Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organiz ácia priestorových údajov v počítači

Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organizácia priestorových údajov v počítači Princípy vektorovej reprezentácie Princípy rastrovej reprezentácie Povrchy – digitálne modely terénu

Úrovne abstrakcie reality podľa Laurini a Thompson, 1994

Pojem “reprezentácia“ • Nejasné vymedzenie, rôzne názory autorov, prekrývanie • s pojmom model • Reprezentácia • medzi datovým modelom a datovou štruktúrou • (vrátane určitých častí jedného aj druhého) • konceptuálny model bližší k počítačovému spracovaniu • (ale ešte nie logický model) • dátový model doplnený o algoritmy a metódy prístupu • k údajom • „Realizácia zložiek popisu geoobjektu“

Reprezentácie priestorových údajov Princípy vektorovej reprezentácie Vektorové dátové modely Aplikácie vektorových dátových modelov Vzťah vektorovej reprezentácie k DBMS Výhody a nevýhody vektorovej reprezentácie

Raster Vektor

Absolútny model priestoru = princíp polí Mozaikovanie, tesselácie Explicitná reprezentácia Rastrová reprezentácia Integrovaná poloha a vlastnosti priestorového elementu Objekty v pravom slova zmysle neexistujú Jednoduchá štruktúra Unifikované elementy Veľký objem uložených dát Relatívny model priestoru = rámec naplnený objektami Implicitná reprezentácia Vektorová reprezentácia Reálne objekty reprezentované pomocou bodov, línií a polygónov Objekty majú definovanú polohu, vzťahy a vlasnosti Zložitá štruktúra Komplikované objekty Malý objem uložených dát Logická dualita

línia bod . . polygón Typy objektov Geometrické hľadisko

Bod Línia Plocha Objem

Geometria Dimenzia 0, 1, 2, 3 Objekty vyššej dimenzie vytvorené z objektov nižšej dimenzie Vzťahy topologicky popísané Topológia Dimenzia 0, 1, 2, 3 Poznatky z teórie grafov Eulerove pravidlá V rovine dôležité 3 typy vzťahov

Topológia – I. Typ Spojitosť Topológia „spojnica-uzol“ Arc-node topology

Topológia – II. Typ Definovanie plôch Topológia „polygón-spojnica“ Polygon-arc topology

Topológia – III. Typ Susednosť Topológia „pravý-ľavý polygón“ Left-right topology

Definovanie polohy Využitie poznatkov o lokalizácii a súradnicových systémoch (prednáška č. 2.)

Atribútový popis

Špagetový model (model špagetových reťazcov) Geometrické primitíva sú objektami Neexistuje popis topológie (objekty a ich stavebné prvky o sebe nevedia) Neefektívny, redundancia, integrita Nevhodný pre analýzy Historicky prekonaný, prakticky nepoužívaný

Topologický model Node-Arc-Area NAA štrutúra Uzol, hrana, polygón Znížená redundancia Prehľadávanie a kontrola možná ale náročná

Hierarchický model (hierarchické usporiadanie topologického modelu) Double Connected Edge List DCEL štruktúra Hierarchické rozdelenie údajov pre uzly, hrany, polygóny Znížená redundancia Prehľadávanie a kontrola rýchle a nenáročné Relatívna nevýhoda – zložitosť, naročnejšie vytvorenie

GBF/DIME • Geografic Base File / Dual Independent Map Encoding • sčítanie obyvateľstva USA 1970, 1980 • jedna z prvých známych aplikácií topologického modelu • zdokonalený, už sa nepoužíva

PoLyVert • Polygon Converter • začiatok 70-tych rokov • Harvard Laboratory • of Computer Graphics • prvá známa aplikácia • hierarchického usporiadania • topologického modelu

TIGER • Topologicaly Integrated Geographic Encoding and Referencing • sčítanie obyvateľstva USA 1990, 2000 • je to zdokonalenie GBF/DIME • praktické uplatnenie hierarchického princípu

Vektorový model Arc/Info

Štruktúra coverage Arc Info = adresár obsahujúci súbory rôzneho typu Priestorové vymedzenie súbor *.bnd Súbor registračných bodov súbor *. tic Súbory popisujúce topológiu arc-node topology súbor *. arc left-right topology súbor *. arc polygon-arc topology súbor *. pal

Štruktúra coverage Arc Info = adresár obsahujúci súbory rôzneho typu Tabuľka – zoznam bodov súbor *. lab Tabuľka – zoznam uzlov (izolovaných) súbor * . nat Atribútová tabuľka bodov (point attribute table) súbor *. pat Tabuľka – zoznam spojníc súbor * . arc Tabuľka – zoznam uzlov (na spojniciach) súbor * . arc Atribútová tabuľka spojníc (arc attribute table) súbor * . aat Tabuľka – zoznam centroidov polygónov súbor * . cnt Atribútová tabuľka polygónov (polygon attribute table) súbor * . pat

Vektorový model Carta Linx

Vektorová reprezentácia plne využíva relačný datový model Praktické aplikácie využívajú služby relačných DBMS Duálne systémy = stále väčšina komerčných sw systémov Polohové údaje – typicky riešené špecializovaným prostredím Topologické údaje – relačné tabuľky DBMS Atribútové údaje – relačné tabuľky DBMS Nové možnosti postrelačných systémov a objektovo orientovaného prístupu (poznatky z prednášky č. 2.)

Vektorová reprezentácia Relatívne výhody Relatívne nevýhody Príbuznosť kartografii Komplikovanosť datovej štruktúry Kvalitná reprezentácia reality Výpočtová náročnosť Vysoká presnosť Komplikovaná tvorba Využiteľnosť služieb DBMS užívateľských nadstavieb Malý objem uložených udajov Náročnejšia práca s povrchmi Výhodné modelovanie objektov Vyššia prácnosť pri vytvorení Vyššia vhodnosť pre modelovanie sietí

Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organiz ácia priestorových údajov v počítači