12. Вектор-растровые и растр-векторные преобразования.

Идея вектор-растрового преобразования достаточно проста: точка заменяется ячейкой, линия - последовательностью ячеек, территориальный объект (полигон) - совокупностью ячеек с заданным размером. При этом заключается договор, например, о том, что при преобразовании линий в растр значимыми становятся все ячейки, через которые проходит линия, а при преобразовании полигонов - только те из них, в которых границей полигона отсекается значительная часть ячейки, как показано на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Схема преобразования (конвертации) векторных данных в растровые

Принцип конвертации растровых структур пространственных данных в векторные также очевиден: содержание каждой ячейки сводится к точке, положение которой соответствует, например, геометрическому центру этой ячейки. Однако на практике реализация этого принципа осложняется «размытостью» линейных объектов и границ территориальных, наличием «шумов», особенно при векторизации данных дистанционного зондирования или растровых изображений, полученных путем сканерных введения. В этом случае необходимо проведение предварительной обработки растровых изображений с целью «приглушения» шумов, «утончения» линейных объектов и границ территориальных, «скелетизации» изображения.

Следует отметить также, что существуют предложения по комбинированных растр-векторных представлений пространственных данных, которые объединяют выгоды растрового и векторного представлений и не требуют вектор-растрового или растр-векторного преобразования. К таким комбинированных моделей пространственных данных относят матрично-символьные структуры, является обобщением квадротомичних структур данных и вастровые представления, основной логической единицей которого является система, которая объединяет несколько строк сканирования и содержит элементы векторного и растрового представлений.

13. Элементарные понятия технологи бд (базы данных)

База данных является информационной моделью реального мира в определенной предметной области. Согласно толковому словарю по Геоинформтике (Баранов и др., 1999) база данных (БД, data base, database, DB) - это совокупность данных, организованных по определенным правилам, устанавливающих общие принципы описания, хранения и манипуляции данными.

В базах данных в зависимости от назначения (база данных предприятия, муниципальная база данных, база данных административного района или области) может храниться и обрабатываться разная инфорция: списки сотрудников предприятий с их учетными данными, списки домов и их технические характеристики, юридические или статистические описания земельных участков, объектов административного управления и др. Так же в зависимости от назначения базы данных может изменяться перечень объектов, описываемых в базе даннях; состав атрибутов, описывающих эти объекты; способ и степень формализации атрибутов; организация связи между различными объктами базы данных и др.

Объекты базы данных могут быть описаны различными способами: в виде текстовых описаний, цифровых кодов, комбинированных цифро-буквенных классификаторов, числовых значений различного типа, календарных дат и др. Каждый однотипный объект базы данных описыается одинаковым набором атрибутов, таким образом, база данных состоит из отдельных записей, характеризующих каждый объект и указатели связей между ними.

В большинстве случаев базы данных проектируются таким образом, чтобы один или несколько атрибутов однозначно идентифицировали запись. Совокупность значений этих атрибутов называется ключом записи, а сами атрибуты - ключевыми атрибутами. Ключ записи можно рассматривать как уникальное имя записи, по которому пользователь всегда может найти эту запись.

В реальном мире часто можно наблюдать однородные объкты (дома, водоемы, населенные пункты и др.). Соответственно в базе данных такие объекты природно представлять в виде нескольких экземпляров таких записей, то есть записей с одинаковыми атрибутами. Аналогичная ситуация имеет место и со связями - в базе данных есть много однотипных связей, соединяющих однотипные объекты.

В концептуальной схеме все множество однотипных записей подается одной абстрактным записью, что называют типом записи. Каждому типу записей соответствуют имя и список атрибутов. Аналогично множеству имеющихся в базе данных однотипных связей в концептуальной схеме соответствует один тип связи.

В базе данных выделяют: постоянные данные, отличающиеся от других, более изменчивых, таких, как промежуточные результаты обработки данных; входные и выходные данные; управляющие операторы; рабочие очереди - и вообще все служебные данные, используемые в процессе работы. Естесственно, в процессе работы постоянные данные так же могут испытывать изменения: создаются или удаляются объекты, изменяются значения параметров, меняется набор или порядок прохождения параметров в записи и др.

Рис. 3.1. Пример концептуальной схемы муниципальной базы данных

Более подробно концепцию баз данных можно показать на примере муниципальной базы данных. Обычным набором муниципальной базы данных являются улицы, здания и сооружения, инженерные коммуникации, городские технические службы, субъекты административного разделения (городские районы) и др. Как объект может использоваться совокупность всех зданий и сооружений на территории города; этот объект описывается набором параметров, содержащих: адресные данные; принадлежность какой-то организации; реквизиты организаций-собственников; технические характеристики зданий (этажность, площадь, конструкционные материалы); эксплуатационные характеристики (текущее состояние, даты ремонта). Таким образом, любой тип объектов базы данных может иметь связь с одним или несколькими типами объектов. Такие связи называются отношениями. Отношение между объектами могут быть разных типов: один к одному, один к нескольким, односторонние и двусторонние.

На рис. 3.1 приведена блок-схема муниципальной базы данных, показывающая основные объекты и отношения между ними. В качестве примеров задач, которые можно решить с помощью такой базы данных, можно привести следующие:

- задан учетный номер сооружения, необходимо найти уличную адрес, и наоборот;

- задан адрес сооружения, найти его владельца;

- задан собственник (землепользователь), найти все принадлежащие ему сооружения;

- найти все сооружения, срок последнего ремонта которых превышает 20 лет.

Для обработки отношений между объектами базы данных разрабатываются специальные алгоритмы, которые представлены в конкретной реализации базы данных соответствующими программными модулями.

Хранение данных в базе данных обеспечивает централизованное управление, соблюдение стандартов, безопасность и целостность данных, сокращает избыточность и устраняет противоречивость данных. База данных не зависит от прикладных программ. Создание базы данных и обращение к ней осуществляются с помощью системы управления базами данных (СУБД).

На основе современных программных средств разработки и аппаратного обеспечения создаются базы данных различных архитектуры и назначения. Выделяются персональные базы данных для работы с данными, связанными с должностными обязанностями отдельного должностного лица; базы данных подразделения, предприятия, обслуживающие несколько различных специалистов в составе локальной вычислительной сети; корпоративные (например, муниципальные) базы данных, обслуживающие несколько тысяч специалистов и сотни тысяч внешних пользователей в режиме раздельного доступа, с использованием разнообразного программного обеспечения, аппаратных средств, различных сетевых протоколов и форм представления данных.