|
Модели плоских структур данных.
Модель данных - способ или правило организации данных в структуру. Пространственные данные, представляющие собой плоские структуры, могут быть организованы двумя основными способами - в виде растровой или векторной моделей.
Растровая модель - плоская структура, данные в которой организованы в виде матрицы, каждая ячейка которой имеет координаты (положение в строке и колонке, ij) и значение (данные об атрибутах или о цвете). Эта модель организации геоданных применяется в ГИС растрового типа. В ГИС векторного типа она имеет ограниченное применение при вводе данных с помощью сканера. Главной особенностью модели является то, что в каждой ячейке матрицы представлены и пространственная (позиционная), и атрибутивная составляющие геоданных.
Растровые модели различаются между собой следующими основными характеристиками: размером ячейки, пространственным разрешением, значением, разрядностью значения.
Размер ячейки - это размер участка территории, отображаемого одной ячейкой.
Разрешение- количество ячеек на единицу длины.
Значение- содержание данных, обозначаемых целыми, действительными (десятичными) числами или буквами.
Разрядность значения - количество бит или байт, отведенных одной ячейке для размещения данных. Бывают одно, восьми и 24-х разрядные модели. При описании изображений планов, карт и снимков 1-разрядная модель передает только 2 цвета, 8-зарядная - 256 оттенков, цвета 24-разрядная – более 16,5 миллионов оттенков цвета.
Векторная модель - плоская структура, данные которой представляют собой последовательности значений плоских координат, называемые вектором. Они применяются для организации пространственных данных однородных по размерности - точечных или линейных или контурных и относящихся к одному тематическому классу элементов территории в виде слоя. Главная особенность моделей: они состоят только из пространственных геоданных, описывающих размещение элементов, а атрибутивные данные этих элементов находятся отдельно в АТБ и связанны с первыми посредством общих идентификаторов. Различают две разновидности моделей данного типа: простые векторные и векторно-топологические.
Базовыми элементами простой векторной модели являются: пара координаты, х, у (при отображении - точка); две пары координат х1,у1;х2,у2 (при отображении - отрезок); последовательность пар координат (звено); замкнутая последовательность пар координат (кольцо). В соответствии с этой моделью слой, описывающий размещение точечных элементов представляет собой группу пронумерованных записей значений пар; слой, описывающий размещение линейных элементов, - группу пронумерованных последовательностей записей значений пар; слой, описывающий контуры, - группу пронумерованных замкнутых последовательностей записей значений пар. Данная разновидность модели применяется главным образом для организации геоданных точечных и линейных элементов и в меньшей степени для организации данных элементов контурного типа размещения, так как не совсем адекватно описывает контурные объекты, трудозатратна при цифровании контуров и малоэффективна для обработки и анализа данных. Трудозатратность модели заключается, во-первых, в необходимости двойного обвода границ и смежных контуров, а во-вторых, в исправлении неизбежно возникающих при двойном обводе мелких ложных контуров и других ошибок. Малоэффективность модели заключается в том, что к ней неприменимо мощное геоинформационное средство анализа слоев, называемое оверлеем. Для исключения двойного обвода границ контуров и возникающей при этом ложной информации существует вариант простой векторной модели, с помощью которой контур представляется в виде образующей кольцо последовательности звеньев. В этой модели значения координат конечных точек смежных звеньев для образования из них замкнутых колец должны находиться в заданных пределах. Такую модель из звеньев называют «спагетти». Она хотя и менее трудозатратна при цифровании контуров, чем первая модель, тем не менее по другим характеристикам они практически не отличаются. Поэтому для организации геоданных, более полно описывающих контурные объекты, применяют векторно-топологическую разновидность модели, в устройстве которой кроме координат используются топологические отношения инцидентности и смежности, а также направление (слева, справа).
Базовыми элементами векторно-топологической модели являются: пара координат, которая одновременно является местом соединения смежных цепей и полигонов – узел; последовательность пар координат, соединяющая два соседних узла и два смежных полигона – цепь; замкнутая последовательность цепей – полигон. В зависимости от полноты идентификации базовых элементов данная разновидность векторной модели подразделяется на полную и неполную. В полной модели идентифицируются все элементы- и узлы, и цепи, и полигоны, а в неполной- только цепи и полигоны. Граница контура в топологической модели описывается строго в одном направлении: от начального узла к конечному, при этом учитываются соседние полигоны, находящиеся слева и справа от цепи. Контурные структуры территории в векторно-топологическом представлении описываются в виде ориентированного двухмерного графа, состоящего из 0-1- и 2-мерных ячеек. Теоретической основой топологической составляющей этой модели являются алгебраическая топология и теория графов. Примеры записей, описывающих сеть из трех контуров А,В,С в трех вариантах модели и графических отображений этих записей показаны на рисунке 3.2.1. .
а) векторно-кольцевая модель:
Кольца
| Координаты
| A
B
C
| x1y1, …, x9y9, x1y1
x1y1,…, x7y7, x1y1
x1y1,…, x8y8, x1y1
|
б) векторная модель «спагетти»:
Звенья
| Координаты
| a
b
c
d
e
f
| x1y1,…,x6y6
x1y1,…,x3y3
x1y1,…,x3y3
x1y1,…,x4y4
x1y1,…,x3y3
x1y1,…,x5y5
| Кольца
| Звенья
| A
B
C
| a,b,c
b,d,e
e,f,c
|
Полигоны
| Цепи
| A
B
C
| a,b,c
b,d,e
e,f,c
| в) векторно-топологическая модель:
Цепи
| Координаты
| Узлы
| Полигоны
| a
b
c
d
e
f
| x1y1,…,x6y6
x1y1,…,x3y3
x1y1,…,x3y3
x1y1,…,x4y4
x1y1,…,x3y3
x1y1,…,x5y5
| 2,3
2,1
1,2
3,4
1,4
4,2
| A,D
A,B
C,D,A
D,B
B,C
D,C
| Узлы
| Цепи
| Полигоны
|
| b,c,e
a,f,c
b,d,a
f,d,e
| A,B,C
C,D,A
B,A,D
D,C,B
|
Рис.3.2.1.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|