GIS
.pdf
Векторная модель данных
Векторные объекты имеют точную форму, положение и атрибуты.
Векторная модель лучше всего подходит для описания дискретных объектов с четко выраженными формами и границами:
естественные образования (реки, растительность);
искуccтвенные сооружения (дороги, трубопроводы, здания);
элементы разбиения земной поверхности (округа, земельные участки, политические образования).
12 /56
Векторная модель данных
В ряде случаев непрерывно изменяющиеся явления (высота, температура, атмосферное давление), не имеющие реальных четких границ, также представляются в виде дискретных векторных объектов посредством:
•ТОЧЕК - задание точечных значений, измеренных в некоторых характерных пунктах (метеостанции, посты, высотные отметки);
•ЛИНИЙ - создание профилей сечения поверхности; построение
изолиний (например горизонталей для отображения рельефа).
•ПОЛИГОНОВ - разделение площади на зоны, внутри которых значение считается величиной постоянной;
ПРОФИЛЬ
Высота
Расстояние
13 /56
Векторная модель данных
Источники данных для векторных моделей:
• Дешифрование снимков
• GPS-измерения
•Оцифровка бумажных карт
•Векторизация растровых данных
•Изолинии из TIN, растра
Точность размещения объекта в векторной модели ограничена неопределенностью его положения на исходной
бумажной карте: линии на карте имеют толщину 0.1 мм, что в масштабе, например, 1:200 000 соответствует 20 м на местности - предельная точность данного масштаба.
14 /56
Векторная модель данных
Виды пространственного анализа в векторных моделях:
•Запрос объектов на карте
•Создание буферов
•Слияние и наложение (оверлей) полигонов
•Анализ окрестности (определение
близости и примыкания объектов)
•Определение оптимального места для размещения (например, предприятия)
• Сетевой анализ 
(исследование потоков в сети) 
Наложение полигонов
Слияние полигонов
15 /56
Векторная модель данных
Две разновидности векторной модели
•векторно-нетопологические - в них позиционная составляющая объектов содержит описание только их геометрии (например, шейп-файлы ArcView);
•векторно-топологические - описывают не только геометрию объектов, но и топологические отношения
между полигонами, дугами и узлами (например, покрытия ГИС ARC/INFO).
Топология - математическая процедура для определения пространственных отношений между объектами.
Создание топологии в ГИС включает определение и кодирование взаимосвязей между узлами, линиями и полигонами.
16 /56
Элементы векторно-топологической модели данных
4 |
|
Полигон |
|
|
5 |
||
вершины |
1 |
|
|
Дуга |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
Узел |
|
|
|
|
|
|
•Точка - точечный объект, определяемый парой координат X,Y.
•Дуга - линейный объект, определяемый набором пар координат.
•Полигон - 2-мерный (площадной) объект, образованный замкнутой последовательностью дуг.
•Вершины - промежуточные точки вдоль дуги, определяющие ее форму.
• Узел - начальная или конечная точки дуги.
• Нормальный узел - узел, принадлежащий трем и более дугам;
•Висячий узел – узел дуги, которая не соединяется ни с какой другой дугой.
• Псевдоузел - узел, принадлежащий только двум дугам или одной замкнутой дуге.
17 /56
Элементы векторно-топологической модели данных
•Внутренний полигон (остров) - полигон,
находящийся внутри другого полигона.
•Составной полигон -
содержит внутренние полигоны.
• Простой полигон - не содержит внутренних полигонов.
• Универсальный полигон -внешняя область; |
полигон, внешний по отношению ко всем другим |
полигонам слоя. |
В ГИС топология определяет следующие отношения:
связность дуг;полигоны как наборы дуг;
смежные полигоны. |
18 /56 |
Определение и кодирование топологических
отношений в ГИС:
1. Связность дуг:
• Дуги должны соединяться друг с другом в узлах.
• Все дуги и узлы
пронумерованы.
• Помимо координат, в файлах хранятся номера начального и конечного узлов каждой дуги.
• Отслеживая в таблице все дуги , имеющие один и тот же узел, система устанавливает, какие
дуги соединяются друг с другом.
19 /56
Определение топологических отношений в ГИС:
2.Создание полигонов из дуг, образующих при соединении замкнутую область:
•все полигоны пронумерованы;
•для каждого полигона хранится список дуг, из которых он составлен, а НЕ замкнутый набор пар координат (как в векторно-нетопологической модели).
Преимущества:
координаты дуги записываются только 1 раз, даже если она появляется в списке дуг более чем для одного полигона.
Это сокращает объем данных и
обеспечивает
совпадение границ
соседних полигонов.
20 /56
Определение топологических отношений в ГИС:
3.Смежность полигонов:
•Дуги имеют
направление
(т.к. имеют начальный и конечный узел).
•Система
поддерживает
список
полигонов слева и справа от дуги.
•Полигоны с общей дугой -
смежные.
21 /56