Розділ 2. Види і опис основних моделей геопросторових даних
Існує три основних моделі геопросторових даних у вигляді шарів геометричних об'єктів просторової локалізації, це:
- Растрова модель;
- Векторна модель;
- Об'єктно-орієнтована модель.
Останнім часом почав розвиватися новий вид представлення картографічної інформації з використанням даних ДЗЗ – векторно-растровий.
Растрова модель
Розглянемо растрову модель даних. Растрова модель оптимальна для роботи з безперервними властивостями. Растрове зображення являє собою набір значень для окремих елементарних складових (осередків), воно подібно відсканованої карти або зображення. Кожна комірка в найпростішій такій структурі пов'язана з одним значенням атрибута. Для створення растрової тематичної карти збираємо дані двомірного масиву осередків, де кожна клітинка являє атрибут окремої теми. Такий двомірний масив називається покриттям. Можемо використовувати покриття для представлення різних типів тематичних даних. Крім того, цей підхід дозволяє нам фокусувати увагу на об'єктах, розподілах і взаємозв'язках тим без непотрібної плутанини. Оскільки найчастіше ми цікавимося взаємозв'язками однієї теми, скажімо, класу дороги, з іншими, наприклад, з типом полотна, то створюємо окреме покриття для кожної додаткової теми. Тоді ми можемо скласти ці покриття на зразок листкового пирога, в якій поєднання усіх тем може адекватно моделювати всі необхідні характеристики галузі вивчення. Якщо ми цікавимося тільки природними феноменами, то кожен важливий компонент фізичної географії буде представлений окремо, а разом вони дадуть нам повний, багато аспектний вид досліджуваної області.
Існує кілька способів зберігання і адресації значень окремих осередків растра, їх атрибутів, назв покриттів і легенд. У цій моделі кожна клітинка містить всі атрибути на зразок вертикального стовпчика значень, де кожне значення відноситься до окремій темі. Перевагою, звичайно, є те, що відносно легко виконується обчислювальний порівняння багатьох тем або покриттів для кожного осередку растра. Але в той же час, незручно порівнювати групи осередків одного покриття з групами осередків іншого покриття, оскільки кожна комірка повинна адресуватися індивідуально. Аналогічним чином, тематична карта являє всі різноманітні значення теми як єдиний зв'язний об'єкт.
2.2. Векторна модель
Розглянемо векторну модель даних. У векторній моделі інформація про точках, лініях і полігонах кодується і зберігається у вигляді набору координат Х, У. Місце розташування точки (точкового об'єкта), наприклад пункту тріангуляції, описується парою координат (Х, У). Лінійні об'єкти, такі як дороги, річки або трубопроводи, зберігаються як набори координат Х, У. Полігональні об'єкти, типу річкових водозборів, земельних ділянок або областей обслуговування, зберігаються у вигляді замкнутого набору координат. Векторна модель особливо зручна для опису дискретних об'єктів і менше підходить для опису безупинно мінливих властивостей, таких як типи ґрунтів або доступність об'єктів.
Існують декілька способів об'єднання векторних структур даних у векторну модель даних, що дозволяє нам досліджувати взаємозв'язки між показниками всередині одного покриття або між різними покриттями. Ми розглянемо їх на прикладі двох основних типів, спагетті-моделі, топологічної моделі.
Найпростішої векторної структурою даних є спагетті-модель, яка по суті переводить "один в один" графічне зображення карти. Можливо, вона представляється більшістю з нас як найбільш природна або найбільш логічна, в основному тому, що карта реалізується як умоглядна модель. Хоча назва звучить трохи дивно, воно насправді вельми точно по суті. Якщо уявити собі покриття кожного графічного об'єкта нашої паперової карти шматочком (одним або декількома) макаронів, то ви отримаєте досить точне зображення того, як ця модель працює. Кожен шматочок діє як один примітив: дуже короткі - для точок, більш довгі - для відрізків прямих, набори відрізків, з'єднаних кінцями, - для кордонів областей. Кожен примітив - один логічний запис в комп'ютері, записана як рядки змінної довжини пар координат (X, У). Кожна сторона кожній області має свій унікальний набір ліній і пар координат. Хоча, звичайно, загальні сторони областей, навіть будучи записаними окремо в комп'ютері, повинні мати однакові набори координат.
Оскільки спагетті-модель виглядає як переклад "один до одного" аналогової карти, просторові відносини між об'єктами (топологія), наприклад, такі, як положення суміжних областей, маються на увазі, але не записуються в комп'ютер в явному вигляді. І всі відносини між усіма об'єктами повинні обчислюватися незалежно. Результатом відсутності такого явного опису топології є величезна додаткова обчислювальна навантаження, яка ускладнює вимірювання і аналіз. Але так як спагетті-модель дуже сильно нагадує паперову карту, вона є ефективним методом картографічного відображення і все ще часто використовується в комп'ютеризованій картографії, де аналіз не є головною метою. Крім того, це подання виявляється досить близькою до мови управління багатьох плотерів, що спрощує перетворення і підвищує його ефективність і точність друку, а також запобігає зміщенням.
