12. Использование растровых и векторных моделей данных.

В ГИС для пространственных объектов используются две основные модели данных: растровая и векторная. В растровой модели территория отображается в виде совокупности регулярно организованных площадных объектов типа квадратного пиксела (pixel). В растровой модели точки представляются как пары пространственных координат, линии — как строки координатных пар, а области — как линии, которые образуют замкнутые полигоны. Ключевое различие между растровыми и векторными моделями данных — то, что растровая модель использует регулярные искусственные пространственные объекты, в то время как векторная модель использует нерегулярные пространственные объекты. Растровая модель особенно хорошо подходит для представления явлений реального мира, имеющих непрерывное распределение, например температуры поверхности Земли. Растровая модель широко используется при непосредственной обработке и анализе цифровых изображений, полученных по данным дистанционного зондирования Земли, а также для решения многих прикладных задач, в частности мониторинга состояния окружающей среды. При моделировании пространства в растровом формате основные сложности связаны с тем, что пространственные объекты могут быть представлены с большой точностью только за счет уменьшения размера пиксела, что ведет к увеличению стоимости хранения информации. Основное преимущество растрового представления состоит в слиянии графической и атрибутивной информации в единую регулярную структуру. В векторном формате линии получаются посредством соединения последовательности точек или вершин, представленных в виде упорядоченных пар пространственных координат, откуда и название «векторный». При этом если в БД координаты выражаются числами с большим количеством значащих цифр, то любые сложные объекты могут быть представлены более точно за счет более близкого расположения вершин. Главное различие между векторной и растровой моделями состоит в том, как эти модели представляют пространство. Для представления пространственных объектов растровая модель использует плоскостное или объемное перечисление, а векторная — изображение границ объектов. Представление пространственной информации в векторном формате требует меньше объема памяти, чем в растровом. Векторный формат также хорошо подходит для представления пространственных объектов даже очень сложной формы. В растровом формате точечные объекты представляются единичным пикселом, а линии — строкой связанных пикселов. Это не всегда удобно, так как размер пиксела, зафиксированный во время создания растра, может оказаться слишком большим и многие детали могут быть потеряны. Растровое представление удобно для решения таких задач, как запрос о соседстве, пространственной фильтрации и, конечно, для операций перекрытия двух изображений вместе и более. Растровая форма представления хорошо подходит для моделирования пространственной непрерывности, особенно если соответствующий атрибут имеет высокую степень пространственной изменчивости. Такие ситуации часто возникают при обработке спутниковых изображений. Основной способ хранения информации в векторной модели данных — это так называемая модель «спагетти». При использовании векторного формата легко может быть реализовано графическое отображение пространственных объектов в зависимости от связанных с ними атрибутов; например, линии могут отображаться с разной толщиной, а полигоны — с заливкой разного цвета и типа.