Топологические характеристики в моделях данных ГИС

Топологические модели в ГИС задаются совокупностью следующих характеристик:

1. Связанность векторов - это характеристика, когда полигоны, линии, (полилинии) и прочие векторные объекты хранятся не как независимые наборы точек, а как взаимосвязанные друг с другом объекты хотя бы через одну точку.

2. Связанность и примыкание полигонов - характеристика о взаимном расположении полигонов и об узлах пересечения их контуров, вносимая в БД.

3. Пересечение - информация о типах пересечений позволяет воспроизводить мосты и просто дорожные пересечения (рис. 36а). Так Т-образное пересечение (3 линии) является трехвалентным, а Х-образное (4 линии сходятся в точке пересечения) называют четырехвалентным.

4. Близость - показатель пространственной близости линейных или полигональных объектов (рис. 36б), оценивается числовым параметром, в данном случае символом δ.

Топологические характеристики линейных объектов могут быть представлены визуально с помощью связанных графов. Граф сохраняет структуру модели со всеми узлами и пересечениями. Он напоминает карту с искаженным масштабом. Примером такого графа может служить схема метрополитена. Разница между картой метро и схемой метро показывает разницу между картой и графом.

Узлы графа, описывающего картографическую модель, соответствуют пересечениям дорог, местам смыкания дорог с мостами и т.п. Ребра такого графа описывают участки дорог. В отличие от классической сетевой модели в данной модели длина ребер может не нести информационной нагрузки.

Топологические характеристики полигональных объектов могут быть представлены с помощью графов покрытия и смежности.

Трехвалентное Четырехвалентное

а б

Рис. 36. Примеры пересечений (а) и оценки близости (б)

Ребра графа покрытия описывают границы между полигонами, а его узлы (вершины) представляют точки смыкания этих полигонов. Степень вершины такого графа - это число полигонов, которые в ней смыкаются. Граф смежности это как 6ы вывернутый наизнанку граф покрытия. В нем полигоны отображаются узлами (вершинами), а пара смыкающихся полигонов - ребрами. На основе такого графа ГИС может выдать ответ на запрос является ли проходимой рассматриваемая территория, разделенная на проходимые и непроходимые участки.

Топологические характеристики сопровождаются позиционной и атрибутивной информацией. Вершина графа покрытия может быть дополнена координатными точками, в которых смыкаются соответствующие полигоны, а ребрам приписывают левосторонние и правосторонние идентификаторы.