13. Fejezet - A vektor, vagy objektum orientált GIS
Szerkesztette: Holly Dickinson, New Yorki Állami Egyetem, Buffalo
Magyar változat: Gross Miklós, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár
A. BEVEZETÉS
Vektor adatmodell
B. VONALAK
Területek
C. ADATBáZIS LÉTREHOZáSA
A topológia felépítése
Szerkesztés
A digitalizálás és szerkesztés közötti kapcsolat
Szelvénycsatlakozás
D. ATTRIBUTUMOK HOZZáADáSA
E. PÉLDA VEKTOR GIS ELEMzÉSRE
Feladat
Eljárás
Eredmény
Irodalom
ellenőrző kérdések
Megjegyzés
Ez a fejezet egy két részből álló vektor GIS bevezetés kezdete. Célszerűnek éreztük ezeket az ismereteket az előző, a térbeli adatok fogalmáról szóló 10 - 12. Fejezettel összhangban tárgyalni. Egy kis módosítással a modul áthelyezhető úgy, hogy a raszter GIS-ről szóló 4. és 5. Fejezet után következzen.
13. Fejezet - A vektor, vagy objektum orientált GIS
Szerkesztette: Holly Dickinson, New Yorki Állami Egyetem, Buffalo
Magyar változat: Gross Miklós, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár
A. BEVEZETÉS
Vektor adatmodell
- a vektor alapú modell helyigénye kisebb a raszters nagy helyfoglalásához képest
- legegyszerűbb alapelem a pont
- az objektumokat pontok egyenes szakaszokkal való összekötésével ábrázolja
- néhány rendszer megengedi a pontok ívekkel történő összekötését
- a területeket vonalsorozatok határozzák meg
- a poligon fogalma a vektor adatbázisban, a pontok egyenes szakaszokkal történő összekötése miatt, azonos a terület jelentésével.
- különböző célokra nagyon nagy vektor adatbázisokat hoztak létre
- a vektorok használata általános a kataszteri (ingatlankataszter, közműkataszter) alkalmazásoknál; dominál a szállítási, közmű, és piaci alkalmazásoknál;
- a raszter és a vektor együttes használata célszerű topográfiai jellegű alkalmazások esetén, erőforrásgazdálkodás céljaira stb.
B. VONALAK
- ha síkbeli kiterjesztést használunk, akkor a területi objektumok egy osztályban, vagy rétegben nem fedhetik át egymást és le kell fedniük a réteg teljes területét;
- a határvonalak minden darabja közös határ két terület között;
- a közös határ két csomópont közti szakaszainak különböző elnevezései használatosak:
- az él (edge) illetve a "vertex" (csomópont) a gráf elmélet által favorizált;
- a lánc (chain) hivatalosan elismert az Egyesült Államok szabványában;
- az arc (vonal) elnevezés számos rendszerben használatos.
- A vonalaknak vannak olyan attribútumuk, amelyek azonosítják a poligonokat a vonal bal- és jobboldalán.
- a bal- és jobboldali azonosítók értelmezése függ a vonal haladási irányától.
- A vonalak (arcs/chains/edges) a vektor GIS alapjai.
Területek
- a területek tárolásának két útja van:
- poligonok tárolása
- minden poligont mint a koordináták sorozatát tárolják;
- bár a legtöbb határ közös választóvonal két szomszédos terület között, mégis kétszer kell kódolni és betölteni őket, mindkét szomszédos poligonnál;
- a határvonalak a két különböző változatban nem biztos, hogy egybevágnak;
- bizonyos műveleteket nehéz elvégezni, pl. szomszédos területek határvonalának módosítása;
- néhány forgalomban lévő GIS-ben és sok automatizált térképező programcsomagban használják.
- vonalak tárolása
- minden vonalat koordináták sorozataként tárolunk;
- a területek összekapcsolt vonalakból épülnek fel;
- minden határvonal csak egyszer kerül betöltésre és tárolásra;
- a legtöbb forgalomban lévő vektor-alapú GIS ezt használja.
C. ADATBáZIS LÉTREHOZáSA
- az adatbázis létrehozása több lépcsőben történik
- helyzeti (geometriai) adatok betöltése;
- attributum adatok betöltése;
- helyzeti (térbeli) és attributum adatok összekapcsolása.
- a helyzeti adatok betöltése történhet pontok és vonalak digitalizálásával, szkennelt és vektorizált szakaszokkal, vagy más direkt digitális forrásból
- a helyzeti adatok betöltése után még sok munka szükséges ahhoz, hogy használni lehessen őket.
A topológia felépítése
- ha a pontok be vannak töltve és a vonalak geometriája él, akkor a topológiát fel lehet építeni
- ez a szükséges számításokat és a pontok, vonalak és területek közötti kapcsolatok kódolását jelenti;
- ezt az információ automatikus kódolással is létrehozható, amit be lehet tölteni az adatbázis táblázataiba
Szerkesztés
- a topológia létrehozásának folyamata alatt olyan problémák lehetnek, mint vonalak túlhúzása, nem csatlakozása, kiugrása amelyeket a felhasználó a szerkesztéskor megjelöl, de kérhető automatikus korrigálásuk is
- az automatikus szerkesztéskor megadunk egy tűrési értéket, amely az objektumok körül meghatároz egy olyan buffer zónát, amelyen belül a szomszédos objektumoknak csatlakozniok kell;
- a tűrési érték helyzeti adatok pontosságától függ.
- ezek a szerkesztési eljárások tartalmaznak olyan funkciókat, mint elemek bekapcsolása, mozgatása, törlése, szétválasztása, összekötése stb.
A digitalizálás és szerkesztés közötti kapcsolat
- a digitalizálás és a szerkesztés egymást kiegészítő tevékenységek
- a gyenge minőségű digitalizálás sok szerkesztést igényel
- a jó digitalizálással el lehet kerülni a fokozott szerkesztési igényt
- mindkettő munkaigényes.
- a területi objektumok digitalizálása szükségessé teszi az utólagos szerkesztést
- a "vak" digitalizálásnál minden vonalas elem egyszer kerül digitalizálásra, az adatbázis mint egy tál spagetti
- nem valószínű, hogy a topológia felépítése és "tisztítása", valamint a területi objektumok egyértelmű rendezése az ilyen kusza adatokból automatikusan megvalósítható
- néhány rendszer igényli, hogy a felhasználó a "spagetti" digitalizálás közben egyértelműen azonosítsa a csatlakozásokat
- ez általában egy speciális kurzorgomb megnyomásával történik.
- a topológia felépítésében ekkor kevesebb hiba valószínű
- néhány rendszerben minden önálló vonalelemet önállóan (a többitől elkülönítve kell) digitalizálni
- itt sokkal könnyebb a poligonokat rendezni, a szerkesztésre kisebb szükség lesz
- néhány rendszer a topológia menet közbeni felépítését támogatja
- a rendszer folyamatosan kikeresi a teljes területeti objektumokat, ahogyan a digitalizálás halad előre
- a felhasználót egy hang, vagy villogás figyelmezteti, amint egy objektumot sikerült azonosítani
Szelvénycsatlakoztatás
- a csatlakozó térképszelvényeknél a keret mentén lévő alakzatok illesztése
- néhány megoldásnál az objektumok megfelelően eltolódnak, kiigazítódnak
- más megoldások a logikailag összetartozó részeket kapcsolják össze objektumokká
- a felhasználónak nincs lehetősége a beavatkozásra (a program megszakítására)
- a csatlakoztatott adatbázis szelvényhatárai átjárhatók (seamless database) - a szelvények széleit is el lehet tüntetni a felhasználó igénye szerint
D. ATTRIBUTUMOK HOZZáADáSA
- ha egyszer az objektumok topológiája felépült, akkor attributumokat lehet hozzájuk bevinni, vagy áttölteni más digitális adatbázisból.
- ha az adatbázist bővítjük, az attribútumokat különböző objektumokhoz is lehet kapcsolni
- az attributumot hozzá lehet kapcsolni az objektum képernyőn kiválasztott pontjához, meg kell adni a megfelelő objektumazonosítót, ami bekerül az attribútum táblázatba
- sok raszter GIS rendszerben, az attributum adatok tárolása és manipulálása teljesen külön úton történik a helyzeti adatoktól.
E. PÉLDA VEKTOR GIS ELEMzÉSRE
- hasonlítsd össze a 4. Fejezet példájával
Feladat
- a fakitermelésre alkalmas területek kiválasztása
- a terület alkalmas, ha kielégíti az alábbi követelményeket:
- fekete fenyővel borított (a fekete fenyő nem értékes)
- jól csatornázott (kevésbé csatornázott és vizenyős területeken nem lehet a berendezésekkel dolgozni, mert elfogadhatatlan környezeti kárt okoznak)
- 500 m-en belül nincs tó vagy vízfolyás (az erózió vízminőség romlást okozhat)
Eljárás
- az adatbázis három réteget tartalmaz
- megjegyzés: poligonokat ne tölts úgy, hogy minden esetben kitöltse a szóközt,
- ennélfogva, a területek a poligon ID-be nem tartoznak bele.
- buffer - az 500 m-en túli hidrográfiai adatok
- merge - a tó és a puffer összeolvasztása
- extract - a "fekete fenyő" poligonok kiemelése (fajta= fekete fenyő)
- extract -"csatornázott talaj" poligonok kiemelése (csatornázás= 2, talaj= A)
- overlay - átlapolt fekete fenyő és talaj poligonok
- build - topológia felépítése
- extract - azon poligonok kiemelése, amelyek nincsenek a puffer zónában, de máshol megvannak (puffer zóna= N, fekete fenyő= y, csatornázás = y)
Eredmény
- a fakitermelésre alkalmas területeket mutatja a térkép
Irodalom
Beard, M.V. and N.R. Chrisman, 1988. "Zipping: a locational approach to edgematching," The American Cartographer 15:163-72.
Chrisman, N.R., 1990. "Deficiencies of sheets and tiles: building sheetless databases," International Journal of Geographical Information Systems 4: 157-67.
ESRI, 1990. Understanding GIS: The ARC/INFO Way, ESRI, Redlands, CA.
Tomlinson, R.F., H.W. Calkins and D.F. Marble, 1976. Computer Handling of Geographical Data. UNESCO Press, Paris.
ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK
1. Beszéljünk a vektor adatbázis létrehozásának bonyolult folyamatáról térképdigitalizálás esetén
2. Egyszerű vázlatokat használva illusztrálják és írják le a tipikus problémákat, amelyek nehézségeket okoznak az objektum topológia felépítése során a vektor adatbázisokban, valamint azt a stratégiát, amivel minimalizálják a GIS-ek a szerkesztés nehézségeit.
3. Beszélgetés a GIS alkalmazásokról, a vektoros adatmodellel kapcsolatban. Adjon példákat ahol ez a modell, összehasonlítva a raszterrel különösen alkalmatlan.
|