Modele (graficznej reprezentacji) danych przestrzennych postać danych przestrzennych Jest to sposób graficznej reprezentacji położenia przestrzennego, kształtu oraz relacji przestrzennych obiektów SIP Podstawą modelu d.p. jest wybór podstawowych elementów geometrycznych stosowanych do reprezentacji przestrzennej obiektów. Wg. kryterium liczby wymiarów mamy następujące elementy geometryczne: 0-D wymiarowe – punkt 1-D wymiarowe – linia 2-D wymiarowe – obszar (płaski) 3-D wymiarowe – bryła (przestrzenna)

Modele (graficznej reprezentacji) danych przestrzennych Stosuje się dwa modele graficznej reprezentacji: wektorowy rastrowy Uporządkowane zbiory współrzędnych = punktów Macierzowo zorganizowane zbiory pikseli

Prosty model wektorowy każdy obiekt jest traktowany jako byt samodzielny elementy geometryczne: punkty, linie i powierzchnie położenie i kształt są definiowane przez uporządkowany zbiór współrzędnych A(x0,y0) B(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn) C(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn, x1,y1)

Prosty model wektorowy występują trudności z zapisem obiektów złożonych np. budynek z dziedzińcem wewnętrznym

Prosty model wektorowy występują trudności z zapisem obiektów złożonych Stosuje się dodatkowe połączenie granicy zewnętrznej z wewnętrzną

Prosty model wektorowy występują trudności z zapisem obiektów złożonych 2 3 Z(1,2,3,5,6,7,8,5,3,4,1) 6 5 Zasada: punkty są porządkowane w takiej kolejności, aby kolejności aby obiekt (obszar) był zawsze zawsze po tej samej stronie licząc od odcinków granicznych 7 8 1 4

Prosty model wektorowy nazywany jest modelem spaghetti (brak przestrzennych relacji) jeśli dwa obiekty się stykają (np. działki) to te same punkty (współrzędne) są zapisywane w każdym obiekcie osobno związki przestrzenne trzeba ustalać na drodze analiz (np. sąsiednie działki nie wiedza o tym że sąsiadują)

Topologiczny model wektorowy oprócz informacji o położeniu i kształcie zawiera dodatkowo informacje o przestrzennych relacjach miedzy obiektami są trzy rodzaje elementów topologicznych: węzły, linie graniczne, obszary (0D,1D,2D) płaszczyzna jest podzielona liniami L1,L2,.. na obszary P1,P2,.. oraz na obszar P0 – zewnętrzny dla pozostałych

Topologiczny model wektorowy Węzeł: specjalny typ obiektów punktowych – występuje na końcach linii, w punktach przecięcia dwóch lub więcej linii. Linia: ciąg punktów, ma początek i koniec w węźle linie przecinają się tylko w węzłach pomiędzy węzłami są punkty pośrednie (wierzchołki linii/punkty załamania) linia jest skierowana, ma przypisane obszary po lewej i prawej stronie.

Topologiczny model wektorowy Przypisywanie relacji może być odniesione do elementów 0D,1D, 2D – przykład dla 1D

Topologiczny model wektorowy danym topologicznym towarzyszą dane geometryczne wykaz wsp. węzłów i punktów pośrednich linii

Topologiczny model wektorowy Nie występuje redundancja danych geometrycznych (jeden wykaz współrzędnych) Ułatwia zachowanie relacji przestrzennych podczas wprowadzania danych Daje wiedzę o: liniach i punktach węzłowych tworzących granice danego obszaru, jakie linie rozpoczynają się lub kończą w węźle, z jakimi obszarami graniczy dany obszar, co ułatwia analizy przestrzenne

W GIS stosuje się dwa modele reprezentacji danych przestrzennych podsumowanie… W GIS stosuje się dwa modele reprezentacji danych przestrzennych rastrowy wektorowy Modele wektorowe Model prosty Model topologiczny

Model rastrowy (gridowy/komórkowy) Dane o obiektach świata rzeczywistego przechowywane są w postaci regularnych elementów powierzchniowych zwanych pikselami (pixel od picture element). Model rastrowy ma cechy obrazu cyfrowego przy czym wartości pikseli mają określone znaczenie tematyczne – dlatego poprawniej jest mówić o modelu GRIDOWYM lepiej KOMÓRKOWYM Dla podkreślenia różnicy w stosunku do obrazu cyfrowego najmniejszy element grid-a nazywa się komórką (a nie pikselem) Złożony jest z wierszy i kolumn o określonych rozmiarach, elementy oznacza się jak w macierzy ale obok indeksów macierzowych komórki mają przypisane współrzędne terenowe ( poprzez tzw. georeferencje)

RASTER – obraz cyfrowy RASTER TEAMTYCZNY – GRID GRID, złożony z komórek, wartość komórki = atrybut tematyczny (krótszy przedział, np..1- 4) Obraz cyfrowy złożony z pikseli, wartość piksela = jasność (szeroki przedział, np..0-255)

RASTER – obraz cyfrowy RASTER TEAMTYCZNY – GRID GRID, złożony z komórek, wartość komórki = atrybut tematyczny (krótszy przedział, np..1- 4) Obraz cyfrowy złożony z pikseli, wartość piksela = jasność (szeroki przedział, np..0-255) Pole nie zdrenowane Pole zdrenowane Las

raster sklasyfikowany (znak odpowiada klasie obiektów) obraz sklasyfikowany (znak odpowiada klasie obiektów) raster zarejestrowany (nie pytaj o obiekty) obraz zarejestrowany (nie pytaj o obiekty) Źródło: A. Głażewski

Model gridowy Ograniczona do rozmiarów komórki rozdzielczość danych przestrzennych Dla każdego atrybutu trzeba budować osobny grid (warstwę) co zwiększa objętość danych Łatwość prowadzenia analiz przestrzennych

Model wektorowy a gridowy Możliwość zapisu źródłowych współrzędnych Mała objętość danych, możliwość przechowywania w DBMS Skomplikowane i ograniczone analizy przestrzenne Gridowy Dokładność danych ogranicza rozmiar komórki grid-a Duża objętość danych Proste i nieograniczone analizy przestrzenne

Model wektorowy a gridowy Dobre rozwiązanie Przechowywanie danych w modelu wektorowym Generowanie modelu gridowego tylko na potrzeby analiz przestrzennych

Po skanowaniu …

Raster czy grid ?

Obiekty proste są reprezentowane za pomocą jednego z elementów geometrycznych tj. albo 0-D, albo1-D, albo2-D, wtedy mamy: obiekty punktowe (np. punkt osnowy geodezyjnej obiekty liniowe (np. ogrodzenie, linia wysokiego napięcia) obiekty powierzchniowe (np. działka, budynek na mapie topograficznej) Obiekty złożone (kompleksowe) są reprezentowane przez kombinację obiektów prostych, np. budynek na mapie zasadniczej Obiekty ciągłe – występują na całym obszarze danego SIP, np. numeryczny model terenu

Metody pozyskiwania danych przestrzennych postać - pomiar bezpośredni (tachimetry elektroniczne) wektorowa - wykorzystanie istniejących materiałów kartograficznych -digitalizacja z wykorzystaniem digitalizatora (ręczna, strumieniowa) - wektoryzacja ekranowa zeskanowanych map (ręczna, pólautomatyczna) - metody fotogrametryczne: stereo, mono (na ortofotomapie) - konwersja raster-wektor postać - skanowanie map rastrowa - skanowanie zdjęć lotniczych - obrazy skanerowe - obrazy satelitarne - konwersja wektor - raster