6. Способы хранения растровых данных. Программные средства, использующие растровые цифровые модели.

Для хранения разработано множество вариантов растровых структур.

1. Способ полного представления- это прямой ввод одной ячейки за другой.Изображение обычно разлагается по строке сверху-слева, при этом порядке сканирования осущ переход в начало сл.строки. 2мерное ячеистое изобр хранится в виде одномерной посл значений.

2. Способ последовательного кодирования- основан на фиксировании повторяющегося значения и позиции – номер колонки с последним этим значением.

3. Сжатие данных – процесс обеспечивающий уменьшение объема данных путем сокращения их избыточности

4. Метод группового кодирования- замена длительных последовательностей повторяющихся значений парой :значение + количество повторов.

5. Способ двунаправленного сканирования строк – основан на изменении порядка кодирования нечетные строки кодир слева не права, а четные наоборот.

Выделяют 2 группы ПО:

-К первой группе относятся пакеты, использующие растровые изображения в качестве подложек, в том числе и для векторного ввода информации. К ним относятся Mapinfo, arcview, geograph, geodraw, atlas gis. Растр обрабатывается вручную.

-вторая группа – системы обработки ДДЗ и растрового анализа, имеют широкий спектр средств и способов работы с растром.

Мощь пакетов направлена на преобразование значительного объема информации с целью создания растровых карт и их дальнейшего анализа с помощью полуавтоматических средств.

PCI, ERDAS,ER Mapper, ArcGIS

Геопривязка растровых изображений. Особенности геопривязки растров в основных инструментальных ГИС.

Чтобы эффективно анализировать растр. Изображения, они должны быть географически привязаны. Чтобы выполнить геопривязку растрового набора данных, находящихся в пространстве изображения, к системе координат реального мира, вы должны знать положение определенных объектов в обоих координатных пространствах. В ГИС используется спец. алгоритм геопривязки, называемый трансформацией. Т. выравнивает контрольные точки в непривязанном растровом изображениипо соответствующим контрольным точкам привязанного ГИС слоя. Для выполнения геопривязки используются специальные регистрационные точки – тики, реперы, контрольные точки, опорные точки – это регистрационные точки определяющие положение известных точек на земной поверхности, для которых известны их реальные координаты. Часто используются узлы картографической сетки. Непосредственно в процессе машинной обработки в ГИС-системе для регистрации растр. изображения выполняется создание файла координатной привязки. Для полного описания отношения пиксельных координат географическим достаточно 6 параметров:A – размер пиксела по осиХ, В – отрицательный размер пиксела по оси У, С, D – параметры поворота, E, F – Х, У координаты центра верхнего левого пиксела. Среднеквадратичная ошибка (RMSE) – расстояние между двумя точками. Трансформация – математическое преобразование исходных координат в конечные. Перекодировка – процесс определения новых значений для ячеек выходного растра, полученного в результате геометрического преобразования входного растрового набора данных. Три способа определения выходного значения – приравнивание к ближайшему соседу, билинейная интерполяция и кубическая свертка.

7.Векторная модель как способ представления пространственных данных в ГИС. Особенности организации связи между векторными объектами: векторно-нетопологическая модель, векторно-топологическая модель. Геореляционные и объект-ориентированные модели векторных данных.

Векторная модель географических данных – способ представления геоданных в БД ГИС в виде задания пар прямоугольных координат точек (Х,У), которые определяют начало и направление вектора(элементарную дугу). Последовательность дуг образуют линейный пространственный объект БД ГИС. В векторной модели реальные геообъекты представляются в виде географических примитивов(точка, линия, полигон). Векторно-нетопологическое представление данных – цифровое представление точечных, линейных и полигональных объектов в виде набора координатных пар с описанием только геометрии объектов. Векторно-топологическое представление данных (линейно-узловое представление) – разновидность векторного представления линейных и полигональных пространственных объектов, описывающего не только геометрию, но и топологическое отношение между полигонами, дугами и узлами. Топология – математическая дисциплина, занимающаяся определением пространственных связей. Обеспечивает наиболее логичный путь для проведения оцифровки, исправления ошибок, сокращают объем хранимых данных, поскольку границы между полигонами не дублируются, обеспечивает продвинутый пространственный анализ. Геореляционная модель данных в ГИС используется для хранения географической информации. Выделяют два типа данных: файлы пространственных данных (простые записи с пространственной информацией, топологией и уникальным идентификатором) и атрибуты пространственных данных в форме таблиц. Т.е. в геореляционной модели данных ГИС реализуется принцип содержания в одном тематическом слое как пространственной, так и атрибутивной информации о географических объектах. В объект-ориентированной модели используются функции, которые моделируют пространственную и не пространственную связь геообъектов и атрибутов. Т.е. в основе данного цифрового представления лежит геообъект, который обладает не только свойственными для него атрибутами, но и поведением.

Обзор наиболее распространенных векторных форматов в основных инструментальных ГИС: shp-файл, TAB-файл, база геоданных.

Шейп-файл – простой, нетопологический формат для хранения геометрического местоположения и атрибутивной информации по геообъектам. Определяет геометрию и атрибуты географически отображаемого объекта в более чем пяти файлах которые хранятся в определенной проектной директории(.shp – геометрия объекта, .shx – индексный файл поддерживающий связи между .dbf и .shp, .dbf – атрибутивная информация). Шейп-файлы отображаются в виде быстрее. TAB-файл – основная информационная единица Мапинфо. Представляет собой слой, привязанный к табличной базе данных и соответствует карте. Строка – отдельный геообъект. Столбец – отдельный атрибут. Это помогает для визуализации статистической, экономической и прочей пространственно-временной информации. Все таблицы состоят по крайней мере из двух различных файлов – первый содержит данные, второй содержит описание структуры данных. База геоданных – это набор географических наборов данных различных типов, хранящихся в общей папке файловой системе – базе данных MS Access или многопользовательской реляционной базе данных(Oracle, MS SQL Server, Informix). БГД – «родная» для ArcGIS структура данных. БГД масштабируются от маленьких однопользовательских до больших по масштабности групповых, отраслевых и корпоративных баз данных. Физическое хранилище геоинформации. Имеют всестороннюю информационную модель для отображения и управления геоинформацией. Типы наборов данных в БГД: набор классов пространственных объектов(папка с шейп-файлами ESRI), ряд атрибутивных таблиц и значительный набор изображений и растровых наборов данных. Типы баз геоданных – файловые БГД (расширяющийся файл до 1 ТБ), персональные БГД (файл MS Access размеров до 2 Гб), БГД ArcSDE(многопользовательские БГД.)