Способы представления пространственных данных в ГИС

Понятие ГИС и ЗИС. Типы пространственных данных.

ГИС - 1. Множество структурных элементов, находящихся между собой в многосвязевых отношениях и реализующих достижения в области сбора, хранения, анализа и распространения пространственной информации об объектах земной поверхности, природных и общественных процессах и явлениях реального мира. ГИС предназначены для решения различных задач человеческой деятельности с использованием формализованной геоинформации различной степени детализации из разных сфер (политической, экономической, демографической, оборонной и т.д.) и представления результатов в удобной для визуального восприятия форме при подготовке и принятии оптимизированных управленческих решений. 2. Компьютеризованная программная система, основанная на базе геоинформационных данных и обеспечивающая сбор, накопление, хранение, анализ и распространение пространственной информации об объектах земной поверхности, природных и общественных процессах и явлениях реального мира. В зависимости от территориального охвата, назначения и содержания ГИС могут быть глобальные, региональные, городские, муниципальные, природных ресурсов, физико-экономические, кадастровые и т.д. Пространственные данные - цифровые данные о пространственных объектах, включающие сведения об их местоположении и свойствах, пространственных и непространственных атрибутах.Пространственные данные обычно состоят из двух взаимосвязанных частей: координатных и атрибутивных данных. Установление связи между этими частями называется геокодированием.Координатные данные определяют позиционные характеристики пространственного объекта. Они описывают его местоположение в установленной системе координат.Атрибутивные данные представляют собой совокупность непозиционных характеристик (атрибутов) пространственного объекта. Атрибутивные данные определяют смысловое содержание (семантику) объекта и могут содержать качественные или количественные значения.Источник данных –картографические, статистические, аэрокосмические и др материалы, которые преобразуются и вводятся в ГИС и/или заимствуются у других ГИС. Использование географических карт как источников исходных данных для формирования баз данных удобно и эффективно по ряду причин! 1-атрибутивные характеристики имеют территориальную привязку. 2- в них нет пропусков- «белых пятен» в пределах изображаемого пространства. 3- имеется множество способов перевода этого материала в цифровую форму! Используют карты: общегеографические. Народонаселения, политические, административные.

Способы представления пространственных данных в ГИС.

Способы организации цифровых описаний пространственных данных принято называть моделями данных по традиции, унаследо­ванной из теоретических обобщений проектирования систем управ­ления б.д. Они называются также цифровыми представ­лениями или просто представлениями пространственных данных.

«Классификация моделей циф­ровых картографических данных», включает сл. их типы:

векторные модели: бесструктурная; топологическая;гиперграфовая; решетчатая;
мозаичные модели: регулярные мозаики; нерегулярные мозаики;
TIN; полигоны Тиссена;иерархические (вложенные) мозаики;квадродерево;

гибридные модели.

Различает следующие фор­мы представления цифровой картографической информации: ли­нейную, векторную и матричную. 2 модели,

ис­пользуемых, для описания объектов размерности:

1. растровая модель данных (матричная); регулярно-ячеистая модель; квадротомическая модель (квадродерево, дерево квадратов, квадратное дерево); 2. векторная модель: векторная топологическая (линейно-узловая) мо­дель; векторная не топологическая модель (модель «спагетти»).

А) Растровая модель данных. Растр — прямо­угольная решетка — разбивает изображение на составные однород­ные неделимые части, называемые пикселами, каждому из которых поставлен в соответствие некоторый код, обычно идентифицирующий цвет в той или иной системе цветов. Из множества значений логических пик­селов складывается цифровое изображение. Растровая модель дан­ных предполагает разбиение пространства с вмещающими ее пространственными объектами на аналогичные пикселам дискретные элементы, упорядоченные в виде прямоугольной матрицы.

Пикселу присваивается цифровое значение, определяющее имя или семантику (атрибут) объекта.

-исходная карта контуров

Регулярно-ячеистая модель данных. Если атомарной единицей данных при описании служит элемент «разбиения» территории — регуляр­ная пространственная ячейка правиль­ной геометрической формы — речь идет о другой, отличной от растровой, хотя и формально с нею схожей, регулярно-ячеистой модели данных. Формальное сходство абсолютно в случае квадрат­ной (прямоугольной) формы ячеек. При этом сеть может строиться на плоскости в условных пря­моугольных координатах некоторой картографической проекции или на поверхности шара или эллипсоида; в последнем случае регулярными ячейками обычно являются сферические трапеции фиксированного или переменного углового размера.

-разделение сферы на равновеликие трапеции.

Квадротомическая модель данных. Она обладает достаточной эффективностью при сохранении быстрого доступа к элементам описания пространственных объектов. Она основана на подходе, известном как квадротомическое дерево (квадродерево). В его основе лежит разбиение территории или изображения на вложенные друг в друга пикселы или регу­лярные ячейки с образованием иерархической древовидной струк­туры с разбиением пространства на квадратные участки, каждый из которых де­лится рекурсивно на 4 вложенных до достижения некото­рого уровня пространственного разрешения.

-исходный участок территории с пятью областями А, В, С, D и Е.

-итоговое квадродерево