Организация пространственных данных

 

Данные в ГИС организуются различными способами. Наиболее распространённым является послойный принцип. Не будем пояснять его, так как он имеет тот же смысл, что и слой в общеизвестных системах AutoCAD или MicroStation.

Более перспективным является бесслоевой объектно-ориентированный подход к представлению объектов на цифровой карте. В соответствии с ним объекты входят в классификационные системы, которые отражают определённые логические отношения между объектами предметных областей. Группировка объектов разных классов для разных целей (отображения или анализа) производится более сложным способом, однако, объектно-ориентированный подход более близок к характеру человеческого мышления, чем послойный принцип. Следование ему ведёт к более продуктивным построениям данных в ГИС при решении самых сложных задач. Граница сложности задач, решаемых с помощью простой "послойной" технологии организации данных ГИС, лежит значительно ниже, чем при использовании объектно-ориентированной технологии.

К сожалению, объектно-ориентированных ГИС очень мало. Одним из редких представителей систем этого класса является ГИС SmallWorld. Среди отечественных таких ГИС, насколько известно авторам, вообще нет.

Чтобы не перегружать данную статью специальными терминами, мы не будем подробно рассматривать очень важный для ГИС-технологий вопрос, связанный с пространственными топологическим отношениями между объектами, отображаемыми на цифровой карте. ГИС, не поддерживающая топологические отношения между объектами, нельзя назвать серьёзной геоинформационной системой, поскольку в этом случае множество аналитических возможностей ГИС просто нереализуемы с необходимой эффективностью. Однако, это тема для другой статьи.

 

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 разнообразных технологий.

Цифровые модели данных являются формой представления данных 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, архитектуре.

В настоящее время используют много определений ЦММ. Различие между ними обусловлено различием исходных моделей и задач, для которых эти ЦММ создаются.

Метод построения цмм на основе обобщения

Структура ЦММ, построенная на основе обобщения, т.е. с использованием принципа «цифровая модель есть часть…», отражает основнык свойства модели, вытекающие из ее определения.

Как модель объекта конкретной предметной области она должна содержать специальную информацию о данной предметной области: элементы координатного и атрибутивного описания, характеризующие как саму предметную область, так и индивидуальные свойства моделируемых объектов.

Как модель вообще ЦММ должна быть определена на известном классе моделей, т.е. она должна иметь вполне определенную структуру и содержать в своей основе одну из базовых моделей данных. Логическая структура ЦММ, с одной стороны, должна содержать индивидуальные свойства объектов, с другой - не вступать в противоречие с существующими методами описания и использования моделей данных.

ЦММ как модель цифровая должна быть оптимально организована и удобна при работе на ЭВМ. Это означает, что для полной реализации модели должна быть определена ее физическая структура.Как элемент базы данных ЦММ должна быть пригодна для моделирования, многократного использования, анализа и решения различных задач. Отсюда следует, что ЦММ должна содержать дополнительную информацию для ее многократного использования. Такая организация подразумевает создание БД не как хранилища или архива единичных ЦММ, а как проведение дополнительных исследований для выявления класса моделей, к которому принадлежит ЦММ и формирование БД для классов и типов цифровых моделей. Кроме того, обязательным является определение и установление связей между разными ЦММ одного или разных классов.

Обобщенное описание цифровых моделей местности должно выполняться на уровне типов, т.е. для этого необходимы предварительный анализ и последующая максимальная типизация пространственных объектов. Индивидуальные свойства конкретного объекта должны выражаться на уровне знаков. Следовательно, для полного создания ЦММ должна быть предварительно разработана система классификации или некий классификатор.