Структура векторных данных

Векторная модель (пространственных) данных[14]: Модель пространственных данных, включающая описание координатных данных пространственных объектов и, возможно, топологических отношений между ними.

Два соседних полигона F1и F2. T1…T6 – точки (узлы) полигонов, L1…L7 – линии (сегменты) полигонов

а.

Список объектов Объект «Полигон F1» Объект «Полигон F2»

Список координат узлов полигона F1		Список координат узлов полигона F2
T1	T2	T5	T6	T2	T3	T4	T5
x,y	x,y	x,y	x,y	x,y	x,y	x,y	x,y

б.

Список объектов Объект «Полигон F1» Объект «Полигон F2»

Список указателей на узлы полигона F1		Список указателей на узлы полигона F2
T1	T2	T5	T6	T2	T3	T4	T5
p1	p1	p1	p1	p1	p1	p1	p1

Список точек

x,y

в.

Список объектов

Список указателей на линии полигона F1		Список указателей на линии полигона F1
pL1	pL2	pL3	pL4	pL1	pL2	pL3	pL4

Список линий

Список точек

x,y	x,y	x,y	x,y	x,y	x,y
T1	T2	T3	T4	T5	T6

г.

Идентификатор линий

Идентификаторы первого и последнего узла каждой линии

Левый полигон

внешний

Правый полигон

Длина линии

д.

Идентификатор полигона	Преобладающая порода	Запас, м³/га	Площадь, га
F1	Береза		1.0
F2	Ель		1.0

а – объектная топология («спагетти») б – узловая топология («узлы» - точки) в – «линейно-узловая» структура г – топологические свойства полигонов в списке линий д – атрибуты полигонов

Векторная нетопологическая модель (пространственных) данных[15]: Векторная модель пространственных данных, не включающая в себя описание топологических отношений между пространственными объектами.

Векторная топологическая модель (пространственных) данных[16]: Векторная модель пространственных данных, включающая в себя описание топологических отношений между пространственными объектами.

На рис. показаны разные варианты векторных моделей. Принципиальная разница заключается в описании смежных границ объектов. Крайними случаями векторных моделей являются нетопологические модели (описания всех общих границ дублируются для каждого объекта, объекты независимы друг от друга) и модели с …топологией (описания общих узлов и линий хранятся в виде списков, смежные полигоны содержат ссылки на списки линий и узлов). Простая структура данных неудобна при разделении участка на части и др. вариантах обработки – появляется многократное дублирование данных. Простая векторная структура не позволяет передавать информацию об окружающих объектах.

Варианты иной организации хранения данных – создание общего каталога точек – координат (узловая топология), либо создание каталога точек и линий (линейно-узловая топология).

Топология - раздел математики, изучающий свойства фигур не меняться при любых деформациях без разрывов и соединений. Примеры геометрических фигур, обладающих близкими топологическими свойствами - окружность, эллипс, квадрат, ромб. Все перечисленные фигуры могут быть преобразованы одна в другую с нарушением пропорций, но без нарушения связей, подобно рисунку на резине. Применительно к электронным картам, топология определяет связи между объектами, устанавливает соседство полигонов и представляет один объект в виде набора других объектов – линий, точек, полигонов. При использовании топологии данные хранятся более эффективно, поэтому их обработка ускоряется и появляется возможность обработки данных больших размеров.

Топологические отношения в ГИС необходимы для моделирования и анализа пространственных данных. С помощью топологических условий (например, Внутри, Содержит, Пересекается) можно выполнять выборки к пространственным данным.

Модель геометрической сети: Модель пространственных данных, описывающая пространственные объекты в виде структуры из позиционированных узлов и соединяющих их ребер.

Сетью считается группа взаимосвязанных линейных объектов, которые служат для транспортировки людей или товаров или используются для передачи информации (автомобильные, железные дороги, линии телефонной связи). Модели сетей включают элементы векторных моделей (узлы, линии) с добавлением специальных атрибутов (дуги, узлы, центры, соединения). Поскольку для представления сетей в ГИС используются абстрактные модели, для их анализа не подходят ни растровые ни векторные модели. На рис. Показан пример модели сети, построенной с помощью характерных для векторных моделей элементов (узлов и линий), но с добавлением специальных атрибутов (узлов, потоков, соединений).