Geografické informační systémy

Prezentace na téma: "Geografické informační systémy"— Transkript prezentace:

1 Geografické informační systémy
Pavel Hrubeš

2 Web s prezentacemi Aktuality Témata a termíny referátů
Témata a termíny referátů České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídicí techniky a telematiky

3 Opakování - reprezentace reálného světa
České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

4 Vektorové datové modely
České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

5 „Špagetový“ datový model
Polygon Koordináty A (1,4), (1,6), (6,6), (6,4), (4,4), (1,4) B (1,4), (4,4), (4,1), (1,1), (1,4) C (4,4), (6,4), (6,1), (4,1), (4,4) 1 5 4 3 2 6 A B C Chybí zde relace mezi body, liniemi a polygony České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

6 Topologie Matematický způsob jak explicitně vyjádřit prostorové vztahy mezi jednotlivými geometrickými objekty Ukládání dat efektivněji Mnoho analýz využívá topologický vztah a nikoli geometrický Topologie objektů je nezávislá na souřadnicích a nemění se tedy při geometrické deformaci objektů Topologické koncepty Konektivita – dvě linie na sebe navazují v uzlech Definice plochy – linie uzavírající plochu definují polygon Sousednost – linie mají směr a nesou informaci o objektech napravo a nalevo České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

7 Topologický datový model
Topologický model je vhodný zejména pro prostorové analýzy objektů. Využívá základních geografických entit které jsou uzel (node), hrana (edge) a polygon. Uzel může tvořit: samostatný bod bod dotyku dvou hran koncový bod hrany určený bod na hraně České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

8 Topologický datový model
Hrana je úsek mezi dvěma uzly (posloupnost vektorů). Hrany na sebe navazují pouze v uzlech. Hrana obsahuje informace o počátečním a konečném uzlu a o pravém a levém polygonu Polygon je uzavřená oblast ohraničená hranami. Může obsahovat vnitřní polygony (ostrovy). České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

9 Topologický datový model
Vazby mezi objekty se uchovávají v topologických tabulkách, které doplňuje tabulka souřadnic tabulka polygonů - pro každý polygon obsahuje seznam hran, které tvoří jeho hranici (polygony jsou určeny identifikačním údajem, hrany se uvádí ve směru chodu hodinových ručiček). tabulka uzlů - pro každý uzel obsahuje seznam hran, které z něho vycházejí (uzly jsou určeny identifikačním údajem; hrany se uvádí ve směru chodu hodinových ručiček). tabulka hran - pro každou hranu obsahuje identifikační údaj počátečního a koncového uzlu a identifikační údaj polygonu nacházejícího se na pravé a levé straně hrany. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

10 Topologický datový model
1 5 4 3 2 6 A B C I II III IV O = “venkovní” polygon Coords X Y I 1 4 II III 6 IV Node Lines I 1,4,2 II 5,6,4 4 III 1,3,5 IV 6,3,2 Poly Lines A 1,5,4 B 2,4,6 C 5,3,6 České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

11 Topologický datový model pro 3D
3D topologický model je založen na entitách uzly (nodes), hrany (edges), plochy (faces), objemy (volumes) a podpůrných typech: okruhy (rings) -, sestava hran které vytvářejí plochu slupky (shells) -, sestava ploch které vytvářejí svazek České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

12 Uzel České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní
Ústav řídící techniky a telematiky

13 Lokalizace je definována souřadnicemi X, Y a Z.
Uzel Lokalizace je definována souřadnicemi X, Y a Z. Každý uzel topologického modelu musí být unikátní - musí mít jedinečnou kombinaci souřadnic Není tedy možné, aby se dva uzly překrývaly. Ve 3D oproti 2D prostoru se mohou lišit Z souřadnicí. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

14 Hrana České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní
Ústav řídící techniky a telematiky

15 Hrana Je tvořena sestavou dvou a více bodů, přičemž její orientace je určena jejich pořadím. Hrana nemůže křížit uzel nebo plochu, musí být vždy rozdělena na více hran. Hrany jsou spojeny pouze v koncových uzlech a plochy nebo svazky je musí obsahovat celé. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

16 Plochy České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní
Ústav řídící techniky a telematiky

17 Geometrie plochy je definována:
sestavou jedné nebo více hran které uzavírají plochu, sestavou žádného nebo více vnitřních uzlů které tvoří plochu, sestavou žádného nebo více vnitřních uzlů, které jsou totožné s vnitřními uzly příslušných hran. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

18 Obvodová hranice plochy může obsahovat jednu nebo více hran.
Plocha může obsahovat i díry, které jsou definovány jako vnitřní hranice a také je vytvářejí sestavy hran. Plocha se nesmí křížit s jinou a nebo ji překrývat. Plochy se mohou vzájemně stýkat pouze v uzlech a hranách svazky je musí obsahovat pouze celé. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

19 Okruhy České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní
Ústav řídící techniky a telematiky

20 Okruhy Okruhy jsou sestavy hran, které ohraničují plochu. Každý okruh je spojen se specifickou plochou, jednu hranu může obsahovat více okruhů. Hrana, která je uvnitř plochy, ale je spojena s obvodem plochy je také zahrnuta do obvodového okruhu. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

21 Slupky České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní
Ústav řídící techniky a telematiky

22 Slupka je sestava dvou nebo více ploch které ohraničují svazek
Slupky Slupka je sestava dvou nebo více ploch které ohraničují svazek Plocha, která tvoří hranici mezi dvěma svazky je součástí dvou slupek. Slupka může obsahovat jednu plochu dvakrát, pro každou orientaci plochy. Každá plocha, která je uvnitř svazku a je spojena s obvodovou hranicí při náleží do slupky. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

23 Objemy České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní
Ústav řídící techniky a telematiky

24 Objemy Objem je třídimenzionální geometrický objekt, který je složen z uzavřených částí prostoru ohraničeného sestavou ploch Objem nesmí překrývat nebo křížit sebe nebo jiný objem, může obsahovat bublinu, která je definovaná vnitřní hranicí složenou z ploch. České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

25 „Plovoucí“ uzly a hrany
Topologické vazby Vazba uzel - hrana Vazba uzel - plocha Vazba uzel - objem Vazba hrana - plocha Vazba hrana - objem Vazba plocha - objem „Plovoucí“ uzly a hrany České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

26 Vazba uzel - hrana České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

27 Vazba uzel - plocha České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

28 Vazba uzel - objem České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

29 Vazba hrana – plocha České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

30 Vazba hrana - objem České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

31 Vazba plocha - objem České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

32 „Plovoucí“ uzly a hrany
České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky

33 Implementace datového modelu
České vysoké učení technické v Praze - Fakulta dopravní Ústav řídící techniky a telematiky