gràfics: Conté la base de dades gràfica amb les coordenades que defineixen les entitats vectorials, així com les seves relacions topològiques (espacials), quan correspon. És sempre un fitxer binari. L'extensió del fitxer gràfic depèn de la família que es tracti, tal i com es mostra a continuació:

  Família	Extensió
  Punts	*.pnt
  Arcs	*.arc
  Nodes	*.nod
  Polígons	*.pol

• Taula principal: Conté la taula principal de la base de dades en format dBASE (DBF), o en DBF extesa si és necessari. Pot contenir qualsevol tipus de camp, però el MiraMon només mostrarà els següents: Numèric (N, admet nombres enters i nombres reals de pràcticament qualsevol extensió i precisió), Caràcter (C), Lògic (L) y Data (D). Els camps de tipus Memo, OLE, etc, són ignorats. L'extensió del fitxer taula principal depèn de la família de què es tracti, tal i com es mostr
  

  Família	Extensió
  Punts	*T.dbf
  Arcs	*A.dbf
  Nodes	*N.dbf
  Polígons	*P.dbf

  Aquesta taula identifica els objectes que conté amb un codi numèric únic. Aquest codi és un valor enter numerat des de 0 (zero) que anomenem identificador gràfic. Per definició, la base de dades gràfica no conté mai dos elements amb el mateix identificador gràfic ni conté discontinuïtats en la numeració dels elements: s'ordena formant una sèrie monòtona creixent estricta. En d'altres terminologies, l'identificador gràfic s'anomena també "identificador intern". L'identificador gràfic pot estar en qualsevol dels camps de la taula principal alfanumèrica (tot i que típicament és el primer) i pot tenir qualsevol nom (tot i que típicament s'anomena ID_GRAFIC), però ha de tenir dues característiques indispensables: ser de tipus numèric (N) i estar ordenat de forma ascendent (si és necessari es pot ordenar des de MiraDades). Qualsevol taula o base de dades externa pot enllaçar-se amb la taula principal a través d'un camp que actui de lligam. Aquesta operació d'enllaç (join dinàmic) es pot establir a la pestanya "Informació temàtica" del Gestor Universal de Metadades Geoespacials (GeM+) amb el botó dret del ratolí. Al mateix temps, qualsevol taula vinculada es pot tornar a enllaçar a través d'algun dels seus camps utilitzant el mateix procediment. A més, un camp es pot enllaçar a més d'una base de dades, i és possible establir enllaços des de tants camps d'una taula com sigui necessari. Finalment, és també possible definir, per a cada enllaç, la cardinalitat de la relació (un a un, molts a un, molts a un assumint que la relació sempre serà possible [a un diccionari], etc).

  Aquest camp ID_GRAFIC contindrà només nombres enters, si bé s'admet:

  -Que n'hi hagi de negatius (i, per tant, no vinculats a cap objecte gràfic).
  -Que n'hi hagi amb valor superior o igual al nombre d'objectes gràfics (i, per tant, no vinculats a cap objecte gràfic).
  -Que n'hi hagi més d'un per a un mateix identificador gràfic i, per tant, multiregistre. En altres paraules, és possible establir una cardinalitat d’un a molts de la base de dades gràfica a la base alfanumèrica. Per exemple, en el cas d'una fitxa d'anàlisis periòdiques d'aigües a cada font d'un parc natural: cada font tindrà tantes fitxes associades com anàlisis s'hi hagin realitzat, és a dir, per una mateixa font (identificador gràfic únic) hi haurà diverses dades analítiques en funció de la data d'anàlisis en aquesta font (cal tenir en compte que aquest esquema no és possible en típics fitxers Shape ni en la majoria d’altres formats).
  -Que hi hagi "buits" en la sèrie (elements gràfics que no tenen registre associat a la base de dades alfanumèrica). Aquesta situació, que no és ideal però és permesa, permet en l'exemple anteriormente explicat, que hi hagi fonts en les quals no es realitzi les anàlisis d'aigües per a totes les dates.

  Si la taula principal conté entitats que mai no seran vinculades a cap objecte gràfic pot ser útil assignar-hi simplement un identificador negatiu (que fins i tot pot ser sempre el mateix, com ara -1). Recordeu, però, que després d'afegir els nous registres cal reordenar (amb MiraDades, amb orderby, etc, segons els software) la taula principal prenent com a criteri el camp que conté l'identificador gràfic (o afegir aquests registres en el correcte ordre). La taula principal també conté altres camps, anomenats geomètric-topològics, que contenen atributs geomètrics o topològics dels objectes gràfics. Per exemple, en la taula principal d'una capa de polígons hi trobarem típicament l'àrea i el perímetre de cada polígon, el nombre de polígons elementals que el componen, etc, mentre que en la d'una capa d'arcs hi trobarem la longitud, l'identificador del node inicial i final, etc. Tots aquests camps són mantinguts pel MiraMon i l'usuari no hauria mai d'editar el seu contingut ni tipologia.

  Les taules de la base de dades poden estar en format DBF (incloent DBF extesa, una extensió pràcticament il·limitada del format clàssic) i/o en qualsevol format accessible via l'estàndard ODBC (MS-Access, Oracle, SQL Server, MS-Excel, etc). Tanmateix, la taula principal ha d'estar en format DBF (clàssic o extès). Si es desitja mantenir tots els atributs temàtics en una o més taules en altres formats, simplement cal definir un camp en ambdues taules, la taula principal i a la primera de les taules enllaçades en altres formats, el qual actuï d'identificador d'entitat (ID_ENTITAT). Es pot establir una relació 1 a 1 o 1 a molts, entre les dues taules, segons convingui. D'aquesta manera, la taula principal pot acabar contenint només el camp ID_GRAFIC, els camps geomètrico-topològics i el camp ID_ENTITAT (aquest darrer camp s'anomena, en d'altres softwares, identificador d'usuari).

• Fitxer de metadades, relacions i simbolització: conté dades addicionals sobre les dades, les relacions de la base de dades i la descripció de la visualització (simbolització). L'extensió també depèn de la família (tipus de geometria), tal i com es mostra a continuació:

  Família	Extensió
  Punts	*T.rel
  Arcs	*A.rel
  Nodes	*N.rel
  Polígons	*P.rel

  El fitxer de metadades és un fitxer en format INI de Windows, format per seccions i claus. Aquest fitxer és editable amb qualsevol processador de textos (NOTEPAD, etc) però a causa de la seva complexitat, és aconsellable documentar a través de l'aplicació del Gestor Universal de Metadades Geoespacials (GeM+). A l'interior de cada secció, hi ha una sèrie de claus seguides d'un signe igual i d'un valor o cadena de caràcters. Aquestes paraules clau permeten definir la informació que han de contenir les metadades. L'ordre de les seccions al llarg del fitxer i l'ordre de les claus dintre cada secció no és rellevant per a la correcta interpretació del mateix i no cal que hi siguin totes presents. El format REL, caracteritzat per la presència de la secció [VERSIO] amb les claus "Vers=" i "Subvers=" és el que permet un esquema de relacions entre taules extraordinàriament flexible, de forma que cada camp pot vincular-se a un nombre il·limitat de taules i, alhora, cada nova taula associada pot, al seu torn, associar-se a un nombre il·limitat d'altres taules a través dels seus camps. Aquest esquema admet un nombre il·limitat de nivells i l'accés a bases de dades diferents de forma simultània, les quals poden ser en format DBF o en qualsevol format que suporti l'accés a través de l'estàndard ODBC (MS-Access, Oracle, SQL Server, etc).

  En la versió actual del MiraMon, les principals seccions suportades en els fitxers de metadades dels vectors estructurats topològicament (.rel) són:

  • [VERSIO] -> Secció que descriu la versió i subversió del fitxer REL.
  • [METADADES] -> Secció que descriu les característiques generals de les metadades, com ara l’idioma o idiomes en què estan les metadades, la data de creació, el joc de caracters o l’identificador únic del fitxer.
  • [METADADES:ORGANISME_#] -> Secció que descriu l'organisme editor de les metadades. El símbol # és el número de l'organisme que hi ha participat.
  • [TAULA PRINCIPAL] -> Secció que descriu quin camp del fitxer taula principal (DBF) conté l'identificador gràfic i, doncs, actua de lligam entre la base de dades alfanumèrica principal i la gràfica. Aquesta informació és obligatòria i s'expressa així:
    IdGrafic=NOM_CAMP (on "NOM_CAMP" és el nom del camp de la taula principal que conté l'identificador gràfic).
  • [TAULA PRINCIPAL:NOM_CAMP] -> Seccions que descriuen la informació de cada camp existent en la taula principal (hi ha tantes seccions d'aquestes com camps). Permeten decidir si el camp és visible, simbolitzable, les unitats a mostrar, etc.
  • [IDENTIFICATION] -> Secció que descriu el títol de la capa, etc.
  • [OVERVIEW] -> Secció que descriu, entre altres, la data de creació de la base, la data d'actualització, un resum així com també dades del coordinador, promotor, editor i distribuïdor de la base.
  • [OVERVIEW:ASPECTES_TECNICS] -> Secció que descriu, entre altres, el tipus de fitxer, el model de dades, el tipus d'objecte (punts, arcs, nodes, polígons), el nombre d'objectes, la base alfanumèrica, així com també comentaris diversos.
  • [GEOMETRIA_I_TOPOLOGIA] -> Secció que descriu els camps que contenen els atributs geomètrics i topològics de la capa.
  • [SPATIAL_REFERENCE_SYSTEM:HORIZONTAL] -> Secció que indica el tipus de sistema de referència horitzontal (cartogràfic o local) i la seva descripció, unitats, projecció, dàtum i el·lipsoide, etc.
  • [EXTENT] -> Secció que descriu, entre d'altres, l'extensió de la base (coordenades de l'envolupant) així com el centre d'escena.
  • [QUALITY:LINEAGE:PROCESS_#] -> Seccions que descriuen els diferents processos realitzats a la base (creació de polígons amb estructura topològica, unió de diverses capes, etc), l'organisme que els ha realitzat i la data de realització. El símbol # és el número del procés efectuat en la base en l'ordre en què s'han realitzat. El primer procés sempre és el número 1 i els posteriors porten números consecutius.
  • [TAULA_PRINCIPAL:NOM_CAMP] -> Secció que descriu les característiques d'un camp concret de la taula principal (ID_GRAFIC, N_VERTEX, PERIMETRE, AREA, COLOR, etc), tals com el descriptor del camp, si la capa és visible i/o simbolitzable, etc.
  • [TAULA_NOM_TAULA] -> Secció que informa, entre d'altres, dels enllaços de la taula principal amb altres taules, i el camp que s'utilitza per a l'enllaç.
  • [TAULA_NOM_TAULA:NOM_CAMP] -> Secció que descriu les característiques d'un camp concret de la taula enllaçada.

Podeu consultar un exemple de fitxer P.rel (vector de polígons d'una base del PEIN) aquí. Trobareu una descripció més completa a l'ajuda del Gestor Universal de Metadades Geoespacials.

En versions anteriors a la versió 4.0 del MiraMon hi havia un fitxer addicional de documentació (amb extensions *.dvt, *.dva, *.dvn i *.dvp per a les famílies de punTs, Arcs, Nodes i Polígons respectivament, que han quedat absorbits en el fitxer de documentació *.rel corresponent. Aquest era un fitxer de text pla, editable amb qualsevol processador de textos (NOTEPAD, etc).

Tal i com s'ha pogut observar, els fitxers DBF i REL tenen com a darrer caràcter del seu nom una T, una A, una N o una P, segons corresponguin a bases de dades de punTs, Arcs, Nodes o Polígons. Aquesta característica és necessària per a suportar el fet, no rar, de tenir bases de dades gràfiques de diferent natura amb el mateix nom. Per exemple, suposeu que tenim els fitxers Veget.pnt i Veget.arc; en aquests casos els fitxers DBF i REL tindrien el mateix nom per a les dues capes, la qual cosa no és permesa (un esborraria l'altre); el problema s'evita definint els noms VegetT.dbf, VegetT.rel, VegetA.dbf i VegetA.rel.

A continuació es mostra un resum dels fitxers que han de contenir cadascun dels tipus (famílies) de vectors estructurats topològicament del format propi del MiraMon:

Per motius de rendiment, els diferents fitxers gràfics (PNT, ARC, etc) són binaris i segons un format predefinit. Aquest format és obert i gratuït. Consulteu Notes tècniques per obtenir més informació.