16. Цифровые модели местности

Развитие автоматизированных методов обработки пространственной информации привело к появлению нового направления в моделировании – цифрового моделирования.

Основной элемент цифрового моделирования – цифровая модель местности (ЦММ), которая может быть получена с помощью различных технологий.

В отличие от всех ранее рассмотренных моделей данных цифровые являются их формой представления для обработки на ЭВМ. Например, цифровая модель может иметь в качестве структурной основы иерархическую, реляционную, сетевую или комплексную модель. Цифровые модели могут храниться в базах данных или независимо в виде файловых структур. Наибольшее распространение цифровые модели нашли в ГИС, строительстве и архитектуре.

Цифровые модели оперируют с различными типами информации:

• метрическая информация передает метрическую (измерительную) характеристику объекта, т.е. координаты, размеры. Информация проста и однородна по структуре, являясь сильно типизированной. Она содержит координатные данные и некоторые (числовые) атрибутивные данные. Отличием этой информации является характеристика модели по точности, обусловленной ошибками измерений и последующими ошибками вычислений. Параметр точности определяет степень применимости цифровой модели, например при графической реализации в разных масштабах;

• атрибутивная информация задает свойства и связи объектов. Она подразделяется на семантическую, технологическую и другие виды, которые в свою очередь определяют принадлежность, свойства, правила и условия операций с данными (ввод, хранение, вывод). В силу своей неоднородности информация является слабо типизированной. Поэтому для создания ЦММ необходим анализ, классификация и типизация атрибутивной информации с последующим использованием в базах данных;

• синтаксическая информация определяет порядок работы при корректировке и обновлении ЦММ, правила построения и представления ЦММ. Эта информация типизированная и зависит от технологии использования ЦММ с учетом возможностей технических средств.

ЦММ обладают следующими свойствами:

• Целостность. При обработке данных в БД ЦММ должна отражать объекты реального мира однозначно и непротиворечиво. Целостность ЦММ имеет два значения: как объект БД и как модель реального объекта. В первом случае целостность ЦММ позволяет производить все операции с данными, составляющими содержание БД (запросы, фильтрацию, отчеты и т.п.). Целостность ЦММ как модели реального объекта определяется требованием получения проекта карты средствами ГИС. В этом случае информация должна быть полной, актуальной и отвечать требованиям необходимой точности при создании карты заданного масштаба.

• Дискретность. ЦММ – это дискретная модель. Это исходит из того, что в базе данных ЦММ содержатся отдельные точки поверхности объектов. Совместное использование метрической и семантической информации позволяет получать аналоговые модели (карты), строить непрерывные линии и поверхности;

• Многофункциональность. ЦММ просто адаптируются для решения различных задач.

Описание цифровой модели изменяется или дополняется по мере появления новых задач, новых методов обработки и новых технических средств автоматизации проектирования.