Формы представления непрерывных объектов в ГИССтраница 2
Топологические модели позволяют представлять элементы карты и всю карту в целом в виде графов. Теоретической основой моделей служат алгебраическая топология и теория графов. Топологическое векторное представление данных отличается от не топологического наличием возможности получения исчерпывающего списка взаимоотношений между связанными геометрическими примитивами без изменения хранимых координат пространственных объектов.
Топологические модели в ГИС задаются совокупностью следующих характеристик:
- связанность векторов – контуры, дороги и прочие векторы должны храниться не как независимые наборы точек, а как взаимосвязанные друг с другом объекты;
- связанность и примыкание районов - информация о взаимном расположении районов и об узлах пересечения районов;
- пересечение – информация о типах пересечений позволяет воспроизводить специальные символы, например мосты и дорожные пересечения
- близость – показатель пространственной близости линейных или площадных объектов, оценивается числовым параметром.
В растровых моделях деление на объекты осуществляется наиболее простым способом - весь объект (исследуемая территория) отображается в пространственные ячейки, образующие регулярную сеть. При этом каждой ячейке растровой модели соответствует одинаковый по размерам, но разный по характеристикам (цвет, плотность) участок поверхности объекта. В ячейке модели содержится одно значение, усредняющее характеристику участка поверхности объекта. В теории обработки изображений эта процедура известна под названием пикселизация.
Нерегулярная сеть точек – произвольно расположенные точечные объекты, в качестве атрибутов имеющие значение поля в данной точке. С помощью такого способа представления, если не иметь очень густо расположенных по сравнению с пространственной изменчивостью поля точек, трудно гарантировать его адекватное представление. Сеть может быть слишком редкая, или точки, выбранные случайно, не попадают на характерные представительные места/значения, или наоборот, точки выбраны неслучайно и тоже не являются представительными. Для обработки такое представление тоже не очень удобно.
Рис. 4. Нерегулярная сеть точек
Регулярная модель – наиболее удобный для многих случаев вариант, когда поля задаются регулярно расположенными в пространстве точками достаточной густоты, особенно когда это не точки, интерполированные из нерегулярных, а измерения, проведенные по регулярной сети. Из них легко перейти к любой другой форме представления.
Рис. 5. Регулярная модель
Несколько особняком стоит модель данных TIN (triangulated irregular network – нерегулярная триангуляционная сеть), специально предназначенная для представления поверхностей значений, полей (в первую очередь, поверхности рельефа местности). Эта модель позволяет нам использовать для описания рельефа точки некоторой сетки. Точки могут размещаться как регулярно, так и нерегулярно. Для получения модели поверхности нам нужно соединить пары точек ребрами определенным способом, называемым триангуляцией. Тогда, при необходимости получения трехмерного представления, TIN может быть показана в виде проволочной модели или модели с закрашенными гранями. Наличие связок между точками дает некоторое представление о поведении поля (или форме поверхности) на данном участке в промежутке между точками. Поэтому модель данных типа TIN часто позволяет получать более качественное и экономное представление поверхностей (полей). Это средство представления поверхностей на самом деле использовалось в качестве главной структуры данных в ранних системах работы с данными поверхностей. К сожалению, многие типы аналитических задач трудно выполнимы на этом типе модели данных.