Координатные данные

Географическая информация о различных территориальных объектах может быть представлена как совокупность наборов точек (населенные пункты, предприятия), линий (транспортные магистрали, реки), контуров (поля, леса) и площадей (социально - экономические зоны, данные об угодьях), которые образует набор базовых геометрических типов моделей. Они составляют класс координатных данных ГИС, являющийся обязательной характеристикой геообъектов. Будучи частью (классом) общей модели данных в ГИС, координатные данные определяют класс координатных моделей.

В ГИС применяют набор базовых геометрических типов моделей, из которых создают все остальные, более сложные. С учетом предметной области карт ограничиваются лишь описанием таких типов (структур географических данных), которые относятся к представлению топографии и к тематическому упорядочению.

В ГИС включают следующие типы координатных данных:

• точка (узел, вершина);

• линия незамкнутая;

• контур (замкнутая линия);

• полигон (ареал, район) – группы, примыкающих друг к другу замкнутых участков.

В реальных ГИС для построения объектов используют большее число координатных моделей. В некоторых системах в описание основных типов моделей включают понятие пространственная сеть, которая является развитием типа данных район. Контуры и линии часто объединяют общим термином линейные объекты.

Точечные объекты

Точками отражаются те элементы карты, которые не видны на данном масштабе. Выбор объектов, представляемых в виде точек, зависит от масштаба карты или исследования. На крупномасштабной карте точками показываются отдельные строения, а на мелкомасштабной карте – города. Особенность точечных объектов состоит в том, что они хранятся и в виде графических файлов, как и другие пространственные объекты, и в виде таблиц, как атрибуты. Последнее обусловлено тем, что координаты каждой точки описываются как два дополнительных атрибута. В силу этого информацию о наборе точек можно представить в виде развернутой таблицы или таблицы, содержащей помимо координат наборы атрибутов (идентификационные номера, тематические характеристики и т.д.) В таблицах каждая строка соответствует точке – в ней собрана вся информация о данной точке. Каждый столбец - это признак, содержащий типизированные данные: координаты или атрибуты. Каждая точка независима от всех остальных точек, представленных отдельными строками.

Линейные объекты

Линиями отображаются объекты, которые в масштабе карты не имеют площади, но имеют протяженность. Линии широко применяются и для описания сетей, для которых в отличие от точечных объектов характерно присутствие топологических признаков. Любая сеть состоит из узлов (вершин) – соединений, концов обособленных линий и звеньев (дуг) – цепей в модели базы данных.

Для каждого узла существует специальная характеристика, называемая валентностью, определяемая количеством звеньев в нем. Концы обособленных линий одновалентны. Для уличных сетей (пересечения типа "крест") наиболее характерны четырехвалентные узлы. В гидрологии чаще всего встречаются трехвалентные узлы.

Линейные объекты, как и точечные, имеют свои атрибуты, причем разные для дуг и узлов. Например, атрибутами для дуг могут быть:

• направление движения, интенсивность движения, протяженность (для дорог);

• количество полос, время пути вдоль звена;

• напряжение в ЛЭП, высота опор (для линии электропередач);

• диаметр трубы, направление движения газа (газопровод);

• количество путей, уклон, ширина тоннеля, грузоподъемность и др.

Атрибутами для узла могут быть:

• наличие перехода, названия пересекающихся улиц;

• наличие автоматического регулирования перекрестков;

• тип (ручной или автоматический) перевода стрелок;

• характеристики трансформаторов ЛЭП;

• мощность компрессора;

• и др.

Некоторые атрибуты (например, названия пересекающихся улиц) служат для связи одного типа объектов с другими (узлы со звеньями), другие характеризуют только участки звеньев сети.

Во многих ГИС для включения дополнительных атрибутов в сеть необходимо разбиение существующих звеньев и создание новых узлов. Например, звено улицы, часть которой ремонтируется, разрывается на месте начального и конечного участка ремонта, его атрибуты присваиваются новому (двухвалентному) узлу. Другой пример: для отрезка дороги, проходящей через мост, создаются новое звено и два новых узла. Такой подход может привести к появлению недопустимо большого числа звеньев и двухвалентных узлов, поэтому он имеет ограничение, определяемое ресурсами конкретной ГИС.

Сети часто используют как системы линейной адресации. В этих случаях точки размещают в сети по данным о номере звена и о расстоянии от его начала. Это более удобно, чем использовать X, Y координаты точки из таблицы, поскольку такие данные непосредственно указывают положение точки в сети.

Данный подход определяет метод присвоения атрибутов отдельным участкам звеньев. При этом линейные объекты (здания, тоннели) хранятся в отдельных таблицах, а с сетью они увязаны путем указания но мера звена и расстояния от его начала.

Ареалы

В настоящее время в ГИС может быть представлено несколько типов ареалов: зоны в приложении к окружающей среде или природным ресурсам, социально-экономические зоны, данные об угодьях и др.

Для ареальных объектов границы могут определяться свойством или явлением, а также независимо от явления (затем перечисляются значения атрибутов). Кроме того, границы могут устанавливаться искусст­венно, например для микрорайонов.