Kurs ishining asosiy vazifasi

Vektorlashtirish- rastrli tasvirdan vektor obyektlarini tanlash va ularni vektor formatida olish tartibi. Vektorlashtirish rastrli tasvirlarning yuqori sifatini (aniq chiziqlar va konturlarni) talab qiladi. Chiziqlarning kerakli ravshanligini ta'minlash uchun ba'zida tasvir sifatini yaxshilash kerak bo'ladi.
Vektorizatsiya paytida xatolar yuzaga kelishi mumkin, ularni tuzatish ikki bosqichda amalga oshiriladi:

• 
  1) bitmap tasvirini vektorizatsiya qilishdan oldin tuzatish;
  
• 
  2) vektor ob'ektlarini tuzatish.
  

Vektorli modellar diskret ma'lumotlar to'plamlari yordamida uzluksiz ob'ektlar yoki hodisalarni aks ettiradi. Shuning uchun vektor diskretizatsiyasi haqida gapirish mumkin. Shu bilan birga, vektor tasviri rastr tasviri bilan solishtirganda, ba'zi mintaqalar uchun boshqalarga qaraganda ko'proq fazoviy o'zgaruvchanlikni aks ettirishga imkon beradi, bu chegaralarning aniqroq ko'rinishi va ularning asl tasvirga (tasvirga) nisbatan kamroq bog'liqligi bilan bog'liq. rastrli displey bilan. Bu ijtimoiy, iqtisodiy, demografik hodisalarga xos bo'lib, ularning o'zgaruvchanligi bir qator mintaqalarda kuchliroqdir.
Ba'zi ob'ektlar ta'rifi bo'yicha vektor ob'ektlari, masalan, tegishli er uchastkasining chegaralari, tumanlar chegaralari va boshqalar. Shuning uchun vektor modellari odatda koordinatalar geometriyasi (topografik yozuvlar), ma'muriy-huquqiy chegaralar to'g'risidagi ma'lumotlar va hokazolarni to'plash uchun ishlatiladi.
Vektorli modellarning xususiyatlari: vektor formatlarida ma'lumotlar to'plami ma'lumotlar bazasi ob'ektlari tomonidan aniqlanadi. Vektor modeli bo'shliqni istalgan ketma-ketlikda tashkil qilishi va ma'lumotlarga "tasodifiy kirish" imkonini beradi. Chiziqli va nuqtali ob'ektlar bilan operatsiyalarni bajarish osonroq, masalan, tarmoq tahlili - yo'l tarmog'i bo'ylab harakatlanish yo'nalishlarini ishlab chiqish, belgilarni almashtirish. Rastr formatlarida nuqta xususiyati butun yacheykani egallashi kerak. Bu rastr o'lchami va ob'ektning o'lchami o'rtasidagi nisbat bilan bog'liq bir qator qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi.
Vektor ma'lumotlarining aniqligiga kelsak, bu erda vektorli modellarning rastr modellaridan ustunligi haqida gapirish mumkin, chunki vektor ma'lumotlarini har qanday aniqlik darajasi bilan kodlash mumkin, bu faqat koordinatalarni ichki ko'rsatish usulining imkoniyatlari bilan cheklangan. . Odatda, vektor ma'lumotlarini ko'rsatish uchun 8 yoki 16 kasr (bitta yoki ikki marta aniqlik) ishlatiladi. O'lchov jarayonida olingan ma'lumotlarning faqat ayrim sinflari vektor ma'lumotlarining to'g'riligiga mos keladi: bular aniq o'lchash (koordinata geometriyasi) orqali olingan ma'lumotlar; aniq suratga olish yo'li bilan aniqlangan topografik koordinatalar va siyosiy chegaralarga asoslangan kichik hududlar xaritalari.
Hamma tabiat hodisalari matematik jihatdan aniqlangan chiziqlar shaklida ifodalanishi mumkin bo'lgan xarakterli aniq chegaralarga ega emas. Bu hodisalar dinamikasi yoki fazoviy ma'lumotlarni yig'ish usullari bilan bog'liq. Tuproqlar, o'simlik turlari, yon bag'irlari, yovvoyi hayvonlarning yashash joylari - bu ob'ektlarning barchasi aniq chegaralarga ega emas. Odatda, xaritadagi chiziqlar qalinligi 0,4 mm bo'lib, ko'pincha ob'ektning joylashuvi noaniqligini ifodalaydi. Rastr tizimida bu noaniqlik hujayra o'lchami bilan beriladi. Shuning uchun shuni esda tutish kerakki, GISda koordinatalarning aniqligi emas, balki rastr katakchasining o'lchami va vektor ob'ektining holatidagi noaniqlik aniqlikning haqiqiy ko'rsatkichini beradi. Vektor modellaridagi munosabatlarni tahlil qilish uchun ularning topologik xususiyatlarini hisobga olish kerak, ya'ni. vektor ma'lumotlar modellarining bir turi bo'lgan topologik modellarni ko'rib chiqing.
IN rastr modellari diskretlashtirish eng ko'p amalga oshiriladi oddiy tarzda- butun ob'ekt (tadqiqot maydoni) muntazam tarmoqni tashkil etuvchi fazoviy hujayralarda ko'rsatiladi. Rastr modelining har bir katagi bir xil o'lchamga mos keladi, lekin har xil xarakteristikalar (rang, zichlik) sirt maydoni. Model hujayra bitta qiymat bilan tavsiflanadi, bu sirt maydonining o'rtacha xarakteristikasi hisoblanadi. Ushbu protsedura deyiladi piksellanish. Rastr modellari quyidagilarga bo'linadi muntazam, tartibsiz Va o'rnatilgan(rekursiv yoki ierarxik) mozaikalar. Yassi muntazam plitkalarning uch turi mavjud: kvadrat (3.2-rasm), uchburchak va olti burchakli (3.3-rasm). Agar vektor modeli u yoki bu ob'ektning qayerda joylashganligi haqida ma'lumot bersa, rastr model hududning u yoki bu nuqtasida nima joylashganligi haqida ma'lumot beradi. Bu rastrli modellarning asosiy maqsadi - sirtni uzluksiz ko'rsatishni belgilaydi. Rastrli modellarda atom modeli sifatida fazoning ikki o'lchovli elementi piksel (hujayra) ishlatiladi. Atom modellarining tartiblangan to'plami rastrni hosil qiladi, bu esa, o'z navbatida, xarita yoki geo ob'ektning modelidir. Vektorli modellar ikkilik yoki kvazi-binardir. Bitmaplar sizga yarim tonna va rang soyalarini ko'rsatish imkonini beradi. Odatda, har bir rastr elementi yoki har bir hujayra faqat bitta zichlik yoki rang qiymatiga ega bo'lishi kerak. Bu barcha holatlarda qo'llanilmaydi. Masalan, ikkita qamrov turining chegarasi rastr elementining markazidan o'tishi mumkin bo'lsa, elementga hujayraning ko'p qismini yoki uning markaziy nuqtasini tavsiflovchi qiymat beriladi.
Ba'zi tizimlar bitta rastr elementi uchun bir nechta qiymatlarga ruxsat beradi. Rastrli modellar uchun bir qator xarakteristikalar mavjud: ruxsat, qiymat, orientatsiya, zonalar, joylashuv.
Ruxsat- bir piksel bilan ko'rsatilgan ko'rsatilgan maydonning (sirtning) eng kichik qismining minimal chiziqli o'lchami. Piksellar odatda to'rtburchaklar yoki kvadratlardir, kamroq uchburchaklar va olti burchaklar ishlatiladi. Hujayra o'lchami kichikroq bo'lgan rastr yuqori aniqlikka ega. Yuqori aniqlik tafsilotlarning ko'pligini, ko'plab hujayralarni, hujayraning minimal hajmini nazarda tutadi.
Ma'nosi- rastr elementida (pikselda) saqlangan axborot elementi. Qayta ishlash jarayonida terilgan ma'lumotlar ishlatilganligi sababli, ya'ni. rastr model qiymat turlarini aniqlash zarurati. Rastr kataklaridagi qiymatlar turi ham real hodisa, ham GIS xususiyatlari bilan belgilanadi. Xususan, turli tizimlar qiymatlarning turli sinflaridan foydalanishi mumkin: butun sonlar, haqiqiy (o'nlik) qiymatlar, literal qiymatlar. Butun sonlar optik zichlik xarakteristikalari yoki biriktirilgan jadval yoki afsonadagi joyni ko'rsatadigan kodlar sifatida xizmat qilishi mumkin. Masalan, tuproq sinfining nomini ko'rsatadigan quyidagi afsona mumkin: O - bo'sh sinf, 1 - qumloq, 2 - qumli, 3 - shag'al va boshqalar.
Orientatsiya- shimolga yo'nalish va rastr ustunlarining holati o'rtasidagi burchak.
Zona rastr modeli bir xil qiymatga ega bo'lgan bir-biriga ulashgan hujayralarni o'z ichiga oladi. Zona alohida ob'ektlar, tabiat hodisalari, tuproq turlari diapazoni, gidrografiya elementlari va boshqalar bo'lishi mumkin. Bir xil qiymatga ega bo'lgan barcha zonalarni ko'rsatish uchun "zona sinfi" tushunchasi qo'llaniladi. Tabiiyki, barcha tasvir qatlamlarida zonalar bo'lishi mumkin emas. Zonaning asosiy xususiyatlari uning ma'nosi va pozitsiyasidir.
bufer zonasi- chegaralari xaritadagi istalgan ob'ektdan ma'lum masofada olib tashlangan zona. Tanlangan ob'ektlar atrofida bog'langan xarakteristikalar jadvali asosida turli xil kenglikdagi bufer zonalari yaratilishi mumkin.
Lavozim odatda rastrda ko'rsatilgan bo'shliqning har bir elementining o'rnini yagona tarzda belgilaydigan tartiblangan juft koordinatalar (satr raqami va ustun raqami) tomonidan beriladi. Vektorli va rastrli modellarni solishtirganda biz vektorli modellarning ob'ekt munosabatlarini tashkil qilish va ular bilan ishlash qulayligini qayd etamiz. Biroq, atributlar jadvallariga munosabatlarni kiritish kabi oddiy fokuslardan foydalanib, rastr tizimlarida ham munosabatlarni tashkil qilishingiz mumkin.
Savollarga javob berish kerak aniqlik rastr modellarda ko'rsatish. Rastr formatlarida ko'p hollarda koordinatalar pikselning markaziy nuqtasiga yoki uning burchaklaridan biriga tegishli ekanligi aniq emas. Shuning uchun rastr elementining ankraj aniqligi katak kengligi va balandligining 1/2 qismi sifatida aniqlanadi.
Rastr modellari quyidagilarga ega afzalliklari:

• 
  Rastr hodisalarni oldindan bilishni talab qilmaydi, ma'lumotlar bir xil masofada joylashgan nuqtalar tarmog'idan yig'iladi, bu kelajakda statistik ishlov berish usullari asosida o'rganilayotgan ob'ektlarning ob'ektiv xususiyatlarini olish imkonini beradi. Shu tufayli rastrli modellar hech qanday material to'planmagan yangi hodisalarni o'rganish uchun ishlatilishi mumkin. Oddiyligi tufayli bu usul eng ko'p qo'llaniladi;
  
• 
  rastr ma'lumotlarini parallel algoritmlar yordamida qayta ishlash osonroq va shu bilan vektor ma'lumotlariga nisbatan yuqori ishlashni ta'minlaydi;
  
• 
  bufer zonasini yaratish kabi ba'zi vazifalarni rastr shaklida hal qilish ancha oson;
  
• 
  ko'plab rastrli modellar vektor ma'lumotlarini kiritish imkonini beradi, vektor modellari uchun esa teskari protsedura juda qiyin;
  
• 
  rasterlashtirish jarayonlari algoritmik jihatdan vektorlashtirish jarayonlariga qaraganda ancha sodda boʻlib, koʻpincha ekspert xulosasini talab qiladi.
  

GISni loyihalashda muhim nuqta bu modelning o'lchamidir. Ikki o'lchovli (2D) va uch o'lchovli (3D) koordinatali modellar qo'llaniladi. Ikki oʻlchovli modellar xaritalashda, uch oʻlchamli modellar esa geologik jarayonlarni modellashtirishda, muhandislik inshootlarini (toʻgʻon, suv omborlari, karerlar va boshqalar) loyihalashda, gaz va suyuqlik oqimlarini modellashtirishda qoʻllaniladi.