Проблема использования различных видов атрибутивных данных в ГИС
Совокупность всевозможных характеристик объектов составляет класс атрибутивных моделей ГИС. Они описывают тематические и временные характеристики объектов. Таблица, хранящая описательную информацию, называется таблицей атрибутов. Каждая строка таблицы соответствует одному объекту; каждый столбец - тематическому признаку; ячейка, находящаяся на пересечении строки и столбца, отражает значение определенного.
Способы представления атрибутивной информации различны:
- числовое значение,
- таблицы характеристик объекта или базы данных (локальные или удаленные),
- его фотография, или реальное видеоизображение.
Проблемы:
- Можно использовать только электронные данные, неэлектронные данные использовать в ГИС напрямую нельзя. Так еще со времен СССР огромные архивы данных содержатся в бумажных вариантах.
- Электронные данные нестандартизованы, в разных странах используют разные системы измерений, например в России метры и кг, в Америке футы и фунтах, паундах.
- Использование разных точек препинания (точки и запятые)
- Некоторые ГИС используют дополнительные пробелы (1000 и 1 000 могут восприниматься как разные величины)
- накладывается ограничение языков на программу.
Решением данных проблем заключается в введение единых стандартов для всех государств и регионов
При обмене связанными с объектами карты атрибутивными данными проблема формата записи этих данных не стоит столь остро, как для координатной компоненты, существуют широко поддерживаемые в различных системах форматы DBF (формат баз данных), CSV (разделяемые запятыми значения в текстовом формате), "Tab delimited" (то же, только разделитель - знак табуляции). Но все же проблемы обмена атрибутивными описаниями существуют.
Первая из них - это способ связи картографических и атрибутивных данных и как его реализует используемый обменный формат. Для некоторых форматов и их интерпретации в различных геоинформационных системах передача ссылок на атрибутивные описания становится проблемой (пример - формат DXF).
Вторая проблема - структуры данных атрибутивных описаний и форматы полей БД. Что касается полей БД, то несоответствие их форматов (например, числа могут быть записаны в числовом формате или в виде текста) - преодолимо. Что касается данных связанных с объектами карты атрибутивных описаний, отвечающих за способ изображения объектов карты, то здесь возможны труднопреодолимые препятствия. Например, параметры, задающие цвета и вид картографических условных знаком, в различных ГИС различаются настолько, что становится бессмысленной попытка их непосредственной передачи через обменный формат.
Наиболее надежное и гибкое решение - установление двухшаговой схемы управления изображением объектов карты:"объект карты" а "код класса объекта" а "картографический условный знак.
Такая схема позволяет кодировать (классифицировать) не условные знаки, которыми изображаются объекты карты, а содержательно кодировать сами эти объекты. При этом в ряде случаев кодирование может даже быть избыточным, с "запасом" на перспективное развитие. Это означает, что для каких-то карт нескольким кодам из расширенного набора будут соответствовать одинаковые условные знаки, но могут быть созданы и карты, где каждому коду будет соответствовать свой условный знак, либо эта дополнительная заключенная в кодах информация может быть использована при аналитических операциях с картой.
Проблема использования различных видов картографических данных в ГИС
Тематические данные хранятся в ГИС в виде таблиц, поэтому проблем с их хранением и организацией в базах данных не возникает. Наибольшие проблемы представляет хранение и визуализация графических данных. Основой визуального представления данных при помощи ГИС-технологий служат специальные графические модели. Они подразделяются на векторные и растровые модели.
В общем случае модели пространственных (координатных) данных могут иметь векторное или растровое (ячеистое) представление, содержать или не содержать топологические характеристики. Этот подход позволяет классифицировать модели по трем типам:
· растровая модель;
· векторная нетопологическая модель;
· векторная топологическая модель.
Все эти модели взаимно преобразуемы. Тем не менее, при получении каждой из них необходимо учитывать их особенности. В ГИС форме представления координатных данных соответствуют два основных подкласса моделей - векторные и растровые (ячеистые или мозаичные). Возможен класс моделей, которые содержат характеристики, как векторов, так и мозаик. Они называются гибридными моделями.
Векторные модели
Векторные модели широко применяются в САПР. Они строятся на векторах, занимающих часть пространства в отличие от занимающих все пространство растровых моделей. Это определяет их основное преимущество - требование на порядки меньшей памяти для хранения и меньших затрат времени на обработку и представление, а главное более высокая точность позиционирования и представления данных.
При построении векторных моделей объекты создаются путем соединения точек прямыми линиями, дугами окружностей, полилиниями. Площадные объекты - ареалы задаются наборами линий.
Векторные модели используются преимущественно в транспортных, коммунальных, маркетинговых приложениях ГИС. Системы ГИС, работающие в основном с векторными моделями, получили название векторных ГИС.
В реальных ГИС имеют дело не с абстрактными линиями и точками, а с объектами, содержащими линии и ареалы, занимающими пространственное положение, а также со сложными взаимосвязями между ними. Поэтому полная векторная модель данных ГИС отображает пространственные данные как совокупность следующих основных частей:
· геометрические (метрические) объекты (точки, линии и полигоны);
· атрибуты - признаки, связанные с объектами;
· связи между объектами.
В векторной форме легче осуществляются операции с линейными и
точечными объектами, например, анализ сети - разработка маршрутов движения по сети дорог, замена условных обозначений.
В растровых форматах точечный объект должен занимать целую
ячейку. Это создаст ряд трудностей, связанных с соотношением размеров
растра и размера объекта.
Что касается точности векторных данных, то здесь можно говорить о
преимуществе векторных моделей перед растровыми, так векторные данные могут кодироваться с любой мыслимой степенью точности, которая ограничивается лишь возможностями метода внутреннего представления координат. Обычно для представления векторных данных используется 8 или 16 десятичных знаков (одинарная или двойная точность).
Только некоторые классы данных, получаемых в процессе измерений, соответствуют точности векторных данных. Это данные, полученные точной съемкой (координатная геометрия); карты небольших участков, составленные по топографическим координатам и политические границы, определенные точной съемкой.
Не все природные явления имеют характерные четкие границы,
которые можно представить в виде математически определенных линий.
Эго обусловлено динамикой явлений или способами сбора пространственной информации. Почвы, типы растительности, склоны, место обитания диких животных - все эти объекты не имеют четких границ.
Обычно линии на карте имеют толщину 0,4 мм и, как часто считается, отражают неопределенность положения объекта. В растровой системе эта неопределенность задается размером ячейки. Поэтому следует помнить, что в ГИС действительное представление о точности дают размер растровой ячейки и неопределенность положения векторного объекта, а не точность координат.
Сравнение растровой и векторной моделей
