Векторна модель для подання поверхні.

При поданні географічного простору за допомогою растрової моделі кожна чарунка растру займає встановлену площу. В межах цього дискретного або квантованого простору чарунка може мати атрибут абсолютного значення висоти, що відповідає цій чарунці. Це може бути найбільше, або найменше значення, або середнє значення висоти.

Проте, у випадку векторної моделі картина буде зовсім іншою. Так більша частина простору між графічними примітивами (об’єктами) розуміється, але не визначається явним чином. Для визначення цього простору, як поверхні, ми повинні її квантувати деяким способом, що забезпечить зберігання важливих змін інформації про поверхню і забезпечить подання областей з однаковими значеннями висоти. Сутність цього способу полягає у тому, що кожна точка має певну висоту. Проводячи через три найближчі точки площину ми можемо зобразити трикутну область постійного схилу. Отримані таким чином трикутники складають структуру, що являє собою модель поверхні (рис. 2.13). Така модель поверхні називається нерегулярною тріангуляційною мережею (TIN) і застосовується для опису рельєфу точки деякої мережі. Точки моделі можуть розміщуватися як регулярно так і нерегулярно. Крім розглянутої моделі, точкові дані можуть використовуватися для традиційного подання поверхні за допомогою ізоліній (горизонталей).

 

 

 

 

У векторних геоінформаційних системах існує два основних підходи до інтеграції графічних елементів моделі даних з базами даних атрибутів. На їх основі створені два типи векторних ГІС: інтегровані та гібридні.

В гібридній геоінформаційній системі координатні та топологічні дані, що необхідні для графічних даних, зберігаються як окремий набір файлів. Таблиці атрибутів, що містять усі необхідні дані опису для кожного графічного об’єкту, зберігаються окремо або у інших файлах, або під управлінням СУБД загального призначення. Зв’язок між графікою і атрибутивними даними здійснюється через ідентифікаційні коди графічних об’єктів, що є у графічних файлах, і які зберігаються у окремій колонці атрибутивної бази даних (рис. 2.14). Завдяки можливості зовнішнього зберігання багатьох атрибутів для кожного об’єкту підвищуються аналітичні можливості і можлива економія пам’яті ПЕОМ. До гібридних геоінформаційних систем відносяться системи: INTERGRAPH, ARC/INFO.

	Рис. 2.14. Гібридна векторна ГІС із зберіганням атрибутів у зовнішній базі даних. Файли графічних даних програмно пов’язані з СУБД, яка зберігає атрибутивну інформацію.

 

Інший підхід до зберігання графічних і атрибутивних даних покладений в основу інтегрованої геоінформаційної системи. В такому випадку ГІС є процесором просторових запитів, що надбудований над стандартною СУБД, яка використовується для зберігання як атрибутивної так і графічної інформації. Інтегрована система зберігає координати об’єктів карти в різних таблицях однієї бази даних, які пов’язані між собою за допомогою спеціального механізму (рис. 2.15).

 

 

Рис. 2.15. Інтегрована геоінформаційна система.

 

 

Існує два способи зберігання інформації у реляційних таблицях. В першому способі записуються окремі пари координат, які подають точкові об’єкти, а також кінцеві та проміжні точки ліній і границь областей, як окремі елементи або строки бази даних. Такий підхід ускладнює пошук, так як кожний графічний об’єкт повинен відновлюватися з подання окремих елементів для відновлення полігонів або їх груп. Для усунення такого недоліку інтегрована модель може записувати в одну колонку таблиці ланцюги координатної інформації. Таким чином, одна область може бути описана однією строкою в таблиці, що містить в одній колонці – ідентифікатор області, а в другій – список ідентифікаторів ліній. Тоді, лінії, що ідентифіковані за цим кодом у окремій колонці таблиці ліній, будуть описувати розміщення області набором пар координат.

Крім цих двох розглянутих моделей з’явилася об’єктно-орієнтована модель даних. Її сутність полягає у тому, що встановлено “об’єкт” – це деяка сутність, яка має певний стан, який подається локальними змінними (характеристиками цього об’єкту) і набором операцій, які можуть бути застосовані до цього об’єкту. Додатково, кожний об’єкт належить до будь-якої множини об’єктів та операцій і він розглядається, як член цього класу. Кожний з класів наслідує характеристики від свого надкласу (рис. 2.15).

Сутність об’єктно-орієнтованої моделі даних проілюструємо на прикладі класу об’єктів – полігон, який надає кожній області в базі даних всі її властивості (перелік вузлів, дуг, областей; процедури обчислення центроїда, відображення, накладання полігонів тощо). Крім того об’єкт полігон є надкласом до множини об’єктів – земельні ділянки. Таким чином об’єкти цього класу наслідують змінні та операції надкласу – полігон, а також мають свої властиві характеристики (власник, вартість, категорія ділянки, характеристика ґрунтів, тощо).

 

		Рис. 2.15. Об’єктно-орієнтована геоінформаційна система.

 

 

Таким чином,користувачам потрібно пам’ятати, щосьогодні існують дві моделі подання геопросторової інформації у геоінформаційних системах – растрова та векторні моделі даних. В свою чергу, кожна з цих моделей подання даних може бути реалізована різними способами, основними з яких є: GRID, IMGRID, MAP для растрових моделей даних та спагеті і топологічна моделі для векторних даних та модель TIN для подання поверхні. Крім того, перед розміщенням даних у базі даних обов’язково виконується їх стискування одним з розглянутих способів стискування даних.

Питання

1. Дати характеристику просторових об’єктів з якими працює геоінформаційна система?

2. Які існують на практиці шкали вимірів у картографії?

3. Які існують види розподілу об’єктів місцевості та навести їх характеристику?

4. Які існують основні способи збору інформації про місцевість та об’єкти на ній?

5. Навести основні правила відбору даних та дати їх характеристику?

6. Привести основні характеристики топографічної карти?

7. Назвати основні види картографічних проекцій та дати їх характеристику?

8. Які системи координат використовуються на топографічних картах?

9. Які існують методи подання географічного простору та дати їх характеристику?

10. В чому полягає сутність процесу квантування простору на чарунки растру одного розміру. Вплив розміру чарунки растру на точність визначення місцеположення?

11. Векторна структура подання графічних даних. Її відміна від растрової за своєю можливістю визначати положення об’єктів у просторі?

12. Растрові моделі подання даних. Дайте їх характеристику?

13. Методи стиснення растрових даних, їх сутність?

14. Векторні моделі подання даних. Їх характеристика?

15. Назвіть основні методи стиснення векторних даних, їх сутність?

16. Дати характеристику основних векторних моделей для подання поверхні?

17. В чому полягає сутність об’єктно-орієнтованої геоінформаційної системи та її потенційні переваги перед іншими ГІС-системами?

________________