مدل داده برداری (Vector Data Model)
دو مدل اصلی داده در سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدل داده برداری و رستری است. مدل داده برداری یک استراتژی توصیف عوارض در سیستم اطلاعات جغرافیایی است.
هدف اصلی مدل داده برداری در توصیف و نمایش هر عارضه به وسیله ژئومتری یا هندسه (شامل موقعیت و شکل) و اطلاعات توصیفی ( شامل ویژگی ها و مشخصات) انجام می پذیرد. معمولاً عوارض مرتبط (به طور مثال همه جاده هایی که در یک استان قرار دارند) در یک Dataset منفرد گروه بندی می شوند. بیشتر فرمت های داده برداری از تکنولوژی پایگاه داده رابطه ای استاندارد استفاده می کنند تا داده های توصیفی را ذخیره سازی نمایند اما نیاز به ساختار داده جی آی اس مبنا برای ذخیره سازی اطلاعات هندسی دارد.
ساختاری بنیادین در نمایش ژئومتری عوارض
یک ساختار پایه برای نمایش ژئومتری عوارض بر اساس بعد آن عوارض وجود دارد (یا حداقل، بعدی که برای نمایش آن انتخاب می گردد). در اصل سه نوع ژئومتری اولیه در سیستم اطلاعات جغرافیایی وجود دارد که شامل نقاط، خطوط و سطوح هستند. در ادامه به توضیح بیشتری در مورد ژئومتری پایه و سه گانه مدل داده برداری (نقطه، خط و پلیگون) در سیستم اطلاعات جغرافیایی خواهیم پرداخت.
نقطه (Point) – صفر بعدی
نقطه داری صفر بعد بوده و توسط تنها یک جفت مختصات نمایش داده می شود: (p = (x,y. در برخی فرمت های برداری، عوارض نقطه ای چندگانه نیز قابل قبول است، به طوری که یک عارضه شامل چندین زوج مختصاتی می گردد. حالت دیگر از عوارض برداری نقطه ای، نقاط سه بعدی است که به صورت (P = (x,y,z تعریف می گردد و نوع مرسوم دیگری از مدل داده برداری نقطه ای است.
خط (Line) – یک بعدی
خطوط با استفاده از یک لیست مرتب شده از نقاط نمایش داده می شود. منظور از لیست مرتب شده نقاط، آن است که نقاط دارای ترتیب هستند که نحوه یا ترتیب اتصال نقاط به یکدیگر را تعیین می کند. نقاطی که پیش تر در مورد آنها صحبت شد به نام Vertex یا رأس نامیده می شوند. در نتیجه یک خط یا Line به صورت زیر تعریف می گردد. برخی از فرمت های برداری قادر به ذخیره سازی ساختارهای خطی پیچیده تری هستند مانند Multi-lines (عوارض منفرد شامل چندین قطاع یا Segment خطی چندگانه می شود) و بسیاری اشکال و پارامترهای مربوط به انحنا.
چند ضلعی یا پلیگون (Polygon) – دو بعدی
پلیگون ها شامل خطوطی هستند که از یک سری نقاط یا رئوس یا Vertex هایی تشکیل شده اند که لیست این نقاط دارای ترتیب بوده و این خطوط به صورت منحنی های بسته ای ترسیم می شوند که مختصات نقطه آغازین و انتهایی دارای مختصات دقیقاً یکسانی هستند. نقطه آغازین به نام Start Node و نقطه انتهایی به نام End Node شناخته می شود. در نتیجه پلیگون را می توان لیستی از نقاط دارای ترتیب دانست که با Start Node شروع می شود، با نقاط کمی یا رئوس یا Vertex ها ادامه پیدا می کند و به نقطة انتهایی که End Node نامیده می شود منتهی می گردد. بین هر دو Vertex خطوطی وجود دارد که Vertex های متوالی را به هم متصل می کند که به نام Segment نامیده می شود. برخی از فرمت های برداری قادر به ذخیره سازی ژئومتری پلیگون به صورت چندگانه هستند. عوارض پلیگونی در سیستم اطلاعات مکانی به صورت زیر ذخیره سازی می شوند.
حجم (Volume) – سه بعدی
استراتژی های مختلفی برای نمایش اشکال سه بعد وجود دارد، اما رایج ترین آن اشکال چند وجهی (Polyface) است که شامل مجموعه ای از پلیگون های سه بعدی است و با یکدیگر یک سطح را تشکیل می دهند.
در اصل مختصات مورد استفاده در این اشکال ژئومتری اولیه معمولاً در سیستم مختصات استاندارد همچون سیستم مختصات جغرافیایی (GCS) و یا سیستم مختصات تصویری مانند UTM یا PCS محاسبه و نمایش داده می شوند.
اطلاعات توصیفی مربوط به عوارض برداری معمولاً با استفاده از مفاهیم پایگاه داده رابطه ای پیاده سازی می گردد که در آن ردیف ها (Rows) نماینده تمامی اطلاعات توصیفی مربوط به آن عارضه و ستون ها (Columns) نماینده یک توصیف یا توضیح در مورد عارضه ای است که به ردیف یا رکورد اطلاعاتی مرتبط شده است و در نهایت تمامی این ردیف ها و ستونهایی که معرف توصیف یک ویژگی یا خاصیت از هر عارضه هستند، با یکدیگر یک جدول اطلاعات توصیفی را ایجاد می کنند و هر ردیف دارای رابطه با یک بخش-عارضه یا Feature Part خواهد بود.
فرمت های داده برداری (Vector Data Formats)
مدل داده برداری تنها یک استراتژی کلی برای نمایش عوارض و اشیا در سیستم اطلاعات جغرافیایی است، اما ساختارهای داده فیزیکی (File Format) بسیار زیادی وجود دارد که ژئومتری برداری و اطلاعات توصیفی مرتبط با آنها را به طرق مختلفی سازماندهی می کنند و هر روش دارای ویژگی ها و قابلیت های منحصر به فرد خود هستند.
نوع فرمت در مدل برداری و ارتباط آن با توپولوژی
برخی از فرمت ها قادر به ذخیره سازی توپولوژی هستند، در حالیکه برخی دیگر نمی توانند اطلاعات تولوژیکی را در خود جای دهند. برخی فرمت ها اطلاعات ژئومتری و اطلاعات توصیفی را در فایل های مجزا ذخیره سازی می کنند، در صورتی که برخی دیگر (که معمولاً پایگاه های داده فضایی نامیده می شوند)، اطلاعات ژئومتری را در یک ستون در جدول اطلاعات توصیفی ذخیره سازی می کنند.
فرمت های رایج مدل داده برداری در سیستم اطلاعات جغرافیایی
برخی از فرمت های مرسوم مدل داده برداری در سیستم اطلاعات جغرافیایی به شرح زیر است:
نرم افزارهای گرافیکی غیر جی آی اسی مانند CAD و برنامه های ترسیمی همچون Adobe Illustrator، نیز بر مبنای مدل داده برداری قرار دارند. به طور کلی مدل داده برداری یکی از تکنولوژی های بیسیک در علوم کامپیوتر و مجموعه علوم مهندسی است.
مزایای داده های برداری
داده های برداری بهتر می توانند عوارض توپوگرافی را به نسبت مدل داده رستری از برخی جنبه ها نمایش دهند. مدل داده برداری می تواند تمامی انواع عوارض مختلف را با دقت نمایش دهد. نقاط، خطوط و پلیگون ها، به هنگام تعریف موقعیت و ابعاد همه عوارض توپوگرافیکی دقیق هستند. مدل داده برداری معمولاً مدل داده منتخب در سیستم اطلاعات جغرافیایی است زیرا می تواند اطلاعات توپولوژیکی را در بر بگیرد و اطلاعات توپولوژیکی زیربنای طیف بسیار گسترده ای از عملیات های تحلیلی و پردازشی در سیستم اطلاعات جغرافیایی است.
محدودیت های داده برداری
در مقایسه با مدل داده رستری، مدل داده برداری نیاز به زمان و تکنولوژی بالاتر و پیچیده تری دارد. خطاهای احتمالی بیشتری در هنگام کار با داده های برداری وجود دارد. داده های برداری به دلیل پیچیدگی بیشتر در ساختار مدل داده، در بسیاری از پردازش ها و مدل سازی ها با مشکلات بیشتری رو به رو خواهد شد.
ما را از دیدگاههای ارزشمند خود مطلع کنید
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
2 دیدگاه
به گفتگوی ما بپیوندید و دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.
سلام وقت بخیر
آیا ویدیوی آموزشی هم دارید؟
دوره های شما به چه صورت برگزار می شود
با سلام و احترام
از شما کاربر محترم به دلیل بازدید از سایت قدردانی می شود .
ویدئوهای آموزشی به زودی ارائه میگردد .