WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Основи моделювання стану довкілля. Функціональні можливості геоінформаційних систем (ГІС). Регістрація, введення і збереження даних - Реферат

Основи моделювання стану довкілля. Функціональні можливості геоінформаційних систем (ГІС). Регістрація, введення і збереження даних - Реферат

поверхні (рельєф), комірки регулярної просторової мережі й елементи вирішення зображень (піксели). Перші чотири примітиви (типу об'єктів) : нуль-, одно-, дво-, трьохвимірні просторові об'єкти орієнтовані на їх векторні представлення (коли їх опис здійснюється шляхом наведення координат об'єктів і складових їх частин), інші пов'язані з їх растровими представленнями ( у вигляді сукупності комірок, на які розбиваються об'єкти) при формально єдиному характері їх опису. З ним пов'язані два принципово відмінні способи опису : шляхом співвідношення з комірками регулярної мережі як елементами території (територіальними комірками, територіальними носіями інформації) або з елементами растра - регулярної, звичної прямокутної решітки, що розбиває зображення на складові частини, що називаються пікселями (з англійської pixel, скорочено від "picture element" - елемент зображення). Отже, у загальному растровому форматі представлення необхідно виділяти власне растрові й коміркові (кліткові, матричні, гратчасті) представлення.
Векторні представлення. Векторні представлення (структури) даних крапкового, лінійного й контурного типів мають аналогії в картографії, де виділяють об'єкти з крапковим, лінійним і неподібним характером просторової локалізації ( що визначає вибір графічних засобів їх картографічного зображення) і історично пов'язано з пристроями цифрування карт векторного типу (векторними пристроями введення) - цифрувачами з ручним обведенням, що генерує потік пар планових координат при рухові курсору по планшету цифрувача при відслідкуванні об'єктів розміщеному на цьому оригіналі.
Сукупність крапкових об'єктів, що утворюють шар однорідних даних (наприклад, сукупність об'єктів, що відповідає поселенням), можна представити у векторному форматі у вигляді неупорядкованої послідовності записів, кожен з яких вміщує три числа: унікальний ідентифікаційний номер об'єкта (ідентифікатор), значення координат X і значення координат Y:
1 X1 Y1
2 X2 Y2
3 X3 Y3
4 X4 Y4
… … …
N XN YN
Поняття про векторний формат представлення спочатку було пов'язано з представленням лінійних об'єктів у вигляді послідовності їх крапок : будь-яка крива може бути описана із заданою точністю сукупності прямих відрізків - векторів.
На практиці цифрування картографічних джерел немає необхідності використовувати таку схему. Лінійні відрізки, на які спочатку поділяється шар лінійних мереж, можуть бути представлені ідентифікаторами і впорядкованими послідовностями значень координат, що створили їх крапки в форматах представлення даних.
А В
1 5 1 5
X1 Y1 X1 Y1
X2 Y2 X2 Y2
X3 Y3 X3 Y3
X4 Y4 X4 Y4
X5 Y5 X5 Y5
END
Векторні топологічні представлення зобов'язані своїм походженням задачі опису контурних об'єктів. У простому випадку кожен іменований контур (із своїм ідентифікатором) представлений записом пар координат, що утворюють його межу лінійних відрізків в обраній послідовності. Кожен лінійний відрізок замкнений між двома вузловими крапками, буде описаний двічі (за і проти годинникової стрілки). Такий спосіб представлення контурних об'єктів у вигляді полігонів, тобто також векторний нетопологічний, застосовується на практиці в дешевих програмних забезпеченнях ГІС, що не вимагають підтримки векторних топологічних представлень і їх обробку. Векторний нетопологічний формат не є ефективним з погляду обсягів збереження даних, і в особливості з можливості їх обробки із використанням широкого комплексу аналітичних операцій ГІС. Тому у практиці ГІС вироблений інший підхід, що називається лінійно-вузловим топологічним представленням, яке передбачає опис контурних об'єктів у вигляді сукупності трьох елементів циклічних мереж : вузлів (node), дуг (arc) і власне полігонів (polygon).
Растрові представлення. Спочатку реалізації ГІС орієнтувались переважно на растрові представлення даних. Їх основна перевага полягає у злитті позиційної і семантичної атрибутики растрового шару в єдиній прямокутній матриці, розміщення елементів якої визначається номером їх стовпця і рядка (при необхідності координати піксели або центроїда або будь-якого кута комірки просторової мережі можуть бути легко обчислені), а значення елемента є безпосереднім вказівником її семантичної визначеності. З кожним семантичним значенням або змістовим кодом, крім цього, може бути пов'язаний необмежений за довжиною набір атрибутів, кожен з яких може бути розгорнутий у виробничий шар у розмірність вихідної матриці первинних змістовних даних. Отже, немає потреби ділити дані на позиційні і семантичні, відпадає необхідність в особливих засобах зберігання й маніпулювання семантикою просторових даних, як це прийнято у векторних системах, істотно спрощуються аналітичні операції, багато з яких зводиться до попіксельних операцій з "пакетом" растрових шарів.
Коміркові представлення об'єктів шляхом їх співвідношення з територіальними регулярними комірками деяких мереж - це прийом, що використовувався в перших ГІС, суть якого полягає у поділі території на комірки правильної геометричної форми (прямокутної, квадратної, трикутної, гексагональної або трапецеподібної) у деякій системі координат (прямокутної геодезичної, географічної або в умовах прямокутних координат). При цьому мережа будується на площині або поверхні кулі або еліпсоїда.
Представлення даних на основі регулярних просторових мереж утворює основу цифрової моделі рельєфу Землі ETOPO5, що містить більше 8 млн. висотних відміток у вузлах регулярної мережі сферичних трапецій у розмірності 5x5 мінут, американського національного стандарту на цифрову модель рельєфу DEM геологічної зйомки США з поаркушевим зберіганням висотних відміток у вузлах комірок 30x30 у системі координат кілометрової сітки топографічних карт в проекції UTM.
Машинна реалізація растрових представлень вимагає значних витрат машинної пам'яті, що йде на їх представлення.
Існує спосіб стиснення (компресу, упакування) растрових даних, що дозволяє значно зменшити цей недолік.
Найпростіший з них - груповий код, що називається лексографічним. Суть наступна : фрагмент вихідного растрового шару перетворюється у ряд пар цілих чисел, непарні позиції з нього виводяться для вказівки числа повторення комірок із значеннями, що займають парні позиції ряду. Порядок перегляду вихідної матриці конвенціалізується і в русі компресора зліва направо і зверху вниз (у лексинографічному порядку).
Аналогічна схема використовується пристисненні даних у растрові ГІС IDRISI. В ГІС EPPL7 застосовується дещо інша методика з лінійним зберіганням "пакетів" стиснення даних. У загальному випадку ступінь стиску даних залежить від просторової структури вихідного растрового шару, змінюючись від 1-2 порядків до одиниці і менше.
Принцип групового кодування дуже поширений, але не належить до найбільш ефективних. Більш результативними є підходи квадротомічного дерева (від англ. quadtree).
У квадротомічних структурах поділяють територію або зображення на вкладені комірки і досягають значної економії обсягів, що необхідні для збереження растрових даних, і що ще важливіше - скорочується час доступу до елементів опису просторових об'єктів.
Для представлення трьохвимірних
Loading...

 
 

Цікаве