|
22. Fejezet - OBJEKTUM VAGY FEDVÉNY ?
Magyar változat: Végső Ferenc, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár
A. BEVEZETÉS
B. A FEDVÉNYSZEMLÉLET
Adatmodellek
C. AZ OBJEKTUM-SZEMLÉLET
Méretarány
Az időtényező
Az objektum-orientáltság
Azonosító
Öröklődés
Beágyazás
d. ELLENÉRVEK A FEDVÉNYSZEMLÉLETTEL SZEMBEN
Valóban létezik az objektum?
Környezeti modellezés
Lejtősség
Felvilágosodás
E. ALKALMAZÁSI TERÜLETEK
Erőforrás-gazdálkodás (fedvényszemlélet)
Közművek (objektum-szemlélet)
Szállítás, hidrológia (vegyes)
F. KIVÉTELEK
Szállítási hálózat
G. ÁTJÁRÁS A RENDSZEREK KÖZÖTT
IRODALOM
ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK
megjegyzés
Ez a fejezet áttekintést ad az "objektum-orientált adatbázis"-ról jelenleg is folyó vitáról. Bár ez a dolog bonyolult műszaki kérdésnek tűnik, hasznos információkat nyerhetünk az itt kiemelt kérdésekből.
22. Fejezet - OBJEKTUM VAGY FEDVÉNY ?
Magyar változat: Végső Ferenc, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár
A. BEVEZETÉS
- ha az adatbázisunkat egy térkép tartalmából kívánjuk felépíteni, az alábbi megoldások közül választahatunk:
- raszter - felosztjuk a térképet egyedi, önálló részekre, és kiírjuk mindegyiknek a tartalmát
- vektor - számbavesszük a térképen található jelenségeket, és mindegyiket leírjuk mint pontot, vonalat vagy foltot (poligont)
- az adatbáziskészítés valódi célja a valós világ tükrözése
- a térkép nagyon hatékony megoldás a földrajzi valóság ábrázolására, de a térkép tartalmának ábrázolása nem azonos magának a valós világnak az ábrázolásával
- a térkép célja a láttatás - összegyűjteni a földrajzi információkat és szemléletes módon közvetíteni a felhasználó felé
- az adatbázis-építés célja - mérés, vizsgálat, modellezés ellentétes lehet a térképkészítés céljaival
- a raszter-vektor ellentét csak egy része egy sokkal nagyobb kérdéskörnek, amely összefügg a valós világ adatbázisban való ábrázolásával
- ez a fejezet áttekinti az objektum és fedvényszemlélet közötti különbözőségeket
- mindkettő pontokat, vonalakat, foltokat tartalmazó adatbázis a földrajzi valóság leírására
- a különbség abban van, ahogy az adatbázis tartalma a a valós világot ábrázolja
B. A FEDVÉNYSZEMLÉLET
- a valós világ folyamatos
- a világban végtelen sok egyed (entitás) létezik
- a helyek a legkülönbözőbb koordináta rendszerben vannak leírva
- a helymeghatározás pontosságát csak a mérőeszköz korlátozza
- alapjában véve a helyzetet tetszőleges számjegyből álló koordináták írják le
- a földrajzi valóságot számos változó használatával írhatjuk le, pl. magasság, talajtípus, januári középhőmérséklet, népesség, megye stb.
- ezen változók mindegyikének értékét egy adott helyen az erre alkalmas mérőműszerrel meghatározhatjuk
- minden változót egy fedvénybe szervezhetünk
- minden fedvény a változó értékeit tartalmazza a földfelszínre vonatkoztatva
- az adatbázist használhatjuk arra is, hogy megvizsgáljuk valamely változó valamely helyre vonatkozó értékét
- az eredményt a helyszínnel való összehasonlítással ellenőrizhetjük
Adatmodellek
- a GIS kifejlesztett bizonyos adatmodelleket a világ fedvényszemléletű ábrázolására, közöttük:
- a rasztert - a folyamatos földrajzi változást véges méretű cellákkal közelíti
- a poligont - a világot szabálytalan poligonokra osztjuk, és a változók értéke egyforma lesz a poligonon belül, és gyorsan változik a poligonok határánál
- TIN - a világot háromszögekre osztjuk, és a változásokat a háromszögek síkjával közelítjük
- mindegyik modell lehetőséget ad a földfelszín változó értékeinek gyűjtésére
- mindegyik modell objektumokat használ valamilyen formában - pontok, vonalak, vagy foltok - de ezek az objektumok az adatbázisban vannak, a változások leírására és nem a valós világ objektumai
- pl. a szintvonalak vonalszerű objektumok, de funkciójuk a magasság változásainak ábrázolása
C. AZ OBJEKTUM-SZEMLÉLET
- az emberek a világot különböző típusú objektumokkal kitöltött üres térként látják
- az objektumokat arra használjuk, hogy beszéljünk, írjunk és gondolkodjunk a világról
- sokkal kézenfekvőbbnek találjuk a világ leírását az objektumok kölcsönös kapcsolatával, mint bármilyen koordinátával
- pl. a Mauritius szigetre azt mondjuk, hogy az Indiai-óceánban van, nem a szélességi és hosszúsági helyét említjük
- az objektumok nem egyszerűen mesterséges szerkezetek a változások leírására (lásd fedvényszemlélet), hanem a világ megismerésének alapvető építőkövei
- az objektum lehet: pont, vonal, folt
- bárhol lehet bármennyi objektum, vagy a tér lehet üres is ("nincs itt semmi")
- a fedvényszemlélet nem gazdaságos, csak akkor, ha korlátozott területet vagy csak néhány objektumcsoportot vizsgálunk
- pl. a legutóbbi erdőtűz adatait csak a leégett területen értelmezzük
- pl. a városnevek csak az adott hellyel együtt értelmezhetők, a megye neve egyértelmű az egész országban
Méretarány
- egy objektumot különbözőképpen ábrázolhatunk eltérő méretarányok mellett
- pl. "San Francisco" egyaránt jelenhet:
- egy várost és megyét valós földrajzi határokkal
- egy nagyvárost a San Francisco-i öbölben
Az időtényező
- az objektum-szemléletnek nyilvánvaló előnyei vannak, ha az objektumok helye az időben változik (mozognak), mint pl. a népesség
- a rosszul definiálható objektum, pl. a köd, sok problémát okoz:
- pl. hogyan követjük az objektum mozgását egyik képről a másikra, ha közben változtatja az alakját, szétválik részekre, vagy összeáll részekből
Az objektum-orientáltság
- ez a fogalom a számítógép tudományokból ered és egyaránt foglalkozik adatbázis kezeléssel valamint a feldolgozó eljárásokkal
- tartalmaz programozási nyelveket (pl. Smalltalk) és adatbázisokat, sok ezek közül kísérlet maradt
- mesterséges és megtévesztő dolog szétválasztani az objektum leírásokat a rajtuk végrehajtott műveletektől
- a térinformatikában: szétválasztani a földrajzi jelenség természetétöl a jelenségen végrehajtott műveleteket (elemzés, modellezés)
- csak a legutóbbi időben indult vita a térinformatikában a földrajzi objektumok természetéről és szerepéről
- különböző alapvető elgondolásokat tartalmaz, ezek:
Azonosító
- az objektumoknak azonosítója van, amely nem változik a rajtuk végrehajtott különböző műveletek során
- pl. az "Indiai-óceán" egy jól körülírható és állandó földrajzi fogalom, bár nem lehet pontosan lehatárolni semmilyen méretarány mellett
- a GIS-ben, az objektumok azonosítói megmaradnak a méretarány vagy a térképi megjelenés változtatása során (pl. a város mint pont vagy a város mint poligon)
Öröklődés
- ha új objektumokat hozunk létre, örökölhetik a szülők tulajdonságait
- pl. ha földrészletet hozunk létre mérési adatokból, az örökölheti az eredeti tulajdonságokat, mint a felmérő neve, vagy a felmérés ideje
- a térinformatikában gyakran kívánatos összetett objektumokkal foglalkozni, amelyet egyszerűbb objektumokból építettünk fel, és ezek összetetten öröklik az alkotó objektumok tulajdonságait, vagy fordítva
- pl. a "repülőtér összeállhat egyszerűbb" elemekből, mint a "kifutópálya", "torony", "fogadóépület" stb. A "repülőtér" néhány leíró adata, elérhető kell legyen az egyszerűbb objektumok szintjén, mint pl. "repülőtér neve"
Beágyazás
- az objektumok leírásának és feldolgozásának szétválasztásával szemben, kívánatos lehet összekapcsolni az objektumokat az őket változtató műveletekkel
- a GIS-ben a "vonal" lehet egy határ része, egy folyó darabja, főút vagy szintvonal - mindegyikhez sajátos műveletek tartozhatnak
D. ELLENÉRVEK A FEDVÉNYSZEMLÉLETTEL SZEMBEN
Valóban létezik az objektum?
- ha az objektum valós, meg kell tudnunk találni a helyszínen, és pontosan meghatározni, hogy a helyszín az objektumban vagy az objektumon van-e
- ez lehet egy bizonyos matematikailag meghatározott tárgy, pl. az Északi-félteke vagy az Egyenlítő
- egy valós épületnek a földfelszínen mindenhol kell lennie külsejének és belsejének
- pontosan definiálnunk kell a ház alaprajzát
- pontosan meg kell tudnunk határozni a helyzetét is, de ez nem lehetséges a mérési módszerek korlátai miatt
- egyes objektumok, mint az "erdei tisztás", "Indiai-óceán" nem definiálhatók egyértelműen
- a fedvényszemléletben csak nagyon kevés földrajzi objektum rendelkezik pontos jelentéssel
Környezeti modellezés
- a légkörre, az óceánokra, a geofizikai folyamatokra vonatkozó elméletek a fedvényszemléletet részesítik előnyben
- pl. a meteorológia mezőkkel modellez, a változók által meghatározott mezők két- vagy háromdimenziósak valahol a térben
- ilyen mezők pl. a hőmérséklet, szélsebesség- és irány, légnyomás
- a környezetkutatók fedvényeket használnak a következő dolgok leírására: talajtípus, növényzet, vegetáció eloszlás, fajok elterjedése stb.
- a környezetmodellezés sok adata a távérzékelésből származik amely a fedvényszemléletet követi, legalábbis a vizsgálat és az eredményközlés előtt
Lejtősség
- az objektum-szemlélet amely a világot önálló egyedek gyűjteményének tekinti, kevésbé érzékeny a folyamatos földrajzi változásokra:
- pl. lejtés, szállítási övezetek, bizonytalansági zónák, éghajlat stb.
Felvilágosodás
- az emberek az objektumok segítségével képzelik el, tanulják meg, beszélnek a világról és tájékozódnak benne
- a tudományos megismerés más nézőpontot kíván
- pl. az elektromágneses sugárzás megértéséhez szükség van a folytonos láthatatlan mezők elméletére
- pl. a meteorológia a hőmérséklet, nyomás folyamatos mezőivel dolgozik
- a tudósok világszemlélete gyökeresen eltérhet az átlagemberétől
- a fedvényszemlélet egy tudományosan megalapozottabb útja lehet a világ hatékony megértésének
E. ALKALMAZáSI TERÜLETEK
- a GIS alkalmazásának számos területe szívesebben haználja az objektum-szemléletet, sok pedig a fedvényszemléletet
Erőforrás gazdálkodás (fedvényszemlélet)
- a földrajzi változékonyság viszonylag kevés számú változóval leírható
- itt sok területen mérési probléma lehet, mint pl. a biológiai valóságé
- az alapelvek nem változnak lényegesen méretarányváltáskor
- nehézségek akkor jelentkeznek, amikor mozgó egyedek adatait kell kezelni, pl. követni a medvék mozgását a fedvényszemlélet felhasználásával
Közművek (objektum-szemlélet)
- a csövek, szelepek, mérőórák ábrázolása nagyszámú, térben szétszórt elem kezelését jelenti
- létezhetnek olyan objektumok, amelyeknek a vízszintes helyzete ugyanaz, csak függőleges irányban eltérő
- ez esetben nem lényeges kérdés a felszíni változékonyság mérhetősége
Szállítás, hidrológia (vegyes)
- az utak, vasutak, csatornák a legjobban definiálható vonal-elemek
- foltszerű elemek néha szükségesek lehetnek a vizsgálatokhoz
- pl. tó, zajövezet az autópálya körül
- a hidrológiai modellezésnek néhány területe igényelheti a fedvényszemléletet
- pl. a felszíni és felszínalatti vízmozgás fedvényként jobban modellezhetők
F. KIVÉTELEK
- sok információ ábrázolásához egyik szemlélet sem alkalmas
Szállítási hálózat
- általában úgy modellezzük, mint a síkban fekvő vonalak és pontok (kapcsolatok és találkozási pontok) sokaságát
- az USA Népességi Hivatalának DIME és TIGER adatbázisa az utcahálózatot fedvényként tekinti
- az útkereszteződések a pontok (0-rendű cella)
- a kereszteződések közötti utak a kapcsolatok (1-rendű cella) 0-rendű cellákkal határolva
- a (ház)tömbök (2-rendű cellák) 1-rendű cellák által határolt területek
- minden helyet pontosan egy 2-rendű cella, vagy 1-rendű cella jelöl
- a fenti szemléletből következően minden útkereszteződés metszéspont - akkor is, ha többszintű (0-rendű cella cella)
- ez nehézséget okoz a szállítások modellezésében
- a szállításban minden adat vonalakhoz és pontokhoz kapcsolódik az ezen kívül fekvő területek nem rendelkezhetnek adatokkal
- az utak és kereszteződések egy dimenziós hálózata a kétdimenziós földrajzi "térbe" ágyazódik be
- az objektumok köre leszűkül pontokra és vonalakra - területi objektumnak itt nincs megfelelője
- a hálózaton elfoglalt helyet definiálhatjuk a vonal számával és a vonal kezdőpontjától számított távolsággal
- az objektum-szemléletben szükséges lehet a vonalakat tovább osztani a tulajdonságok változása miatt, ezzel szükségtelenül szaporítva az önálló vonaldarabok számát
G. ÁTJáRáS A RENDSZEREK KÖZÖTT
- lehetséges az áttérés az egyik szemléletről a másikra
- ez gyakran előfordul amikor fedvényt hozunk létre vektoros digitalizálással, pl. talajtérkép digitalizálása
- a térkép vonalait (a határokat a talajtípusok között) önálló objektumokként digitalizáljuk
- a vonalak találkozhatnak, egyes helyek üresek maradnak, másutt sok objektum is lehet
- a "topológia építés" átalakítja ezeket az objektumokat fedvénnyé
- az átalakítás után minden pont határok közé kerül, és egy meghatározott talajtípust képvisel
IRODALOM
Egenhofer, M. and A. U. Frank, 1987. "Object oriented databases: database requirements GIS GIS", Proceedings International Geographic Information Systems Symposium: The Research Agenda 2:189-211.
Gahegan, M. N. and S. Roberts, 1988. "An intelligent, object oriented geographical information system", International Journal of Geographical Information Systems Vol 2:101-110.
Goodchild, M. F., 1989. "Modelling error in objects and fields", in M.F. Goodchild and S. Gopal, editors, Accuracy of Spatial Databases, Taylor and Francis, New York, 107-13. An accuracy perspective on the layer-object debate.
Herring J. R., 1987. "TIGRIS: topologically integrated geographic information system," Proceedings, AutoCarto 8:282-91
Herring, J. R., 1989. "A fully integrated geographic information system," Proceedings, AutoCarto 9:828-37
Maguire, D. J., M. F. Worboys and H. M. Hearnshaw, 1990. "An introduction to object-oriented GIS," Mapping Awareness 4(2):36-39. A good general introduction to the object oriented GIS.
Worboys, M. F., H. M. Hearnshaw and d. J. Maguire, 1990. "Object oriented data modeling for spatial databases". International Journal of Geographical Information Systems.
ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK
1. Azt mondtuk, hogy a földrajzi adat különleges, mert végtelenül bonyolult, a világ végtelen sok helyszínén, végtelen sok változót találunk. Egyetért vele? Mondana példákat?
2. Képzeljen el néhány útvonalat a háza és a kedvenc üzlete között. Ennek leírására a fedvény- vagy objektum-szemléletet használná, vagy mindkettőt?
3. A természetes környezet leírására milyen fontos fedvényeket tudna megnevezni?
|
