Виконання просторових запитів

При оцифровці картографічних матеріалів в ГІС проводиться не тільки їх векторизація, тобто представлення карти множиною векторних об'єктів, але й створюються топологічні співвідношення між цими об'єктами, які можуть бути використані для виконання просторових запитів.

Лісові карти складаються з урочищ, кварталів і виділів, які відображаються багатокутниками (полігонами), відповідно, урочищ, кварталів, виділів та територій, виключених з точки зору розгляду в лісовому господарстві. Вказані полігони складаються із ламаних ліній на площині карти (поліліній), які являють собою набори точок площини (вершини поліліній), які з’єднані між собою прямими відрізками (сегментами поліліній). При векторизації лісової карти та виправленні геометричних помилок, внесенних при обробці растрових матеріалів, всі вище перераховані геометричні елементи складають правильний планарний (укладений на площині карти без перетинань и накладень елементів один на одного) граф, об’єктами котрого є вузли графа, ребра графа та замкнуті прості цикли графа.

Таким чином, основними типами об'єктів є: точки (вершини), окремим випадком яких є вузли графа векторної карти, полілінії, окремим випадком яких є ребра графа і замкнуті полілінії, тобто полігони або цикли графа карти [9]. Полігони кварталів або виділів являють собою прості цикли графа, які вміщують в собі інші прості цикли, що вирізають з них площі, наприклад, виключені з розгляду території (землі інших землекористувачів).

Топологічні відносини повинні зберігатися в базі даних разом з атрибутивними даними, що робить базу даних топологічною і забезпечує виконання запитів, пов'язаних з поняттями близькості, суміжності об'єктів один до одного і належності одного об'єкту іншому [10].

Просторові запити умовно можна розділити на дві категорії: топологічні запити, тобто запити, виконання яких опирається на використанні топологічних відносин між об'єктами, що зберігаються в базі даних і метричні (обчислювані) запити, які вимагають геометричних обчислень на стадії виконання запиту.

На рис. 1 показано фрагмент топологічної бази даних, що містить відносини вкладеності й приналежності полігонів, наприклад, лісових кварталів, виділів і виключених з розгляду площ. Всі полігони карти збираються з елементарних полігонів, що представляють собою прості замкнуті полілінії. Елементарні полігони утримуються в таблиці tbSimlePolygon (прості цикли графа – замкнуті ламані лінії на площині). Кожний полігон з головної таблиці tbComPolygon (полігони урочищ, кварталів, виділів) посилається на таблицю tbSetIntPolygon (наприклад, полігон квартала вміщує всередині себе виключену територію, або лісогосподарський виділ містить всередині себе інший виділ) вкладених полігонів у даний полігон і таблицю tbSetAddPolygon полігонів (наприклад, квартал складається із виділів, які йому належать), що належать даному полігону. Обидві ці таблиці посилаються на елементарні полігони tbSimlePolygon.

Рис. 1- Модель топологічних відносин між полігонами в топологічній базі даних

На рис. 2 представлено фрагмент топологічної бази, де зображено топологічні відносини між полігонами, ребрами полігонів, полілініями, вузлами й вершинами поліліній. У таблиці tbLink описані ребра, що становлять всі полігони векторної карти, кожне ребро посилається на два суміжних по цьому ребру полігона, що дозволяє брати з бази інформацію про прилягаючі один до одного об'єкти. Також ця таблиця дозволяє вибрати всі ребра, які інцидентні даному, тобто зібрані в одному вузлі. Топологічні відношения між вищенаведеними об’єктами лісової карти дозволяють эфективно визначати близкість пожежонбезпечних лінійних об’єктів (доріг загального користування, залізниць) та площ з підвищеною небезпекою винекнення пожеж (лісові квартали, виділи, наприклад, з сосновими захаращеними молодняками в сухих умовах місцезростання), а також суміжні до них площі.

Рис. 2- Модель топологічних відносин між полігонами, ребрами полігонів і точками в топологічній базі даних