Diseño de un modelo para la representación de la dinámica espaciotemporal de objetos geográficos de tipo región mediante trayectorias semánticas en bases de datos (2021)
El amplio uso de la información espacial, que va desde lo personal hasta lo industrial, ha permitido presentar una abstracción del mundo real en un ambiente digital, el cual usamos para representar, interpretar, analizar y entender muchos de los objetos y/o fenómenos geográficos que han llegado a influir en la vida de las personas y la sociedad en general. Los sistemas de información geográfica fueron los pioneros en realizar aplicaciones para representar y analizar la información espacial con características geográficas; después los siguieron las bases de datos espaciales, como una respuesta a la administración eficiente de dicha información. Se ha incluido una dimensión temporal asociada a la información espacial, dando origen así a las bases de datos espaciotemporales, que permiten representar no sólo la forma y localización de objetos geográficos, sino también el tiempo asociado a ese objeto, posibilitando cambiar su posición y/o forma para otro instante de tiempo. Esta representación del tiempo es discreta, en la medida que se almacena el objeto en instantes específicos de tiempo. Como los cambios asociados a los objetos geográficos son continuos en el tiempo, su representación en las bases de datos espaciotemporales tiene la limitación de ser discreta. Se considera una limitación, ya que la representación del objeto en sí no corresponde completamente a la realidad, restringiendo de esta forma una completa y exacta interpretación del comportamiento del objeto y/o fenómeno en periodos de tiempo. Las bases de datos de objetos en movimiento, pueden representar los cambios de forma y posición de manera continua. Estas han logrado, hasta el momento, representar los cambios de posición de los puntos en movimiento mediante trayectorias, generando así una línea del trayecto en intervalos de tiempo. En el caso de las trayectorias de las regiones en movimiento, cuya representación incluye cambios de forma y posición, su generación es mucho más compleja, sin que se haya encotrado evidencia de casos de éxito en modelo aplicados que funcione para modelar cambios de forma y estructura interna de reginen en movimientoen bases de datos espacio-temporales. En esta tesis doctoral se diseña un modelo aplicable a una base de datos espaciotemporal que genere trayectorias de cambios detectados en la posición y forma de regiones en movimiento; además se extiende el modelo adicionando semánticas sobre la trayectoria resultante a fin de enriquecer y caracterizar dicha trayectoria en el contexto en que se desarrolla, es decir, más una semántica generada a partir del movimiento representado. Como caso de estudio para la experimentación y aplicación del modelo mencionado, se selecciona el fenómeno geográfico del crecimiento urbano de la ciudad de Bogotá, se generarán las trayectorias de las regiones que representa el casco urbano y se le asociará una semántica a la trayectoria de crecimiento de la ciudad que complementa la información para enriquecer las trayectorias crudas generadas. De la misma manera, se tomará un segundo caso de estudio que mostrará el retroceso glaciar de la Sierra Nevada de Santa Marta. La fuente de información será una secuencia de mapas e imágenes satelitales en un periodo de tiempo, de donde se extraerá la información pertinente al fenómeno geográfico mediante técnicas de clasificación y se almacenarán los resultados en una base de datos espaciotemporal, en donde se continuará el proceso para realizar la generación de trayectorias con su respectiva representación en la base de datos espacial. Finalmente, los modelos propuestos son implementados en los dos casos de estudio mencionados, mostrando su funcionalidad al permitir crear y utilizar las trayectorias que representan sus dinámicas de movimiento asociándoles información para convertirlas en trayectorias semánticas de acuerdo a las definiciones enmarcadas de semántica para este trabajo de investigación.