Дәріс сабақтарының мазмұны

Мәліметтер базасында  атрибуттік деректерді көрсетудің негізгі  формасы кесте болып табылады.

Мәліметтердің тематикалық  түріне сәйкес және объектілердің әртүрлі  белгілерін  анықтайтын атрибуттар да кестелерде сақталынады. Әрбір объектіге кесте жолы, әрбір тематикалық белгіге (атрибутке) – кесте бағанасы сәйкес келеді. Кестенің әрбір торы белгілі бір объекті үшін нақты белгісі бар мәнді көрсетеді.

Уақытша сипаттама бірнше әдістермен көрсетілуі мүмкін: объектінің уақытша көрсетілу периодын сілтеу жолымен; белгілі бір уақыт моменттерін ақпаратпен сәйкестендіру жолымен; объекті қозғалыс жылдамдығын сілтеу жолымен.

Уақытша сипаттаманың көрсетілу  әдісіне байланысты ол сол объектінің түрлі уақыт этап атрибуттарының бір немесе бірнеше кестелерінде орналасуы мүмкін.

Атрибуттарды пайдалану  стандартты сұраныс түрлерін және түрлі  фильтрлерді пайдалану көмегімен  мәліметтер базасының объектісіне  анализ жасауға, сонымен қатар математикалық  логиканы сипаттауға мүмкіндік береді.

ГАЖ-де атрибуттік ақпаратты  сақтаудың түрлі әдістері бар:

• стандартты атрибуттардың 1-2 жүйесінің барлық объектілерін сақтау;
• кеңістікті объектілермен және реляция жөніндегі ақпаратпен байланысты атрибуттар кестесін сақтау;
• иерархиялық немесе желілік МБ деректер элементтерінің сілтемесін сақтау;
• егер жүйе классификаторға сүйенсе , онда атрибуттік ақпаратты сақтау мүлде қолданбауы мүмкін.

Атрибуттік  сипаттау кооридинатты толықтыра отырып, онымен бірге ГАЖ моделдерінің толық  сипаттамасын құрады  және соңғы деректердің типизация мәселесін шешеді, ол сыныпталу және оңдеу процессін жеңілдетеді. Атрибуттік және координатты сипаттау арасында өзара байланыс бар, ол түрліше ұйымдастырылуы мүмкін.

Демек, ГАЖ-де  екі негізгі мәліметтер класы  пайдаланылады – координатты мәліметтер және атрибуттар. Жүйеде олардың арасында өзара байланыс ұйымдастырылған.

Географиялық  мәліметтерді ұсынудың екі әдісі

Географиялық  объектілер ГАЖ-де екі моделдер көмегімен  ұсынылуы мүмкін: векторлік және растрлік.

Векторлық моделде  әрбір объект кестеде жолмен беріледі, ал объект формасы кеңістіктегі  координат x, y нүктелерімен анықталады (ГАЖ нүктелерді сызықтарға және контурларға біріктіреді). Объектілер дискретті орналасулы немесе оқиғалы, сызықты немесе облыстық болуы мүмкін. Орналасулық, мысалы, тапсырыс берушілердің мекен жайы немесе  қылмыс орны, бір жұп географиялық  координаты бар нүкте түрінде көрсетіледі.

Өзендер, жолдар немесе су құбырлары сияқты сызықты  объектілер, кезектескен  жұп координаттар жиынтығы түрінде көрсетіледі.

Аудандық объектілер шегараларымен анықталады және тұйықталған полигон түрінде көрсетіледі. Шегаралар ретінде жерді пайдалану учаскілері үшін нақты бекітілген шегаралар немесе  әкімшілікті бөлінген шекаралар пайдалануы мүмкін, мысалы,  округтер немесе табиғи шегаралар, мысалы, өзен бассейн шегаралары. Векторлық мәліметтерді анализдеу процессі жүру барысында, анализдің ауқымды бөлігі  қабаттар үшін мәліметтер кестесіндегі атрибуттармен жұмысты қосады.

Растрлік моделде  объектілер үздіксіз кеңістікте ұяшықтар түрінде көрсетіледі. Әрбір қабат бір атрибутты сипаттайды (бірақ басқа да атрибуттарды қосуға болады), және басқа мән ұяшықты жаңа қабаттар құру үшін анализдің үлкен бөлігі растрлік қабаттарды жинақтауға негізделген.

Пайдаланылатын  ұяшық өлшемі  анализ кезінде алынатын нәтижеге және құрылатын карта қандай болатынына әсерін тигізеді. Ұяшық өлшемі шығатын карта масштабын және минималды картографиялық бірліктерді ескеруі қажет. Өте үлкен немесе кіш ұяшықтарды пайдалану растрді сақтау үшін үлкен көлемді жадыны қажет ететін болады және картаның дәлдігі жоғарламай  оны өңдеу уақыты ұзарады.

Үлкен өлшемді ұяшықтарды (а) таңдау жалпы заңдылықтарды сипаттайды, бірақ бұл жағдайда кейбір детальдар  жоғалып кетеді.

Растрлік  көрсету (raster data structure, tessellation data structure, grid date structure), мәліметтердің растрлік моделі (raster data model) – жүйенің ұяшықтар жинағы ретінде формальды сәйкес үнемі-ұяшықты сипаттауға қарағанда оның объект кластарын жекешелендірген растр ұяшықтары түріндегі кеңістікті объектілердің сандық көрсеткіші (пиксель). Растрлік көрсету барлық кеңістікті объектілер типтері үшін бірдей, растірге сәйкес болатын тікбұрышты матрицада объектілердің орналасу орнын сілтеумен оны позициялауды мүмкін етеді (нүктелерді, түзулер, полигондарды және жазықтықтарды);  машиналық іске асыруда растрлік көрсету кеңістікті мәліметтердің растрлік форматына сәйкес келеді (raster data format). Сандық картографияда растрлік көрсету сандық картографиялық ақпаратты матрицалық түрде сипаттауға сәйкес.

Растрлік  графика – компьютерлік графиканың ең жаңа түрі. Кәзіргі уақытта экранның жоғары дәрежелі мүмкіндігіне байланысты, растрлік суреттеудің пассивті және интерактивті визуализациясын айырады. Растрлік нүктелерді тарату (жіктеу) дегеніміз мәліметтерді сақтау кеңістігеде иерархиялық әдіспен іс-әрекетті білдіреді, бұл жағдайда өңдеуге түсетін аудан бірдей өлшемді растрлік ұяшықтарға бөлінеді. Іс-әрекеттер жол және бағана индекстері арқылы берілген, оларды матрица түрінде ұйымдастыруға болады. Растрлік мәліметтер кеңістікті объектілердің геометриялық суреттелу түрін белгілейді, ол жағдайда объект бірдей қашықтықтан дискретизацияланады, кейін квантталады. Растрлік мәліметтер жиынтығының негізгі пайдаланатын аймақтары – сандық фотограмметрия, алыс барлау және тематикалық картография. Растрлік көріністің негізгі буыны пиксел болып табылады.

Пиксел (pixel, pel) –пэл син., пиксель – ағыл. қысқартылған “picture element” (“бейнелеу элементі”) – бейнелеудің дискретизациясы нәтижесінде алынатын ең кіші құраушысы (кейін бөлінбейтін элементтерге айыру – дикреттер, растірдің ұяшықтары немесе нүктелері); бейнеленудің кеңістікті мүмкіндігін анықтайтын тік бұрышты пішінмен және өлшемдермен сипатталады. Бейнелеудің денесін немесе көп қабатты қиюласуын (комбинациясын) көрсету үшін (сандық үш өлшемді бейнелеу) оның үш өлшемді аналогы пайдаланылады – “кубтік” ұяшық воксел (voxel ағылшынның “volume pixel” немесе “volume element”, OBEL). Маргиналды пиксел бірнеше көршілес пиксельдердің  араласуы нәтижесінде пайда болған, сонымен қатар пиксель берілген жиынның бірде бір класына қатыстырылмайды және бейнелеуді сандық өңдеу технологиясында миксель атауын алды (mixel ағыл-ның “mixel element”).

Растрлік әдіс кез-келген сәйкес келетін геометриялық пішінді элементтерді пайдалануы мүмкін, егер олар зерттелетін кеңістікті толық көрсете алатын, тұтас бетті құрау үшін біріктірілетін болса.

Бірақ, растір элементтерінің көптеген пішіндері болуы мүмкін, мысалы, үшбұрышты немесе алтыбұрышты, көбіне тікбұрыштарды немесе ұяшықтар деп аталатын квадраттарды пайдалану  жеңіл. Растрлік моделде ұяшықтар бірдей өлшемді, бірақ бұл кеңістікті элементтерге ажырату (бөлу) үшін міндетті талап емес.

Мәліметтердің растрлік құрылымы орналасу жөнінде  нақты ақпарат бере алмайды, себебі географиялық кеңістік соңғы өлшемді  дискретті ұяшықтарға бөлінген. Нақты (дәл) координаттардың орнына осы нүктелер орналасқан растрдің жеке ұяшықтары бар. 

Негізгі әдебиеттер (1 нег.[62-69]  )                

Қосымша әдебиеттер (1 қос.[96-116])

Бақылау сұрақтары:

1. Картаның қандай элементтері картада нүктемен сипатталады?
2. Картаның қандай элементтері картада сызықпен көрсетіледі?
3. Атрибуттік деректер не үшін пайдаланылады?
4. Географиялық мәліметтерді  көрсетудің қанша әдісі бар?

6-дәріс   Растрлық үлгілер. Бейнелер типтері.  Түс және оның үлгілері. ГАЖ-де  үшөлшемдік үлгілерді көрсету тәсілдері.

Мазмұны: Жоғарыда айтылғандай растрлы құрылымдарында әрбір тордың деректері қарапайым құрылымда антибруттың бір мәнімен байланысты. Растрлы тематикалық (тақырыптық) картаны құрастыру үшін торлардың екі өлшемді массивінің формасында нақты тақырып туралы деректенр жиналады.  Мұнда әрбір тор жеке теманың антибрутын көрсетеді. Торлардың мұндай екі өлшемді масиві жабылғын деп аталады.

Жабылу (coverage)-1) ARCL/INFO мәліметтердің  бзалық блогты памятын құрайтын санды  аналогы жабылуда. Картаның объектісін доға, түйіндер, полигоендар және өлшеу нүктелері сияқты бірінші объектілер түрінде және тіркелу нүктелері сияқты екінші объектілер  түрінде және тіркелу нүктесі, созылу және аңдатпа сияқты екінші объектілер түрінде сақталады. Карта объектілерінің атрибуттары объектілерді антибруттары кестесінде сипатталады және сақталады.

2) көптеген тақырыпты  байланысты деректер блок деп  есептеледі. Жабылу әдетте жеке  тақырып пен қабатты көрсетеді.  Мысалы, топырақ, өзендер, жолдар  немесе жерді пайдалану.

Жабылуды әртүлі типтегі  тақырыптық көрсету үшін пайдалануға  болады. (жерді пайдалану сімдік, топырақ типтері, жер беті геологиясы және т.с.с.) бұдан басқа, бұл //////// таралулар  мен өзара байланыстарда, объектілерге назар аударуды тіркеуге мүмкіндік береді.

Компьютерлі ортада растырлы графиктің таралған моделі гранд-тақырып  болып табылады.

Гранд (gria) растрдың синонимі - әдетте картаның объктілерін көрсету  үшін пайдаланылатын деректердің көптеген құрылымдарының бірі. Қатарлар мен  бағандар түрінде ұйымдастырылған, бір өлшемді торлар мен пикселдерден тұратын деректердің торлы құрылымы. әрбір тордың мәні немесе торлардың тобы антибруттың мәнін көрсетеді. Бұл құрылым әдетте үлгі – деректерлі сақтау үшін пайдаланылады.

Графикалық кеңістікті көрсетудің векторлық әдісі нақты кеңістік кординаттарды беруге иүикіндік береді. Бұл жерде кеңістік дискретті ячейкада квантты емес, үзіліссіз болып табылады. Бұл координатты кеңістіктің қос координаттарының нүтелерін, (Х және У), олардың биіктіктерінің координаттарының жүйелілігімен байланысты – сызықтарға, бастапқы және соңғы нүктелері сәйкес келетін біріккен сызықтардың тұйық жүйелілігіне жетеді.

Суреттер нүтелерді  жеке қос ретінде, сызықтарды қос  координаттық тобы ретінде сызықтарды қос координаттың тобы ретінде, облыстарды – бір нүктедегі басы мен аяғы біріккен сызықтар ретінде көрсетеді.

Векторлық көрсету (vektor data structure, vektor data model) - синонимі; деректердің  векторлық моделі-қос координаттардың  жиынтығы түріндегі нүктелік, сызықтық және полигональды кеңістік объектілердің асандық көрінуі. Олар тек объектілердің геометриясын ғана сипаттайды, бұл сызықты және полигональды кеңістік объектілердің сандық көрінуі. Олар тек объектілердің геометриясын ғана сипаттайды, бұл сызықты және полигональды объектілердің топологиялық, векторлық көрінуіне немесе векторлы-топологиялық, векторлы-топологиялық көріну түріндегі геометрия мен топологиялық қатынасқа (топологияға) сәйкес келеді; машиналық жүзеге  асыруда векторлық көрінуге кеңістік мәліметтердің векторлық көрінуге кеңістік мәліметтердің векторлқ форматы  vektor data format, деректердің векторлық құрылымы кортографиялық объектілердің геометриясын ғана көрсетеді. Оған пайдалылықты қосу үшін, геометриялық деректерді жеке файлда немесе деректер базасында сақталатын сәйкес келетін атрибутивті деректермен байланыстыру қажет. Осының арқасында объектілердің жиілікті көрінуі картаға көп ұқсас болады. Растрлы құрылымда әрбір ячейкаға антрибуттың мәні  жазылады. Векторлықта мүлде басқа әдіс пайдаланылады, яғни нақты түрдегі антрибурсыз өзіндік графикалық примитивысақтайды және жеке антрибутивті деректер базаларнасүйенеді.

Деректердің векторлық  құрлымдарда сызық және одан көп  координаттардан тұрады. 1 қима үшін кеңістікте жағдай мен бағыт беретін  координатттардың 2-еуі жеткілікті. Одан, күрделі сызқтар қималардан тұрады, олардың әрқайсысы қос координатпен басталып, аяқталады. Қисық сызықтар үшін қысқа түзу қималардың үлкен санының көмегімен болжамды көріністер пайдаланылуы мүмкін қималар кескінділер қысқа болған сайын олар барынша нақты күрделі сызықты көрсетеді. Сөйтіп, деректердің векторлық құрылымды кеңістікке объектілердің жағдайын жақсы көрсетсе де, олар нақты емес. Олар сонда да географиялық кеңістікке шамалап алынған көрінісі болып табылады.

Кейбір сызықтар өздігінен  болып және белгілі бір антрибутивті ақпаратты ақпараттарды иеленсе, басқалары торат деп аталатын сызықтың күрделі түрі, ол осы сызықтардың кеңістік қатынастары туралы қосымша ақпаратты да құрайды. Мысалы, жолдық торап жолдың типі туралы ақпаратты ғана емес, сол сияқты ол қозғалыстың мүмкін болатын бағытын көрсетеді. Бұл ақпарат әрбір кеңістігіне тән болуы қажет, өйткені тұтынушыларға қозғалыс әрбір кесіндінің бойынан, антрибуттардың  өзгеруіне дейін, тіпті екі жақты көше ,  бір жақты болғанға дейін жалғасуы мүмкін екендігін ескертеді. Осы кесінділерді байланыстыратын басқа кодтар, оларды біріктіретін түінділер туралы ақпаратты қосулары мүмкін.

Түйін, мысалы, тоқтау белгісін, бағдаршам немесе бұрылуға болмайды деген белгіні иеленуі мүмкін. Барлық осы қосымша антибруттар барлық торап бойнша анықталуы керек, компьютерге осы тораппен модельденетін қатынастың жүзеге асырылатындығын ескертеді. Байланыстылық және кеңістік қатынастар туралы мұндай нақты ақпарат топология деп аталады.

Алаңдық объктілер сызықтыққа ұқсас деректердің векторлы құрылымында көрсетілуі мүмкін. Бірнші кесіндінің координатының бірінші 2-і, біруақытта болып табылатын сызық кесінділерін тұйық петляға біркітіре отырып область немесе полигон құрылады.

Нүктелер мен сызықтар сияқты, полигондармен де объектілердің атрибуттарын құрайтын файл байланысады.

Полигон (область немесе полигон құрылады.

Нүктелер мен сызықтар сияқты, полигондармен де объектілердің  атрибуттарын құрайтын файл байланысады.

Полигон (polygon, area, area feature, region, face)- синонимі көп бұрыш, полигональды объект, контур, контурлы объект, облыс, кеңістік объектілердің негізгі 4 типінің бірі, векторлы-топологиялық көрінулерде немесе «спагетти» моделіндегі сегменттерде тұйық доға түрінде пайда болған және ішкі нүктелермен ұштасқан, олардың атрибуттар мәнінде ұйымдасқан, ішкі облыс; ішкі полигондарды (innex poligon) құрамайтын қарапайым полигон (simple poligon) мен «аралдар» (island) және анклавтар (hole) деп те аталатынішкі полигондарды құрайтын құрылымдық полигон (complex poligon) деп бөлінеді.