2.7. Резюме

• Геоинформационные системы моделируют окружающий мир.

• Пространственно распределенные феномены называются сущностями.

• Сущности представляются пространственными объектами.

• Пространственные объекты могут включать точки, линии, площади, поверхности.

• Атрибуты содержат пространственную и непространственную информацию о сущностях и связаны с пространственными объектами.

Контрольные вопросы и задания

1. Как в геоинформационных системах связаны пространственные и атрибутные данные?

2. Предложите алгоритм триангуляции поверхности по выборочным значениям.

3. Концепция векторных гис

Цели занятия:

• Изучить основные структуры, компоненты и топологию векторной модели географических данных.

• Освоить построение топологии при помощи планарных правил.

• Рассмотреть методы отображения векторной базы данных.

3.1. Векторная модель данных

Векторная модель данных основана на векторах (в противоположность покрывающим все пространство растровым структурам). Фундаментальным примитивом является точка. Объекты создаются путем соединения точек прямыми линиями. Некоторые системы позволяют соединять точки дугами окружностей. Площадные объекты определяются как набор линий. Термин полигон является синонимом «площадного объекта» в силу использования прямых линий для соединения точек.

Векторные базы данных создаются для различных целей: векторная модель доминирует в транспортных задачах, коммуникациях, управлении и т.д. Для управления ресурсами используются как векторные, так и растровые ГИС. В векторной базе данных объекты собираются в единое целое посредством топологии.

3.2. Топологические отношения

Топология – раздел математики, позволяющий описывать связанность и отделимость точек или линий, определяющих взаимосвязи объектов в ГИС.

Топологические отношения являются одним из наиболее полезных видов отношений, поддерживаемых пространственными базами данных. Топологическая структура данных определяет, где и как точки и линии соединяются в узлах на карте. Порядок соединения определяет форму дуги или полигона.

Пример кодирования топологических связей в БД.

Узел X Y 1 0 1 2 2 4 3 3 0 4 2 2 5 4 3 Сохранение местоположения всех узлов, т.е. оконечных точек и точек пересечения линий или границ полигонов.
Дуга Нач Кон a 1 2 b 3 2 c 3 1 d 1 4 e 3 4 f 5 5 g 4 2 1 2 4 5 3 На основе этих узлов определяются дуги. Для этого указываются начальные и конечные точки дуги (узлы) и задается направление (начальный и конечный узел). Направление дуги позволяет определить маршрут между двумя узлами.
b c Поли-гон Список дуг А a, d, g Б c, d, e В f Г b, e, g, -f a d f e g А Б В Г Полигоны определяются дугами путем их перечисления по часовой стрелке вокруг объекта. Сохраняются дуги, составляющие полигон, порядок их следования и ориентация. Внутренние области (границы) полигона соответствующим образом помечаются (например, знаком «минус»).
Дуга Л П a + A b D + c + B d A B e B D f D C g A D + универсум Наконец, для каждой дуги можно определить, какой полигон находится слева и справа от направления ориентации. Если дуга находится на границе изучаемой зоны, соответствующая область помечается как «универсум» или внешний мир.

Приведенный пример иллюстрирует топологию «дуга-узел». После того, как построена топология, возможно отвечать на вопросы о связанности и местоположении объектов, например, с какими полигонами соседствует полигон А (см. пример), какой полигон граничит с полигоном Б через границу d, найти все возможные пути из третьего узла во второй.