3. Универсальный регион – часть плоскости, не входящая ни в один регион покрытия. Это понятие является абстракцией и в явном виде не представляется в модели покрытия.

Рис. 3.8. Пример данных модели «покрытия»: (1–9 – узлы; 10–17 – промежуточные точки;

а– к – дуги; A–D – регионы; U – универсальный регион)

3.3.Модель транспортной сети

Модель транспортной (геометрической) сети предназначена, в

первую очередь, для описания в виде связанного графа схемы транспортных коммуникаций (автомобильных и железных дорог, авиалиний и водных маршрутов) с целью последующего сетевого анализа. Транспортная сеть содержит два основных типа объектов (узлы и дуги), а также один дополнительный – маршруты.

1.Узлы являются обычными точечными объектами, характеризуемыми координатами на плоскости (х,у). Узлы могут дополнительно характеризоваться такими параметрами, как запреты на выполнение некоторых поворотов и время их выполнения.

2.Дуги являются линейными объектами – ломаными, соединяющими пару узлов транспортной сети и проходящими через последовательность промежуточных точек. Каждая дуга характеризуется длиной или временем движения по ней, разрешенными направлениями движения, классом дороги, пропускной способностью и др.

3.Дополнительно на транспортной сети могут быть определены

32

объекты еще одного типа – маршруты движения транспорта (рис.

3.9). Каждый маршрут определяется как замкнутая упорядоченная последовательность узлов и дуг, а также различными числовыми характеристиками (например, расчетное время прохождения транспорта через остановки) [3, 5].

Рис. 3.9. Пример данных модели «транспортная сеть»: (1–7 – узлы; 8–12 – промежуточные точки; 7–9 – остановки; а–n – дуги; А–В – маршруты общественного транспорта)

3.4. Растровая модель данных

Растровая модель данных является исторически самой первой моделью данных геоинформатики. В этой модели вся плоскость разбивается системой равноотстоящих вертикальных и горизонтальных прямых на одинаковые ячейки – пиксели (самый малый неделимый элемент изображения), каждому из которых сопоставлен какой-то код. В каждом пикселе может храниться какая-то числовая характеристика пространства (например, высота рельефа, цвет на фотоснимке, уровень загрязнения окружающей среды) или код объекта, которому принадлежит соответствующий пиксель [3, 5].

Для растровой ГИС приняты фундаментальные термины: Разрешение – минимальная размерность по одной из координат-

ных осей наименьшего элемента географического пространства, для которого могут быть приведены какие-либо данные.

Площадная зона – набор соответствующих местоположений одинакового свойства. Класс (район) – часто используют в отношении

33

всех самобытных зон, которые имеют одинаковые параметры. Главными компонентами зоны являются ее значение и местоположение.

Значение – это единица информации, хранящаяся в теме (слое) для каждой точки или пикселя объекта. Ячейки одной зоны (района) имеют одинаковое значение.

Местоположение – это наименьшая единица картографического пространства, для которого могут быть определены какие-либо характеристики или свойства (пиксель, ячейка). Такая единица картографического плана однозначно идентифицируется упорядоченной парой координат (номерами строки и столбца).

Преимущества растровой модели:

1.Картографические проекции просты и точны, т.е. любой объект неправильной формы описывается с точностью до ячейки растра.

2.Непосредственное соединение в одну картину снимков дистанционного зондирования (спутникового изображения или отсканированные аэрофотоснимки).

3.Поддерживает большое разнообразие комплексных пространственных исследований.

4.Программное обеспечение для растровых ГИС легче освоить и оно дешевле векторных ГИС [4].

На рис.3.10 приведен пример представления карты земельных участков в векторной и растровой моделях. В векторной модели для каждого полигона А, В, С и D заданы координаты границ полигонов, т.е. в векторной модели указывается, где находится объект. В растровой модели все пространство разделено на пиксели, в каждом из которых хранится код соответствующего земельного участка, т.е. в растровой модели хранится информация о том, что находится в заданной точке территории.

В настоящее время растровая модель не является основной в ГИС, а используется только в тех случаях, когда векторная модель не даёт адекватного результата. Именно поэтому актуальными являются операции преобразования данных из растра в вектор (векторизация) и наоборот (растеризация). Растеризация – это обычная для ГИС и достаточно простая операция, однако векторизация является гораздо более сложной и большинством ГИС не поддерживается. Векторизация обычно выполняется в ручном или полуавтоматическом режиме с помощью специальных программ – векторизато-

ров.

34

очередь, это более высокая точность моделирования и обычно меньшие затраты памяти.

Рис. 3.11. Триангуляционная модель поверхности земли

Во-вторых, в триангуляционной модели можно в явном виде представлять резкие изломы поверхности, т.е. точки и линии, вдоль которых резко меняется кривизна поверхности (вершины гор, границы оврагов, обрывы рек, границы искусственных сооружений). В растровой модели предполагается, что вся моделируемая поверхность является гладкой поверхностью.

Исходными данными для построения триангуляционной модели поверхности служат высотные отметки, изолинии, а также различные структурные линии, меняющие форму поверхности. В основе триангуляционной модели данных лежит триангуляция – особая структура данных из вычислительной геометрии, определенная на плоскости. В самом общем понимании триангуляция – это пленарный граф, построенный на множестве заданных узлов и разбивающий всю плоскость на треугольники и одну внешнюю бесконечную фигуру.

Триангуляционная модель данных содержит 3 основных типа данных: узлы, ребра и треугольники (рис. 3.12). Узлы в триангуляции характеризуются координатами (х,у,г). Ребра в триангуляции являются отрезками, соединяющими два некоторых узла. Большинство рёбер в триангуляции в явном виде не представляются, т.к. их мож-

36