Топологические отношения в векторных ГИС

Топология объектов может быть построена по «спагетти» следующим образом. Объекты и атрибуты позволяют описывать условия, существующие на карте или в реальности. Векторные объекты, используемые для описания пространственного изменения явления должны подчиняться правилам:

-два площадных объекта не должны перекрываться;

-каждая точка изучаемого пространства должна находиться внутри только одного площадного объекта.

Рисунок 3 – Кодирование топологических отношений в модели «дуга-узел»

 

Если редактируются точки объектов слоя, топология должна быть построена заново. Построение топологии включает в себя вычисление и кодирование взаимосвязей между объектами на основе планарных правил, использующихся для построения объектов по оцифрованным линиям. Планарные правила позволяют исправлять ошибки, возникающие при оцифровке.

 

Работа с топологической информацией в векторных ГИС.

 

Функции анализа в векторных ГИС отличаются от функций анализа растровых ГИС. Имеется больше возможностей для работы с отдельными объектами; в различных вычислениях, например, вычислениях площадей объектов, используются координаты объектов вместо подсчета количества ячеек в растровых ГИС. Это обуславливает большую точность вычислений. Некоторые операции выполняются быстрее (поиск оптимального пути в дорожной сети), а некоторые – медленнее (комбинирование слоев, буферные зоны).

Представим, что несколько слоев имеют построенную топологию (требуемую во многих ГИС, хотя и не во всех). Когда два слоя комбинируются (совмещаются), результат также должен удовлетворять условиям планарных правил. Для этого находятся все пересечения линий, и на каждом пересечении создается новый узел. Например, прямая, пересекающая выпуклый площадной объект, делит его на два полигона. Топологическое наложение – общее название для комбинирования слоев с использованием построенной топологической модели. Для получившейся в результате комбинирования слоев карты топологические связи обновляются.

 

 

Рисунок 4 – Комбинирование слоя линий и полигонов

 

При наложении полигонов их границы разбиваются на каждом пересечении объектов. Наложение линейных объектов на площадные также использует отношение “содержится в”. Линии разрываются на каждом их пересечении с границей полигона. Количество линий в результате этой операции становится больше. Содержащий линию полигон становится новым атрибутом каждой линии. Например, по карте на рисунке 4 можно определить ландшафт, по которому проходит каждый сегмент слоя дорог. Для наложения слоя точечных объектов на слой площадных объектов используется отношение «содержится в»., а результатом такой операции является новый атрибут для каждой точки. На рисунке 5 показаны две карты – точечный слой избушек и площадной слой видов ландшафта. В результате комбинирования этих слоев для каждого объекта в слое избушек получим вид ландшафта, на котором она расположена.

 

Рисунок 5 – Комбинирование слоя точек и полигонов

 

Операция переклассификации объектов применяется в работе с площадными объектами. В них объекты собираются вместе на основе атрибутов. Например, карта почв содержит объекты, имеющие атрибуты «тип почвы» (A, B, C) и «потенциал роста» (d и f). Чтобы получить карту по какому-то одному признаку, нужно объединить соседние объекты, имеющие одинаковые значения признака (рис. 6), т.е. удалить границы между полигонами одного типа.

 

Рисунок 6 – Переклассификация объектов: а) – классификация объектов; б) – удаление границы между объектами одного типа; в) – сборка из дуг полигонов одного типа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

 

1. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ Красноярск: издательство Сибирского федерального университета, 2007 – 150 с.

2. Кошкарев, А.В. Геоинформатика / А.В. Кошкарев , В.С. Тикунов. – М.: Картоцентр-Геоиздат. – 1993. – 213с.

3. Сайт Института Вычислительной Математики И Математической Геофизики СО РАН http://loi.sscc.ru/