Microsoft Word 03062014 Пушкин

Векторная модель данных. Под векторными данными понима- ется описание пространственных объектов, основанное на их коорди- натах. Элементарными элементами векторного представления про- странства являются точка, линия и полигон.
Точка (точечный объект) – объект, представленный одной парой координат (X, Y) и не имеющий размеров. На цифровой карте в ГИС невозможно определить какие-либо параметры точечного объекта (длину, ширину, площадь). На векторных цифровых картах точечные объекты могут представляться в виде специальных значков, показы- вающих условные знаки цифровой карты (туристические стоянки, до- ма отдыха, места обитания животных и произрастания растений и др.). Перечень таких значков и их количество регламентируется ис- пользуемым программным обеспечением ГИС. Точечным объектом на


32
цифровой векторной карте может быть фонарь, столб, туристическая стоянка, дом отдыха и другие объекты, размеры которых не выража- ются в данном масштабе или не существенны.
Линия (линейный объект) – объект, представленный набором пар координат и имеющий одну размерность – длину. Ширина объекта не выражается в данном масштабе или не существенна. Таким образом, на цифровой карте в ГИС можно измерить длину линии, но нельзя оп- ределить ее ширину и площадь. При настройке изображения линий на цифровой карте можно задать ширину отображения, а также тип (сплошная, пунктирная и др.). В качестве линейных объектов на циф- ровых векторных картах представляются дороги, ручьи и каналы, квартальные лесные просеки, административные границы и др.
Полигон (полигональный, площадной объект) – объект, пред- ставленный набором пар координат (или набором объектов типа ли- ния), представляющий собой замкнутый контур. Для полигональных объектов на цифровой карте с использованием программных функций ГИС могут определяться площадь, длина периметра, центр масс. При настройке графического отображения полигональных объектов на цифровой карте для них могут устанавливаться цвет или тип заливки (штриховка, заливка в виде различных текстур), а также цвет и тол- щина контура. Площадными объектами могут быть представлены земельные участки, таксационные выдела, водоемы и др. Точечные, линейные и полигональные объекты также еще называют типами объектов векторной графики (рис. 2.13).

Точка (х, у)

(х , у )

Линия

(х₄, у₄)

(х₂, у₂)

(х₁, у₁)
2 2
(х , у )
(х₃, у₃)

(х₁, у₁)

3 3
Область

(х₄, у₄)
(х₅, у₅)

Рис. 2.13. Представление объектов векторной графики

Более сложные линии состоят из некоторого числа отрезков, каж- дый из которых начинается и заканчивается парой координат. Для кривых линий используется приближенное изображение с помощью большого числа коротких прямых отрезков. Чем короче отрезки, тем


33

более точно они представляют сложную линию. Таким образом, не- смотря на то что векторные структуры данных лучше представляют положения объектов в пространстве, они не абсолютно точны: явля- ются приближенным изображением географического пространства.
Площадные объекты представляются в векторной структуре данных аналогично линейным. Соединением отрезков линии в замкнутый контур, в котором первая пара координат первого отрезка является одновременно и последней парой координат последнего отрезка, создается полигон.
К векторным картографическим объектам независимо от их типа подключается файл, содержащий их атрибутивные характеристики.
Обобщенная модель векторных данных включает два их типа: векторную топологическую и векторную нетопологическую модели.
Векторная нетопологическая модель данных (спагетти-модель) – разновидность векторной модели данных для представления точеч- ных, линейных и полигональных пространственных объектов с описа- нием их геометрии (но не топологии) в виде неупорядоченного набора дуг или совокупности сегментов.
Спагетти-модель является простейшей структурой векторных данных, которая полностью копирует картографические объекты бу- мажной карты (переводит их в векторный вид «один к одному»). Дан- ная модель основана на представлении каждого графического объекта бумажной карты цепочкой векторных линий (одним или несколькими кусочками макарон). Каждая линия действует как один графический примитив: отрезки – для прямых линий, наборы отрезков – для ото- бражения криволинейных контуров и полигональных объектов. Каж- дый графический примитив представляет собой логическую запись в компьютере в виде строк переменной длины пар координат (X, Y).
В векторной нетопологической модели соседние полигоны имеют разные цепочки линий для общих сторон, т. е. не существует полиго- нов, для которых какая-либо цепочка линий была бы общей. Каждая сторона полигона имеет свой уникальный набор линий и пар коорди- нат, и общие стороны полигонов должны иметь одинаковые наборы координат. Из рис. 2.14 следует, что координаты точек 1, 7, 8, 9 со- хранены в файле векторного формата дважды: как для полигона 2, так и для полигона 3. Такой подход не является эффективным с точки зрения избыточности хранения информации.
Поскольку векторная нетопологическая модель выглядит как полная аналогия бумажной карты, пространственные отношения меж- ду объектами (топология), например, такие, как положение смежных областей, не записываются в явном виде. Все отношения между объ- ектами должны вычисляться независимо. Результатом отсутствия та-


34
кого явного описания являются ограниченные возможности геоин- формационного анализа данных и дополнительные вычислительные нагрузки на компьютер.
12 11

13