3. Площадные объекты высокого уровня

Как и точки и линии, области также могут быть объектами высокого уровня. Сами полигоны могут использоваться для определения регионов сходных географических характеристик. На самом деле, среди наиболее важных аспектов географических исследований прошлого и настоящего находится определение регионов, участков земной поверхности, которые имеют некоторое единство характеристик. Например, политические регионы определяются национальными границами, этнические – сходством происхождения, биогеографические – на основе сходных черт организмов. Внутри ГИС выделение этих регионов может основываться на атрибутах, определяющих каждый полигон или набор полигонов. Например, мы могли бы определить регион, отобрав все полигоны, в которых главным растительным компонентом является лес. Это даст нам "лесной" регион. Мы должны будем знать заранее, какие регионы собираемся искать, и как они должны определяться. Поскольку определение регионов – задача не простая сама по себе, велики шансы, что просто выбор подходящих полигонов или наборов ячеек растра не будет достаточным для создания определений. Скорее всего, для определения регионов нам придется объединять наборы атрибутов из нескольких различных покрытий. На самом деле, возможность определения регионов на основе большого разнообразия характеристик является одной из самых замечательных черт ГИС. Это ведет нас к другой классической проблеме географии – классификации. Пока же выбор регионов должен мыслиться как обособление однородных наборов или комбинаций данных. В некоторых случаях регионы могут представляться как области, содержащие подобные смеси разнородных атрибутов, а не как имеющие только одинаковые атрибуты.

Регионы различаются не только атрибутами, но и своей конфигурацией в пространстве. Имеются три основных вида регионов: сплошные (односвязные), фрагментированные (неодносвязные) и перфорированные (contiguous, fragmented, perforated). Сплошной регион образует одну сплошную область, при этом атрибуты входящих в него полигонов могут быть одинаковыми (гомогенный регион) или различными (гетерогенный регион). Фрагментированный регион, опять же гомогенный или гетерогенный, составлен из двух или более полигональных фигур, разделенных пространством, которое не относится к этому региону. Например, лесной регион может выглядеть как некоторое число полигонов, разбросанных по карте, имеющих при этом единый набор видов деревьев.

Для фрагментированных регионов нет ограничений на расстояние между образующими их полигонами, пока сохраняется сходство атрибутов. Перфорированный регион, в отличие от фрагментированного, не состоит из отдельных полигонов, а исключает их. То есть, такой регион представляет собой связную область, из которой исключены некоторые внутренние полигоны, называемые отверстиями или островами. Очевидно, что между перфо­рированными и фрагментированными регионами может быть какая-то связь. Если полигоны, содержащиеся внутри перфорированного региона, имеют общие между собой атрибуты, то они могут образовывать регион, но уже фрагментированный.

Все рассмотренные объекты, как простые, так и более высокого порядка, должны распознаваться системой, чтобы с ними были возможны операции для дальнейшего анализа. Для каждого из них должна иметься возможность быть выделенным, отдельно затабулированным и отображенным. В векторных и растровых системах, связанных с СУБД, эти объекты чаще всего выбираются в результате поиска в таблицах атрибутов. В простых растровых системах выделение этих объектов может выполняться с помощью переклассификации. Но сначала нужно рассмотреть некоторые виды измерений, которые необходимы для более серьезного анализа.

Контрольные вопросы

1. Что такое ГИС-анализ?

2. Назовите основные этапы ГИС-анализа?

3. Какие методы используются в ГИС-анализе?

4. Что включают в себя этапы обработки данных и оценки результатов ГИС-анализа?

5. Что такое пространственный запрос и пространственный поиск?

6. Для чего необходима операция построения буферной зоны?

7. Где используются операции «точка в полигоне» и «линия в полигоне»?

8. Для чего используются оверлейные операции для пространственных данных?

9. Что относится к элементарному пространственному анализу?

10. Как называется группа несмежных полигонов?

11. Для чего необходимо определять местоположение объектов?

12. Что такое определение объектов на основе их атрибутов?

13. Как происходит определение точечных объектов оп их атрибутам и для чего это необходимо?

14. Как происходит определение линейных объектов оп их атрибутам и для чего это необходимо?

15. Что такое анализ соседства и для чего он нужен?

16. Назовите три основных меры для характеристики линии?

17. Как происходит определение площадных объектов оп их атрибутам и для чего это необходимо?

18. Что такое вытянутость полигона и как она считается?

19. Что такое целостность полигона?

20. Что такое однородность полигона?

21. Назовите точечные объекты высокого уровня?

22. Назовите линейные объекты высокого уровня?

23. Назовите площадные объекты высокого уровня?

Литература

1.	ДеМерс Майкл Н.	Географические информационные системы. Основы. Пер. с англ.	М.: 1999
2.	Бугаевский Л.М., Цветков В.Я.	Геоинформационные системы	М.: 2000
3.	Технический комитет по стандартизации ТК 394 "Географическая информация/геоматика"	ГОСТ Р 52438-2005 - Географические информационные системы. Термины и определения	М.: 2006

Лекция 1.2.2 ‑ Измерения длин, формы и расстояния в ГИС-анализе

Мы начали с рассмотрения отдельных объектов и групп объектов. Мы подсчитали, сгруппировали их, отметили, где они находятся, чтобы иметь возможность найти их в дальнейшем. Но простые идентификация, перечисление и определение местоположения объектов обеспечиваются только лишь самую примитивную картину нашего мира.

Нам нужно знать, что за объекты, где и в каком количестве имеются, насколько они велики, как далеко от нас они расположены и каково расстояние между ними. Здесь мы займемся измерениями параметров объектов: длин, площадей и периметров, а также рассмотрим взаимосвязи между этими мерами, такие как отношения длины к ширине и периметра к площади. Это даст нам количественные характеристики объектов, которые мы сможем использовать в анализе для сравнения объектов в пределах одного покрытия, а также между покрытиями.

Расстояния между объектами могут быть простыми, показывающими кратчайшее физическое расстояние. Но мы можем также обнаружить, что не всегда можно двигаться по кратчайшему пути. От нас может потребоваться следовать по проложенным ранее дорогам. Поэтому мы будем определять расстояние между двумя точками с учетом маршрутов, по которым вынуждены двигаться, препятствий, которых должны избегать, холмов, которые нужно преодолевать. В одних случаях мы будем определять расстояние по приросту, прибавляя к общему пройденному пути длину каждого нового этапа. В других – искать кратчайшие пути, легко проходимые места, в общем, наиболее легкие и дешевые маршруты. Эти маршруты наименьшей стоимости могут строиться между двумя точками или от одной точки ко многим другим на нашей местности, давая подсказку будущим путешественникам.

Путешествия имеют свою цену. Мы будем отмечать растущую стоимость продвижения по лесам, болотам и пересеченной местности. Мы встретим непреодолимые препятствия, такие как скалы и широкие реки. Иногда реки могут быть пересечены вброд, и мы это отметим для последователей, то есть мы научимся различать барьеры абсолютные и относительные, позволяющие продвижение, но с трудом. И мы найдем меру относительной трудности проходимых барьеров.

Позднее, при обсуждении вопросов картографического моделирования, будет показано, как простые меры длины, расстояния, площади и им подобные могут быть скомбинированы со многими другими аналитическими функциями с целью создания намного более сложных моделей, чем было бы возможно без привлечения ГИС. И для того, чтобы получать осмысленные результаты, мы должны знать, как наилучшим образом выполнять измерения.