3. Регулярно-ячеистая модель данных.

Описанная выше растровая модель данных пригодна для цифрового представления не только пространственных объектов в ГИС, но и изображе­ний. Примерами могут служить цифровые фотоизображения, снятые непо­средственно цифровой фотокамерой или полученные путем цифрования ана­логовых негативов или фотоотпечатков на сканере хорошего разрешения и далее превращенные (возвращенные) в графику на страницах иллюстриро­ванных журналов или в семейном фотоальбоме. Данные дистанционного зондирования Земли - аэроснимки и космические снимки, получаемые с бор­та космических платформ и других летательных аппаратов и представляю­щие собой, как отмечалось ранее, один из основных источников данных для ГИС, в настоящее время в существенной своей части по форме тоже цифро­вые, образуют класс растровых цифровых изображений, обрабатываемых программными средствами цифровой обработки изображений. Растровой цифровой копией можно назвать оцифрованную на том же сканере бумаж­ную карту, используемую в качестве графической подложки (растровой циф­ровой карты-основы) в малозатратных геоинформационных проектах.

10

Рис. 2. Разбиение сферы на равновеликие трапеции [Картография..., 1994. - С. 95].

Во всех перечисленных выше случаях речь идет о цифровых растровых изображениях, образованных множеством его элементов - пикселов, каждо­му из которых ставится в соответствие значение (код) цвета или спектраль­ного коэффициента яркости объекта съемки. На эти далее неделимые эле­менты растра «разбивается» и координатная плоскость с пространственными объектами в их растровом представлении. Если атомарной единицей данных при их описании служит элемент «разбиения» территории - регулярная пространственная ячейка (территориальная 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, хотя известны примеры регулярных (или квазирегулярных) сетей (решеток) с ячейками правильной треугольной, гексагональной или трапециевидной формы, равно­великих или квазиравновеликих. При этом сеть может строиться (разумеется мысленно) 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. Пример построения сети равновеликих трапеций на сфере (что эквивалентно равновеликой ци­линдрической (квадратной) проекции Ламберта) прицелен на рис. 2.

11

По ряду технологических и технических причин ГИС первых поколе­ний (60 -70-е годы XX в.) использовали регулярно-ячеистую модель данных. На рис. 3. дан пример одной из ранних австралийских геоинформационных систем континентального масштаба ARIS, создаваемой с начала 70- годов,

Рис. 3. Регулярная сеть картографической БД GRID 0.5 австралийской националь­ной геоинформационной системы APJS [Картография..., 1994. - С. 169]

основу которой составляла картографическая БД GRID с представлением данных в ячейках 0,5 х 0,5 мин и 0,25 х 0,25 мин и БД EIGHT с 50 гыс. ячеек 1/8x1/8 мин.

Размеры ячеек могут быть различны, определяясь необходимым про­странственным разрешением, образуя иерархически организованные системы из трех, как в вышеприведенном примере ГИС ARIS, или более вложенных друг в друга территориальных ячеек, соответствующих разным уровням раз­решения (рис. 4).

Рис. 4. Иерархическая организация регулярной сети представления данных в ин­формационной системе для регионального планирования Окриджа ORMIS (США) [Com­puter software, 1981]

Представление данных на основе регулярных пространственных сетей образует основу глобальных цифровых моделей рельефа (ЦМР) Земли ЕТОР05 и GTOPO30. Первая из них содержит более 8 млн высотных отметок в узлах регулярной сети сферических трапеций с размерами 5x5 утл. мин, вторая, более детальная, представляет высоты в узлах трапеций 30 х 30 с. Аналогичный регулярно-ячеистый принцип организации данных, как будет показано в разделе о цифровом моделировании рельефа, положен в основу американского национального стандарта на цифровую модель рельефа DEM геологической съемки США с хранением высотных отметок по профилям в узлах ячеек 30 х 30 м в системе координат километровой сетки американских топографических карт (в проекции UTM), а также в узлах трапеций разных размеров.

Заметим в заключение, что зачастую в понятие растровой модели дан­ных объединяются как собственно растровые, так и регулярно-ячеистые мо­дели данных, а разница между пикселом (элементом изображения) и регу­лярной ячейкой (территориальным элементом), четко различаемых, как упо­миналось выше, стандартом SDTS, игнорируется. Причина в том, что и те и другие данные могут храниться в идентичных форматах и обрабатываться

\3

одними и теми же средствами, не принимая во внимание (за немногими исключениями) семантического различия между ними.

Ранние реализации ГИС (конца 60-х - начала 70-х годов XX в.) ориен­тировались преимущественно на растровые и регулярно-ячеистые модели данных, что объясняется техническими и технологическими причинами: не­разработанностью и непопулярностью векторных моделей в условиях отсут­ствия или недоступности средств векторного цифрования картографических источников и средств компьютерной графики, используемых в то время в ос­новном в экспериментах по автоматизированному картографированию.