6. Географическая информация и ее представление в базах данных гис. Пространственные данные и объекты

Различает следующие формы представления цифровой географической информации:

1. растровая модель данных (матричная); регулярно-ячеистая модель; квадротомическая модель; 

2. векторная модель: векторная топологическая (линейно-узловая) модель; векторная не топологическая модель.

А) Растровая модель данных. Растровая модель дан­ных предполагает разбиение пространства с вмещающими ее пространственными объектами на аналогичные пикселам дискретные элементы, упорядоченные в виде прямоугольной матрицы.

Пикселу присваивается цифровое значение, определяющее имя или семантику (атрибут) объекта.

Регулярно-ячеистая модель данных. Формальное сходство абсолютно в случае квадрат­ной (прямоугольной) формы ячеек. При этом сеть может строиться на плоскости в условных пря­моугольных координатах некоторой картографической проекции или на поверхности шара или эллипсоида; в последнем случае регулярными ячейками обычно являются сферические трапеции фиксированного или переменного углового размера.

Квадротомическая модель данных.  В его основе лежит разбиение территории или изображения на вложенные друг в друга пикселы или регу­лярные ячейки с образованием иерархической древовидной струк­туры с разбиением пространства на квадратные участки, каждый из которых де­лится рекурсивно на 4 вложенных до достижения некото­рого уровня пространственного разрешения.

Б) Векторное представление – это цифровое представление точечных, линейных и полигональных пространственных объектов в виде набора координатных пар с описанием только геометрии объектов, что соответствует не топологическому векторному представлению и линейных полигонометрических объектов или геометрических и топологических отношений в виде векторно-топологического представления, в машинной реализации векторному представлению соответствует векторный формат пространственных данных.

Модель данных для описания точечных, линейных и полигональ­ных объектов носит наименование модели «спагетти» (векторная не топологическая модель).

Она не яв­ляется эффективной с т.з. неизбыточности хранимых данных и возможностей использования аналитических операций ГИС и поддерживается недорогими программными средствами настольного картографирования и ГИС. 

Линейно-узловая модель (векторная топологическая модель). Главные ее элементы: промежуточная точка; сегмент (линейный сегмент); узел; дуга; полигон; в том числе: простой полигон; внутренний полигон; составной полигон; универсальный полигон.

В русскоязычной терминологии геоинформатики пространственным данным соответствуют два разных понятия:

1. пространственные данные в широком смысле слова, включающие описания объектов реальности, цифровые изображения, цифровые карты, каталоги координат пунктов опорной геодезической сети и т. п.;

2. пространственные данные, составляющие информационное обеспечение ГИС — это цифровые данные об объектах реальности (местности, территории и т. п.).

В качестве синонимов термина «пространственные данные» в обоих значениях употребляются термины «географические данные», «геопространственные данные», «пространственно-координировсанные данные».

Термин «пространственный объект» также используется двояко: это и объект реальности, и его цифровое представление, или иначе, цифровая модель объекта местности. Это может быть материальный или абстрактный объект реального или виртуального мира и одновременно его цифровая модель, отражающая информацию о его местоположении и свойствах. Пространственные данные о пространственных объектах традиционно подразделяют на две взаимосвязанные составляющие — позиционные и непозиционные данные: позиционные описывают местоположение объектов и/или их пространственную форму в координатах двух- и трехмерного пространства; к непозиционным относятся качественные и количественные характеристики объектов (атрибуты), соответствующие тематической форме данных или кодированному представлению взаимосвязей объектов (топологии); они позволяют маркировать и опознавать тип объекта.