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Representación semántica de datos espaciales raster

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dc.contributor.author Quintero Téllez, Rolando
dc.date.accessioned 2008-10-20T19:50:07Z
dc.date.available 2008-10-20T19:50:07Z
dc.date.created 19/10/2007
dc.date.issued 2008-10-20T19:50:07Z
dc.identifier.citation Quintero Téllez, Rolando. (2007).Representación semántica de datos espaciales raster. (Doctorado en Ciencias de la Computación). Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación en Computación, México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/739
dc.description Tesis (Doctorado en Ciencias de la Computación), Instituto Politécnico Nacional, CIC, 2007, 1 archivo PDF, (248 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract ABSTRACT In this work, we present a methodology for semantic representation of spatial objects within spatial raster data sets. The aim is to apply such methodology to any type of spatial raster data; nevertheless, in this work we applied it to digital terrain models as case study (particularly, we use digital elevation models). Given an elevation model, that describe landforms like mountains, hills, valleys, plateaus and so on, we must obtain a description containing those types of landforms that built the landscape of the region represented by the elevation model. We obtain a knowledge-based description like: “On this elevation model there is a mountain with a height of 1000 meters, in the coordinates x, y; also there is a valley of …”. The knowledge used for making the description is the same knowledge that people have about the things that we expect to find out in a landscape. We propose a methodology based on three stages for making the semantic representation of spatial data: conceptualization, synthesis and description. In the conceptualization stage, we attempt to capture the knowledge about the problem domain. We must find out and define the concepts that the people use while they speak about landforms. The conceptualization is the first step for making a semantic representation. In practical terms, the conceptualization stage has three main parts: conceptualization of the geo-spatial domain (due to all landforms are geographic objects), conceptualization of the particular working domain (in this case, the landforms) and finally, conceptualization of the application that performs the representation. We develop a conceptualization methodology for conceptualizing the geographic domain, where we propose making this task by using a minimum number of axiomatic relations. This constraint allows us to move the definition of relations to the conceptualization as concepts; this gives to them semantic richness to the relations. As part of case study, we have developed ontology of geographic domain by using the data definition of INEGI. This ontology is called Kaab-ontology. Similarly, we used the dictionary of the Royal Academy of Spanish Language in order to define the concepts that belong to the landforms domain. The result of this definition is the ontology of the domain of landforms that we called Hunxeet-ontology. The conceptualization of the application has been made by developing the ontology we call Wiinkil-ontology. The synthesis stage is the numeric one; in this stage we have different algorithms for extracting features from spatial raster data sets. The synthesis is made in the way that commonly images are processed, applying three phases: pre-processing, processing and post-processing. As result of this stage, we obtain segments of raster data that we call extracts. Extracts are identified as an instance of some concept described in conceptualization. For the synthesis process we propose a methodology based on the differentiation of clustering criteria. This allows us to obtain extracts that fulfill the criteria established by the conceptualization up to some abstraction level. In the description stage, is determined what an extract is, and it is generated a description about it. The stage is achieved by using the conceptualization that gives the properties that must be measured from each extract in order to identify it as an instance of a concept. We propose some templates for the representation of extracts; such templates are fulfilled with the information obtained from the measurements done to extracts. The description of extracts can be done by using any type of representation; in this work we propose a textual representation of the landforms as well as the use of reference forms (called building blocks) for building a synthetic model of the elevation data. en
dc.description.abstract RESUMEN: En este trabajo se presenta una metodología para describir semánticamente los objetos contenidos en un conjunto de datos espaciales raster. El ánimo global es que dicha metodología pueda ser utilizada para describir cualquier tipo de dato espacial raster semánticamente, aunque como caso de estudio utilizaremos modelos digitales del terreno, particularmente modelos digitales de elevación. Lo que se pretende hacer es que, a partir de un modelo de elevación, en el cual se representan las elevaciones del terreno, que a su vez y en su conjunto describen montañas, cerros, valles, llanuras y toda clase de formas de terreno; lo que debemos obtener es una descripción con ese tipo de elementos que se encuentren en la región que se representa con el modelo de elevación, algo así como: “En este modelo de elevación hay un cerro que tiene una altura de tantos metros y está ubicado en tal sitio; también tiene una llanura de tal extensión y está ubicada en... La descripción que buscamos realizar está basada en conocimiento. Conocimiento que las personas tenemos respecto al tipo de cosas que esperamos encontrar en un paisaje. Por ello, proponemos que para realizar una representación semántica de datos espaciales son necesarias tres etapas: conceptualización, síntesis y descripción. En la etapa de conceptualización buscamos “capturar” el conocimiento que tenemos respecto al dominio del problema, es decir, debemos encontrar y definir los conceptos que se manejan cuando las personas hablamos sobre formas del terreno. Así pues, para realizar una representación semántica, el primer paso es contar con una conceptualización detallada. En términos prácticos, la conceptualización consta de tres partes fundamentalmente: una conceptualización del dominio geo-espacial (pues todas las formas del terreno son objetos geográficos), la conceptualización del dominio particular con el que se está trabajando (en nuestro caso de estudio se trata de las formas del terreno) y, por último, la conceptualización de la aplicación por medio de la cual se realizará la representación. Para realizar esto, se desarrolla una metodología de conceptualización del dominio geográfico, en la que fundamentalmente proponemos realizar una conceptualización con un mínimo de relaciones axiomáticas; lo que permite trasladar las relaciones directamente a la conceptualización con la ventaja de una mayor semántica en la definición de tales relaciones. Como parte del caso de estudio se desarrolla una ontología del dominio geográfico, utilizando los diccionarios de datos del INEGI, a la que le llamamos ontología Kaab. De manera similar, utilizamos el diccionario de la Real Academia de la Lengua para obtener las definiciones de los conceptos del dominio de las formas del terreno, teniendo como resultado la ontología que llamamos Hunxeet. Para la conceptualización de la aplicación, tenemos como resultado una ontología que llamamos Wiinkil. La etapa de síntesis es la etapa “numérica”, en la que se cuenta con diferentes algoritmos para extraer las características del conjunto de datos espaciales. Esta etapa es llevada a cabo en la forma en que comúnmente se procesan las imágenes, con fases de preprocesamiento, procesamiento y post-procesamiento. Como resultado de esta etapa tenemos los segmentos del conjunto de datos espaciales raster a los que llamamos extractos, los cuales son interpretados como una instancia de algún concepto descrito por la conceptualización. Para el proceso de síntesis proponemos una metodología basada en la diferenciación de criterios de agrupamiento. Esto permite obtener extractos de información, que cumplen con los criterios establecidos por la conceptualización hasta cierto nivel de abstracción.En la etapa de descripción se determina qué son los extractos obtenidos durante la síntesis y se genera una representación de éstos. La etapa se lleva a cabo utilizando la conceptualización, que indica las propiedades que se deben medir de cada extracto para considerarlo como instancia de un concepto. Para ello establecemos algunas plantillas que se llenan de acuerdo a las mediciones que se realizan sobre los extractos.La descripción puede ser hecha utilizando cualquier tipo de representación que se desee. En el trabajo proponemos, además de una descripción textual, la utilización de formas de referencia a las que denominamos bloques constructivos, los cuales al ser combinados pueden formar un modelo sintético de los datos raster que se analizan. es
dc.language.iso es es
dc.subject Spatial data en
dc.subject Raster data en
dc.subject Semantic representation en
dc.subject Datos espaciales es
dc.subject Datos raster es
dc.subject Representación semántica es
dc.title Representación semántica de datos espaciales raster es
dc.type Thesis es
dc.contributor.advisor Felipe Riverón, Edgardo Manuel
dc.contributor.advisor Mechaca García, Felipe Rolando


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