Геоинформационные технологии Институт радиоэлектроники и

может быть представлена в растровом и векторном видах.
Растровая

модель представления данных. Стандартные форматы

Растровые данные применяются в том случае, когда пользователей не интересуют отдельные пространственные объекты, а интересует точка пространства как таковая с ее характеристиками.
Основным преимуществом растровых представлений является слияние графической и тематической информации в единой прямоугольной матрице. Следовательно, отпадает необходимость в особых средствах хранения и манипулирования тематической информацией.
В основе растровых ГИС обычно лежит набор отсканированных географических карт различного масштаба.
Многие ГИС используют растровую модель для представления информации о непрерывных полях (рельефе, температуре, давлении и т.п.).
Недостатком растровой модели представления данных является то, что растровые данные занимают много места и плохо сжимаются.

- метод «кодирования цвета». Поскольку при хранении

последовательности пикселов одного цвета достаточно знать только его номер и количество пикселов, то таким образом можно закодировать все изображение.
- метод «сжатие по столбцам». Выбирается базовый столбец пикселов, в соседнем столбце кодируются точки, отличающие его от базового, при значительных отличиях он принимается за новую базу и.т.д.

Форматом файла называется шаблон, по которому он создается.
Шаблон описывает, какие именно данные и в каком порядке должны быть записаны в файл.

К характеристикам формата можно отнести:
- быстроту чтения/записи;
- величину возможного сжатия файла;
- полноту описания информации.

К растровым форматам относятся: РСХ, TIFF, GIF, RLE, RLC, BMP, JPEG.

форматы
Векторные данные используются для представления информации, которая

имеет объектную природу и нуждается в анализе и манипулировании.
Они хранятся в виде точек и линий, связанных геометрически и математически. В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат.
Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств.

К векторным обменным форматам относятся форматы DXF/DBF, MIF/ MID, SXF, DWG, DGN, HPGL, GEN, и многие другие.

Для представления двумерных изображений используется квадротомическое дерево или квадродерево.

Квадротомическое дерево – это структура данных, используемая для представления двумерных пространственных данных.
Под двумерным изображением понимается массив элементов изображения (пикселов).
При построении квадродерева двумерное изображение рекурсивно подразделяется на квадранты. Каждый из четырех квадрантов становится узлом квадротомического дерева, который в свою очередь подразделяется на меньшие квадранты и т.д.
Корневой узел соответствует изображению в целом и имеет четыре дочерних узла, которые ассоциируются с четырьмя квадрантами исходного изображения (обозначаемыми NW - северо-западный, NE - северо-восточный, SW - юго-западный, SE - юго-восточный).
В квадродереве листовым узлам дерева (узлам, соответствующим каждому одиночному пикселу изображения) приписывают цвет связанного с ними пиксела (черный или белый).

Квадродеревья используются в различных приложениях таких, как обработка изображений, машинная

графика, распознавание образов и картографии.

Пример построения квадродерева.

На каждом этапе построения квадродерева изображение разбивается на четыре квадранта и каждому присваивается одно из следующих значений:
- белый - если квадрант полностью белый. Обозначается белым квадратом;
- черный – если квадрант полностью черный. Обозначается черным квадратом;
- серый – если квадрант - смесь черного и белого. Обозначается серым кругом.

- компактное представление изображений, однако, компактность квадродерева целиком зависит

от изображения;
- иерархическая структура квадродерева позволяет обеспечивать высокоэффективный доступ к элементам дерева;
- при помощи квадродерева возможно изменение разрешения объекта;
- наличие доступных исходных текстов программ и алгоритмов для реализации этой структуры данных;
- поворот квадродерева на 90 градусов против часовой стрелки может быть осуществлен простым переписыванием узлов дерева.

Недостатки квадродерева:
- невозможно сравнить два изображения, которые отличаются, лишь поворотом, т.к. квадродеревья, представляющие такие изображения являются абсолютно разными;
- алгоритмы поворота квадротомированного изображения ограничиваются лишь поворотами на углы, кратные 90 градусам (повороты на любые другие углы невозможны).

используется октотомическое дерево, которое представляет изображение на уровне объектов или

вокселов (voxel - volume element), а не пикселов.
При построении октодерева трехмерный объект подразделяется на восемь кубов (октантов). Если какой-либо из октантов является однородным, то разбиение заканчивается, иначе он разбивается далее на восемь подоктантов и т.д.
Процесс разбиения завершается, когда все листовые узлы октодерева станут однородными, возможно с некоторой погрешностью.

Достоинства применения октодеревьев:
- возможность представления объектов произвольной формы вне зависимости от того выпуклый ли он, вогнутый или многосвязный (точность представления определяется размерами наименьшего октанта разбиения);
- простата расчетов таких величин как площадь поверхности, объем, центр масс;
- обладают всеми преимуществами и эффективностью, свойственными любой древесной структуре.
Недостаток октодерева заключается в том, что оно является лишь приближением изображения.

Задача построения триангуляции Делоне является одной из базовых в

вычислительной геометрии. К ней сводятся многие другие задачи, она широко используется в машинной графике и геоинформационных системах для моделирования поверхностей и решения пространственных задач.
В зоне освещенности электрическое поле радиоволны в месте расположения приемной антенны можно рассматривать как результат интерференции прямого (свободно распространяющегося в воздухе) луча и луча, отраженного от поверхности Земли и попадающего в приемную антенну.

в ГИС
Существует два основных способа ввода графической информации

в геоинформационные системы.
Дигитализация - цифрование с использованием дигитайзера
Векторизация - цифрование растрового изображения на экране компьютера. Дигитализация имеет две разновидности: по точкам и потоком, а векторизация – три: ручная, интерактивная и автоматическая.

(БД) называют электронные хранилища информации, доступ к которым осуществляется с

помощью одного или нескольких компьютеров.
Системы управления базами данных (СУБД) – это программные средства, предназначенные для создания наполнения, обновления и удаления баз данных.
Различают три типа моделей данных, используемых в СУБД:
- в иерархической модели записи образуют древовидную структуру – каждая из них связана с одной записью, находящейся на более высоком уровне иерархии;
- в сетевой модели каждый из узлов может иметь не один, а несколько узлов – родителей;
- реляционные (табличные).
Единицей хранящейся в БД информации является таблица. Каждая таблица представляет собой совокупность строк и столбцов, где строки соответствуют экземпляру объекта, конкретному событию или явлению, а столбцы – атрибутам (признакам, характеристикам, параметрам) объекта, события, явления.

таблице БД существует первичный ключ – поле или набор полей,

однозначно идентифицирующий запись, предназначенный для установления связи между таблицами.
Вторичные ключи используются для поиска и сортировки данных.
Между отдельными таблицами БД могут существовать связи, которые относятся к трем типам: один – к – одному, один – ко – многим, многие – ко – многим.

Преимущества реляционных моделей данных заключается в следующем:
- в распоряжении пользователя предоставляется простая структура данных;
- пользователь может не знать, каким образом его данные структурированы в базе – это обеспечивает независимость данных;
- возможно использование простых непроцедурных языков запросов.

систем управления базами данных:
1. Непосредственное управление данными во внешней памяти.
2.

Управление буферами оперативной памяти.
3. Управление транзакциями. Транзакция - это последовательность операций над базой данных, рассматриваемых СУБД как единое целое.
4. Журнализация.
5. Поддержка языков БД. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language).

управления базами данных
Командный язык служит для выполнения требуемых операций над

данными. Каждой СУБД специфичен свой набор команд. Однако, некоторое количество команд, составляющих ядро языка, присуще всем СУБД. Это команды открытия и закрытия файлов, нахождения записи, ее вставки, модификации, создания и удаления, команды сохранения базы данных, группа команд упорядочивания записей, вывода на экран и устройства печати.
Интерпретирующая система или компилятор - для превращения текстовой команды в код, понятный машине.
Интерфейс пользователя.

это процедура автоматизированного создания объектов карты на основании тематических данных,

содержащихся в некоторой таблице.
Различают:
координатное геокодирование;
геокодирование по объектам;
адресное геокодирование.

Тематическое картографирование
Под тематическим картографированием понимают комплекс мероприятий и процессов по созданию тематических карт и атласов.
Картограмма - показывает распределение одной характеристики между указанными объектами карты.
Картодиаграмма – показывает соотношение нескольких характеристик для каждого из объектов

показывает распределение одной характеристики между указанными объектами карты.

Картодиаграмма – показывает соотношение нескольких характеристик для каждого из объектов