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).