Úvod do problematiky gis abstrakcia reality, organiz ácia priestorových údajov v počítači
DESCRIPTION
Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organiz ácia priestorových údajov v počítači Princípy vektorovej reprezentácie Princípy rastrovej reprezentácie Povrchy – digitálne modely terénu. Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organiz ácia priestorových údajov v počítači - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Úvod do problematiky GIS
Abstrakcia reality, organizácia
priestorových údajov v počítači
Princípy vektorovej reprezentácie
Princípy rastrovej reprezentácie
Povrchy – digitálne modely terénu
Úvod do problematiky GIS
Abstrakcia reality, organizácia
priestorových údajov v počítači
Princípy vektorovej reprezentácie
Princípy rastrovej reprezentácie
Povrchy – digitálne modely terénu
R E Á L N Y S V E T
E x te rn ým o d e l 1
E x te rn ým o d e l 2
E x te rn ým o d e l 3
K o n ce p tu á ln ym o d e l
L o g ick ým o d e l
In te rn ým o d e l
R ô zn y u ž ív a te liam a jú rô zn e p o h ľad yn a sv e t
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 prístupuk 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
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
Relatívny model priestoru= rámec naplnený objektami
Implicitná reprezentácia
Vektorová reprezentácia
Reálne objekty reprezentovanépomocou bodov, línií a polygónovObjekty majú definovanú polohu,vzťahy a vlasnosti
Zložitá štruktúraKomplikované objekty Malý objem uložených dát
Absolútny model priestoru= princíp políMozaikovanie, tesselácieExplicitná reprezentácia
Rastrová reprezentácia
Integrovaná poloha a vlastnostipriestorového elementuObjekty v pravom slova zmysleneexistujú
Jednoduchá štruktúraUnifikované elementyVeľký objem uložených dát
Logická dualita
Reprezentácie priestorových údajov
Princípy vektorovej reprezentácie
Vektorové dátové modely
Aplikácie vektorových dátových modelov
Vzťah vektorovej reprezentácie k DBMS
Výhody a nevýhody vektorovej reprezentácie
..
línia
bod
polygón
Typy objektovGeometrické hľadisko
BodLínia
PlochaObjem
b o d o v ý o b jek t
lín io v ý o b jek t
p lo šn ý o b jek t
u zo l
h ran a
reťazec
p o ly g ó n
a )
b )
Geometria
Dimenzia 0, 1, 2, 3Objekty vyššej dimenzievytvorené z objektovnižšej dimenzieVzťahy topologickypopísané
Topológia
Dimenzia 0, 1, 2, 3Poznatky z teórie grafovEulerove pravidlá
V rovine dôležité3 typy vzťahov
Topológia – I. TypSpojitosťTopológia „spojnica-uzol“Arc-node topology
Topológia – II. TypDefinovanie plôchTopológia „polygón-spojnica“Polygon-arc topology
Topológia – III. TypSusednosťTopológia „pravý-ľavý polygón“Left-right topology
5 5 S 6 0 V
J
S
Z
X
Y
Definovanie polohy
Využitie poznatkov o lokalizácii a súradnicových systémoch(prednáška č. 2.)
Atribútový popis
M a p o vý list
P a rce ly P o lyg ó n
Vo d n é p lo ch y P o lyg ó n
Vo d n é to k y Č ia ra
S tu d n e B od
C esty Č ia ra
B u d ov y B od
Map
ové
info
rmač
né
vrst
vy
R eá ln y sv e t R eá ln y sv e t
D a ta b á za D a ta b á za
a ) R e lačn ý m o d e l
Jed e n o b jek t Ve ľa záz n am o v
b ) O b jek to v o o rien to v an ý m o d e l
(Jed n a (reá ln a ) en tita jed e n (d a tab áz o v ý ) o b jek t
Reprezentácie priestorových údajov
Princípy vektorovej reprezentácie
Vektorové dátové modely
Aplikácie vektorových dátových modelov
Vzťah vektorovej reprezentácie k DBMS
Výhody a nevýhody vektorovej reprezentácie
X
X
1 0
1 0
6 3 6 4
2 3
6 3 6 4
2 3
O rig in á ln a m a p a
O b jek t
B o d
Č iara
P o ly g ó n
Č íslo
1 0
2 3
6 3
6 4
P o lo h a
X , Y J ed n otliv ý b od
X Y X Y .... X Y R eť a zec1 1 , 2 2 n n
X Y X Y .... X Y 1 1 , 2 2 1 1
X Y X Y .... X Y U za v retá s lu čk a 1 1 , 2 2 1 1
D a to v á štru k tú ra
D a to v ý m o d el
Špagetový model(model špagetových reťazcov)
Geometrické primitívasú objektamiNeexistuje popis topológie(objekty a ich stavebnéprvky o sebe nevedia)
Neefektívny, redundancia,integrita
Nevhodný pre analýzy
Historicky prekonaný,prakticky nepoužívaný
Topologický model
Node-Arc-Area NAA štrutúraUzol, hrana, polygón
Znížená redundanciaPrehľadávanie a kontrolamožná ale náročná
A 3 5A 3 3 A 3 4
11 1 2
1 4 1 3
1 3 2 5
1 2 4 7
1 0 11
1 6
1 5
1 3
1 7
1 8
Č ís lo x y
12
3
4
1 2 6 .52 1 8 .6
2 2 4 .21 2 9 .1
5 7 8 .2
5 8 1 .2
4 7 0 .4
4 7 1 .9
Č ís lo Z b o d u D o b o d u D ĺžk a
1
2
3
4
4
1
2
3
1
2
3
4
1 0 6 .3
9 2 .2
111 .6
9 5 .1
N ázo v M ajite ľ Č ia ry O b v o d P lo ch a
A 3 4
A 3 5
A 3 3
J . S m ith
R . W h ite
J . S tre it
1 ,2 ,3 ,4
3 ,5 ,7 ,11
1 ,1 2 ,1 3 ,1 0
4 0 5 .2
4 7 8 .1
4 1 0 .2
1 0 2 0 3
11 5 6 2
9 6 2 5
D a to v á štru k tú ra
D a to v ý m o d el
Hierarchický model(hierarchické usporiadanietopologického modelu)
Double Connected Edge List DCEL štruktúraHierarchické rozdelenie údajovpre uzly, hrany, polygóny
Znížená redundanciaPrehľadávanie a kontrolarýchle a nenáročné
Relatívna nevýhoda – zložitosť, naročnejšie vytvorenie
Reprezentácie priestorových údajov
Princípy vektorovej reprezentácie
Vektorové dátové modely
Aplikácie vektorových dátových modelov
Vzťah vektorovej reprezentácie k DBMS
Výhody a nevýhody vektorovej reprezentácie
GBF/DIMEGeografic Base File / Dual Independent Map Encoding
- sčítanie obyvateľstva USA 1970, 1980- jedna z prvých známych aplikácií topologického modelu- zdokonalený, už sa nepoužíva
1
3..
.
....
11
12
13
1112
13
97
8
78
9
0
10
222
7
8
8
xx
x
yy
yxy, xy .......,
D AT O V Á Š T R U K T Ú R A
D AT O V Ý M O D E L
P O LY G Ó N Y N Á Z V YR E Ť A Z C O V
S Ú B O R R E Ť A Z C O V
...
B O D Y
P R IE S E Č N ÍK Y
N ázo v S m ern ík N ázo v B o d y D ĺžk a
P o ly g ó n
Ľ PK o nP o č
N ázo v X Y
PoLyVertPolygon Converter
- začiatok 70-tych rokov- Harvard Laboratoryof Computer Graphics- prvá známa aplikáciahierarchického usporiadaniatopologického modelu
TIGERTopologicaly 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 * . labTabuľka – zoznam uzlov (izolovaných) súbor * . natAtribútová tabuľka bodov (point attribute table) súbor * . pat
Tabuľka – zoznam spojníc súbor * . arcTabuľka – zoznam uzlov (na spojniciach) súbor * . arcAtribútová tabuľka spojníc (arc attribute table) súbor * . aat
Tabuľka – zoznam centroidov polygónov súbor * . cntAtribútová tabuľka polygónov (polygon attribute table) súbor * . pat
Cover_id Point_id Area Perimeter
Cover_id Arc_id F_node T_node R_poly L_poly Length
Cover_id Poly_id Area Perimeter
Vektorový model Carta Linx
Reprezentácie priestorových údajov
Princípy vektorovej reprezentácie
Vektorové dátové modely
Aplikácie vektorových dátových modelov
Vzťah vektorovej reprezentácie k DBMS
Výhody a nevýhody vektorovej reprezentácie
Vektorová reprezentácia plne využíva relačný datový modelPraktické 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 orientovanéhoprístupu(poznatky z prednášky č. 2.)
Reprezentácie priestorových údajov
Princípy vektorovej reprezentácie
Vektorové dátové modely
Aplikácie vektorových dátových modelov
Vzťah vektorovej reprezentácie k DBMS
Výhody a nevýhody vektorovej reprezentácie
Vektorová reprezentácia
Relatívne výhody Relatívne nevýhody
Príbuznosť kartografii Komplikovanosť datovej štruktúryKvalitná reprezentácia reality Výpočtová náročnosťVysoká presnosť Komplikovaná tvorba Využiteľnosť služieb DBMS užívateľských nadstaviebMalý objem uložených udajov Náročnejšia práca s povrchmiVýhodné modelovanie objektov Vyššia prácnosť pri vytvoreníVyššia vhodnosť pre modelovanie sietí