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Al contrario de lo que ocurre con el formato raster, el formato vectorial define objetos geométricos (puntos, lineas y polígonos) mediante la codificación explícita de sus coordenadas. Los puntos se codifican en formato vectorial por un par de coordenadas en el espacio, las lineas como una sucesión de puntos conectados y los polígonos como lineas cerradas (formato orientado a objetos) o como un conjunto de lineas que constituyen las diferentes fronteras del polígono (formato Arco/nodo).
Este formato resulta especialmente adecuado para la representación de entidades reales ubicadas en el espacio (carreteras, ríos, parcelas de cultivo) 34. También resulta más adecuado que el raster cuando se manejan datos que suponen un valor promediado sobre una extensión de territorio que se considera homogenea, los límites de la misma pueden ser arbitrarios o no (por ejemplo estadísticas municipales, datos piezométricos en acuíferos, etc.).
Mientras que la estructura raster codifica de forma explícita el interior de los objetos e implícitamente el exterior, el formato vectorial codifica explícitamente la frontera de los polígonos e implícitamente el interior, aunque en ambos casos lo realmente importante es el interior. Esto significa que resulta fácil saber lo que hay en cada punto del territorio en un formato raster pero no en un formato vectorial, por tanto los algoritmos utilizados para las operaciones de álgebra de mapas son completamente diferentes. En general las operaciones son más difíciles y exigen mayor tiempo de computación para el formato vectorial.
Como se vió en un tema anterior, existen dos sub-modelos lógicos dentro del formato vectorial, el formato arco-nodo que es el más utilizado y el modelo orientado a objetos.
En el formato vectorial, además de codificar la posición de las entidades, necesitamos establecer las relaciones topológicas entre las mismas, especialmente en lo que se refiere a los mapas de polígonos. El término topología hace referencia, en el contexto de los SIG vectoriales, a relaciones entre los diferentes objetos para originar entidades de orden superior. Aunque los requisitos topológicos varían en función de cada implementación concreta (modelo digital o estructura de datos), básicamente son:
Finalmente hay que tener en cuenta la necesidad de incorporar la información espacial o no espacial no extraible directamente de la localización. Para ello se utiliza una base de datos temática asociada en las que una de las columnas corresponde al identificador de los objetos representados. En algunos casos se incluye información derivada de la localización (área, perímetro) en esta tabla para utilizarla en operaciones matemáticas junto con el resto de las variables, a este modo de trabajo se le llama modelo geo-relacional. El ejemplo más sencillo sería la simple asignación de colores para pintar los polígonos en función del valor obtenido para una determinada variable, almacenada en la base de datos, en cada uno de los polígonos (figura 82).