Концепция растровых моделей географических объектов

Земное пространство непрерывно. Для представления земного пространства используются модели данных, которые в любом случае основаны на наборах дискретных объектов.

В векторной модели дискретизация реального земного пространства выполняется посредством выделения дискретных географических объектов и отображения их отдельными пространственными элементами – точками, линиями, областями.

В растровой модели дискретизация реального земного пространства достигается путем разделения его непрерывной последовательности на множество смежных элементарных объектов – пространственных ячеек. Ячейки являются базовыми элементами растровой модели данных.

Ячейка – это наименьшая единица информации растровой модели. Под ячейкой понимается гомогенный объект, т.е. такой объект, который имеет одну характеристику или одно значение. Поэтому растровая модель дает информацию о том, что расположено в данном месте. Для сравнения векторная модель дает информацию о том, где расположен объект. Для каждой растровой модели используются ячейки одного выбранного размера. В ГИС в зависимости от способа задания ячеек различают два типа пространственных ячеек:

- пиксел (Pixel - Picture Element) – ячейка, представляющая собой минимальный неделимый далее элемент изображения;

- ячейка (Сell) – ячейка заданного размера в форме квадрата, прямоугольника, треугольника, шестиугольника или трапеции.

Наиболее распространенная форма ячейки – квадрат или прямоугольник. +

Растровая модель данных в ГИС предполагает разбиение пространства (координатной плоскости) с вмещающими ее пространственными объектами на аналогичные пикселам дискретные элементы, упорядоченные в виде прямоугольной матрицы. Для цифрового описания (позиционирования) точечного объекта при этом будет достаточно указать его принадлежность к тому или иному элементу дискретизации, учитывая, что его положение однозначно определено мерами столбца и строки матрицы (при необходимости координаты пиксела, либо его центроида или любого угла могут быть вычислены).

Пикселу присваивается цифровое значение, определяющее имя или семантику (атрибут) объекта. Аналогичным образом описываются линейные и полигональные объекты: каждый элемент матрицы получает значение, соответствующее принадлежности или непринадлежности к нему того или иного объекта. (Рис. 2.3)

В растровых системах есть два способа добавления атрибутивной информации об объектах. Простейшим является присвоение значения атрибута каждой ячейке растра (например, индекс растительности). Но в таком варианте каждая ячейка имеет только одно значение атрибута. Второй подход –связывание каждой ячейки растра с базой данных, так что любое число атрибутов может быть присвоено каждой ячейке растра (Рис. 2.4).

Представление исходных полигональных объектов в виде растра может показаться весьма грубым приближением их истинной формы. Однако, выбрав подходящий размер пиксела растровой модели, можно добиться пространственного разрешения (точности представления объектов), удовлетворяющего целям их цифрового описания и последующей обработки, если этому не препятствуют соображения экономии машинной памяти: двукратное увеличение разрешения ведет к четырехкратному росту объемов хранимых данных и т.д. Полученная матрица образует растровый слой с однотипными объектами; множество разнотипных объектов образует набор слоев, составляющих полное цифровое описание моделируемой предметной области. С каждым семантическим значением или кодом пиксела, кроме того, может быть связан неограниченный по длине набор (таблица) атрибутов, каждый из которых можно развернуть в производный слой, соответствующий размеру исходной матрицы.