Ю. С. Ананьев геоинформационные системы учебное пособие

ВЕКТОРНЫЕ МОДЕЛИ ДАННЫХ

Векторные модели исторически связаны с устройствами цифрования карт (векторными устройствами ввода) – цифрователями (дигитайзерами) с ручным обводом объектов. При этом генерируется поток пар плановых координат при движении курсора по планшету.

Следует сразу отметить, что векторное представление пространственных объектов занимают в памяти ЭВМ значительно меньше места, чем растровые.
Векторное представление или векторная модель данных – это цифровое представление точечных, линейных и полигональных объектов в виде набора координатных пар.
Различают 2 основные векторные модели пространственных данных – это нетопологическое и топологическое представления.
Нетопологическое векторное представление – это векторное представление пространственных объектов в виде набора координатных пар с описанием только геометрии точечных, линейных и полигональных объектов.
Топологическое векторное представление – это векторное представление пространственных объектов, учитывающие не только геометрию объектов, но и их топологические отношения.

1. Векторные нетопологические модели

Множество точечных объектов, образующее однородный слой данных (например точки опробования) может быть представлено в виде неупорядоченной последовательности записей, каждая из которых содержит не менее 3 чисел: уникальный идентификационный номер ID, значение координаты Χ, значение координаты Υ (табл. 1)

Таблица 1.

Векторное представление точечных объектов.

ID	X	Y
1	X1	Y1
2	X2	Y2
…	…	…
n	Xn	Yn

Множество линейных объектов (горизонтали рельефа, разломы и т.д.) может быть представлено последовательностью координат точек, аппроксимирующих кривые, соответствующие этим объектам

ломанными, составленными из линейных отрезков. Любая кривая может быть описана с любой заданной точностью совокупностью отрезков прямых – векторов или сегментов (рис. 5).

Рис. 5. Аппроксимация криволинейного объекта набором линейных отрезков.

Именно с представлениями линейных объектов в виде последовательности образующих их точек связано понятие о векторном формате представления: любая кривая может быть описана с заданной точностью совокупностью отрезков прямых – сегментов или векторов. Линейные отрезки, на которые первоначально разбивается слой линейных сетей, могут быть представлены идентификаторами и упорядоченными последовательностями значений координат образующих их точек. Например, такая идея реализована в форматах ГИС IDRISI и ARC/INFO:

ГИС IDRISI ГИС ARC/INFO
(обменный формат)
#1 6 #1
Х1 Y1 Х1 Y1
Х2 Y2 Х2 Y2
Х3 Y3 Х3 Y3
Х4 Y4 Х4 Y4
Х5 Y5 Х5 Y5
X6 Y6 X6 Y6 END
Как видно из примера, кроме идентификатора линейного отрезка (#1) и координатных пар шести точек, запись должна содержать элемент, позволяющий выделить заданный отрезок в общей совокупности записей линейных объектов слоя (которому соответствует обычно файл данных). В случае ГИС IDRISI это делается путем помещения вслед за идентификатором целого числа, указывающего число координатных пар, в случае ГИС ARC/INFO линейные отрезки отделяются друг от друга меткой - словом END.
Любой полигональный объект описывается с помощью ID и последовательности пар координат, образующих его границу линейных
отрезков в избранной последовательности (по часовой стрелке или против). При этом начальная и конечная координатные пары совпадают.

2.