14. Работа с векторными данными

Теоретическая часть

Основной метод получения векторных данных это так называемая векторизация (иногда также не совсем корректно называемая оцифровкой), т.е. перевод растровых данных в векторные. В процессе векторизации объекты представленные на растровом изображении только визуально (на них можно посмотреть, но с ними нельзя работать) становятся отдельными векторными объектами. В качестве источника данных чаще всего используются растровые топографические данные, данные дистанционного зондирования (космические и аэроснимки).

Векторизация может проводиться в ручном, автоматическом и полуавтоматическом режиме. Как уже говорилось в разделе "растровые и векторные данные" (ссылка), векторные объекты состоят из точек-узлов (vertex, node) и линий их соединяющих (arc, sketch, line).

Специфика создания векторной информации различается в зависимости от типа редактируемых объектов (точек, линий, полигонов). Точки самые простой для создания объект требующий одного нажатия клавиши мыши, линии более сложный объект, у них есть начало, конец и направление, полигон - по сути, является линией точка начала которой совпадает с точкой окончания.

Большое значение при создании данных должно уделяться различным параметрам, которые могут попросту быть не видны, если рассматривать создаваемые данные как картинку, а не как предмет дальнейшего географического анализа. Например, важным условием является направление редактирования (оцифровка рек должна вестись от истока к устью), а также связность объектов (одна дорога должна точно заканчивать на другой, без "перехлестов" или "недолетов", изолинии не должны прерываться).

Соблюдение правил векторизации является необходимым условием возможности дальнейшего анализа этих данных, например получения гидрологически корректных цифровых моделей рельефа (моделей учитывающих направления стока, высотные характеристики русел рек, плоскую поверхность озер и т.д.).

Для больших объемов векторизации предназначены специальные программные пакеты, например EasyTrace, однако и сам ArcMap также предоставляет большое количество удобных инструментов для векторизации (см. например модуль ArcScan).

Необходимо отметить, что автоматическая векторизация, хотя и является более производительным процессом, не рекомендуется для небольшого количества оцифровки, так как стадия подготовки растров для векторизации и "чистки" результатов может занять большее время, чем ручная векторизация небольшой карты. Рассматривать возможность автоматической или полуавтоматической векторизации стоит, если необходимо оцифровать большое количество картографического материала.

Редактирование Если векторизация растра может быть разовой задачей, выполняемой на этапе подготовки данных, к которой потом можно не возвращаться, то редактирование векторных данных - повседневная необходимость (редактирование так же, как правило, необходимо для «доводки» результатов векторизации, особенно автоматической).

Векторные объекты могут быть удалены, перемещены, разделены, объединены, буферизованы, может быть изменен их размер и положение отдельных узлов (изменена форма объекта). Вместе с редактированием объекта могут изменяться и его атрибутивная информация, например при разделении векторного объекта на 2 части вместе с новым, дополнительным объектом в атрибутивной таблице также создается новая запись, требующая заполнения.

Топология Комплекс требований (правил) взаимного отношения объектов называется топологией, а данные, выполняющие все эти правила - топологически корректными. Топологическая корректность может достигаться как за счет использования специальных форматов, "следящих" за топологией, одним из таких форматов является формат геобазыданных (geodatabase), в этом формате данных объектам в одном слое и объектам разных слоев можно задавать свои правила взаимоотношений, такие как например:

• полигоны не могут пересекаться;

• между полигонов и внутри них не может быть пустого пространства (за исключением внешнего периметра);

• линии не могут иметь висячих узлов (должны заканчиваться на другой линии);

• линии не могут пересекать сами себя;

• точки должны находится внутри полигонов и т.д.

Эти и другие правила помогают контролировать геометрическую точность данных и поддерживать взаимоотношения между ними близкие к взаимоотношениям объектов в реальном мире (например: река - линия, впадает в другую реку - заканчивается на другой линии, без перелетов или недалетов, появляющихся при оцифровке).

Для облегчения привязки одних объектов к другим в режиме создания или редактирования данных может использоваться режим привязки (snapping) новых или изменяемых узлов друг к другу (в соседних объектах) или к линиям или к конечным точкам (endpoints) линий.