Представление пространственных данных в ГИС

Представление пространственных данных – модель пространственных данных – способ цифрового описания пространственных объектов, тип структуры пространственных данных. Такие модели образуют информационную основу ГИС.

Пространственные данные (ПД) в ГИС представлены следующими примитивами: точка (точечный объект), линия или полилиния (линейный объект), полигон (площадной объект), текст (текстовый объект).

К наборам базовых моделей ПД относят:

– растровые;

– регулярно-ячеистые;

– квадротомитеские;

– векторные:

- векторные топологические;

- векторные непотологические.

Этот перечень не включает модели, используемые для представления поверхностей (рельефов и т.д.)

Растровая модель данных – цифровое представление пространственных объектов в виде совокупности ячеек растра (пикселов) с присвоенными им значениями класса объекта. Растровая модель предполагает позиционирование объектов путем указания их положения в соответствующей растру прямоугольной матрице единообразно для всех типов пространственных объектов (точек, линий, полигонов и поверхностей).

Векторная модель данных – цифровое представление точечных, линейных и полигональных пространственных объектов в виде набора координатных пар с описанием только геометрии объектов. Наиболее распространёнными типами векторных объектов являются точки, полилинии, многоугольники. (рис. 2).

Рисунок 2. Типы ГИС-данных и их модели

Структура данных

Существует два типа структуры данных: топология и слои. Топологию применяют для выделения пространственной связи между объектами, она обеспечивает связь между точками линиями и полигонами и, обычно, не изменяется оператором. Слои применяют для того, чтобы структурировать данные.

Структуру и типы данных определяет пользователь. На основе численных значений, присвоенных векторным объектам на карте, может строиться тематическая карта, на которой эти значения обозначены цветами в соответствии с цветовой шкалой, либо окружностями разного размера. Географические представления организованы в серии наборов данных или слоев. Большинство наборов данных представляют собой наборы таких простых географических элементов, как дорожная сеть, набор границ земельных участков, типы почв, поверхность рельефа, спутниковые изображения от определенной даты, местоположения колодцев и т.д.

Набор тем работает как комплект слоёв (рис. 3). С каждой темой можно работать как с набором информации, независимым от других тем. У каждой есть свое представление (в виде набора точек, линий, полигонов, поверхностей, растров и т.д.).

Рисунок 3. Пример слоев в ГИС

Так как слои пространственно привязаны, они налагаются друг на друга и их можно комбинировать в общем отображении карты. Кроме того, такие инструменты ГИС-анализа, как наложение полигонов, могут агрегировать информацию из нескольких слоев данных, чтобы выявлять производные пространственные отношения и работать с ними.

Любая эффективная база данных ГИС будет наследовать эти общие принципы и концепции. Для каждой ГИС требуется механизм для описания географических данных в этих терминах, а также обширный инструментарий для использования, управления и обеспечения общего доступа к этой информации.

Контрольные вопросы

1. Понятие ГИС, ЗИС, структура.

2. Источники пространственных данных.

3. Структура данных.

4. Типы данных, особенности.

5. Модели пространственных данных.