ГІС в кадастрових системах

Лекція 3.

Просторові дані та їх введення в гіс

Існують різні способи і технології формалізації, обробки, подання і представлення множини даних в ГІС. Серед всієї цієї множини розрізняють просторові (геометричні) та атрибутивні (характеристичні) дані.

Просторові дані складають основу інформаційного блоку ГІС, тому способи їх формалізації є найважливішою складовою частиною технології географічних інформаційних систем. Просторові дані ГІС містять метричні елементи (картографічні та координатні дані), що описують позиційні властивості об'єктів, а також змістовні елементи (семантичні та тематичні атрибути), що пов’язані з ними.

Сучасні технології введення просторових даних у комп'ютер, їх інтерпретація і збереження передбачають поелементний поділ змісту існуючих карт. Наприклад, для введення просторових даних топографічної карти необхідно здійснити її поділ на шари (теми) однорідної інформації, що містять дані про рельєф, гідрографічну мережу, населені пункти, транспортну мережу, політико-адміністративні межі тощо.

Для використання в середовищі ГІС атрибутивні дані підлягають систематизації, структуризації і формалізації, що дозволяє використовувати їх для подальшого введення й обробки інформації різними засобами автоматизованого пошуку, аналізу і візуалізації

Для подання геометричних властивостей географічних об’єктів з певною просторовою прив’язкою в ГІС використовують певні елементи математичної основи карт (картографічну проекцію, масштаб, координатну сітку, геодезичну основу) та формалізовані форми представлення просторових даних.

1. Способи подання просторових даних

Використовуються два основні способи подання просторових даних: растровий і векторний, що відповідають двом принципово різним концепціям опису (моделям) просторових даних.

У першому способі просторова інформація співвідноситься з комірками регулярної сітки (мережі) як з елементами території (растрове подання), у другому способі використовується система елементарних графічних об'єктів, положення яких у просторі визначається в певній системі координат (векторне подання).

Вибір способу подання просторових даних визначається низкою визначальних чинників: характером просторової інформації, джерелами отримання даних, специфікою завдань, ємністю вільної комп'ютерної пам'яті, швидкодією комп'ютера тощо.

Розрізняють наступні способі подання просторових даних

Растровий спосіб подання просторових даних базується на формалізації просторової інформації за комірками регулярної мережі, яка суцільно покриває певну територію. При цьому кожна комірка цієї мережі містить одиницю інформації про частину території.

Векторний спосіб формалізації просторових даних або векторна модель базується на використанні набору елементарних графічних об'єктів: точкових, лінійних та площинних, що називають графічними примітивами.

Растрові і векторні структури даних мають свої переваги і недоліки:

	Структури даних
	растрові	векторні
переваги	злиття позиційної і семантичної атрибутивної просторової інформації в єдиній прямокутній матриці, що на відміну від векторної виключає необхідність застосування особливих засобів збереження і обробки семантики просторових даних; значне спрощення аналітичних операцій над зображеннями;	компактність збереження, на порядок вища, ніж при растровому представленні; висока точність позиціонування точкових об'єктів і зображення ліній;
недоліки	значна ємність машинної пам'яті, що необхідна для збереження растрових даних; висока вартість сканерів, що забезпечують автоматизоване введення інформації; недостатня точність позиціонування точкових об'єктів і зображення ліній (особливо похилих), що зумовлена генералізацією інформації в межах комірки растру;	складна система опису топологічної структури даних, внаслідок чого їх обробка вимагає виконання складних геометричних алгоритмів визначення положення вузлових точок, стикування сегментів (дуг), замикання полігонів тощо; повільне маніпулювання векторними даними, особливо на персональних комп'ютерах з порівняно невеликою швидкодією;

На основі аналізу переваг і недоліків, векторні структури рекомендується використовувати для збереження феноменологічно-структурованої інформації (ґрунтові і рослинні ареали, ареали викорис­тання земель тощо), для мережевого аналізу, у тому числі транспортних і телефонних мереж, а також для підвищення якості відображення при картографуванні лінійних об'єктів, а растрові структури – для швидкого і дешевого оверлею карт, просторового аналізу, а також моделювання поверхонь.

Порівняння переваг і недоліків двох основних способів представлення просторових даних показує, що вони взаємно доповнюються один одного, що зумовлює необхідність їх спільного застосування в рамках ГІС шляхом перетворення (конвертації) однієї структури в іншу (вектор-растрові та растр-векторні перетворення).