1.1.2 Формы отображения данных в гис

Существует четыре основные формы представления данных: аналитическая, графическая, табличная, графовая.

В современных ГИС, основными формами представления (отображения) данных являются графическая и табличная формы. Например, в геоэкологии в графической форме в виде отдельного слоя можно представить расположение источников загрязнения и зоны загрязнения окружающей среды, а в табличной форме может храниться перечень выбрасываемых загрязняющих веществ, объемы выбросов и др. характеристики.

1.1.2.1 Графическая форма отображения данных

Основой графического представления данных в ГИС является векторная, растровая и матричная модели представления пространственных данных (в том числе, данных о состоянии окружающей среды). Векторные модели строятся на векторах, занимающих часть пространства, а не все пространство в отличие от ростовых моделей. При построении векторных моделей объекты создаются путем соединения точек прямыми линиями, дугами окружностей, полилиниями. В растровых моделях весь объект (исследуемая территория) отображается в пространственных ячейках, образующих регулярную сеть графической информации. При этом каждой ячейке растровой модели соответствует одинаковый по размерам, но разный по характеристикам (цвет, плотность) участок поверхности объекта. В ячейке модели содержится одно значение, усредняющее характеристику участка поверхности объекта (рис. 2б).

Третьей моделью представления данных является матричная модель (рис. 2а). Матричная модель является чем-то средним между векторной и растровой моделью, т.е. объект отображается в пространственных ячейках, образующих регулярную сеть, где каждая ячейка занимает часть пространства и характеризуется набором его параметров.

Рис. 2а - Пример матричной модели территории

Рис. 2б - Пример растровой модели территории на аэрофотоснимке

Рис. 3 - Пример векторной модели топокарты

1.1.2.2 Табличная форма отображения данных

Тематические данные в ГИС хранятся в виде таблиц. Тематические данные (характеристики объектов) в геоинформатике называют атрибутами.

Таблица, содержащая атрибуты объектов, называется таблицей атрибутов. Каждому пространственному объекту соответствует строка таблицы, каждому тематическому признаку - столбец таблицы. Каждая ячейка таблицы отражает значение определенного признака для определенного объекта (рис. 4). Например, в геоэкологии в табличной форме может храниться перечень выбрасываемых загрязняющих веществ, т.е. в каждой ячейке таблицы хранится наименование загрязняющего вещества для определенного источника загрязнения.

Рис. 4 - Пример связи между объектом векторного слоя со строкой в атрибутивной таблице

1.1.2.3 Цифровая (электронная) карта в гис

Во всех программах ГИС можно создавать достаточно большое число слоев и группировать данные в слои на основе любого принципа, выбранного пользователем.

Технологически организация слоев основана на типизации данных. Множество разнообразных данных имеют различные характеристики и в процессе визуальной обработки это множество может быть информационно перегружено. Для уменьшения информационной нагрузки на оператора графические данные типизируют и объединяют в слои. Таким образом, разбиение на слои упрощает процесс обработки и повышает ее качество.

Слои могут иметь как векторные, так и растровые форматы (рис. 5). Однако многие ГИС допускают возможность работы со слоями только векторного типа, а растр используется в качестве подложки.

С помощью системы фильтров или заданных параметров объекты, принадлежащие слою, могут быть одновременно масштабированы, перемещены, скопированы, записаны в базу данных. В других случаях (при установке других режимов) можно наложить запрет на редактирование объектов слоя, запретить их просмотр или сделать невидимыми. Например, при решении задач влияния загрязнения воздуха на здоровье населения, можно визуализировать только слой с источниками загрязнения (дорожная сеть, промышленные объекты), слой населенные пункты в атрибутах объекта которого хранится информация по количеству жителей.

Рис. 5 - Пример цифровой карты с совмещением растрового и векторного слоя

Совокупность слоев (покрытий, карт-подложек) организуют цифровую карту.

Цифровая карта - двухмерная визуальная модель карты или поверхности Земли, отображаемая с помощью средств компьютерной графики в заданной картографической проекции и обладающая возможностью (в отличии от обычной бумажной карты) изменения масштаба отображения и изменением визуально отображаемых деталей (см. рис. 6).

Многослойная организация цифровой карты при наличии механизма управления слоями (механизм ГИС) позволяет объединить и отобразить не только большее количество информации, чем на обычной карте, но существенно упростить анализ пространственных объектов.

Таким образом, представление данных в ГИС в виде цифровой карты позволяет решать задачи типизации и разбиения данных на типы (слои), повышать эффективность интерактивной обработки и групповой автоматизированной обработки, упрощать процесс хранения информации в базах данных, упрощать решение экспертных задач.

Рис. 6 - Основные элементы цифровой карты

Основные элементы отображаемой цифровой карты доступные пользователю (рис. 6) включают:

1 – Заголовок карты;

2 – Рабочая область карты, где рабочая область карты предназначена для графического отображения видимых векторных или растровых слоев карты, совестно с атрибутивными таблицами выбранных слоев;

3 – Таблица содержания цифровой карты, где таблица содержания цифровой карты дает механизм управления слоями (удаление, добавление, настройка видимости и состава слоев);

4 – Легенда активного слоя карты, которая дает расшифровку всех графических символов использованных при отображении карты.

5 – Врезки, где врезки носят иллюстративный характер, например, содержат результаты прикладных расчетов (с графиками, диаграммами, построенными по данным атрибутивных таблиц).