41.Векторные топологические модели.

Векторно-топологическое представление – разновидность векторного представления линейных и полигональных пространственных объектов, описывающая не только их геометрию, но и топологические отношения между полигонами, дугами и узлами. Модель представляет собой ориентированный граф, где дугами являются контуры объектов, а вершинами – топологические узлы. Описание каждой дуги содержит постоянную и переменную части. В постоянную часть входят: два идентификатора узлов к которым примыкает дуга, идентификаторы правого и левого полигона, количество точек в метрике дуги. Каждая дуга также содержит два идентификатора: внутренний, идентифицирующий саму дугу, и пользовательский, описывающий принадлежность дуги к объекту. Полигон описывается при помощи внутренней точки, представляющей из себя обычный точечный объект, помещенный во внутреннюю область полигона и имеющий идентификатор полигона.

Топологическая информация описывается набором узлов и дуг. Узел – это пересечение двух или более дуг, и его номер используется для ссылки на любую дугу, которой он принадлежит. Каждая дуга начинается и заканчивается либо в точке пересечения с другой дугой, либо в узле, не принадлежащем другим дугам. Дуги образуются последовательностью отрезков, соединённых промежуточными точками. В этом случае каждая линия имеет два набора чисел: пары координат промежуточных точек и номера узлов. Кроме того, каждая дуга имеет свой идентификационный номер, который используется для указания того, какие узлы представляют её начало и конец.

В этой модели есть ограничения: в один лист одного тематического слоя можно поместить объекты не всех геометрических типов одновременно. К примеру, в системе ARC/INFO в одном покрытии можно поместить или только точечные или только линейные, или полигональные объекты, либо их комбинации, исключая случай “точечные + полигональные” и три типа объектов сразу.

Векторная модель имеет два возможных способа реализации, из которых наиболее распространённым является разнесение пространственной и атрибутивной информации в разные файлы, связанные между собой идентификатором объекта.

42.Растровые модели данных. Топологическая структура растра.

Растровые слои. Важным свойством растра является неразрывная связь между пространственной и атрибутивной информацией в единой прямоугольной матрице, положение элементов которой определяется номерами строки и столбца. Такая структура представления позволяет в любой момент развернуть любой из привязанных к идентификатору атрибутов в слой с размерностью исходной сетки. База данных может содержать несколько таких слоев, но они должны быть идеально выровнены. Каждый слой должен быть совместим с остальными слоями. С помощью такого способа представления данных возможна формализация пространственно-непрерывной информации, свойственной большинству природных и значительному числу антропогенных объектов.

Как и векторной модели данных, растровая модель может представлять дискретные точечные, линейные и площадные объекты.

Типы данных ячеек растра. Типы значений, содержащихся в ячейках, зависят как от типа моделируемых географических сущностей, так и от используемого программного обеспечения ГИС. Различные системы позволяются использовать разные классы значений: целые числа, вещественные числа, строковые значения. Большинство систем, работающих с растровыми изображениями, используют для значений ячеек только целые числа, которые часто используются как коды, идентифицирующие класс покрываемой ячейкой территории.

Выборка значений ячейки. Значение ячейки может выбираться одним из трех способов: 1. значение агрегируется по всем точкам пространства, покрываемым ячейкой; 2. значения выбираются из точки, лежащей в центре ячейки; 3. значения выбираются из точек, совпадающих с узлами сети. Принято считать, что для данных дистанционного зондирования в качестве стандартного принят первый способ, а для цифровых моделей местности – второй или третий. Различия между способами выборки значений ячейки часто игнорируются, и растр понимается просто как массив ячеек.

Топологическая структура растра. Начало координат растра – (x₀,y₀). Есть n строк и m столбцов. Каждая ячейка имеет размеры: a единиц в ширину и b единиц в высоту. Остальные углы растра определяются как: верхний левый угол: (x₀,y₀+nb); нижний правый угол: (x₀+ma,y₀); верхний правый угол: (x₀+ma,y₀+nb). Центральная точка и границы ячейки в i-ой строке и j-ом столбце определяются как: центральная точка: (x₀+(j-0,5)a , y₀+(i-0,5)b); границы: x₀+(j-1)a < x < x₀+ja и y₀+(i-1)b < y < y₀+ib. Если растр повернут относительно координатных осей, эти характеристики вычисляются немного сложнее. В некоторых ГИС, например, в MapInfo, для привязки растрового изображения трансформируется система координат, что с точки зрения вычислительной сложности является более простой задачей, чем трансформация растра.