ГІС в суспільному житті. Історія розвитку.

VERSION n - версія mapinfo

DELIMETER - розділовий знак в цифрах

INDEX n ,n ,n - записування номера ,тип колонок таблиці для яких визначені індекси і відповідно існують індексні файли.

COORDSYS - вказується система координат. Направлена система координат УТМ.

TRANSFORM - в цьому вказівнику зміщення системи координат (фактичний початок відліку)

COLUMNS - описує число колонок для атрибутивних даних ,а також назву колонки ,тип даних в цій колонці та розміри колонки.

Об‘єкти в файлі описуються наступними характеристиками :

1) Тип об‘єкта LINE (лінія), PLINE (полілінія), REGION (площинний об‘єкт), POINT (точковий об‘єкт), TEXT

2) Кількість об‘єктів з яких складається об‘єкт (для полілінії і площинних об‘єктів). Для поліліній це кількість сегментів

3) Координати

4) Параметри відображення (ширина ,тип символа або лінії ,колір та інші додаткові параметри)

Приклад:

1) LINE;

2) - ;

3) x, y;

x, y;

4) DEN (330;255)

1) PLINE;

2) 3;

3) x,y; x,y; x,y; x,y;

4) DEN (3,30,255)

1) POINT;

2) - ;

3) x,y;

4) SYMBOL (35,16347,41)

Якщо в загальному характеризувати структуру файлів ,то найпростішими є невпорядкований запис даних. Прикладом такого запису може бути бібліотечна картотека в яку картки з інформацією додаються і розставляються по мірі надходження новоі літератури. В такій картотеці пошук необхідної інформації буде здійснюватись дуже довго. Для того щоб переглянути 200000 карточок і знайти необхідну потрібно в середньому (n+1)/2 операцій і при затратах часу 1сек/картку витратити майже 28 год. Для пришвидшення пошуку виконують певне сортування карток, наприклад за алфавітом. Такі файли (картотеки) отримали назву послідовновпорядкованих файлів. В таких картотеках пошук як правило здійснюється поділом всіх записів на половину з наступним поділом знову на половину і т.д. доки не знайдеться результат. Середня кількість операцій для пошуку буде визначатись як і для 200000 карток час відбору скоротиться до 2 годин.

В ГІС – системах пошук записів здійснюється як правило не за якимсь ключовим полем а здійснюється по атрибутивним характеристикам. Кожному об’єкту може бути приписано більше одного атрибуту. Одночасно виконати сортування записів за декількома атрибутами неможливо. Для розв’язку цієї проблеми використовується зовнішній індекс, будується він копіюванням в новий файл значень необхідних атрибутів з номерами об’єктів для яких існує цей

атрибут і далі проводиться сортування записів в новому файлі за значеннями атрибуту. Таким чином можна створювати стільки індексних файлів скільки атрибутів характеризують об’єкт.

 

В системі mapinfo індексування файлів за певними характеристиками здійснюється автоматично при створенні нової таблиці і вказується відмітка в спеціальному полі.

Файли з розширенням .dat містять інформацію про координати об’єктів. Файл .id – містить інформацію про ключи пошуку.

Файл з розширенням .map – містить атрибутивну інформацію про реєстрацію растрового зображення, розміщення растрового файлу, а також посилання на вище приведені файли.

 

 

Як правило ми працюємо з даними які розміщуються не в одному файлі. Складність роботи з багатьма файлами вимагає спеціальних засобів управління, які називаються системами управління базами даних. В них можна виділити три основні структури без даних. Це є ієрарнічні, сіткові і реляційні структури.

Організація СУБД більш детально розглядається в спеціальних навчальних курсах.

 

 

При растровому представленні графічної інформації відбувається так зване квантування поверхні на елементарні клітини (пікселі). Основною характеристикою растрового представлення є роздільна здатність або відношення кількості елементарних клітинок на одиниіцю довжини. Як правило цей показник має назву dpi (dot per inch) і розраховується на один дюйм довжини. 1Дюйм = 2,54см. 600dpi = 42,3мкм

Існує декілька підходів представлення графічної інформації в растровому вигляді в ГІС. Найпростішим підходом є модель представлення ,яка отримала назву GRID/LUNK/MAGI. Кожна клітинка містить всі можливі атрибути (характеристики). Кожна окрема характеристика (тип грунту ,вид рослинності) описує певну тему і утворює окреме покриття.

x, y, V1, V2, V3 ........

Перевагою цієї моделі є можливість легко порівнювати між собою атрибутивні значення багатьох тем для кожної комірки растра. Недоліком цієї моделі є незручність порівнювати з групами комірок іншого покриття. Іншою моделлю представлення є модель imgrid. В цій моделі кожне покриття (тема) має свою власну адресацію комірок і є більш схожою на пошарову побудову цифрових карт.

Недоліком цієї моделі є значне зростання об‘єктів пам‘яті, яка необхідна для зберігання даних.

Третьою моделлю є модель MAP, яка на даний час набула найбільшого поширення.

Файл карти

Покриття 1 Покриття 2 Покриття 3

Назва dpi Секція карти

Мітка Символ Атрибути, координати

Ця модель намагається використати векторні підходи до ! графічних даних. В ній можливо здійснювати відбір на основні інформації про атрибутивні характеристики, а також виконувати цілий набір додаткових операцій. На сьогоднішній день растрові системи не втратили своєї актуальності в зв‘язку з тим ,що використовується багато даних отримуваних з космосу.

 

 

При представлені картографічної інформації в векторному вигляді виходять з припущення, що можна описувати частини простору, які мають однакові властивості набором графічних примітивів.

Основні графічні примітиви :

1) Точка (вузол)

2) Сегмент

3) Ламана

4) Замкнена ламана (область)

5) Поверхня

Всі ці примітиви можуть описувати одні і тіж частини простору різними способами з використанням різних моделей.

1.Спагетті – модель. Ця модель є найпростішою при векторному описі об‘єктів і по суті повторює зображення карти один до одного. В цьому представленні кожен об‘єкт кодується або однією парою координат або декількома парами, або набором пар координат, де перша і остання пари координат однакові.

Структура даних

Об‘єкт

Номер

Положення

Точковий

15

Х, У

Лінійний

16

Х,У; Х,У ....

Площинний

25, 26

Х,У; Х,У ....

Х,У; Х,У ....

В цій моделі повторюється запис координат для об‘єктів навіть якщо вони мають спільні границі або спільні вузли. Ця векторна модель є нетопологічною, тобто ми не можемо з інформації про один об‘єкт визначити хто для нього є сусідом, які є спільними і т.д. ЕОМ знає лише кожен об‘єкт окремо.

2. Топологічні моделі. На відміну від попередньої моделі в топологічних моделях опис об‘єктів здійснюється таким чином що в структуру даних включається також інформація про суміжності.

Для топологічних моделей вводиться ряд додаткових положень. Топологічна інформація описується набором вузлів і дуг. Вузол – це примітив, який вказує на пересічення двох або більше дуг і його номер використовується для вказання на дугу якій він належить. Кожна дуга розпочинається і закінчується або в точці перетину з іншою дугою або в вузлі, що не належить жодній дузі. Дуги утворюються за допомогою послідовних відрізків (сегментів) з‘єднаних між собою формоутворюючимиточками. Кожна дуга має свій власний номер. Області, що обмежені дугами теж мають свої номери, які визначають їх відносини з іншими дугами.

Файл вузлів Файл областей

 

Як можна побачити з описових таблиць велике значення для топологічних моделей має напрямок створення дуги. Тому що на основі цього напрямку і отримується інформація про правий або лівий !. Топологічні моделі в практиці поступово видозмінювалисьта налаштовувалися на виконання певних задач ,тому ! цілий ряд різновидів :

2) GBF/DIME – була створена в бюро перепису США для зберігання в ЕОМ дорожньої сітки населених пунктів.

3) TIGER – була використана в 1990 р. для перепису населення в США.

4) POLYVRT – використовується в основному в наукових задачах.

 

 

Поверхні – це графічний примітив ,який має певні особливості і служить для представлення тривимірної природи явищ (наприклад рельєф).

В растрах географічний простір представляється дискретним ,кожна комірка займає певну площу. В межах цієї площі комірка може мати атрибут абсолютного значення висоти ,тобто растрові структури без проблем переформують ті чи інші поверхні. В випадку застосування векторних структур вважається ,що частина простору ,яка знаходиться між графічними примітивами змінюється за однаковим знаком (направлена лінійна інтерполяція). Якщо взяти до розгляду приклад природнього мінералу ,то його можна описати набором граней з‘єднаних точками і

лініями. Таким же чином ми можемо представити топографічну поверхню у вигляді природнього кристалу з його плоскими гранями ,ребрами і вершинами. Таким чином ми можемо модулювати поверхню створюючи послідовності регулярно або нерегулярно розподілених точок. Кожна точка має висоту. Проводячи через збіжні точки площину ми можемо відобразити трикутну область постійного ухилу. Отримані таким чином трикутники створюють структуру ,яка по своїй суті утворює кристалоподібну модель нашої поверхні. Ця модель отримала назву нерегулярної трианіуляційної мережі (TIN) і дозволяє описувати рель‘єф за допомогою точок. TIN – модель може бути відображена у вигляді проволочної моделі або моделі з зафарбованими гранями.

Файл точок Файл трикутників

 

 

Растрові системи здатні в повній мірі передавати інформацію про оточуючий світ. В векторних системах виникає необхідність в об‘єднанні даних графічних з даними ,що зберігаються в БД. В цьому зв‘язку існують два основних типи векторних ГІС : інтегровані системи і гібридні системи.

В гібридних векторних ГІС координатні і топографічні дані ,які необхідні для графіків зберігаються окремо у вигляді певного набору файлів. Таблиці атрибутів з описом характеристик кожного об‘єкту зберігається в окремих файлах або також можуть зберігатися під управлінням СУВД загального призначення. Зв‘язок між

графікою і атрибутами здійснюється через спеціальні ідентифікаційні коди ,які є як в графічних файлах так і в атрибутивних.

Координати і

топологія

База даних

Атрибутивні

таблиці

Програмні зв‘язки

Гібридні Векторні ГІС

ARC (INFO ,MapINFO ,INTERGRAPH MGE)

В інтегрованих векторних системах ГІС є процесором просторових засобів надбудованих над стандартною СУБД.

Вся інформація в таких системах (графічна і атрибутивна) зберігається в єдиній базі даних. Процесор ГІС забезпечує звертання до тих чи інших записів в базі даних і таким чином обробляє запити :

В інтегрованих ГІС графічні дані можуть розміщуватись в файлі разом з атрибутивними відомостями.