مدل های داده GIS – مدل داده برداری

داده ها را می توان به دو دسته ی داده های مکانی و داده های غیر مکانی تقسیم کرد. داده های مکانی نیز به دو دسته ی برداری (vector) و شبکه ای (raster) تقسیم می شوند. در اینجا به مدل داده برداری می پردازیم.

مدل داده برداری

در این مدل داده عوارض با مختصاتشان نمایش داده می شوند. سه نوع شی برداری داریم که عبارتند از: نقطه (point)، خط(line) و پلیگون(polygon). یک عارضه با توجه به مقیاس نقشه ی مورد نظر در یک از این سه دسته قرار می گیرد. مثلا ممکن است یک شهر در نقشه ی بزرگ مقیاس با یک پلیگون و در نقشه ی کوچک مقیاس با یک نقطه نمایش داده شود.

در اینجا دو مدل داده داریم که عبارتند از: مدل داده ی اسپاگتی و مدل داده ی توپولوژی.

در مدل داده ی اسپاگتی روابط توپولوژی بین اشیا را به صورت آشکار نداریم. مثلا در این ساختار نقاط با مختصاتشان، خطوط(و پلیگون ها) با یک رشته (و لوپ بسته) از نقاط تشکیل دهنده ی آنها مشخص می شود. این مدل برای پاسخگویی به سوالات توپولوژی مناسب نیست ولی برای کارهایی مانند چاپ نقشه های رقومی موثر است.

شکل مدل داده اسپاگتی

اما در مدل داده ی توپولوژی روابط توپولوزی بین اشیا نیز ذخیره می شود. به عنوان مثال در مدل داده ی ) المان پایه arc است. در این ساختار node  نقطه ی تقاطع دو یا چند arc است یا در انتهای یک arc آزاد است. و یک پلیگون از زنجیره ی بسته ای از arc ها تشکیل شده است. در این ساختار برای هر arc نودهای شروع و انتها و پلیگون های چپ و راست در جدول توپولوژی arc و مختصات نودهای شروع و انتها و نودهای میانی در جدول مختصات arc ذخیره می شود. در این ساختار یک تک نقطه به عنوان پلیگونی با مساحت صفر در نظر گرفته می شود. در جدول پلیگون در ابتدای arc هایی که یک جزیره را تشکیل می دهند یک صفر قرار داده می شود.با استفاده از این ساختار داده ی توپو لوژی می توان سریعا به پرسش های توپولوژی پاسخ داد.

شکل مدل داده ی توپولوژی

فرمت های برداری

برخی فرمت های برداری عبارتند از:

• Hardware Specific Format:

از دو نوع تشکیل شده است: فرمت هایی که در آنها مختصات زمینی واقعی داده حفظ شده و مورد استفاده قرار می گیرد و فرمت هایی که از page description دیگری از نقشه استفاده می کنند. نمونه ای از این فرمت، فرمت (Hewlett-Packard Graphics Language)است که یک زبان page description بوده و با پرینترها و پلاترها مورد استفاده قرار می گیرد.

• PostScript:

یک زبان page descriptionبوده که بیشتر برای export یا پرینت نقشه مورد استفاده قرار می گیرد. از گرافیک های برداری و شبکه ای پشتیبانی می کند و معمولا توسط Adobe مورد استفاده قرار می گیرد و اکثرا پرینترها قادر به خواندن آن هستند.

•  (Digital Exchange Format) DXF :

یک فرمت خروجی برای تبادل فایل ها بین کامپوترها و بسته های نرم افزاری است. این فرمت توسط AutoCAD ایجاد می شود و دارای جزئیاتی در مورد drawing ( مانند پهنای خط، style ، رنگ، text) است. در آن توپولوژی ذخیره نمی شود. شامل ۶۴ لایه بوده که هر لایه از عوارض مختلفی تشکیل شده است و به کاربر اجازه داده می شود که عوارض را از یکدیگر جدا کند.

• (Digital Line Graph) DLG :

عوارض در فایل های جداگانه ذخیره می شوند و این فرمت را می توان به اغلب نرم افزارهای GIS ای import کرد. این فرمت اغلب نیاز به manipulation بیشتری روی داده دارد و در آن نمی توان ارتفاع را ذخیره کرد.

• TIGER:

ترکیبی از فایل های DLG و DBF/DIME است. شامل توپولوژی و address match است. از نوع node/arc بوده و از سه فایل Zero cells (برای نقاط)، One cells (برای خطوط) و Two cells (برای نواحی) تشکیل شده است که توسط cross-indexing به هم لینک شده اند. در آن بعضی عوارض به عنوان landmark هستند و با استفاده از آنها لایه های GIS به یکدیگر متصل می شوند.

• (Scalable Vector Graphic) SVG :

یک Image می باشد. یک extension از زبان XML است و لذا هر برنامه ای که قادر به تشخیص XML است قادر به نمایش تصویر SVG نیز می باشد. scalable می باشد بدین معنا که با zoom in کردن روی تصویر، قدرت تفکیک آن کاهش نمی یابد. نسبت به فایل های سنتی تصویر ( مانند GIF,PDF,JPEG) کوچکتر و سریعتر است.

• Shapefile :

یک فرمت داده ی برداری برای ذخیره ی موقعیت، شکل و توصیفات عوارض جغرافیایی است که در مجموعه ای از فایل های مرتبط با هم ذخیره می شوند و شامل یک feature class است.

• Arc-Info Coverage :

یک مدل داده است که عوارض جغرافیایی مورد استفاده در نرم افزار ArcInfo را ذخیره می کند. مجموعه ای از داده های thematic را به عنوان یک واحد ذخیره می کند. معمولا یک لایه (خاک، جاده، کاربری) را نمایش می دهد. در آن عوارض به عنوان عوارض اولیه (polygon,arc ,point) و عوارض ثانویه (tic ,link ,annotation) ذخیره می شود. توصیفات عارضه به صورت مستقلی در جداول توصیفات عترضه ذخیره می شود. درArcGIS نمی توان آن را ویرایش کرد.

• Arc-Info Interchange File (.e00) :

یک فایل خروجی است. برای تبادل یک TIN ,grid ,coverage و جداول INFO مربوطه بین ماشین های مختلف استفاده می شود. نسخه های …,.e02,.e01 از چندین فایل جدا تشکیل شده است.

• GeoDatabase :

یک مدل داده ی شی گرا است و تحت RDBMS می باشد. در آن عوارض جغرافیایی و توصیفات آنها به عنوان object ها و روابط بین object ها می باشد. و در آن می توان object ها ( مانند relationship classes , non spatial tables , feature data sets, feature classes ) را ذخیره کرد.

در شکل زیر برخی فرمت های برداری نشان داده شده است.