Published

2003-07-01

Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen's maps and the Neural Gas method

Representación y clasificación de datos geoespaciales: comparación entre mapas autoorganizativos de Kohonen y el método Gas Neuronal

DOI:

https://doi.org/10.15446/ing.investig.v23n3.14697

Keywords:

Geographic information System (GIS), spatial data mining, neuronal networks, Self organizating map (SOM), kohonen, neural gas (en)
Sistemas de Información geográfica (SIG), mineria de datos espaciales, redes neuronales, Mapas Autoorganizativos (SOM), Kohonen, Gas Neuronal (es)

Authors

  • Marly Esther De Moya Amarís Universidad Nacional de Colombia

Approximately 80% of all the existing information in the world correspond to geo-referenced information. This creates an increasing necessity to have tools more flexible, precise and easy to use to the visualization, exploration and classification of great volumes of geospatial data. Additionally its necessary achieve smaller times to process this kind of information. In this preliminary investigation, different techniques are compared to visualize and to classify geo-referenced data using two types of neuronal networks: Kohonen's maps (SOM) and the Neural Gas method (NG). For the visualization cases, SOM showed a better performance than NG, occurring the opposite case for the classification examples.

Aproximadamente el 80% de toda la información existente en el mundo corresponde a información georreferenciada. Esto crea una creciente necesidad de disponer de herramientas más flexibles, precisas y fáciles de usar para la visualización, exploración y clasificación de grandes volúmenes de datos geoespaciales. En esta investigación preliminar se comparan diferentes técnicas para representar y clasificar datos georreferenciados utilizando dos tipos de redes neuronales: mapas auto organizativos de Kohonen (SOM) y el método Gas Neuronal (NG). El estudio incluye dos tipos de análisis: visualización y clasificación. Para el estudio correspondiente a visualización se escogieron dos tipos de datos: En primer lugar se seleccionó una muestra de 23000 coordenadas (x, y, z) de una zona montañosa de Colombia con el objetivo de analizar la capacidad de cada uno de los métodos para modelar el terreno, es decir, para presentar visualmente la forma del relieve. El segundo conjunto de datos corresponde a la población de cada uno de los 1090 municipios de Colombia (coordenadas x, y, y población total). El objetivo poder visualizar geográficamente la densidad poblacional de cada una de las regiones. Para el análisis de clasificación igualmente se seleccionaron dos conjuntos de datos: el primero corresponde a la codificación climática de los municipios de Colombia; el segundo, a la clasificación de los municipios en su respectivo departamento. Para los casos de visualización, SOM mostró un mejor desempeño que NG, dándose el caso contrario para los ejemplos de clasificación.

References

Kohonen, T. Self-Organizing Maps. Springer Series in Information Sciences, 30, Berlin 1995. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-97610-0

Martinetz, M.; Berkovich, S.; Schulten, K. Neural-gas network for vector quantization and its application to time series prediction, IEEE Trans. Neural Networks, V. 4, 1993, 558-569. DOI: https://doi.org/10.1109/72.238311

Bartkowiak, A.; Evelpidou, N.; Vassilopoulos, A. Choosing data vectors representing a huge data set: Kohonen's SOMs applied to the Kefallinia erosion data.

Vesanto, J.; Himberg, J.; Alhoniemi, E.; Parhankangas, I. SOM Joathar for Matlab 5. SOM Toolbox team, Helsinki University of Technology, Finland, Libella Oy, Espoo 2000, 1-54,

Ultsch, A. Self-organizing Neural Networks for Visualization and Classification. In O. Optiz; B. Lausen and R, Klar (Eds.). Information and Classification, Berlin: Springer-Verlag, 1999, 307-313. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-50974-2_31

Gahegan, M. On the application of inductive machine learning tools to geographical analysis. Geographical Analysis, Vol, 32, No. 2, 2000, 113-119, DOI: https://doi.org/10.1111/j.1538-4632.2000.tb00420.x

Heinke, D.; Hamker, F.H. Comparing neural network benchmarks on growing neural gas, growing cell structure, and fuzzy ARTMAP. IEEE Trans, on Neural Network, 1998, pp. 1279-1291. DOI: https://doi.org/10.1109/72.728377

How to Cite

APA

De Moya Amarís, M. E. (2003). Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method. Ingeniería e Investigación, 23(3), 12–22. https://doi.org/10.15446/ing.investig.v23n3.14697

ACM

[1]
De Moya Amarís, M.E. 2003. Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method. Ingeniería e Investigación. 23, 3 (Jul. 2003), 12–22. DOI:https://doi.org/10.15446/ing.investig.v23n3.14697.

ACS

(1)
De Moya Amarís, M. E. Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method. Ing. Inv. 2003, 23, 12-22.

ABNT

DE MOYA AMARÍS, M. E. Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method. Ingeniería e Investigación, [S. l.], v. 23, n. 3, p. 12–22, 2003. DOI: 10.15446/ing.investig.v23n3.14697. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/14697. Acesso em: 20 jan. 2025.

Chicago

De Moya Amarís, Marly Esther. 2003. “Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method”. Ingeniería E Investigación 23 (3):12-22. https://doi.org/10.15446/ing.investig.v23n3.14697.

Harvard

De Moya Amarís, M. E. (2003) “Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method”, Ingeniería e Investigación, 23(3), pp. 12–22. doi: 10.15446/ing.investig.v23n3.14697.

IEEE

[1]
M. E. De Moya Amarís, “Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method”, Ing. Inv., vol. 23, no. 3, pp. 12–22, Jul. 2003.

MLA

De Moya Amarís, M. E. “Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method”. Ingeniería e Investigación, vol. 23, no. 3, July 2003, pp. 12-22, doi:10.15446/ing.investig.v23n3.14697.

Turabian

De Moya Amarís, Marly Esther. “Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method”. Ingeniería e Investigación 23, no. 3 (July 1, 2003): 12–22. Accessed January 20, 2025. https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/14697.

Vancouver

1.
De Moya Amarís ME. Representation and classification of geospatial data: a comparison of Kohonen’s maps and the Neural Gas method. Ing. Inv. [Internet]. 2003 Jul. 1 [cited 2025 Jan. 20];23(3):12-2. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/14697

Download Citation

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Article abstract page views

347

Downloads

Download data is not yet available.