Геоинформационные технологии в финансовой деятельности (стр. 6 )

• точка - пара координат X, Y;

• отрезок - линия, соединяющая две точки;

• вершина (вертекс) - начальная или конечная точка отрезка;

• дуга (линия) - упорядоченный набор связных отрезков (или вершин);

• узел - начальная или конечная вершина дуги;

• висячий узел - узел, принадлежащий только одной дуге, у которой
начальная и конечная вершины не совпадают;

• псевдоузел - узел, принадлежащий только двум дугам либо одной замкнутой дуге, у которой начальная и конечная вершины совпадают. Исключением является узел, принадлежащий двум дугам, одна из которых самозамкнута в этом узле, а другая примыкает к ней (такой узел является нормальным);

• нормальный узел - узел, принадлежащий трем (и более) дугам.
Нормальным также является узел, принадлежащий двум дугам, одна из
которых самозамкнута в этом узле, а другая примыкает к ней;

• висячая дуга - дуга, имеющая висячий узел;

• замкнутая дуга - дуга, у которой совпадают начальная и конечная
вершины (у такой дуги имеется только один узел);

• полигон - единичная область, ограниченная (находящаяся внутри)
замкнутой дугой или упорядоченным набором связных дуг, которые об-
разуют замкнутый контур;

• покрытие - набор файлов, фиксирующий в виде цифровых запи-
сей пространственные объекты (точки, дуги, полигоны) и структуру
отношений между ними;

• пустое покрытие - покрытие, в котором отсутствуют простран-
ственные объекты;

• слой - покрытие, рассматриваемое в контексте его содержатель-
ной определенности (растительность, рельеф, административное деле-
ние и т. п.) или его статуса в среде редактора (активный слой, пассивный
слой);

• внутренний идентификатор пространственного объекта - целое чис-
ло, являющееся служебным идентификатором системы (уникальное для
каждого объекта данного покрытия и назначаемое автоматически в процес-
се работы редактора). Может изменяться системой в процессе работы;

• пользовательский идентификатор (внутренний ключ) простран-
ственного объекта - целое число, служащее для связи объектов цифро-
вой карты с базой (таблицами) тематических данных. Назначается и из-
меняется только пользователем.

Точечные объекты. Простейший тип пространственного объекта задают точечные данные, к которым относятся не только точки, но и все точечные условные знаки. Выбор объектов, представляемых в виде точек, зависит от масштаба карты или исследования. Например, на крупно масштабной карте точками показываются отдельные строения, а намелкомасштабной карте - города.

Особенность точечных объектов состоит в том, что они хранятся и в
виде графических файлов, как другие пространственные объекты, и в
виде таблиц, как атрибуты. Последнее обусловлено тем, что координаты
каждой точки описывают как два дополнительных атрибута. В силу это-
го информацию о наборе точек можно представить в виде развернутой
таблицы или таблицы, содержащей помимо координат наборы атрибу-
тов (идентификационные номера, тематические характеристики и т. д.).
В таких таблицах каждая строка соответствует точке - в ней собрана вся
информация о данной точке. Каждый столбец - это признак, содержащий
типизированные данные: координаты или атрибуты. Каждая точка незави-
сима от всех остальных точек, представленных отдельными строками.

Линейные объекты. Они широко применяются для описания се-
тей, для которых в отличие от точечных объектов характерно присут-
ствие топологических признаков.

Любая сеть состоит из узлов (вершин) - соединений, концов обо-
собленных линий и звеньев (дуг) - цепей в модели базы данных.

Для каждого узла существует специальная характеристика, называ-
емая валентностью, определяемая количеством звеньев в нем. Концы
обособленных линий одновалентны. Для уличных сетей (пересечения
типа "крест") наиболее характерны четырехвалентные узлы. В гидроло-
гии чаще всего встречаются трехвалентные узлы.

В древовидной сети (Е-дерево) каждая пара узлов имеет лишь одно
соединение, не допускаются петли и замкнутые контуры, большая часть
речных сетей имеет древовидную структуру.

Линейные объекты, как и точечные, имеют свои атрибуты, причем
разные для дуг (звеньев) и узлов. Атрибутами для дуг являются:

• направление движения, интенсивность движения, протяженность;

• количество полос, время пути вдоль звена;

• диаметр трубы, направление движения газа;

• напряжение в ЛЭП, высота опор;

• количество путей, уклон, ширина тоннеля, грузоподъемность и др.
Атрибуты для узла:

• наличие перехода, названия пересекающихся улиц;

• наличие автоматического регулирования перекрестков;

• тип (ручной или автоматический) перевода стрелок;

• характеристики трансформаторов ЛЭП;

• мощность компрессора.

Некоторые атрибуты (например, названия пересекающихся улиц)
служат для связи одного типа объектов с другими (узлы со звеньями),
другие характеризуют только участки звеньев сети.

Во многих ГИС для включения дополнительных атрибутов в сеть необходимо разбиение существующих звеньев и создание новых узлов. Например, звено улицы, часть которой ремонтируется, разрывается на
месте начального и конечного участка ремонта, его атрибуты присваи-
ваются новому (двухвалентному) узлу. Другой пример: для отрезка до-
роги, проходящей через мост, создаются новое звено и два новых узла.
Такой подход может привести к появлению недопустимо большого чис-
ла звеньев и двухвалентных узлов, поэтому он имеет ограничение, оп-
ределяемое ресурсами конкретной ГИС.

Сети часто используют как системы линейной адресации. В этих
случаях точки размещают в сети по данным о номере звена и о расстоя-
нии от его начала. Это более удобно, чем использовать X, Y координаты
точки из таблицы, поскольку такие данные непосредственно указывают
положение точки в сети.

Данный подход определяет метод присвоения атрибутов отдельным
участкам звеньев. При этом линейные объекты (здания, тоннели) хра-
нятся в отдельных таблицах, а с сетью они увязаны путем указания но-
мера звена и расстояния от его начала.

Для точечных объектов необходимо указать одно значение коорди-
нат, для линейных — два (для начальной и конечной точек). Это позволя-
ет при необходимости рассчитать X, Y координаты этих объектов и ис-
ключает необходимость дробить звенья и вводить двухвалентные узлы.

Ареалы. В настоящее время в ГИС может быть представлено не-
сколько типов ареалов: зоны в приложении к окружающей среде или
природным ресурсам, социально-экономические зоны, данные об уго-
дьях и др.

Для ареальных объектов границы могут определяться свойством или
явлением, а также независимо от явления (затем перечисляются значе-
ния атрибутов). Кроме того, границы могут устанавливаться искусст-
венно, например для микрорайонов.

Взаимосвязи между координатными моделями

В общем случае пространственные данные могут иметь большое число разнообразных связей. Эти связи играют важную роль для пространственного анализа данных. Например, связь типа "содержится в" позволяет соотносить объекты с их окружением, связь "пересекает" между двумя линиями важна для анализа маршрутов в сетях.

Взаимосвязи могут существовать между объектами одного типа или разных типов.

Исходя из критерия построения моделей можно выделить три основных типа взаимосвязей между координатными объектами.

Первый тип - взаимосвязи для построения сложных объектов из
ростах элементов, например, взаимосвязи между дугой и упорядочен-
ным набором определяющих ее вершин, взаимосвязи между полигоном
упорядоченным набором определяющих его линий. При этом исполь-
уют процедуры агрегации и обобщения.

Второй тип - взаимосвязи, которые можно вычислить по коорди-
натам объектов. Например, координаты точки пересечения двух линий
определяют взаимосвязь типа "скрещивается" и наличие четырехвален-
тного узла. Табличные координаты отдельной точки и данные о грани-
цax полигонов позволяют найти полигон, включающий данную точку.
Этим определяется взаимосвязь типа "содержится в". Используя данные о
раницах полигонов, можно выяснить, перекрываются ли полигоны, и тем
амым установить взаимосвязь типа "перекрывает". Другими словами, вто-
ой тип связи содержится в атрибутивных данных в неявном виде.

Третий тип - "интеллектуальный". Эти взаимосвязи нельзя вы-
числить по координатам, они должны получать специальное описание и
семантику при вводе данных. Например, можно вычислить пересечение
двух линий, но, если этими линиями являются автодороги, нельзя ска-
зать, пересекаются они или в этом месте находится развязка автодорог.
Следовательно, для решения дополнительных задач необходима инфор-
мация о связях. Учет связей происходит при кодировании данных, т. е. в
подсистемах семантического моделирования.

Номенклатура и разграфка топографических карт

Поскольку основой интеграции данных в ГИС является географическая информация, необходимо рассмотреть понятия разграфка и номенклатура топографических карт.

Разграфкой называется разделение топографических карт на листы.

Номенклатура - это система обозначений отдельных листов топографических карт.

Общегеографические карты делятся на три вида:

• обзорные (масштаб 1 : 1 000 000 и мельче);

• обзорно-топографические (масштаб 1: 100 000- 1 : 1 000 000);

• топографические (масштаб 1 : 100 000 и крупнее).

Обзорно-топографические карты составляются по картам более крупных масштабов.

Топографические карты составляются по результатам съемок территорий и отличаются детальностью изображения местности. Это многолистные карты, т. е. на каждом листе отображается часть территории, а в совокупности на всех листах содержится полное отображение. Строго говоря, криволинейная часть поверхности отображаемой на листе карты соответствует некоей криволинейной трапеции. Поэтому для обозначения определенных листов карты используют термин трапеция.

В основу разграфки топографических карт положен лист карты масштаба 1 : 1 000 000. Для составления карты такого масштаба изображение земной поверхности разбивается на 60 колонн (двухугольников) начиная от Гринвичского меридиана через 6° .