Такое подразделение информации на слои интуитивно понятно и привычно, и легко соотносится с общепринятыми принципами использования прозрачных калек при работе с бумажными картами

8. Принципы организации моделей пространственных данных. Подробно объектно-ориентированный принцип.

Объектно-ориентированный подход позволяет создавать более открытые и легче поддающиеся модификации системы, так как конструкция таикх систем базируется на устойчивых промежуточных формах - объектах программы (ОП), не путать с пространственными объектами. Для модификации программы бывает достаточно замены объекта программы из иерархической цепочки наследования. Те из них, которые находятся на вершине цепочки, могут использоваться для реализации простейших систем, спускаясь вниз, получаем объекты с более сложным поведением.

Рассмотрим более подробно применение объектно-ориентированного подхода при создании "ГИС-95" (разработка НТЦ "Интелтек"). В качестве примера пространственного объекта возьмем реку.

Внешне она представляется в виде ломаной линии, у которой есть цвет и толщина. Положение ломаной на карте характеризуется координатами точек начала и конца, а также координатами промежуточных точек. Как пространственный объект река описывается разнообразными параметрами - она имеет название, длину, годовой сток и т.д. Часть этой информации существует на карте в виде самостоятельных элементов (например, название), а часть хранится в специальных структурах данных и при необходимости (запрос пользователя) может быть получена в наглядном виде. Все перечисленное мы относим к свойствам. Теперь о поведении. Река отрисовывается на карте. Изображение реки можно деформировать, скажем, при изменении масштаба или спрямлении, изменяя тем самым векторные координаты точек ломаной. Иными словами, поведение реки как объекта програмы полностью определяется действиями, которые мы можем выполнить над ней. Заметим также, что у всех рек одинаковое поведение, но разные значения параметров, что позволяет отличить их друг от друга. Таким образом любой объект программы, поставленный в соответствие пространственному объекту, обладает свойствами, поведением и индивидуальностью, полностью удовлетворяя концепциям объектно-ориентированного подхода, позволяя естественным образом применить последний к проектированию ГИС.

9. Принципы организации моделей пространственных данных. Подробно квадратомическое дерево.

Иерархическая структура данных, известная как квадратомическое дерево, используется для накопления и хранения географической информации. В этой структуре двухмерная геометрическая область рекурсивно подразделяется на квадранты, что определило название данной модели.

На рис. 4.8 показан фрагмент двухмерной области QT,состоящей из 16 пикселей. Каждый пиксель обозначен цифрой. Вся область разбивается на четыре квадранта: А, В,С, О. Каждый из четырех квадрантов является узлом квадратомического дерева. Большой квадрант QTстановится узлом более высокого иерархического уровня квадратомического дерева, а меньшие квадранты появляются на более низких уровнях.

10. Рис. 4.8. Фрагмент растра, квантованный для построения
квадратомического дерева

Технология построения квадратомического дерева основана на рекурсивном разделении квадрата на квадранты и подквадранты до тех пор, пока все подквадранты не станут однородными по отношению к значению изображения (цвета) или пока не будет достигнут предопределенный заранее наименьший уровень разрешения.

Если регион состоит из 2n х 2n пикселей, то он полностью представлен на уровне n, а единичные пиксели находятся на нулевом уровне.

Квадрант уровня 1 (0<1<n) содержит 21 х 21 пикселей, всего 41. На рис. 4.9 показано квадратомическое дерево, построенное по данным рис. 4.8. Как видно, эта структура являет собой классический пример Е-дерева. Преимущество такой структуры состоит в том, что регулярное разделение обеспечивает накопление, восстановление и обработку данных простым и эффективным способом. Простота проистекает из геометрической регулярности разбиения, а эффективность достигается за счет хранения только узлов с данными, которые представляют интерес.

Поскольку квадратомическое дерево известно как пространственно-рациональный способ представления сгруппированных однородных или сопряженных изображений, их преимущество над векторной репрезентацией многих (но не всех) пространственных алгоритмов относительно затрат машинного времени весьма существенно.

Первоначально большинство приложений моделей квадратомических деревьев было сделано для обработки изображений. Из этой области данная модель была перенесена в ГИС.

Модели, основанные на квадратомических деревьях, обеспечивают расчеты площадей, центроидные определения, распознавание образов, выявление связанных компонентов, определение соседства, преобразование расстояний, разделение изображений, сглаживание данных и усиление краевых эффектов. Вследствие этого появилась возможность использовать квадратомические деревья для хранения географических данных. Однако при этом требуется развитие процедур для превращения растровых данных в формат квадратомического дерева и усовершенствование техники линейного кодирования.

В первых работах по квадратомическим деревьям связи между квадрантом и подквадрантом давались в виде дерева со степенью ветвления, равной четырем. В такой структуре связи между родительским и дочерним уровнем определяются системой внешних указателей,

Все узловые точки дерева, за исключением корневой, имеют одного родителя. В то же время все они, за исключением листьев, вязаны с четырьмя дочерними узловыми точками.

Преимущество представления, основанного на указателях, заключается в том, что оно выражает только значимую часть полного квадратомического дерева.

Защита данных в ГИС

1. Основные способы зашиты информации в ГИС.

Основным способом защиты от доступа к конфиденциальным остаточным данным является своевременное уничтожение данных в следующих областях памяти компьютера:

• в рабочих областях оперативной и внешней памяти, выделенных