Нетопологическая модель данных

В векторных нетопологических моделях все объекты произвольно и независимо размещены в пространстве.

Термин «нетопологическая» в противовес «топологической» подчеркивает, что различные фигуры в пределах набора данных никак между собой не связаны и не влияют друг на друга.

Среди векторных нетопологических моделей выделяют два основных подвида: шейп-модель и САПР-модель.

Шейп-модель

В шейп-модели допустимы 4 вида данных: точки, линии, полигоны и мультиточки. При этом в пределах одного слоя карты, представленного в виде шейп-модели, допускаются объекты только одного вида. Соответствующие слои карты при этом называются точечными, линейными, полигональными (площадными) и мультиточечными.

Данные в шейп-модели могут быть определены на плоскости, и тогда они характеризуются двумя координатами , а также в 3-х (координаты или ) и 4-мерном (координаты ) пространстве. Координата m обычно используется в качестве так называемой «меры» для линий, когда значение меры описывает расстояние от некоторого начала (пикетажное расстояние). Для других типов шейп-данных (точек, полигонов и мультиточек) мера обычно не используется.

1. Точки в шейп-модели являются 0-мерными объектами, описываемыми набором соответствующих координат на плоскости или в пространстве. Точки используются для представления на карте таких объектов, как города на карте мира, колодцы, пожарные гидранты на плане города, высотные отметки рельефа.

2. Мультиточки в шейп-модели также являются 0-мерными объектами и состоят из ненулевого набора несоединённых точек. Этот тип объектов является обобщением типа «точки». Мультиточки используются на практике достаточно редко.

3. Линии в шейп-модели являются 1-мерными (линейными) объектами и определяются как последовательности соединённых отрезками точек. При этом выделяют 3 вида линий: спагетти, струны и кольца.

Спагетти могут самопересекаться, тогда как струны и кольца не могут. Кольца имеют совпадающие начальную и конечную точки. Все линейные объекты имеют некоторое значение длины, но всегда нулевую площадь.

Спагетти должны состоять по крайней мере из одного отрезка, соединяющего две несовпадающие точки. Спагетти обычно используются при экспорте данных из некоторого источника линейных данных, где топологическая корректность данных не гарантируется. На рис. 2.3 приведён пример допустимого объекта типа спагетти.

 

Рис. 2.3. Пример данных типа «спагетти»

Струны также должны состоять по крайней мере из одного отрезка, соединяющего две несовпадающие точки. При вводе и редактировании струн производится проверка на то, чтобы не было самопересечений отрезков струны, а также последовательных коллинеарных отрезков. На рис. 2.4 приведены примеры допустимой и недопустимой струн.

 

Рис. 2.4. Пример данных типа «струна»

(слева - допустимые, справа - нет)

 

Кольца должны иметь совпадающие начальную и конечную точки. При вводе и редактировании колец производится проверка на отсутствие самопересечений отрезков кольца, а также последовательных коллинеарных отрезков. На рис. 2.5 приведены примеры допустимого и недопустимого кольца.

 

Рис. 2.5. Пример данных типа «кольцо»

(слева - допустимые, справа - нет)

 

4. Полигоны в шейп-модели являются 2-мерными (площадными) объектами и определяются несколькими (не менее одного) контурами, заданными в виде последовательности замкнутых непересекающихся линий. По крайней мере, один из этих контуров должен быть внешним, а остальные - внутренними. Внутренние контуры при этом должны задаваться в порядке обхода контура по часовой стрелке, а внешние - против.

На рис. 2.6 приведены пример полигона.

 

Рис. 2.6. Пример данных типа «полигон»

 

Для каждой фигуры в шейп-модели данных может храниться некоторое число дополнительных числовых или текстовых параметров (атрибутов), описывающих различные характеристики моделируемых объектов.

САПР-модель

САПР-модель (модель данных, типичная для систем автоматизированного проектирования) используется в геоинформационных системах, как правило, для графического оформления карт и для создания сложных чертежей. При этом в пределах одного слоя карты, представленного в САПР-модели, допускаются объекты различных типов: простые (точки, мультиточки, линии, полигоны) и сложные (прямоугольники, дуги, эллипсы, сплайны, растры, метафайлы, OLE-объекты, надписи, указатели, размерные линии и элементы оформления карт).

САПР-модель используется для создания на картографической основе сложных графических изображений, например, схем инженерных сетей.