10. Картографическое представление объектов реального мира в гис. Точка, линия, полигон. Примеры представления объектов.

Объекты реального мира в рамках геоинформатики отличаются пространственными характеристиками (точность объектов в заранее определенной системе координат, основные требования к таким данным – точность)

Отличаются временными характеристиками (фиксируют время исследования объекта с течением времени, основное требование к таким данным – актуальность)

Отличаются тематическими характеристиками (описывают разные свойства объекта). Точки, линии, области, поверхности – это пространственные объекты реального мира.

Примеры: точки – дерево, линия – дорога, площадь – бассейн реки.

Точки – это объекты, каждый из которых расположен только в одной точке пространства, представленной парой координат. В зависимости от масштаба картографирования, в качестве таких объектов могут рассматриваться дерево, дом или город. В целях моделирования считают, что у таких объектов нет пространственной протяженности, длины или ширины, но каждый из них может быть обозначен координатами своего местоположения. Эти объекты – дискретны – в том смысле, что каждый из них может занимать в любой момент времени только определенную точку пространства.

Линии – объекты представленны как одномерные, имеющие одну размерность. Ширина объекта не выражается в данном масштабе или несущественна. Примеры – реки, границы, изолинии.

Полигоны – объекты, рассматриваемые с достаточно близкого расстояния, чтобы иметь и длину и ширину, называются областями или площадными объектами. Представляются набором пар координат или набором объектов типа линия, представляющих собой замкнутый контур. Такимим объектами могут быть представлены территории, занимаемами двором, ландшафтом, городом, континентом и т.д. При определении местоположения области в пространстве мф можем обнаружить, что ее граница является линией, которая начинается и кончается в обной и той же точке.

Поверхность – при описании к площадным объектам добавляются высоты.Холмы, долины, горы и др могут описываться указанием их местоположения, занимаемой площади, ориентации, и при добавлении третьего измерения – их высот. Поверхности состоят из бесконечного числа точек со значениями высот. Они непрерывны, потому что эти точки распределены без разрывов, непрерывно, по всей поверхности. Поскольку высота трехмерного объекта меняется от точки к точке, мы можем также измерять величину изменения высоты с перемещением от одного края до другого.

11. Пространственные данные и их атрибуты. Точки, линии, полигоны, поверхности. Формат шейп-файла. Примеры.

12. Методы представления географического пространства в гис. Две основные структуры данных.

Для представления пространственных данных в ГИС применяют векторные и растровые структуры данных.

Векторная структуры – это представление пространственных объектов в виде набора координатных пар, описывающих геометрию объектов.

Растровая структура данных предполагает представления данных в виде двухмерной сетки, каждая ячейка который содержит только одно значение, характеризующее объект, соответствующий ячейке растра на местности или на изображении. В качестве такой характеристики может быть код объекта (лес,луг), высота или оптическая плотность.

Хранение данных: векторные форматы – дискретное представление реальных явлений.

Растровые форматы – использование квадратных ячеек для моделирования явлений.

Растровый метод представления геогр пространства использует квантование, или разбиение пространства на множество элементов, каждый из которых представляет малую, но вполне определенную часть земной поверхности. Этот растровый метод может использовать элементы любой подходящей геометрической формы при условии, что они могут быть соединены для образования сплошной поверхности, представляющей все пространство изучаемой области. Растровые структуры не обеспечивают точной информации о местоположении, поскольку геогр простр-во поделено на дискретные ячейки конечного размера. Вместо точных координат точек мы имеет отдельные ячейки растра, в которых эти точки находятся.

Кодирование растрового изображения: в файл записываются числовые значения ячеек растра. Первая строка растрового файла представляет собой заголовок с информацией о размере растра и максимальном значении ячеек. Если объекты в реальном мире не перекрываются в пространстве, их можно хранить в одном слое, но при этом назначить каждой ячейке код объекта, которому она принадлежит.

Недостатки – низкая пространственная точность, необходимость большого объема памяти (каждая яейка как отд числовая величина).

Векторная структура – позволяет задавать точные пространственные координаты явным образом. Здесь подразумевается, что географическое пространство является непрерывным, а не квантованным на дискретные ячейки. Это достигается приписыванием точкам пары координат, линиям – связной последовательности пар координат их вершин, областям – замкнутой последовательности соединенных линий, начальная и конечная точки которой совпадают.

Векторная структура данных позволяет только геометрию картографических объектов. Чтобы придать ей полезность карты, мы связываем геометрические данные с соответствующими атрибутивными данными, хранящимися в отдельном файле или в базе данных. Благодаря этому контурное изображение объектов становится больше похожим на карту. В растровой структуре мы записывали значение атрибута в каждую ячейку, в векторном же представлении мы используем совсем другой подход, храня в явном виде собственно графические примитивы без атрибутов и полагаясь на связь с отдельной атрибутивной базой данных. В векторных структурах данных линия состоит из двух или более пар координат.

Структуры данных должны разрабатываться так, чтобы обеспечивать связь графики и атрибутики, явно или косвенно. Кроме того, существуют многие другие характеристики графических структур, важные с точки зрения анализа карт. Мы должны перейти от простых структур данных к тому, что часто называют моделями данных, которые больше похожи на карты в смысле способности участвовать в анализе.