История развития гис. Базовые структуры данных в гис Объекты и явления реального мира

Для представления реального мира одной из наиболее применимых в теории является трехуровневая модель.

Среди всего многообразия, существующего в реальном мире, выбирается предметная область, которая интересует исследователя. То есть ГИС не может быть вообще и для всего. Необходимо в первую очередь определиться, какие задачи должна решать система и с какой точностью. Эта предметная область структурируется с использованием системного анализа, т.е. в ней выделяются объекты (минимальные структурные единицы реального мира, которые будут представлены в модели) и связи между ними (например, процессы, в которых они взаимодействуют, влияние, которые они оказывают друг на друга, и его сила и направление изменений, и т.д.).

Выделенные объекты и связи между ними отображаются на ту или иную модель данных, которая представляет собой язык для описания объектов реального мира и связей между ними.

Наконец, построенная в рамках выбранной модели данных модель реального мира реализуется средствами той или иной программной системы.

Основное внимание мы посвятим вопросу выбора модели данных и отображения на нее различных природных объектов и явлений, в первую очередь имеющих пространственную составляющую.

Именно на этапе выбора модели данных и способа отображения определяются все основные задачи, которые могут быть решены в дальнейшем.

Геокодирование.

Геокодирование – это процедура автоматизированного создания объектов карты на основании атрибутивных данных, содержащихся в некоторой таблице. В зависимости от характера используемых данных различаются координатное геокодирование, геокодирование по объектам и адресное геокодирование.

Поэтому именно Геокодирование (как процесс и концепция) определяет тип, масштаб и точность цифровых карт. Геокодирование требует понимания некоторых базовых свойств географических данных, иначе легко получить большой объем цифровой информации, непригодной для обработки и анализа.

1. Координатное геокодирование требует для своего выполнения, чтобы в двух полях геокодируемой таблицы содержались значения координат X и Y. При выполнении геокодирования для каждой записи таблицы создается точечный объект с указанными координатами.

При выполнении координатного геокодирования можно также выполнить трансформацию координат создаваемых объектов. Это полезно в том случае, если координаты, содержащиеся в таблице, заданы в системе координат, отличающейся от системы координат данной карты.

Координатное геокодирование – это самый простой из методов геокодирования, который в то же время позволяет наиболее точно разместить создаваемые объекты на карте.

2. Геокодирование по объектам основано на привязке создаваемых точечных объектов к положению существующих объектов какого-либо типа. Такой метод геокодирования применяется, например, в том случае, если геокодируемая таблица содержит список адресов интересующих пользователя объектов (магазинов, станций обслуживания и т.п.).

По сравнению с координатным геокодированием, применение геокодирования по объектам дает меньшую точность, но зато не требует явного указания координат создаваемых объектов.

3. Адресное геокодирование основано на приближенном вычислении положения создаваемого объекта относительно заданного линейного объекта.

Продолжая аналогию с использованием плана города, можно представить себе такой план, на котором не указаны адреса конкретных зданий, но для каждой улицы на каждом квартале нанесены минимальное и максимальное значение адресов зданий этого квартала. Если предположить, что здания в некотором квартале имеют номера от 100 до 120, то объект, который находится в здании с номером 118, должен быть размещен вблизи конца квартала.

Точность определения координат объектов при адресном геокодировании зависит от того, насколько сильно различаются по размерам объекты, соответствующие различным адресам. Если в приведенном выше примере здание номер 120 занимает половину всего квартала, то положение здания номер 118 будет вычислено весьма неточно.

Геокодирование является первой стадией компьютерной картографии, и осуществляется в рамках выбранной модели данных.

Геокодирование можно осуществлять на двух уровнях - вводить в ЭВМ готовое картографическое изображение объектов последующего отображения, и геокодировать не только само изображение объектов и их положение в пространстве, но и информацию об их взаимоотношениях (в первую очередь пространственных) для последующего анализа.

Так, при первом способе геокодирования пересечение двух объектов (например реки и дороги) есть просто их последовательное независимое представление в цифровом виде. Дополнительно может быть введен в компьютер третий объект, обозначающий способ пересечения (пересечением может быть либо мост, либо тоннель). При этом компьютер способен правильно нарисовать (отобразить на экране или бумаге) карту, но не способен, имея объект «мост» определить, какая дорога пересекает какую реку по данному мосту.

При втором способе геокодирования необходимо сохранение информации о взаимоположении объектов с возможностью определить какая именно река пересекает данную дорогу в данном месте и найти объект (мост или тоннель), соответствующий пересечению. Такое геокодирование требует дополнительных расходов для хранения и поддержания различных ссылок одних объектов на другие. В нашем случае, объект «мост» должен хранить ссылки на объекты «дорога» и «река», а они в свою очередь – ссылки на объект «мост». Очевидно, что хранение таких ссылок и особенно поддержание их в надлежащем виде при изменении объектов (добавлении и удалении) представляет собой достаточно сложную задачу.