ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.05.2019
Просмотров: 1720
Скачиваний: 2
2. пространственные данные, составляющие информационное обеспечение ГИС — это цифровые данные об объектах реальности (местности, территории и т. п.).
В качестве синонимов термина «пространственные данные» в обоих значениях употребляются термины «географические данные», «геопространственные данные», «пространственно-координировсанные данные».
Термин «пространственный объект» также используется двояко: это и объект реальности, и его цифровое представление, или иначе, цифровая модель объекта местности. Это может быть материальный или абстрактный объект реального или виртуального мира и одновременно его цифровая модель, отражающая информацию о его местоположении и свойствах. Пространственные данные о пространственных объектах традиционно подразделяют на две взаимосвязанные составляющие — позиционные и непозиционные данные: позиционные описывают местоположение объектов и/или их пространственную форму в координатах двух- и трехмерного пространства; к непозиционным относятся качественные и количественные характеристики объектов (атрибуты), соответствующие тематической форме данных или кодированному представлению взаимосвязей объектов (топологии); они позволяют маркировать и опознавать тип объекта.
7. Геокорреляционная модель данных ГИС
В геоинформационных системах существует три подхода к организации совместной работы с пространственной и атрибутивной информацией, три модели такого взаимодействия.
Наиболее известная и применимая в настоящее время модель – геореляционная. Геореляционная модель использует возможности программного объединения этих двух технологий. По этой причине эта модель принято называть иногда гибридной. Для организации пространственной компоненты применяются правила геоинформационных систем, а атрибутивная информация организована по правилам СУБД. Но между пространственной и атрибутивной информацией устанавливаются и поддерживаются связи через идентификатор объекта. Главной функцией механизма установленной связи является возможность выполнения различных запросов пользователя. Запросы могут осуществляться как через выборку пространственного объекта – чем характеризуется выбранный объект? Так и из таблицы свойств – где находятся объекты с обозначенными свойствами? Пространственная информация, метрическая, а в некоторых системах и топологическая, хранится в своих файлах или системе файлов, совершенно отдельно от атрибутивной информации. Такой подход позволяет добиться одновременной оптимизации хранения географических и содержательных данных.
Атрибутивная информация организована в виде таблиц, которые управляются с помощью реляционной СУБД. Эта СУБД может быть как встроенной в ПО ГИС в виде его функциональной подсистемы или быть внешней по отношению к ГИС. Иногда реализуется одновременно оба подхода – существует простая встроенная подсистема, в то же время возможно использование внешних СУБД для хранения атрибутивной информации. Модуль СУБД, встроенный в ГИС, обладает обычно несколько меньшими возможностями по сравнению с настоящей СУБД. Его возможности, как правило, ограничиваются основными функциональными задачами - ϶ᴛᴏ ввод, редактирование, хранение, поиск и конвертация данных. Манипулирование данными осуществляется при помощи операций, порождающих таблицы. Комбинируя таблицы, выбирая отдельные столбцы и строки, пользователь имеет возможность одной операцией сформировать новые таблицы для отображения на мониторе, дальнейшей обработки или записи на хранение. В дополнение к этому некоторые ГИС поддерживают основные элементы реляционной алгебры – отношения один ко многим, много к одному и т.п., что дает возможность использовать разнородные атрибутивные данные объектов в распределенных таблицах. Реляционная СУБД поддерживает возможность работы с внешними базами данных по законам реляционной алгебры. Внутренняя таблица создается и существует в среде программного обеспечения ГИС. Внешняя таблица может быть создана и существовать вне системы. Обращение к такой таблице осуществляется по мере крайне важности пользователем. Для осуществления связи между внутренней и внешней таблицей крайне важно совпадение одного из полей в обеих таблицах.
Геореляционная модель данных в ГИС используется для хранения географической информации. В ГИС выделяют два типа данных. В одной группе файлов данные содержатся в виде простых записей с пространственной информацией (координаты х и у), топологией и уникальным идентификатором для связи с табличными записями, хранящимися в другой группе файлов. Эта первая группа файлов часто называется файлами пространственных данных.
Вторая группа файлов хранит атрибуты пространственных данных в форме таблиц, состоящих из строк и столбцов. Т. е. в геореляционной модели данных ГИС реализуется принцип содержания в одном тематическом слое ГИС как пространственной (т. е. положение географических объектов), так и атрибутивной (описательной) информации о географических объектах. Примерами векторных геореляционных моделей, используемых в ГИС, являются шейп-файлы (shapefiles), используемые в продуктах компании ESRI Inc. или обменный формат MIF/MID компании MapInfo.
8. Объектно-ориентированная модель данных ГИС.
Объектно-ориентированный принцип организации данных в ГИС основан на положении их в какой-либо сложной иерархической схеме классификации, на взаимоотношении между объектами.
В таком виде модели удобно отображаются различные родственные и генетические отношения между объектами, отношения соподчиненности, функциональные связи между объектами. Легко проиллюстрировать использование иерархической структуры для описания возраста геологических объектов. Объектно-ориентированный способ представления модели применим в ГИС не часто, из-за сложности построения.
В настоящее время на рынке ГИС появились новые, так называемые объектно-реляционные модели данных, которые объединяют возможности геореляционных и объектно-ориентированных моделей. Объектно-реляционные СУБД позволяют создавать объекты в среде СУБД, объекты хранятся как строки в реляционной таблице. Объектно-реляционные модели поддерживают наследование классов. Возможно написание пользователем своих функций на объектно-ориентированном расширении языка SQL. Широкого применения пока такие модели у пользователей не нашли.
Объектно-реляционные СУБД обеспечивают следующий основные функции:
- Разработчики могут создавать настоящие объекты в среде СУБД. Эти объекты хранятся как строки в реляционной таблице. Объектно-реляционные СУБД поддерживают наследование классов, поэтому св-ва и методы родительского объекта сохраняются за порожденными им объектами;- Объектно-реляционные СУБД поддерживают механизмы индексирования, более пригодные для работы с пространственными объектами, такие как R-деревья и квадродеревья. Их применение обеспечивает хорошую производительность поиска по критерию пространственной близости объкта, при котором внутри большой области опоисковывается только малая нужная;- Обеспечивается полная поддержка написания пользователей своих функций на объектно-ориентированном расширении языка SQL или, если требования к быстродействию является критическим, на компилированном языке типа С++. Эти функции могут исполняться на стороне клиента или на сервере.
Таким образом, в настоящее время наиболее распространенным в геоинформационных системах является использование геореляционных (гибридных) моделей.
9. Векторные данные.
Понятие о векторном формате связано с представлением линейных объектов в виде набора образующих их точек: любая кривая может быть описана с заданной точностью совокупностью отрезков прямых (или векторов), соединяющих эти точки.
Таким образом, фундаментальными понятиями для векторных ГИС являются: вершина (точка) и дуга — линия, составленная одним или несколькими отрезками. Площадные объекты (полигоны) задаются наборами дуг. Каждый отрезок дуги может являться границей между двумя полигонами.
Векторная модель отличается рядом особенностей, делающих ее более привлекательной для работы в ГИС по сравнению с растровой. Векторная модель помогает расположить слои с объектами разного типа в любой последовательности. Модель дает произвольный доступ к объектам по их названию или идентификатору. В такой форме легче осуществляются операции с объектами: выбор по свойству, анализ, замена условных обозначений и т. д. Векторная модель имеет значительное преимущество по точности. Многие приложения, использующие графику для расчетов, работают только с векторными файлами, т. к. такая технология более эффективна.
Показ векторного изображения в любом масштабе происходит без искажения, поскольку при отображении на экране программа, используя математическое описание каждого объекта, всегда может вычислить расположение и цвет пикселов экрана так, чтобы оптимальным образом передать изображение. Возможными становятся и такие режимы показа, которые не имеют аналогов в способах отображения растровой информации — например, показ поверхности в каркасном представлении.
Векторные модели с помощью дискретных наборов данных (линий, полигонов) отображают непрерывные объекты или явления. Следовательно, можно говорить о векторной дискретизации. При этом векторное представление позволяет отразить большую пространственную изменчивость, чем растровое, что обусловлено более четким показом границ.
И наконец, при хранении в памяти компьютера векторные объекты занимают меньший (в 100-1000 раз) объем памяти, легко редактируются, масштабируются и трансформируются без искажений.
Стандартные форматы: AI, CDR, CGM, DXF, EPS, PDF, TGA, TIFF, WMF, шейп-файлы, покрытия ARC/INFO, чертежи САПР.