Simplificar geometrías: reducir el tamaño de GeoJSON y shapefile

Para qué sirve simplificar geometrías

Los polígonos de límites administrativos, municipales o parcelarios suelen proceder de levantamientos a gran escala, con un vértice cada pocos metros a lo largo de una costa. Ese detalle no se aprecia cuando todo el conjunto de datos cabe en la pantalla, pero aumenta el tamaño del archivo. En un mapa web, un GeoJSON grande primero tiene que descargarse, después analizarse en el navegador y, por último, dibujarse vértice a vértice; a medida que crece el número de vértices, la página tarda más en abrirse, el desplazamiento y el zoom se ralentizan y los dispositivos móviles pueden llegar a su límite de memoria. La simplificación conserva los vértices que definen la forma y elimina el resto, de modo que el archivo se ajusta a la escala a la que se va a mostrar.

Cómo se usa

1. Cargue un archivo GeoJSON, shapefile o KML. Para un shapefile, elija el archivo .zip o seleccione juntos los archivos .shp, .dbf y .prj.
2. Elija un método y ajuste la cantidad con el control deslizante. En el modo porcentaje se fija la proporción de vértices que se conservan; en el modo tolerancia, un umbral en metros.
3. En el mapa, la línea gris discontinua es el original y la línea roja, el resultado simplificado. El número de vértices, el tamaño estimado del archivo y el cambio de área se actualizan con cada ajuste.
4. Elija la precisión de coordenadas y descargue el resultado como GeoJSON, TopoJSON o shapefile.

Douglas-Peucker o Visvalingam

Douglas-Peucker une los dos extremos de una línea y conserva el vértice más alejado de ese segmento si su distancia supera la tolerancia; después repite el proceso en las dos mitades. Como la tolerancia es un simple límite de distancia en metros, el resultado es predecible. Mantiene las esquinas marcadas, pero con reducciones fuertes las formas pueden verse puntiagudas y dentadas. Visvalingam-Whyatt valora cada vértice por el área del triángulo que forma con sus vecinos y elimina, paso a paso, el que menos área aporta. En límites naturales como costas y ríos da resultados más suaves y de aspecto más natural, por eso se suele preferir para mapas temáticos a pequeña escala. Para datos de ingeniería con bordes rectos, como carreteras, redes y parcelas, Douglas-Peucker suele encajar mejor.

Conservar la topología

Dos provincias vecinas comparten un límite. Si cada polígono se simplifica por separado, ese límite se vuelve a dibujar dos veces con vértices distintos y aparecen huecos o solapes estrechos entre ellos. Con la conservación de topología activada, la herramienta divide primero los límites compartidos en arcos, simplifica cada arco una sola vez y usa el mismo arco en los dos vecinos. Los nodos donde se encuentran los límites se mantienen fijos. Los anillos aislados, como las islas pequeñas, conservan sus vértices más importantes para seguir siendo al menos un triángulo.

Precisión de coordenadas

En coordenadas geográficas, cada decimal describe una posición unas diez veces más fina: 5 decimales equivalen a cerca de 1 metro y 6 decimales a unos 11 centímetros. Muchos archivos llevan hasta 15 decimales, muy por encima de cualquier precisión topográfica, lo que solo hace el archivo más grande. Reducir la precisión disminuye el tamaño de forma notable, con independencia de la simplificación. En sistemas métricos, 2 decimales corresponden a centímetros.

Efecto en la precisión de los análisis

La simplificación está pensada para la visualización. Las longitudes de las líneas y los perímetros siempre se acortan, porque las curvas se enderezan. El área puede cambiar en cualquier sentido; bahías y cabos se compensan en parte, pero en polígonos pequeños o muy recortados el cambio puede ser importante. Por eso la herramienta informa del cambio total de área y de longitud, así como de la entidad cuya área más cambió. Las cifras oficiales de superficie y los análisis como la intersección, el área de influencia o la asignación de puntos a polígonos deben hacerse con los datos originales, y la copia simplificada solo para la visualización. La simplificación también puede hacer que los bordes de algunos polígonos se crucen; la herramienta cuenta estos casos y le avisa.

Datos y método

La lectura, la construcción de la topología, la simplificación y la salida se hacen en un proceso en segundo plano (Web Worker), para que la página siga respondiendo con archivos grandes. Se calcula una sola vez un valor de importancia para cada vértice, y el control deslizante solo aplica un umbral sobre esos valores. En datos geográficos, las distancias se miden en metros sobre un plano Mercator escalado a la latitud de cada punto. Las áreas usan la fórmula del polígono esférico y las longitudes, la distancia ortodrómica. La topología se construye con topojson-server 3.0.1 y topojson-client 3.1.0 (licencia ISC); los algoritmos de simplificación, la comprobación de validez y el escritor de shapefiles son código propio de esta página. Los shapefiles se leen con shpjs 6.1.0 (MIT), los zip con JSZip 3.10.1 (MIT), los KML con @tmcw/togeojson 5.8.0 (BSD-2-Clause), y los datos proyectados se previsualizan con proj4js 2.9.0 (MIT). Los mapas base pertenecen a Esri y a los colaboradores de OpenStreetMap. Los valores Z se eliminan y la salida es bidimensional. Bibliotecas de código abierto utilizadas y sus licencias: Fuentes de datos.

Para aplicaciones de mapas web que sirven capas simplificadas según el nivel de zoom, o para automatizar la preparación de datos en un proyecto mayor, puede contactar con el equipo a través de la página de contacto o visitar Rodosto Teknoloji.