5.5. Дискретные растры

Растры чаще всего ассоциируются с представлением полей. Однако, возможно использовать растр для представления множеств дискретных объектов. Например, в растровом слое, имеющем целые значения ячеек, "1" может означать объект, а "0" - отсутствие объекта. При этом должны быть установлены правила, определяющие принадлежность объекта дискретному растровому слою:

• правило "большинства" - когда объект занимает более 50% покрываемой ячейкой площади, значение ячейки равно "1";

• правило "центральной точки" - когда в центральной точке ячейки есть объект, значение ячейки равно "1";

• правило "пересечения" - когда объект лежит на территории, покрываемой ячейкой, ее значение равно "1".

Так как ячейка растра может пересекать любое количество объектов, можно хранить количество объектов в каждой ячейке. Другое решение - присвоить идентификаторы объектам. Тогда ячейка со значением "0" будет обозначать отсутствие объектов, а ячейки с каким-либо значением будут обозначать наличие объекта с идентификатором, равным значению ячейки. Если на территорию, покрываемую ячейкой, попадают несколько объектов, значение идентификатора берется от объекта, имеющего большую площадь пересечения. Таким образом, идентификатор объекта служит для связи растра с таблицей объектов.

Во многих случаях значение, присвоенное ячейке растра, не является верным для всей покрываемой ячейкой территории. Смешанная ячейка - ячейка, которой соответствуют несколько классов объектов.

В некоторых растровых базах данных есть возможность хранить несколько значений в ячейке одного слоя, что позволяет кодировать принадлежность ячейке нескольких объектов. Однако эта опция не является широко распространенной в современном программном обеспечении растровых ГИС.

1.6. Представление непрерывных поверхностей

До настоящего времени мы рассматривали дискретные растровые слои - аналогичные слоям векторных ГИС. Представление непрерывных поверхностей - одна из наиболее мощных возможностей растровых ГИС. Определяют два типа поверхностей (полей):

• скалярные поверхности имеют в каждой точке одно значение - магнитуду;

• в екторные поверхности имеют в каждой точке магнитуду и направление.

Рис. 17. Скалярные и векторные поверхности

С

калярное значение - одно число, например, возвышение над уровнем моря. Векторное значение имеет количественную характеристику и направление. Векторное поле является одним из примеров многокомпонентной поверхности, одно значение которой может быть выражено двумя растровыми слоями. Например, в ArcInfo существует различие между двумя видами феноменов, представляемых непрерывными поверхностями. Первый из них отражает измерение изменяющихся уровней, концентраций, температур и т.п. Второй тип представляет отношение между точками пространства и феноменом. Например, карты ветров, утечки нефти, распространения эпидемии.

Рисунок 18. Скалярные и векторные поверхности в ArcInfo

Давайте рассмотрим несколько примеров и определим, являются данные дискретными или непрерывными.

1. Данные дистанционного зондирования об уровне радиации, поступающие с одного канала искусственного спутника Земли в виде восьмибитового числа (0..255).

2. Классифицированное изображение, на котором ячейки растра, полученного со спутника, ассоциированы с одним из классов, обозначающих разнообразное использование земель. Например, "1" - города, "2"-сельскохозяйственные земли, "3"-моря, реки и озера.

3. Цифровая модель местности. Значение ячейки растра соответствует возвышению над уровнем моря точки в пространстве, соответствующей центральной точке ячейки.

4. Растровый слой дорог, где значение ячейки, равное "1", обозначает наличие дороги, а "0"- ее отсутствие.