Представление информации в базах данных

База данных является моделью действительности в том смысле, что она представляет некоторые реальные явления или их аппроксимации. Различают три концептуальные модели пространственной информации, основанные на разных способах представления реальности:

• объектно-ориентированное представление — показывает все пространство (без пробелов) дискретно в виде отдельных объектов;

• линейно-узловое, или сетевое, представление — хорошо отображает связи или пути между объектами;

• географические поля — отражает непрерывно распространенные переменные, которые можно оценить в любой точке пространства, как, например, высоту земной поверхности.

Эти модели хорошо коррелируют с картографическими моделями. Например, в первой модели реальность предстает в виде объектов, разделенных границами, которые характеризуют смену семантических характеристик. Традиционно такие пространственные объекты классифицируют по пространственной локализации: в точках, на линиях или площадях.

Выбор той или иной модели связан с видом ее приложений. Объектно-ориентированная модель хорошо подчеркивает индивидуальные свойства объектов, но при этом возникает проблема определения положения границы, особенно для природных объектов. Для решения транспортных задач и для оценки природных ресурсов необходимы разные модели.

Описание множеств пространственных объектов для отображения их в цифровых БД называют моделью данных.

Это правила преобразования реального географического разнообразия в набор дискретных объектов (дискретизация). Различают векторные и растровые модели, основанные соответственно на векторной и растровой дискретизации.

Векторная модель — цифровое представление пространственных объектов набором координатных пар, описывающих «геометрию» объекта и его пространственную локализацию. В векторном виде обычно собирают топографические данные. Разновидностью является векторно-топологическое представление объектов, описывающее также их взаимное расположение (топологические отношения): «справа», «слева», «внутри», «примыкает» и т.п.

Растровая модель — цифровое представление пространственных объектов и их непрерывных изменений в виде совокупности ячеек заданного размера — растра. Растр представляет собой матрицу элементов изображения (пикселов) с присвоенными им значениями класса объекта. Размер растра (разрешение) выбирают в зависимости от масштаба и сложности отображаемого объекта. В пределах одного представления изменение частоты растра не производится из-за технических трудностей. Растровую дискретизацию часто называют сеточно-ячеистым представлением, имея в виду разные типы сеток — регулярные, треугольные и др.

В большинстве БД ГИС используют еще один способ описания пространственных объектов — послойный. При этом каждый слой отражает изменения одной переменной, а способ регистрации может быть векторным или растровым.