Топологические модели. Разновидностью векторных моделей являются топологические модели

Разновидностью векторных моделей являются топологические модели. Топологические модели объединяет «взаимосвязанность» объектов, которая бывает простой или сложной. Топологические свойства фигур не изменяются при деформациях, производимых без разрывов или соединений. Термин топологический в ГИС понимают так, что в моделях объектов хранятся взаимосвязи, которые расширяют возможности использования данных ГИС для различных видов пространственного анализа. Например, в логическую структуру описания данных вводится информация о том, какие линии и в каких точках пересекаются, из чего состоит полигон и др.

Теоретической основой представления топологических моделей является теория графов. Топологические модели позволяют представить всю карту в виде графа. Площади, линии и точки описываются с помощью узлов и дуг. Каждая дуга идет от начального к конечному узлу. Известно, что находится справа и слева. Необходимая процедура при работе с топологическими данными – подготовка геометрических данных. Этот процесс практически не может быть автоматизирован: топологические характеристики должны быть вычислены заранее и занесены в базу данных вместе с координатными данными.

Общепринятым является деление векторных программных средств ГИС на топологические и нетопологические. В первых ГИС фиксация топологических пространственных отношений между объектами (смежности, связности, вложенности и др.) является основой их конструкции. Во вторых же ГИС цифруются пространственные объекты, изначально не знающие друг о друге, и построение отношений между ними осуществляется в режиме постпроцесса. Топологические системы являются более адекватным инструментом для создания качественных цифровых карт. Практика ГИС показывает, что значительно выгоднее, когда оператор создает изначально качественные карты и фиксирует в них отношения между объектами, а не относит эту стадию на этап постпроцесса. Топологические характеристики заносятся при кодировании данных в виде дополнительных атрибутов. Во многих ГИС это производится при дигитализации полуавтоматически.

Практически все используемые в настоящее время ГИС используют топологические модели, что позволяет хорошо выражать пространственное соотношение между объектами.

 

В настоящее время используются следующие модели организации данных в БД ГИС:

 

– растровая – на регулярной сетке с одним размером ячейки (пикселом);

– модель типа квадродерева (или матричная) – на нескольких сетках с кратными размерами ячеек с целью оптимизации хранения и поиска;

– модель векторная топологическая, в которой в явном виде хранятся топологические отношения между объектами;

– модель векторная нетопологическая, с элементами объектной организации или без них, построенная на иерархическом классификаторе или без такового;

– модели данных, предназначенные для использования топологических отношений, но не хранящие их в файлах, а рассчитанные на их по-строение «на лету», т.е. в процессе запроса;

– модели данных типа TIN. (Используется для построения цифровой модели местности (ЦММ).

 

 

*Вернемся к цифровой карте и ее характеристикам…*

 

Цифровая карта — цифровая модель местности, созданная путем цифрования картографических источников, фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования, цифровой регистрации.

 

Основу графической среды и соответственно визуализации базы данных ГИС составляют векторные и растровые модели представления данных, модели координатно-привязанных пространственных данных могут иметь векторное или растровое (ячеистое) представление.

Кроме того, БД ГИС может содержать или не содержать топологические характеристики.

 

Топология – это информация о связности пространственных отношений координат и атрибутов, та часть описания пространственных данных, которая служит для описания взаимного положения геометрических объектов и их частей (в векторно-топологическом представлении описания данных).