Тема 5: Типологические отношения.

Топология – раздел математики, изучающий топологические свойства фигу, т.е. такие свойства, которые не изменяются при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. Эти свойства не изменяются при непрерывных и взаимно-однозначных отображениях. В картографии топология предполагает что, между примитивами, образующими графические объекты, а также самими объектами устанавливаются некоторые пространственные отношения, которые не изменяются при любых деформациях сети объектов, производимых без разрывов и склеек. Типы топологических отношений:

1. Вложенность

2. Изолированность

3. Соседство

4. Пересечение

5. Близость/удаленность

Линейно-узловая топология

Предполагает что отрезки линии могут быть явным образом связаны своими узлам, причем такая связь распознается системой, при этом ГИС можно задать вопрос вида: какими линиями и с какими узлами связан отрезок.

Структура ГИС процессора

При всем многообразии операций и целей, областей информационного моделирования, проблемной ориентации и иных атрибутов характерных для создаваемых и действующих ГИС. Логически и организационно в них можно выделить несколько конструктивных блоков, называемых модулями иногда подсистемами, выполняющими функции:

1. Сбор данных

2. Обработка данных – поиск вычисление построение маршрутов и т.д.

3. Моделирование и анализ на основе результатов обработки данных

4. Использование результатов моделирования и анализа в процессе принятия решения

ГИС процесс

Процесс создания электронной карты состоит из нескольких шагов:

1. Сканирование – получение фотографического изображения карты и ввод его в ПК. Отсканированное изображение называется растровой картой.

2. Векторизация – обрисовка объектов поверх растрового изображения планшетов и тем самым указать системы что понимается под выделенным объектом. При векторизации изменяется способ представления карты в компьютере.

3. Наполнение семантических таблиц баз данных с каждым от векторизованным объектом можно связать характеристики этих объектов. Таблицы могут быть связаны дуг с другом.

4. Работа с программой как с полноценной ГИС. Работа состоит в том, что ГИС опрашивает у пространственно-распределенных объектов и проводит анализ полученных данных. Растровое изображение имеет два недостатка, что заставляет преобразовывать его в другую форму:

   1. Избыточность – приходиться хранить как набор пикселов, каждый пиксел может занимать до 3х байт, векторное изображение позволяет хранить изображение в виде набора векторных формул (начало и конец отрезка задается парами координат независимо то длины отрезка), поэтому векторное изображение занимает меньше памяти чем растровое.

   2. Невозможно оперировать объектами по отдельности. Изображение состоит из точек несвязанных между собой и они объединяются лишь в сознании смотрящего на изображение. И для работы с отдельными объектами на растрах необходимо указывать целые области на которые они попадают, что не точно.

Векторизация устраняет указанные недостатки, обычно растровое изображение представляется в виде отрезков, и для каждого отрезка необходимо хранить начало и конец объекта независимо от его длины. Обычно ГИС, работающую с векторными изображениями называют векторно-топологической. Две технологии создания электронных векторных карт. Их отличие в том, как создается векторное изображение по отдельным планшетам или по единому растровому полю. Первая называется по планшетная векторизация:

1. Сканируется планшет

2. Векторизуется планшет

3. Повторяются до полного исчерпания вводных планшетов

4. Векторное пространство планшетов сшивается в единое поле векторной карты.

Сшивка растров с последующей приоритетной векторизацией объектов:

1. Сканируется планшет

2. Повторяется до полного исчерпания вводных планшетов, т.е. накапливается множество файлов

3. Планшеты сшиваются в единое поле, т.е. на экране пользователь не видит границ планшетов.

4. Векторизуется объект в любом месте растровой карты. Границы между растровыми объектами не влияют на обрисовку.

При заданной точности вторая технология проще, дешевле и более удобна для сложных и насыщенных муниципальных карт, чем первая. Растровое изображение труднее сшивать, чем растровое, т.к. операций сшивки достаточно много. Нужно сшить границы объектов отдельных планшетов, т.к. их обрисовывали отдельно. Из этого нужно получить целое изображение, т.к. компьютер должен воспринимать как целостный. Если границ много, а человек вводил ошибку, то не удастся добиться точного совпадения частей, находящихся на разных планшетов. Количество объектов на границах сильно усложняет процесс сшивки. В случае 2 технологии оператор сначала получает единое растровое поле, где границы становятся неразличимы и каждый объект на поле воспринимается целым. Остается только обрисовать объект как единое целое, поэтому сшивка более быстрая, чем в предыдущем случае. У второй технологии еще одно преимущество: оператор, работающий над отдельными планшетами вынужден векторизовать полностью весь планшет, чтобы раз и навсегда сшить изображение, но при этом приходится от векторизовать не важные на первых порах объекты. Иначе придется возвращаться к векторизации не полностью от векторизованному планшету и перебору объектов на границе планшетов. А при второй технологии сшив растры один раз оператор может от векторизовать одни объекты, получив план города, который можно использовать на практике . Таким образом сшивка растрового поля дает возможность быстрее достигнуть результата путем достижение более значимых задач. Первая технология применялась давно и работа выполнялась при помощи дигитайзеров. В настоящее время по первой технологии работают системы, которые не работают в сети, т.к. оператор может векторизовать свой планшет, а сшивка будет потом. Системы, которые по 2 технологии работают в рамках локальной сети, позволяя работать на любых участках карты не мешая друг другу. Все операторы работают совместно над единым растровым полем и не требуется задумываться том, какие участки загружать.