¿Cuál es la diferencia entre la herramienta Crear polígonos de Thiessen (ArcGIS) y la herramienta Polígonos de Voronoi (QGIS)?


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¿Los polígonos de Thiessen son lo mismo que los polígonos de Voronoi? Estoy usando ArcMap 10 y también QGIS 2.4 y me gustaría saber la diferencia exacta (si la hay) entre los dos métodos.


¿Podría describir cualquier investigación que haya realizado sobre el tema y sobre qué necesita aclaración en particular?
Aaron

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De hecho, estábamos discutiendo si combinar las dos etiquetas en meta: meta.gis.stackexchange.com/questions/3677/…
Chris W

Respuestas:


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Si, son la misma cosa. En el campo de los SIG, tendemos a referirnos a ellos como polígonos de Thiessen, después del meteorólogo estadounidense que frecuentaba su uso. En otros campos, particularmente en matemáticas y ciencias de la computación, generalmente se los conoce como diagramas de Voronoi, en honor del matemático Georgy Voronyi. Ambos usos son aceptables.


Si bien el concepto es el mismo, me pregunto si la implementación en cada software es ...
Chris W

@ChrisW Esa es una pregunta que vale la pena pero es bastante difícil de responder, supongo. Creo que, como la mayoría de los problemas espaciales, hay más de una forma de llegar a la solución, lo que sugeriría que hay diferentes implementaciones.
WhiteboxDev

Lo siento, estaba siendo más retórico. Solo quería señalar que, si bien los conceptos eran los mismos, y en general obtendría el mismo resultado (o al menos tipo de resultado) en los dos softwares, la forma en que lo hacen podría no ser la misma y los resultados podrían No será exactamente lo mismo. Básicamente, elegir leer más en la pregunta de lo que realmente podría ser necesario, pero podría importar si fueras lo suficientemente profundo.
Chris W

@ChrisW Sí, así es como interpreté tu pregunta. Y es un punto realmente válido que planteas. Creo que los detalles de implementación en cualquiera de los dos SIG que ofrecen una herramienta de polígono de Thiessen conducirían a ligeras diferencias de la misma manera que una herramienta de acumulación de flujo o cuenca aplicada a los mismos datos en dos SIG diferentes podría diferir ligeramente. Hay muchas cosas que van entre el funcionamiento teórico de un algoritmo y su implementación de código de computadora.
WhiteboxDev

@ChrisW Por cierto, es exactamente su pregunta la que me llevó a la noción de software de 'acceso abierto' y Whitebox GAT en primer lugar. Si el OP hubiera preguntado cómo funciona la herramienta de polígono Thiessen de Whitebox GAT, la respuesta sería tan simple como presionar el botón 'Ver código' en el diálogo de la herramienta. Vea el blog vinculado para obtener detalles sobre lo que quiero decir: whiteboxgeospatial.wordpress.com/2014/05/04/…
WhiteboxDev

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No podemos saber la diferencia exacta porque no podemos ver el código fuente de la implementación de ESRI. Sin embargo, parece, desde una mirada superficial, que las dos implementaciones, de hecho, utilizan el mismo método que es una traducción aproximada del clásico algoritmo de línea de barrido de Steven Fortune .

Aquí puede ver el código fuente real que se utiliza en QGIS. Incluye la siguiente descripción:

For programmatic use two functions are available:

   computeVoronoiDiagram(points)

        Takes a list of point objects (which must have x and y fields).
        Returns a 3-tuple of:

           (1) a list of 2-tuples, which are the x,y coordinates of the
               Voronoi diagram vertices
           (2) a list of 3-tuples (a,b,c) which are the equations of the
               lines in the Voronoi diagram: a*x + b*y = c
           (3) a list of 3-tuples, (l, v1, v2) representing edges of the
               Voronoi diagram.  l is the index of the line, v1 and v2 are
               the indices of the vetices at the end of the edge.  If
               v1 or v2 is -1, the line extends to infinity.

   computeDelaunayTriangulation(points):

        Takes a list of point objects (which must have x and y fields).
        Returns a list of 3-tuples: the indices of the points that form a
        Delaunay triangle.

Ahora no podemos ver el código propietario de ESRI que impulsa su herramienta , pero la descripción de su documentación revela de inmediato que la base detrás de ambas herramientas es la misma:

Los polígonos proximales de Thiessen se construyen de la siguiente manera:

Todos los puntos se triangulan en una red irregular triangulada (TIN) que cumple con el criterio de Delaunay. Se generan las bisectrices perpendiculares para cada borde triangular, formando los bordes de los polígonos de Thiessen. La ubicación en la que se cruzan las bisectrices determina la ubicación de los vértices del polígono de Thiessen.

Los matices reales del código que conduce a los dos son obviamente diferentes, ya que se ha demostrado que la traducción de Bill Simon tiene errores conocidos que no están presentes en la versión de ESRI.

Hay (como se ha indicado en los comentarios anteriores) varias otras formas diferentes de generar diagramas de Voronoi, incluso en SIG, como esta metodología basada en ráster . También hay otros métodos basados ​​en vectores para generar diagramas de Voronoi en SIG.

Hay varias ventajas y desventajas para cada uno de los métodos. Por ejemplo, el algoritmo de Fortune es relativamente rápido y está bien documentado, pero actualmente no se conoce una forma de generar diagramas de Voronoi con ponderación multiplicativa utilizando su implementación directa.

Los métodos de trama son generalmente mucho más lentos desde el punto de vista computacional, pero permiten la creación de diferentes tipos de diagramas de Voronoi ( como los diagramas de Voronoi más lejanos ) sin reinventar completamente la metodología.

Divulgación completa: he trabajado como asistente de investigación para el profesor que escribió el documento para la metodología basada en ráster para generar diagramas de Voronoi.


TL; DR: Aunque las implementaciones reales difieren ligeramente, se basan en el mismo algoritmo y ambas deberían producir el mismo resultado (aparte de los pocos casos extremos que producen los errores observados en la pregunta de Dan Patterson vinculada anteriormente).

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