مدل داده‌های برداری عنوان پستی است که قرار است با شما به اشتراک بگذاریم. امیدواریم که این پست جذاب مورد پسند شما قرار بگیرد.این پست توسط ونوس نصیرفام تهیه و تقدیم می گردد.

چکیده

داده‌های مکانی را می‌توان در قالب‌ها و الگوهای مختلف دستکاری کرد. یکی از مهمترین فرمت‌های مهم مدل داده برداری است که روابط توپولوژیکی را بین آنها ویژگی‌های جغرافیایی برقرار می‌کند. در این مقاله نشان می‌دهیم که چگونه مدل داده‌های برداری به طور گسترده در بسیاری از فضاها تکنیک‌های تجزیه و تحلیل استفاده می‌شود. یک مدل داده‌برداری که به عنوان مدل شی گسسته نیز شناخته و آماده می‌شود داده‌ها در دو مرحله اساسی انجام می‌شود تا کامپیوتر بتواند داده‌ها را پردازش کند.

اول، نقاط و مختصات چند‌ضلعی x,y این داده‌ها برای نشان دادن ویژگی‌های فضایی گسسته مانند نقاط، خطوط و در فضای خالی استفاده می‌کند.ثانیاً اشیاء هندسی و فضایی آنها را سازماندهی می‌کند ارتباط با فایل‌های داده‌های رقومی که کامپیوتر می‌تواند آنها را ارزیابی، تفسیر و پردازش کند. توپولوژی در زمینه ساده علم و ریاضیات روابط است برای تأیید هندسه موجودیت‌های برداری و برای عملیات‌هایی مانند شبکه ردیابی و آزمایش مجاورت چند ضلعی استفاده می‌شود. ساختار داده‌های برداری را می‌توان به چهاربخش گروه‌بندی کرد کلاس‌ها یعنی: ویژگی‌های ساده، ویژگی‌های توپولوژیکی، مدل داده‌های شبکه مدل داده TIN، مدل داده‌های جغرافیایی و مدل داده مبتنی بر شی که در آن هر یک کاربرد فضایی خود را دارند.

مجموعه داده‌های برداری بسیار گسترده و به طور فزاینده‌ای منابع مختلف از جمله داده‌های اداری، سیاسی، اجتماعی و زیست‌محیطی مانند سرشماری مناطق، بخش‌ها، شهرستان‌ها، محله‌ها، پارک‌های ملی، کاربری زمین، پوشش‌زمین، زمین‌شناسی و غیره در دسترس هستند. بنابراین، مجموعه داده‌های برداری نیز در هسته طیف وسیعی از برنامه‌های کاربردی و حیاتی در تجزیه و تحلیل داده‌های فضایی روزانه هستند.

معرفی

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) می‌باشد به‌عنوان ضبط، ذخیره‌سازی، پردازش و ارائه فضایی داده‌های ارجاع شده تعریف می‌شود. این داده‌ها فضایی را می‌توان در قالب‌های مختلف و الگوها دستکاری کرد. یکی از مهمترین فرمت‌های مهم مدل داده‌برداری است که روابط توپولوژیکی بین ویژگی‌های جغرافیایی دارد. این داده های برداری را می‌توان از روش‌های مختلف، به‌عنوان مثال با استفاده از اسکن نقشه‌های آنالوگ در قالب‌های رستری و سپس رقومی‌کردن اشکال بردار استخراج کرد. در مدل داده‌برداری، نقاط، خطوط و چندضلعی‌ها هستند برای نشان دادن ویژگی‌های فضایی یا اشیاء با موقعیت مکانی واضح‌و مرز استفاده می‌شود. نمونه‌ای از ویژگی‌های داده برداری عبارتند از: گمانه‌ها به عنوان ویژگی‌های نقطه‌ای، ناودان‌های زهکشی به عنوان ویژگی های خط، و ساختمان‌ها به‌عنوان ویژگی‌های چند‌ضلعی. یک داده‌برداری مدلی که به‌عنوان شی گسسته نیز شناخته می‌شود مدل داده‌ها را در دو مرحله اساسی آماده می‌کند کامپیوتر می‌تواند داده‌ها را پردازش کند. اول، نقاط و مختصات x,y آنها برای نشان دادن ویژگی‌های فضایی گسسته مانند نقاط، خطوط و چند ضلعی‌ها در فضای خالی استفاده می‌کند.ثانیاً، اشیاء و رابطه فضایی هندسی را سازماندهی می‌کند آنها به فایل‌ داده‌های رقومی که کامپیوتر می‌تواند آن‌ها را تفسیر و پردازش کند.

مدل داده‌های برداری بیشتر تغییرات در طول سه دهه گذشته نسبت به هر موضوع دیگری در GIS تحت‌تأثیر قرار گرفته است. با ظهور داده‌های برداری جدید مدل‌هایی مانند پوشش‌ها، shapefileو geodatabase توسط ESRI برای مثال و سایر فرمت‌های برداری مورد استفاده در GIS، در درجه اول منعکس‌کننده پیشرفت در کامپیوتر است تکنولوژی و رقابت ماهیت بازار GIS، اما برای کاربران GIS ، یک مدل داده جدید به معنای پذیرش مجموعه جدیدی از مفاهیم، شرایط و ساختار فایل داده است. اگرچه برخی از فایل‌های شکل، بسیاری از پایگاه‌های جغرافیایی برای استفاده از مدل شی‌گرا فن‌آوری و GIS جدید قابلیت‌های توسعه‌یافته توسط نرم‌افزار GIS فروشندگانی مانند ESRI. مدل داده‌برداری می‌تواند ساده، توپولوژیکی، شبکه‌ای، جغرافیایی و اخیراً مبتنی بر شی باشد.

یک مدل داده‌های جغرافیایی هندسه‌ها را ذخیره می‌کند و صفاتی از ویژگی‌های فضایی به‌طور جداگانه، در حالی که از سوی دیگر مدل داده‌ای که مبتنی بر شی است آن هندسه‌ها و ویژگی‌های خصوصیات فضایی را در یک طرح واحد ذخیره کند. این مقاله به بررسی مدل داده‌های برداری در GIS و چگونگی زیربنای یک فضای پرکاربرد تکنیک های تجزیه و تحلیل با استفاده از مثال های مرتبط می‌پردازد.

ساختارهای داده‌های مکانی

ساختار داده‌های مکانی به پیاده‌سازی از مفاهیم فضایی یا تکنیک اشاره دارد. بهره‌وری به‌دست آمده پس از اجرای تکنیک‌های فضایی مانند ‌عنوان به‌حداقل رساندن نیازهای ذخیره‌سازی برای نگهداری داده‌ها و به حداکثر رساندن عملکرد به بهبود سرعت پردازش هندسی عملیات تأثیر قابل‌توجهی بر ساختار داده‌های مکانی دارد. روش‌های مختلفی ایجاد شده برای نشان‌دادن اطلاعات روی نقشه‌ها، مدل‌سازی با ویژگی‌های تولید شده فضایی در کامپیوترها بوده است. این روش‌ها عموماً بر اساس استفاده از بردار یا مدل‌های داده رستری هستند.

مدل داده‌های رستری

در مورد داده های رستری مطالب کمی گفته خواهد شد زیرا تأکید بر داده‌ مدل های برداری است.
در ساختارداده رستری ، اطلاعات در یک پیکسل یا سلول تشکیل شبکه توری، شبکه نشان داده شده است. به زبان ساده از اعداد باینری برای نشان‌دادن هر خانه استفاده می‌شود مقادیر ممیز شناور در موارد پیشرفته استفاده می‌شود. در داده‌های رستری، وقتی سیاه/سفید است رنگ استفاده می شود فقط داده های مکانی ذخیره می شود، و هنگامی که از مقادیر رنگ استفاده می شود ویژگی محدود است و اطلاعات را می توان ذخیره کرد. داده‌های رستری مورد استفاده باید بسیار کوچک/سبک باشند در غیر این صورت باید فشرده شود. برای بهبود کارایی ذخیره‌سازی این مشکل رستر داده‌ها در برنامهGIS است. داده‌های برداری از اشیاء هندسی نقطه، خط و چندضلعی برای نشان دادن ویژگی‌های فضایی استفاده می‌کنند. اگر برای ویژگی‌های چه ایده‌آل گسسته با مکان ها و اشکال، مدل داده‌برداری به خوبی با آن کار نمی‌کند پدیده‌های فضایی که به‌طور مداوم تغییر می‌کنند بر روی فضا مانند بارش، ارتفاع و فرسایش خاک خوبی تعریف شده است. یک گزینه بهتر برای نمایش پدیده‌های پیوسته مدل داده‌های رستری که به آن مدل میدانی نیز می‌گویند. مدل داده‌های رستری از یک شبکه منظم استفاده می‌کند فضا را بپوشاند. بر خلاف مدل داده‌های برداری، مدل داده‌های رستری میان مفهوم آن در چهار دهه گذشته تغییر نکرده است. تحقیق در مورد مدل داده رستری در عوض در مورد ساختارداده و داده‌های فشرده‌سازی متمرکز شده است. طیف گسترده‌ای از داده‌های مورد استفاده در GIS در قالب رستری کدگذاری شده است. چنین داده‌هایی شامل داده‌های رقومی ارتفاع، تصاویر ماهواره‌ای، عکس‌های ارتورقومی و غیره هستند.

مدل داده برداری

داده‌های برداری در GIS به دلیل ماهیت دقیق نمایش آن روش، کارایی ذخیره‌سازی، مقدار خروجی نقشه برداری آن و در دسترس بودن ابزارهای کاربردی برای عملیاتی مانند طرح‌ریزی نقشه، همپوشانی و تحلیل استفاده می‌شود. نقاط به عنوان عنصر اساسی در داده های برداری شناخته شده است. هر شی در مدل داده برداری اول طبقه‌بندی شده به یک نوع هندسی: نقطه، خط و چند ضلعی است. در هر شی، مختصات که هندسه آن را تعریف می‌کند دارای ابعاد ۲، ۳ یا ۴ می‌باشد. نقاط خطوط و این خطوط را بعداً چندضلعی ایجاد کنند. ساختارداده‌های برداری را می‌توان به چهار کلاس دسته‌بندی کرد برای مثال: ویژگی‌های ساده(غیرتوپولوژیکی) ، ویژگی‌های توپولوژیکی، شبکه مدل داده و مدل داده TIN و اخیراً مدل داده‌های جغرافیایی مدل داده مبتنی بر شیء.

ویژگی‌های ساده

در داده‌های ساده، نمایش گرافیکی از رایج‌ترین اطلاعات است. ویژگی‌های همان نوع هندسی مختصات x,y در همان پایگاه داده جغرافیایی کلاس ویژگی یا جدول اطلاعات ذخیره می‌شوند. این ویژگی‌ها گاهی به‌نام اسپاگتی به‌دلیل خط و چند‌ضلعی می‌تواند بدون هیچ رابطه‌ای همپوشانی بین هر یک از اشیاء داشته باشد. ابعاد و خاصیت را متمایز می‌کند سه نوع اجسام هندسی و همچنین ویژگی‌هایی که آنها نشان می‌دهند.

آنها بسیار مفید در شرایطی که تعداد زیادی از ویرایش‌های هندسی ساده از طریق رابط گرافیکی هستند. ویژگی های اسپاگتی بسیار حیاتی است زیرا به راحتی قابل استفاده جهت ایجاد، ذخیره، بازیابی و نمایش صفحه نشان داده می‌شود. ویژگی‌های ساده در اتصال بین نقاط مفید هستند، اما فاقد ساختار داده‌های پیشرفته‌تر است ویژگی‌هایی مانند توپولوژی، بنابراین انجام عملیاتی مانند تحلیل شبکه کوتاهترین مسیر و چند ضلعی مجاورت آن مشکل‌ساز است. به‌دلیل همپوشانی ماهیت و زمانی که موجودیت‌های فضایی پیچیده‌تر هستند در نظر گرفته شده، استفاده از بردار ساده ساختارهای داده در برنامه‌های خاص را محدود می‌کند. انحلال مشترک مرزها هنگام ادغام مناطق بسیار دشوار است. به‌عنوان مثال هنگام برخورد با زمین مالکیت، بدیهی است که قطعه زمین نمی تواند همپوشانی داشته باشد، در غیر این صورت دو افراد ممکن است در نهایت همان قطعه زمین را داشته باشند. در ویژگی‌های ساده، نقطه بعد صفر و فقط دارای خاصیت مکان است. یک ویژگی نقطه‌ای از یک نقطه یا مجموعه‌ای از نقاط مجزا ساخته شده است. معیارهای خوب و چاله‌های شن نمونه‌ای از این موارد ویژگی‌های نقطه‌ای هستند. یک خط یک بعدی و دارای خاصیت طول، علاوه بر مکان است. یک خط دارای دو نقطه انتهایی و برای مشخص کردن شکل خط، نقطه‌ای در بین آن‌ها قرار می‌گیرد. ویژگی‌های چند خط از خطوط ساخته شده است. خطوط جاده، جریان، و خطوط کانتور نمونه‌ای از ویژگی‌های چند‌خطی هستند. چند‌ضلعی دو بعدی و دارای خواص و دارای خواص مساحت (اندازه) و محیط، علاوه بر موقعیت مکانی است. یک چند‌ضلعی ویژگی از مجموعه‌ای از چند ضلعی‌ها ساخته شده است. نمونه‌ای از ویژگی‌های چندضلعی شامل قطعات‌زمین، ساختمان ها، بدنه‌های آبی مانند سدها و غیره. نمایش ویژگی‌های ساده با استفاده از نقاط، خطوط و چند ضلعی‌ها همیشه مستقیم نیست زیرا می‌تواند به آن مقیاس نقشه بستگی داشته باشد.به‌عنوان مثال، یک ساختمان بر روی یک نقشه مقیاس۱:۱،۵۰۰،۰۰۰ ممکن است به صورت یک نقطه، اما همان ساختمان ممکن است به نظر برسد یک چند ضلعی در نقشه مقیاس ۱:۵۰۰۰ ظاهر شود. داده‌های برداری می توانند توپولوژیکی یا غیرتوپولوژیکی، بسته به اینکه باشد در داده‌ها تعبیه شده است.ویژگی‌های توپولوژیکی از ویژگی‌های ساده به‌دست آمده‌اند. اشاره به مطالعه آن خواص از اجسام هندسی که در زیرتغییرات خاصی مانندخم‌شدن یاکشش ثابت می‌مانند.اعوجاج در شی فضای جغرافیایی باعث ویژگی‌های توپولوژیکی نمی‌شود رابطه با تغییر (به دلیل غیر متریک بودن خواص کیفی) خواهد شد. توپولوژی در زمینه ساده علوم و ریاضیات از روابطی که برای اعتبارسنجی هندسه موجودیت‌های برداری و عملیات‌هایی مانند شبکه ردیابی و آزمایش مجاورت چندضلعی استفاده می‌شود. فضایی را به وضوح نشان می‌دهد ارتباط بین ویژگی‌هایی مانند دو خط کاملاً در یک نقطه ملاقات می‌کنند. داده‌های برداری با توپولوژی برای برخی تحلیل‌ها ضروری است مانند کوتاه‌ترین مسیر در یک شبکه جاده‌ای، در حالی که داده‌های بدون توپولوژی می‌توانند سریعتر نمایش داده شوند. نقشه مترو نمونه معمولی از نقشه توپولوژیکی است زیرا به درستی تصویر اتصال بین خطوط مترو و ایستگاه‌های هر خط  ایجادمی‌کند اما اعوجاج در فاصله و جهت دارد. بسیار جالب است ویژگی معرفی شده که تمام خطوط را مجبور می‌کند انتهایی که در فاصله تعریف شده توسط کاربر قرار دارند طوری با هم چیده شوند که همان مختصات باشند ارزش را می‌توان به آنها اختصاص داد. با توجه به تنوع آن در عملکردهایی مانند اعتبارسنجی داده‌ها، ویرایش، مدل‌سازی رفتار یکپارچه و بهینه‌سازی پرس و جو توپولوژی را به نقش اصلی در تجزیه و تحلیل GIS تبدیل می‌کند. برای اعمال آن در داده‌های مکانی، توپولوژی اغلب از طریق نظریه گراف توضیح داده می‌شود، زیر شاخه ریاضیات که از نمودارها یا گراف‌ها برای مطالعه آرایش اجسام هندسی و رابطه بین اجسام است. برای مدل داده برداری نمودارهای جهت‌دار که شامل نقاط و خطوط جهت‌دار مهم خطوط جهت دار نامیده می شوند. قوس و نقاطی که کمان‌ها به‌هم می‌رسند یا تلاقی می‌کنند گره نامیده می‌شوند. توپولوژی حداقل دو مزیت اصلی دارد. اول، کیفیت و یکپارچگی داده‌ها را تضمین می‌کند. به عنوان مثال، توپولوژی امکان تشخیص را فراهم می‌کند خطوطی که به هم نمی‌رسند. اگر شکافی در یک ظاهرا وجود داشته باشد جاده پیوسته، کوتاه ترین مسیر تجزیه و تحلیل یک مسیر مداری برای جلوگیری از شکاف در پیش خواهد گرفت. در مرحله دوم، توپولوژی می‌تواند تقویت تجزیه و تحلیل GIS شود. آدرس اولیه ارائه دهندگان رمزگذاری جغرافیایی معمولاً از آن استفاده می‌کنند. پایگاه داده TIGER به عنوان یک پایگاه داده مرجع زیرا آن را ندارد دارای محدوده آدرس اما همچنین آنها را با توجه به سمت چپ یا راست خیابان جدا کنند. نمونه دیگری از داده های توپولوژیکی تجزیه و تحلیل زیستگاه حیات وحش شامل لبه ها بین انواع زیستگاه است. اگر لبه ها با چند ضلعی چپ و راست کدگذاری شده باشند مجموعه داده‌های مبتنی بر توپولوژی، انواع زیستگاه‌های خاص (به عنوان مثال رشد قدیمی و برش‌های واضح) در امتداد لبه‌ها به راحتی می‌توان جدول و تجزیه و تحلیل کرد. داده های برداری غیرتوپولوژیکی برای داده‌هایی با فرمت‌های داده غیر اختصاصی به کار گرفته شده است. اگرچه شکل فایل به یک نقطه به عنوان یک جفت x-،yیک خط را به عنوان یک سری از نقاط مختصات می‌کندو یک چندضلعی به‌عنوان یک سری از پاره‌خط، هیچ فایلی فضایی رابطه بین این اجسام هندسی را توصیف نمی‌کند. داده‌های غیرتوپولوژیکی مانند شکل فایل‌ها دو مزیت اصلی دارند. اول، آنها می‌توانند با سرعت بیشتری در رایانه نظارت بر داده‌های مبتنی بر توپولوژی نمایش داده شوند. این مزیت به ویژه برای افرادی که مهم است، به جای تولید، داده‌های GIS استفاده می‌کنند. ثانیاً داده‌های غیرتوپولوژیکی را می‌توان در نرم‌افزارهای مختلف مورد استفاده قرار داد بسته‌ها از آنجایی که غیر اختصاصی و قابل تعامل هستند.

مدل داده‌های شبکه

این یک مدل ویژگی توپولوژیکی ویژه است که به‌طور گسترده در محیط GIS استفاده می‌شود. نحوه اتصال خطوط در گره ها به یکدیگر را مشخص می‌کند. هدف اصلی یک شبکه مدل داده برای ارائه نمایش یک شبکه به عنوان مجموعه‌ای از پیوندها و گره‌ها دقیق است. توپولوژی ترتیب گره‌ها و پیوندها در شبکه‌ای از ارتباط خاص که نمایش مکان، جهت و اتصال هستند. حتی اگر هدف نظریه نمودار گراف باشد در انتزاع حمل و نقل شبکه ها، توپولوژی داده‌های شبکه مدل باید تا حد امکان نزدیک به ساختار دنیای واقعی که آن را نشان می‌دهد باشد. شبکه‌ها در سیستم نرم‌افزاری GIS به عنوان نقاط و خطوط مدل‌سازی می‌شوند. مثال، حرکت جهت‌دار از منبع به تصفیه خانه در شبکه فاضلاب اما جریان می‌تواند شبکه گاز تحت‌فشار در هر جهتی باشد. مدل داده‌های شبکه را می‌توان در موارد مختلف مورد استفاده برنامه‌هایی مانند مسیریابی وسایل نقلیه واکنش اضطراری در یک شبکه خیابانی، بهینه‌سازی مسیر ایمیل تحویل، ردیابی آلودگی بالادست به منبع از طریق یک شبکه جریانی قرار داد. بیشتر مدل‌های داده‌ای که در بالا مورد بحث قرار گرفت عمدتاً بر روی داده‌های ۱ و ۲ بعدی تمرکز می‌کند. مدل داده TIN یک جایگزین به مدل‌ داده‌های رستری و برداری برای نمایانگر سطوح پیوسته است. مدل‌های سطحی اجازه می‌دهد برای تجزیه و تحلیل و نمایش زمین و انواع دیگر سطوح به طور کارآمد تولید شوند. مدل TIN شبکه‌ای از مثلث‌ها با ذخیره‌سازی روابط توپولوژیکی مثلث‌ها ایجاد می‌کند. به این ترتیب TIN سطح زمین را به عنوان مجموعه‌ای به هم پیوسته از وجوه مثلثی نشان می‌دهد.برای هر از سه رأس،XYمکان جغرافیایی و مقادیر Z ارتفاع کدگذاری می‌شوند.روش‌های مختلفی برای مدل‌سازی داده‌های سه‌بعدی مانند مدل‌های زمین، سطح هزینه‌های فروش، لایه‌های زمین‌شناسی و غیره وجود دارد. بلوک پایه ساختمان گره داده TIN است. گره‌ها به نزدیکترین همسایگان آنها از طریق لبه‌ها، طبق مجموعه‌ای از قوانین متصل می‌شوند. توپولوژی چپ-راست لبه‌ها برای شناسایی مثلث‌های مجاور TIN مرتبط است. مثلث‌هایی را از مجموعه‌ای از نقاط به‌نام نقاط جرمی ایجاد می‌کند ، که همیشه به‌گره تبدیل می‌شوند. مسئول انتخاب کاربرنیست؛ همه گره‌ها طبق مجموعه‌ای از قوانین اضافه می‌شوند. نقاط انبوه را می‌توان در هر نقطه قرار داد با دقت بیشتر انتخاب شده، دقیق‌تراز مدل سطح خواهد بود. نقاط جرمی که به خوبی قرار گرفته اند یک تغییر عمده در سطح شکل است، به‌عنوان مثال، در قله یک کوه، کف‌دره، یا در لبه (بالا و پایین) صخره ها زمانی رخ می‌دهند. با اتصال نقاط در کف دره یا در امتداد لبه یک صخره، یک شکست خطی در سطح را می توان تعریف کرد. مثلث همیشه سه و فقط سه ضلع مستقیم دارد، نمایش آنها را نسبتاً ساده می‌کند. در یک مدل سه‌بعدی، موجودیت‌های هندسی نه تنها فضای اولیه را اجسام دو بعدی مانند نقطه، خط، و چند‌ضلعی، بلکه سه فضایی اولیه اجسام ابعادی مانند مکعب، کره و سیلندر شامل می‌شود.

در GIS های فعلی، در حالی که روابط توپولوژیکی نشان داده شده است بین واحدهای فضایی یکسان (مبتنی بر لایه GIS)، روابط فضایی بین واحدهای فضایی مختلف مانند نقطه-چند ضلعی روابط اجرا می‌شود توسط عملیاتی که ممکن است به ابزار خاصی در یک سیستم اطلاعاتی نیاز داشته باشد. به‌عنوان مثال، روابط نقطه-چند ضلعی برای پرس و جوهای گنجاندن مورد نیاز است. روابط فضایی نشان داده شده در یک مدل ۳بعدی عبارتند از: روابط توپولوژیکی بین اجسام سه بعدی فضایی. بنابراین، مدل سه‌بعدی باید نشان‌دهنده مجاورت و اتصال روابط بین اشیاء سه بعدی باشد. زیرا روابط می توان از اطلاعات هندسی با استفاده از فضایی عملیات پرس و جو مانند طبقه‌بندی نقطه/جامد است.

مدل داده‌های جغرافیایی

در مدل داده‌های جغرافیایی، پیاده‌سازی مدل ویژگی توپولوژیک هم هندسه و هم اطلاعات توپولوژیک معمولاً در فایل‌های کامپیوتری ویژگی‌ها در یک پایگاه داده پیوندی نگهداری می‌شود. به این معنی که مدل هندسی و ویژگی‌ها به طور جداگانه در یک سیستم تقسیم هندسه (geo) در فایل‌های گرافیکی و ویژگی‌ها(رابطه) در یک پایگاه داده رابطه ای هستند. به‌طور معمول یک مدل داده‌های جغرافیایی از ویژگی‌ها شناسایی شماره (ID) برای پیوند دو جزء استفاده می‌کند. این دو جزء باید هماهنگ باشند تا بتوان آنها را پرس و جو کرد، تحلیل کرد و به صورت هماهنگ نمایش داده شود. پوشش و شکل فایل که هر دو محصول ESRI هستند، نمونه‌ای از آنها مدل داده‌های جغرافیایی هستند. با این حال، پوشش توپولوژیکی در حالی که shapefileغیرتوپولوژیکی است. ساختار داده پوشش شامل روابط توپولوژیکی در ساختار داده‌های ویژگی می‌شود. ساختار پوشش نقطه ساده است. داده ها در نقطه پوشش شامل شماره شناسایی ویژگی‌ها (ID) و جفت مختصات x,y است. در پوشش‌های خط، شروع نقطه از گره و نقطه پایان گره به گره است. به‌عنوان مثال، قوس ۵ دارای ۱۴ به عنوانfrom-node و ۱۵ به عنوان گره است. لیست مختصات قوس نشان می دهد x، y مختصات از گره، به گره و نقاط دیگری به نام رئوس که هر کمان را تشکیل می دهند. لیست‌هایی مانند لیست چند ضلعی/قوس در چند ضلعی پوشش‌ها به‌عنوان فایل‌های گرافیکی در یک پوشه پوشش ذخیره می‌شوند. پوشه دیگری به نام INFO، که توسط همه پوشش‌ها به اشتراک گذاشته شده فضای‌کاری، فایل‌های داده ویژگی‌ها را ذخیره می‌کند. فایل‌های گرافیکی مانند لیست مختصات قوس، لیست گره قوس و قوس چندضلعی لیست کارآمددرکاهش افزونگی داده‌ها هستند. مرز مشترک بین دو یاچند ضلعی است یک بار در لیست مختصات قوس ذخیره می شود، دو برابر نیست. این نه تنها تعداد داده‌ها ورودی را کاهش می‌دهد اما همچنین به‌روز رسانی چندضلعی را آسان‌تر می‌کند.

مدل داده مبتنی بر شی

ساختار داده‌های جغرافیایی رابطه‌ای برای مدل داده‌های برداری توپولوژیکی سالهاست که وجود دارد و برای ساختار داده شی‌گرا مناسب نیست. استفاده از ساخت خانه به عنوان مثال، در ساختار داده‌های جغرافیایی، توپولوژیک ساختار برای اضافه‌کردن یک اتاق به خانه ممکن است شامل بازسازی کل خانه است اما سیستم دقیقاً می داند درکناراتاق‌های دیگر، اتاق جدید قرار دارد، در حالی پایگاه داده که شی‌گرا است ، اتاق می تواند باشد بدون تأثیر بر اتاق های دیگر اضافه شده است. مبتنی بر شی مدل داده آخرین ورودی است به مدل داده برداری که موقعیت جغرافیایی داده‌ها به عنوان اشیا را بررسی می‌کند. در شی‌گرا پایگاه داده‌های GIS مکانی و اطلاعات ویژگی برجسته شده است که با هم در یک رکورد واحد برای هر ویژگی در پایگاه داده ذخیره می‌شود. این باعث از دست دادن سخت ویژگی‌ها و درج کامل آسان‌تر آن است و بدون نیاز به حذف از پایگاه داده هر بار توپولوژی را بازسازی کنند. یک شی می‌تواند یک فضایی را نشان دهد ویژگی‌هایی مانند جاده، پایه چوبی، واحد هیدرولوژیکی، بدنه های آبی و غیره و همچنین نشان‌دهنده این ویژگی‌های فضایی سیستم‌های مختصات در که مبتنی بر آن هستند. در واقع تقریباً همه چیز می‌تواند باشد به‌عنوان شیء نمایش داده می‌شود. در‌محیط GIS ، مدل داده مبتنی بر شی با جغرافیایی از دو جنبه مهم است. اول، داده‌های مبتنی بر شی مدل هندسه‌ها و ویژگی‌ها را در آن ذخیره می‌کند سیستم واحد هندسه ها در فیلد خاصی به نام BLOB (شئی بزرگ دودویی) ذخیره می‌شوند. در مرحله دوم، مدل داده مبتنی بر شی تا فضایی ویژگی‌ها (اشیاء) با مجموعه‌ای از خواص و روش‌ها اجازه می‌دهد. در حالی که ملک یک صفت یا مشخصه یک شی، روش اقدام خاص انجام می‌دهد. به طور کلی داده‌های توپولوژیکی شی گرا ساختار به کاربر اجازه شروع تا با آن قطعات بدون تأثیر بر کل پایگاه داده، که در غیر این صورت در ساختار داده‌های توپولوژیکی رابطه جغرافیایی می‌دهد.

خلاصه

مدل داده‌های برداری در اکثر هسته تجاری GIS قرار‌دارد. اعتقاد بر این است که داده‌های مدل پولوژیکی بهترین منعکس کننده جغرافیای دنیای واقعی و فراهم می‌کند پایه ریاضی مؤثر برای رمزگذاری روابط فضایی، ارائه مدلی برای دستکاری و تحلیل بردار داده‌های مبتنی بر داده‌ها است. مجموعه داده‌های برداری گسترده و به طور فزاینده‌ای در دسترس از منابع مختلف از جمله اداری، سیاسی، اجتماعی و محیطی داده‌هایی مانند نواحی سرشماری، بخش‌ها، شهرستان‌ها، محله‌ها، پارک‌های ملی، کاربری‌زمین، پوشش‌زمین، زمین‌شناسی و غیره هستند. بنابراین، بردار عنوان مجموعه‌داده‌های توپولوژیکی نیز در هسته از طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی هستند. با وجود ماهیت حیاتی مدل داده‌های برداری در محیط GIS، ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشد مانند تجزیه و تحلیل در داده‌های پیچیده ممکن است زمان‌بر باشد که محدود می‌کند عملکرد مجموعه داده‌های بزرگ، به عنوان مثال تعداد زیادی ویژگی و غیره محدود می‌کند.

کلید واژه:هوش مکانی، مدل داده وکتوری، ونوس نصیرفام،GIS، رستر،داده های شیء‌گرا، توپولوژی،شیپ فایل،پایگاه داده، شبکه‌ای،داده های مکانی، خطوط کانتور، ESRI، TIN.