SISTEME DE REPREZENTARE A DATELOR SPATIALE

SISTEME DE REPREZENTARE A DATELOR SPATIALE

Tehnici de intoducere a datelor spatiale

Daca datele disponibile sunt in forma analogica, trebuie convertite in forma digitala Sunt doua cai pentru a realiza aceasta conversie: scanarea si digitizarea.

Procesul de scanare conversia datelor din format analogic) in format digital

Scanarea : imaginea este impartita in puncte (matrice de puncte) fiecaruia atribuindu-i-se un numar in conformitate cu nuanta de culoare de pe original. copiaza imaginea si apoi o stocheaza intr-un fisier raster. Cele mai uzuale formate sunt TIFF (Tag Image File Format) si JPG (Joint Photographic Experts Group).

1.2. Procesul de digitizare transformarea datelor grafice din format analogic in format digital, presupune existenta unui digitizor conectat la un calculator si prevazut cu un soft specializat(digitizare externa), sau prelucrarea unei imagini scanate prin digitizare dupa ce in prealabil aceasta a fost incarcata in soft (digitizare interna).

Scopuri: pentru a fi pur si simplu reprodusa intr-o forma mai eleganta, fie pentru selectarea si prelucrarea doar a anumitor straturi. . Scopul va decide si alegerea caracteristicilor hartilor, respectiv temele si gradul de detaliere, scara, sistemul de coordonate. Dupa fixarea temelor vom decide cate straturi vor fi necesare. Un strat grupeaza obiecte abstracte in unitati omogene - tip punct, linie, areal. Cand spunem ca digitizam o harta, digitizam de fapt un strat. Este de preferat ca fiecare strat sa contina un singur tip de primitiva grafica: strat punct, strat arc, strat poligon. In exercitiul care urmeaza fiecare tema va reprezenta un strat separat: reteaua hidrografica - strat de tip linie, vatra asezarilor - strat de tip poligon, drumurile - strat de tip linie, curbe de nivel - strat de tip linie.

In cazul stratelor de tip punct digitizarea presupune fixarea si punctarea cu ajutorul mouse-lui a elementelor geografice prea mici pentru a putea fi descrise prin linii sau poligoane

In cazul stratelor de tip linie digitizarea consta in urmarirea cu mouse-ul a elementelor lineare de pe harta, prea inguste pentru a putea fi descrise prin poligoane

In cazul stratelor de tip areal/poligon digitizarea presupune urmarirea cu mouse-ul a contururilor unor unitati de pe harta cu suprafete inchise si o anumita forma si punctarea locatiilor unde tema respectiva inregistreaza inflexiuni. Cu cat pe parcursul liniei sau conturului se pun mai multe astfel de puncte cu atat reprezentarea este mai precisa. . Pentru incheierea digitizarii unui element dintr-o tema se acceseaza de doua ori rapid butonul stang al mouse-ului

Reprezentarea datelor spatiale

stocarea trebuie facuta sub forma de coduri numerice. s-a convenit ca reprezentarea interna a unei harti sa se faca in doua sisteme: sistemul vector (puncte si linii) si sistemul raster (celule)

2.1. Sistemul vector

2.1.1. Primitive geometrice. In sistemul vector harta este construita, in mare, din puncte si linii,

Sistemul vector se bazeaza pe primitive grafice/geometrice. Primitiva grafica este cel mai mic element reprezentabil grafic utilizat la crearea si stocarea unei imagini vectoriale si recunoscut ca atare de sistem. Sistemul vectorial se bazeaza pe cinci primitive grafice: punct; arc ; nod ; poligon, volum.

a) Punctul este unitatea elementara in geometrie sau in captarea fotogrametrica. reprezinta o pozitionare in spatiu cu 2 coordonate (x, y). fiecare punct va fi inregistrat intr-un fisier sub forma de tabel care contine doua coloane. In prima coloana va apare un numar de identificare (care este unic), iar in a doua coloana coordonatele punctului in sistemul de referinta ales.

b) Arcul este o succesiune de jonctiuni/legaturi/linii intre o succesiune de puncte.Este , o linie franta ce uneste direct doua puncte ale parcursului, poate aproxima suficient de bine o curba prin micsorarea segmentelor. Un arc este orientat direct in sensul parcursului, de la punctul initial la cel final. , inregistrarea pe disc se va face sub forma tabelara. Arcul este o entitate de baza in modelele vectoriale si este asociat cu entitatea nod.

c) Nodul este definit ca o extremitate de arc si nu trebuie confundat cu conceptul de punct

. Un arc este obligatoriu marginit de un nod de origine si un nod destinatie. Nodurile indica sensul de parcurgere al arcului. , fiecare nod este un varf al unui graf.

d) Poligonul este un areal delimitat de arce, ele insele fiind conectate de noduri. Unui poligon ii este atasat in mod obligatoriu un nod izolat, numit centroid. Acest nod privilegiat permite construirea suprafetelor in jurul lui, pana la limitele formate de arcele intalnite Combinatii de poligoane formeaza suprafete bidimensionale sau tridimensionale

e) Volumele (corp delimitat de suprafete), aproximeaza cu o precizie suficienta volumele de pe hartile reprezentate in trei dimensiuni (3D)

2.1.2. Stocarea datelor. Datele vector pot fi stocate sub forma mai multor formate: shapefile; coverage; geodatabase; fisiere CAD; tabelar.

a. Formatul de date shapefile

Prin acest format se poate reprezenta un singur strat. Este de preferat ca intr-un strat sa fie stocate doar acele elemente care au aceleasi caracteristici, adica elemente care au aceleasi atribute , nu are un mecanism de colectie a straturilor. au acelasi sistem de coordonate, aceeasi intindere geografica.

b. Formatul de date coverage

Un coverage este o colectie de straturi.

c. Formatul de date Geodatabase

In formatul de date Geodatabase se pot stoca straturi sau colectii de straturi (feature datasets

d. Formatul de date CAD

Datele geografice pot fi stocate si in fisiere Computed Aided Design (CAD), cum ar fi fisiere DXF, DWG sau DGN. Fisierele CAD reprezinta o colectie logica care permite accesarea unui strat sau a tuturor straturilor, la un moment dat

Sistemul raster

2.2.1. Unitatea de imagine (Celula). In sistemul raster, imaginile sunt construite din celule numite pixeli (pixel=picture element). Pixelul, sau unitatea de imagine, este cel mai mic element de pe o suprafata de afisare, caruia i se poate atribui in mod independent o intensitate sau o culoare. Fiecarui pixel i se va atribui un numar care va fi asociat cu o culoare. Entitatile grafice sunt construite din multimi de pixeli. Un drum va fi reprezentat de o succesiune de pixeli de o aceeasi valoare; o suprafata impadurita va fi identificata tot prin valoarea pixelilor care o contin (vezi fig 1).

Sistemul raster genereaza un singur model numit model raster, sau model matricial. Asa cum am vazut, acesta este compus din celule mici de forma patrata sau dreptunghiulara, avand o suprafata de regula egala cu rezolutia sistemului. nu intotdeauna pixelul este considerat ca unitate de referinta, ci celula conventionala, care este formata din mai multi pixeli . In forma originala, pentru a satisface cerintele de acuratete, harta digitala raster va avea celula egala cu un pixel. Modelul raster este simplu, el continand doua entitati: celula si imaginea. o celula nu are decat o singura valoare si ca aceasta valoare este valabila pe toata suprafata celulei, Pozitia ei este definita prin numar de linie si numar de coloana intr-o imagine si numai una. in aceasta celula nu intra entitati geografice. Acestea din urma nu pot fi recunoscute decat dupa tema imaginii si valoarea de atribut a fiecarei celule. O imagine presupune una sau mai multe celule. Fiecare imagine este definita de tema sa si de un numar de imagine. Teritoriul care contine aceasta imagine este definit de coordonate si de extremitati. Aceste caracteristici contin si unitatea de masura si atributul fiecarei celule.

2.2.2. Stocarea datelor. Exista doua moduri in care pot fi stocate datele raster: ca imagini sau ca grid-uri In ambele cazuri, datele sunt stocate sub forma unor randuri si coloane de celule de dimensiune egala. Fiecare celula stocheaza o valoare. Detaliile depind de dimensiunea celulei. Cu cat dimensiunea celulei este mai mica, cu atat datele sunt stocate mai precis. Unele formate pot avea mecanisme de colectie.

Intre cele doua sisteme (raster si vector) exista diferente privind modul de stocare, manipulare si afisare a datelor. Principalul avantaj al sistemului vector fata de cel raster este faptul ca memorarea datelor este mai eficienta. In acest sistem doar coordonatele care descriu trasaturile caracteristice ale imaginii trebuiesc codificate In sistemul raster fiecare pixel din imagine trebuie codificat.