Особливості організації даних в ГІС (Моделі просторових даних) Кафедра географії та геоекології Доцент Вовк В. М.
ПЛАН 1. Типи моделей даних в ГІС 2. Векторні моделі 2. 1. Точкові об'єкти 2. 2. Лінійні об'єкти 2. 3. Полігональні об'єкти 2. 4. Особливості векторних моделей 3. Растрові моделі 3. 1. Фотографія як гратка 3. 2. Регулярні й нерегулярні растрові моделі 4. Висновки
ТИПИ МОДЕЛЕЙ ДАНИХ В ГІС Растрові та векторні моделі Основою візуального подання даних за допомогою ГІС-технологій слугує так зване графічне середовище. Основу графічного середовища і відповідно візуалізації бази даних ГІС складають векторні и растрові моделі. Вони можуть бути двовимірними (2 D) – розміщеними на площині, або тривимірними (3 D) - розміщеними у тривимірному просторі.
ТИПИ МОДЕЛЕЙ ДАНИХ В ГІС Такий підхід дозволяє класифікувати моделі за трьома типами: • растрова модель; • векторна нетопологічна модель; (Map. Info) • векторна топологічна модель; (Arc. Info) Всі ці моделі бути взаємно перетворені. Можливий клас моделей, що вміщують характеристики як векторів, так і мозаїк. Вони дістали назву гібридних моделей.
Векторні моделі даних будуються з графічних примітивів, таких як: • Точки • Лінії • Полігони
Точкові об’єкти Найпростішим типом просторового об’єкту є точкові дані. Вибір об’єктів, поданих у вигляді точок, залежить від масштабу карти або дослідження. Наприклад, на крупномасштабній карті точками показуються окремі будівлі, а на дрібномасштабній карті - міста. Як правило, точками показуються точки спостереження, вершини, джерела тощо. Точковий об'єкт визначається парою координат X, Y (на площині), або трьома координатами X, Y, Z – у просторі.
ОСОБЛИВОСТІ ТОЧКОВИХ ОБ’ЄКТІВ Особливістю точкових об'єктові є те, що вони зберігаються як у вигляді графічних файлів, як інші просторові об'єкт, так і у вигляді таблиць, як атрибути. Останнє обумовлено тим, що координати кожної точки описують як додаткові атрибути. Відповідно інформацію щодо набору точок можна подати у вигляді таблиці, яка вміщує окрім координат набори атрибутів (ідентифікаційні номери, тематичні характеристики тощо). В таких таблицях кожен рядок відповідає точці - в ньому зібрана вся інформація про дану точку. Кожен стовпчик таблиці - це ознака, що вміщує типізовані дані: координати або атрибути. Кожна точка незалежна від усіх інших точок, які подаються у вигляді окремих рядків.
Лінійні об’єкти У найпростішому випадку лінійний объєкт (відрізок) визначається двома парами (трійками) координат, які задають початок і кінець відрізка. У випадку полілінії (лінії, яка складається з набору відрізків - сегментів), вона визначається координатами кожного з її вузлів. Полілінії можуть розміщуватись як на площині, так і в просторі.
Полігональні об’єкти Площинний об’єкт (ареал, полігон) – замкнута двовимірна або тривимірна (блок) фігура, яка описує об’єкт реального світу. Площинні об’єкти створюються лише только в векторних нетопологічних системах (Map. Info). В системах, що підтримують топологію, площинні об’єкти визначаються зв’язаним набором дуг и вершин, мається на увазі їх границями и
Особливості векторних моделей Векторні моделі даних будуються на графічних примітивах, які займають частину простору на відміну від растрових моделей, що займають увесь простір. Саме це визначає їх основну перевагу – вимогу на порядки менше пам'яті для зберігання і менше часу для обробки і подання такого типу даних. Повна векторна модель даних ГІС відображує просторові дані як сукупність наступних складових частин: • геометричні (метричні) об'єкт (точки, лінії і полігони); • атрибути – характеристики (ознаки), які пов'язані з об'єктами; • зв'язки між об'єктами.
Растрові моделі У растрових моделях дискретизація здійснюється найпростішим методом - увесь об'єкт (досліджувана територія) відображується в просторові комірки, які утворюють регулярну сітку. При цьому кожній комірці растрової моделі відповідає однакова за розмірами, але різна за характеристиками (колір, щільність) ділянка поверхні об'єкту. В комірці моделі вміщується одне значення, яке відповідає середньому значенню ділянки поверхні об'єкта. Основне призначення растрових моделей - неперервне відображення поверхні. (Растр, мозаїка, гратка. ) Більшість природних явищ краще описуються саме растровими моделями. (відсутні різкі межі, напівтони)
Фотографія як регулярна гратка (решітка) У растрових моделях в якості атомарної моделі використовують двовимірний елемент простору піксель (комірка). Розділення - мінімальний лінійний размір найменшої ділянки простору (поверхні), який відображений одним пікселем. В комірках растру чорно -білої фотографії Пікселі зазвичай являють собою квадрати. зберігаються значення Більш високе розділення має растр з меншим яскравості кожного розміром комірок. Високе розділення пікселя. Діапазон значень передбачає інтенсивність деталей, множину від 0 до 256 комірок, мінімальний розмір комірок.
Положення зазвичай задається упорядкованою парою координат (номер рядка і номер стовпчика), які однозначно визначають положення кажного елемента простору, що відображається в растрі. 2 D grid матриця Тип значень в комірках растра визначається як реальним явищем, так і особливостями ГІС. Так, у різних системах можна використовувати різні класи значень: цілі числа, десяткові значення, буквені значення.
Регулярні й нерегулярні моделі Растрові моделі поділяються на регулярні та нерегулярні. Площинні регулярні мозаїки бувають трьох типів: квадрат, трикутник і шестикутник. Квадрат – найбільш розповсюджена модель, так як дозволяє відносно просто проводити обробку великих масивів даних. Серед нерегулярних мозаїк частіше всього використовують трикутні сітки неправильної форми (Triangulated Irregular Network - TIN) и полігони Тіссена (діаграми Вороного).
Висновки ØДані в ГІС мають свою специфіку і не мають прямих аналогів в інших автоматизованих системах. Вони мають значну кількість форматів (практично кожна ГІС - свій) і різні форми подання. ØГІС можуть вміщувати дані в двох основних формах подання - растровій та векторній. ØРастрові й векторні моделі мають свої переваги і недоліки при вирішенні різних задач і доповнюють одна одну в системі комплексної обробки даних ГІС.
Скачать презентацию Особливості організації даних в ГІС Моделі просторових даних
Дани_в ГИС.ppt