2.2. Геоинформационные структуры и модели данных
Для визуализации геоинформационной структуры используют
растровые и. векторные модели данных [рис. 4].
Рис. 4. Растровая и векторная модели пространственных данных [2]
В растровых моделях данных, в отличие от векторных, нет объектов как обособленных сущностей, в них объекты понимаются как области однородных характеристик. Растровые данные всегда обладают собственной системой координат: каждый пиксел адресуется номером ряда и столбца, на пересечении которых он расположен. Для всякого растрового изображения известны его размеры по горизонтали и вертикали. При использовании растра в качестве подложки для векторных цифровых карт производится так называемое трансформирование растра, обеспечивающее совмещение обоих изображений. При трансформировании выполняется преобразование координат пикселов из пиксельной системы координат в систему координат карты.
Векторные модели данных. Модель данных имеет в основе так называемую линейно-узловую топологию, или структуру узлов и дуг. Дуги являются основным (базовым) типом линейных объектов, узлы – это специальный тип точечных объектов, существующий совместно с дугами. В основе линейно-узловой структуры [рис. 5] лежит принцип последовательного конструирования линейных объектов из точечных и площадных из линейных. Так, два несовпадающих узла определяют начальную и конечную точки одного линейного объекта (дуги), при этом они могут также соединяться с одной или несколькими другими дугами.
Рис. 5. Пространственные объекты линейного типа [9]
Узел – это либо свободное окончание или начало каждой дуги,
или точка пересечения дуг.
Дуга – это самостоятельный линейный объект, состоящий, как
минимум, из двух узлов – начального и конечного.
Топология - одна из ключевых концепций ГИС. Это пространственные взаимоотношения межу смежными и близлежащими объектами. Топология отражается в структуре данных. Топологические
структуры более предпочтительны [pис. 6].
Типы топологий:
1. Линейно-узловые топологические отношения;
2. Объектные топологии:
внутриобъектные топологические отношения;
Межобъектные топологические отношения;
Узловые топологические отношения;
Межобъектные топологические отношения в пределах одного слоя;
Межслойные топологические отношения между объектами.
3. Топологические межобъектные ресурсные связи;
4. Концептуальные топологические отношения (отношения между
классами объектов, или логические связи).
Рис. 6. Топологическое представление векторных объектов [14]
Рассмотрим преимущества растровой и векторной моделей.
Растровая модель:
картографические проекции просты и точны, т.е. любой объект
неправильной формы описывается с точностью до одной ячейки растра;
непосредственное соединение в одну картину снимков дистанционного
зондирования (спутниковые изображения или отсканированные аэрофотоснимки);
поддерживает большое разнообразие комплексных пространственных
исследований;
программное обеспечение для растровых ГИС легче освоить и оно более
дешевое, чем для векторных ГИС.
Векторная модель:
Хорошее визуальное представление географических ландшафтов.
Топология местности может быть детально описана, включая
телекоммуникации, линии электропередач, газо- и нефте-трубопроводы.
Превосходная графика, методы которой детально моделируют реальные
объекты.
Отсутствие растеризации (зернистости) графических объектов при
масштабировании зоны просмотра [рис. 7].
Рис. 7. Сопоставление растровой и векторной моделей данных [14]
Выделим преимущества растровой и векторной моделей данных.
Растровая модель:
1) простая структура данных;
2) эффективные оверлейные операции;
3) работа со сложными структурами;
4) работа со снимками.
Векторная модель:
1) компактная структура;
2) топология;
3) качественная графика.