6. Przedstaw istotne cechy rysunku rastrowego i wektorowego oraz wybraną formę ich zapisu.

Modele danych przestrzennych

Systemy informacji przestrzennej można również podzielić w zależności od postaci informacji geometrycznych. Informacje te mogą być przedstawione w dwóch podstawowych postaciach (rys. 3):

• wektorowej, poprzez podawanie współrzędnych punktów i sposobu ich połączeń w bardziej złożone struktury jak linie i jednostki powierzchniowe (wieloboki),

• rastrowej, za pomocą której położenie i kształt obiektów są określane poprzez regularne pola podstawowe.

Istnieją więc systemy wektorowe, rastrowe oraz hybrydowe (wektorowo - rastrowe).

I. W systemie wektorowym

• zapis punktów, linii i wieloboków (poligonów) może być dokonany z pełną dokładnością wyrażoną w określonym układzie współrzędnych. Jest to zapis pamięciowo oszczędny, ale w przypadku konieczności

aktualizacji, operacyjnie dość złożony.

• Przy zapisie wektorowym istnieje możliwość dokładnego przedstawienia granic elementarnych jednostek przestrzennych, którym przyporządkowane są określone atrybuty tematyczne. Jednostkami takimi mogą być: działka, kontur glebowy, budynek, park zabytkowy, jednorodna część parku, wydzielenie drzewostanowe itp.

• Dane wektorowe moga być rejestrowane i przetwarzane, w zależności od sposobu zapisu numerycznego, w postaci modeli:

• prostego modelu wektorowego

• topologicznego modelu wektorowego.

Wybrana forma zapisu wektorowego: ( przedstawiam dwie do wyboru )

1. Prosty model wektorowy stanowi zbiór nie powiązanych ze sobą obiektów punktowych, liniowych i powierzchniowych.

Rys. 3. Obiekt punktowyA, liniowy B1-B2-Bn i powierzchniowy( C1....Cn w prostym modelu wektorowym

Obiekty przedstawione na rys. 3 można opisać w następujący sposób:

• A, (x_A, y_A)

• B, (x_B1, y_B1, x_B2, y_B2,....,x_Bn, y_Bn)

• C, (x_C1, y_C1, x_C2, y_C2,....,x_Cn, y_Cn, x_C1, y_C1)

Tworzą one odpowiednio kodowaną listę, która jest przetwarzana przez programy komputerowe do postaci rysunku na monitorze lub urządzeniu zewnętrznym.

2. Topologiczny model danych wektorowych

W topologicznym modelu danych, oprócz położenia obiektu definiowany jest jego związek z innymi obiektami. Określa się zależności topologiczne istniejące między obiektami:

• zerowymiarowymi (punktami węzłowymi),

• jednowymiarowymi (liniami granicznymi),

• dwuwymiarowymi (obszarami).

Rys. 4. Topologiczny model danych

Punkty (węzły) połączone w sposób uporządkowany tworzą odcinki linii, te zaś z kolei mogą określać jednostki powierzchniowe. Do opisu przestrzeni trzeba więc:

• podać położenie punktów węzłowych (współrzędne);

• określić przebieg linii między węzłami (np.: linia L4 łączy węzły W1 i W4);

• opisać powierzchnie znajdujące się po obu stronach linii (np.: z lewej strony linii L4 znajduje się obszar P2 a z prawej obszar P0);

• dla linii, które pomiędzy węzłami mają dodatkowe punkty załamania należy podać położenie tych punktów (np.: linia L1).

W modelu topologicznym definiowany jest zwrot linii, zmiana zwrotu powoduje konieczność zmiany definicji obszarów położonych po jej lewej i prawej stronie.

Topologiczny model przestrzeni gwarantuje zapisanie współrzędnych każdego punktu tylko raz, nie ma więc powtarzania i niejednoznaczności danych. Bardzo łatwo dokonuje się aktualizacji danych. Zmiana położenia jednego z punktów charakterystycznych automatycznie powoduje zmianę całego modelu. Ułatwione są wszelkie operacje przestrzenne. Np.: wyszukanie jakiegoś obszaru wymaga jedynie znalezienia wszystkich linii, które po lewej lub prawej stronie mają przypisany ten obszar. Znalezienie takich linii, dostęp do wszystkich ich punktów charakterystycznych, umożliwia automatyczne i jednoznaczne wyznaczenie długości obwodu i pola powierzchni badanego obszaru i ich bieżacą aktualizację w przypadku wprowadzenia jakich kolwiek zmian.

Topologiczny model danych przestrzennych upraszcza algorytmy obliczeniowe wykorzystywane w badaniu związków przestrzennych między obiektami, umożliwia wykonywanie różnorodnych analiz przestrzennych łącznie z wzajemnym przecinaniem warstw informacyjnych. Jest powszechnie stosowany w zaawansowanych programach umożliwiających budowę SIP. W programach komputerowego wspomagania projektowania (CAD) i prostszych programach SIP implementuje się na ogół prosty model wektorowy. Istnieje możliwość konwersji jednego modelu danych na drugi.

II. W systemie rastrowym :

• mają regularny zapis w odniesieniu do całego zasięgu bazy danych, dokładność zapisu jest umowna (zależy od wielkości pola podstawowego), zapis odznacza się prostotą operacyjną ale jest pamięciochłonny.

• Najmniejszym rozróżnialnym elementem systemu jest oczko rastra - piksel. Położenie piksela określa jednoznacznie numer w matrycy.

• Model ten jest niewrażliwy na zmiany granic obiektów przestrzennych, ułatwia więc analizy ich zmian w czasie.

• System ten charakteryzuje się ponadto dużym stopniem zautomatyzowania procesu pozyskiwania danych. Najprostszy model rastrowy jest siatką kwadratów.

• Rastrowy model danych wykorzystywany jest w gromadzeniu i analizowaniu danych obrazowych i teledetekcyjnych. W tym przypadku model rastrowy przyjmuje postać wielowymiarową (temu samemu pikselowi odpowiada warstwowa informacja opisowa )

Wybrana forma zapisu rastrowego : ( przedstawiam dwie do wyboru )

W postaci rastra zapisywane są skanowane mapy.

---