Раздел: Документация
0 ... 12 13 14 15 16 17 18 ... 36 7. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ В ГИС ГИС обладает возможностью поддержки и принятии решений на основе информационных возможностей по моделированию и прогнозированию данными 7.1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО ЛОКАЛИЗОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ Определим моделирование просфанственно локализованных объектов как класс моделирования пространственно- временных данных, организованных так, что каждый графический объект взаимосвязан с одной или несколькими таблицами базы даниых 31.12]. Основу такого моделирования как специализированной ГИС- технологии составляют преобразования основанные на: теоретико-множественных отношениях, законах формальной логики, алгоритмах обработки изображений и многом другом, что является самостоятельным научным направлением, не связанным с географией. Объектами моделирования являются пространственные графические объекты и объекты базы данных ГИС, " еографичность" которых определяется их позиционной привязкой к точкам референц - эллипсода (а не только к карте). В ходе большинства процедур гео информационного моделирования эта "географичность" не нарушается и не используется, т.е. не применяется и не влияет на процессы моделирования. Следовательно, говорить о "географическом моделировании" в таких случаях нет оснований. Геоинформационное моделирование включает следующие специальные технологии: геогруппировку - построение временной динамической графической модели путем объединения совокупностей графических объектов в бЧияМ крупные объекты; буферизацию - процедуру построения полигональных объектов по заданным ареальным, линейным и точечным - объектам и параметрам буферизации; генерализацию - процедуру обобщения графических объектов и изменения их видимости при изменении масштаба и получения соответствующих новых атрибутивных данных; комбинирование - процедуры композиции или декомпозиции графических объектов на основе отношений между ними; геокоднрование - процедуру координатной привязки данных одной таблицы к данным другой, позиционно определенной таблицы; обобщение данных - процедуру создания атрибутов новых объектов на основе отношений атрибутов исходных объектов; 7.1.1. Формализация процессов пространственного моделирования При геоинформационном моделировании реальное явление упрощается и схематизируется и эта "схема" явления описывается с помощью специального аппарата. Этот процесс называется формализацией или формализованным описанием. Такое формализованное описание представление исследуемые элементы явлений и их взаимосвязи. При моделировании необходимо выделять объект или объекты моделирования среди множества других, не участвующих в процессе моделирования. Эта процедура по аналогии со всеми существующими графическими редакторами называется активизацией объекта. Будем обозначать активизированный объект символом А, прочие объекты символом О. При геоинформационном моделировании могут использовать специальный; объект S, который применяют в качестве шаблона (маски). Объект вновь создаваемый или модифицируемый из изменяемого объекта обозначим символом М В рамках такой модели обобщенная процедура геоинформационного моделирования описывается на основе отношений между A uS. A xS ->М Здесь х - символ отношения ; -> импликация В ГИС имеются три типа графических векторных объектов: точечные (Pt), линейные(1и) и площадные {Аг). Изменяемый объект А и S шаблон должны принадлежать к одному типу. Условимся обозначать совокупность атрибутов произвольного объекта О символом At{0 ), совокупность позиционных данных символом Pos(0 )• 7.1.2. Комбинирование пространственных объектов При таком виде моделирования осуществляют операции с графическими объектами. Активизированный объект Л называют также изменяемым объектом, подчеркивая этим саму возможность его модификации и взаимодействия с другими подобными объектами, а не то, что этот объект надо в обязательном порядке изменять. Объединение объектов. Наиболее распространенной процедурой комбинирования объектов является их объединение. Эту процедуру удобно использовать, когда один из объектов является определяющим, например, материковую часть государства и острова, относящиеся к нему, в одну территорию. Al u А2 и Ai vjAk -> М к - число исходных объектов, участвующих в объединении. В результате такого вида моделирования создается новый объект и вычисляются соответствующие ему данные. Выделение нескольких объектов из одного Процедуры выделения объектов позволяют разбить изменяемый объект на более мелкие объекты, используя некоторый шаблон. Например, с их помощью можно разбить большую территорию на составляющие части. А П SlyMl ; А П S2 -> М2 ; ..... A fl Sn Мп. Удаление фрагментов объектов путем комбинирования. Удалить фрагмента изменяемого объекта осуществляют также как операцию моделирования с несколькими объектами. Удалить часть изменяемого объекта можно путем наложения на него объекта-шаблона. А - -А П S -> М Другой путь - удаление фрагмента изменяемого объекта, который не совпадает с объектом-шаблоном. А П S ->Л/ Надример, чтобы удалить из объекта, обозначающего границы административной единицы, территорию некоторого озера, надо создать озеро как шаблон и с помощью команд ГИС удалить фрагмент административной единицы, налегающий на озеро. Добавление узлов путем комбинирования объектов. Процедура моделирования "Добавления узлов" позволяет создать новые точки в полигинии с сохранением топологии или с ее изменением, если добавляемый узел соединяет линейный объект с другим. В отличии от обычной процедуры графического редактирования, добавление узлов в как процедура геоинформационного моделирования основана на взаимодействии не менее двух линейных объектов. Само добавление узлов осуществляется автоматически, как результат суперпозиции графических объектов, а не с помощью указаний оператора как в технологиях компьютерной графики. At(M) = ZpAt(At)/.ki=l.......k значение - атрибуту нового объекта присваивается указанное значение Z. At{M) =Z без изменений - атрибуту нового объекта присваивается значение, соответствовавшее исходному объекту. At(M) =АЦА) При декомпозиции пространственных объектов используют следующие методы преобразования атрибутов: пусто - удаляет значение, которое соответствовало изменяемому объекту. значение - сохраняет значение, которое соответствовало изменяемому объекту. пропорционально размеру - вычитает из значения (которое соответствовало изменяемому объекту) долю, пропорциональную размеру вырезанного фрагмента. Рассмотренные процедуры легко реализуются в системах баз данных, электронных таблицах, пакетах статистической обработки в виде стандартных функций. 7.1.4. Моделирование с использованием геогрупп Технология моделирования, называемая геогруппировкой, основана на известном во многих пакетах компьютерной графики процессе группировки (объединения с сохранением связей) графических объектов. Отличие заключается в некоторых дополнительных возможностях, которые геогруппировка дает пользователю. Во-первых, это возможность получения на основе объединения не одного, а нескольких графических объектов. Эта часть моделирования по большому счету не имеет никакого отношения ни к географической инфор- 7 3»* да 3 (Al, A2) : Pos(AI) л Pos(A2) -» Pos(M) Подобная процедура нужна, например, при внесении на карту новой улицы, соприкасающейся* с уже существующими улицами. Она позволяет точно задать места пересечения улиц в виде узлов. 7.13. Преобразование атрибутов комбинируемых объектов При создании нового объекта необходимо определить его атрибуты, т.е. сопоставить ему таблицу с данными. Объект может создаваться как путем укрупнения, так и на основе разбиения более крупного. При объединении (композиции) более мелких, имеющих табличные данные, необходимо задать правила вычисления атрибутов аналогичных данных для создаваемого нового объекта. Такие процедуры геоинформационного моделирования называют обобщением данных исходных объектов. В процессе обобщения вычисляются данные для создающегося объекта в зависимости от заданного метода отношений атрибутов. Большинство ГИС - технологий содержит следующие методы обобщения данных при объединении объектов: сумма - значения атрибутов, соответствующих исходным объектам , складываются, и сумма присваивается новому объекту. At{M) =T.At(A.)i I.......k k - число исходных объектов. среднее - вычисляется среднее значение атрибутов исходных объектов и присваивается атрибуту нового объекту. At{M) = T.At{A,)l кi=l.......k взвешенное среднее - разные значения для исходных объектов умножаются на различные коэффициенты (веса) р Веса можно брать из любого числового поля таблицы или вычислять по значению характеристики пространственного объекта (например, использовать его площадь или периметр, которые могут отсутствовать в таблице.) 0 ... 12 13 14 15 16 17 18 ... 36
|
