مقدمه: مدل برداری

در مدل برداری (Vector Model) اشیا یا عوارض در جهان واقعی به وسیله عناصر هندسی نمایش داده می شوند . بدین معنا که موقعیت هر شی به وسیله مختصات آن و توسط نقاط، خطوط و سطوح مشخص می شود . در این مدل موقعیت هر نقطه به طور دقیق با یک جفت مختصات ( x,y ) در یک سیستم مختصات معین ارائه می گردد که روابط همسایگی را نیز می توان به آن افزود ، بدین معنا که نقاط آغاز و پایان یک خط و همچنین سطوح مجاور آنها را تعیین نمود . این ساختار در ارائه موقعیت پدیده ها دقت بالایی دارد و بنابر این برای تشریح موقعیت مکانی پدیده ه ای نقطه ای، خطی و سطحی بسیار مناسب می باشد.

اجزاء یک ساختار برداری عبارت است از:

1. نقطه (Point) که موقعیت هندسی یک پدیده بدون بعد را نشان می دهد و دارای موقعیت x و y می باشد.
2. خط (Arc) برای نمایش پدیده تک بعدی بکار می رود ، بدین معنا که از نقطه ای شروع و به نقطه ای دیگر ختم می شود . و شامل مجموعه ای از نقاط به هم پیوسته (x,y) است که هیچ فضایی میان آنها وجود ندارد.
3. سطح (Polygon) از مجموعه ای از خطوط ساخته شده و برای نمایش پدیده های دو بعدی بکار می رود. این خطوط محدوده بوده و یک چند ضلعی را تشکیل می دهند.

روابط مکانی بین عوارض در مدل برداری در ساختار های نامنظم (Spaghetti) و منظم (Topology) شکل می گیرد . در ساختار نامنظم نقاط به صورت مختصات زوجی، خطوط به شکل زنجیره ای از مختصات زوجی و سطوح نیز در قالب خطوطی که سطوح بسته را تشکیل می دهند نشان داده می شود . عوارضی که از طریق میز رقومی ساز (Digitizer Table) وارد سیستم می شود در ساختار نامنظم ذخیره می شوند . این عوارض به عنوان عناصر گرافیکی مورد استفاده قرار می گیرند و دارای انعطاف پذیری مناسبی برای مقیاس دهی، تبدیل به سیستم های تصویری مختلف نمایش روی صفحه نمایشگر و اخذ خروجی می باشند.

از ساختار منظم داده های مکانی یا توپولوژی برای بیان روابط فضایی بین پدیده های زمینی و انجام عملیات تحلیلی GIS مانند همپوشانی لایه ها ، مدل سازی و . . .استفاده می شود . در این ساختار، مرز پولیگون ها بصورت یک سری از نقاط و گره ها شکسته و رابطه مکانی بین آنها بطور صریح در جدول توصیفات تعریف می شوند. پس از ساخت توپولوژی، پولیگون های چپ و راست که توسط یک طاق از همدیگر جدا می شوند تعریف می گرددند.

مدل برداری می تواند ساختار اطلاعاتی را به شکل مطلوب نمایش دهد ، زیرا اطلاعات با دقت بیشتری به صورت دستی و برداری وارد سیستم می گردد . در این مدل بازیافت و بهنگام سازی و تعمیم کلی بهتر انجام می شود و خروجی های دقیق تری داریم.

روابط توپولوژی در ژئودیتابیس (Geodatabase)

امروزه الگوی Geodatabase جدیدترین مدل بانک داده مکانی می باشد، چون این الگو دارای ساختار یکپارچه است و لایه های داده های مکانی متعددی در یک Geodatabase قرار می گیرند، لذا تعریف توپولوژی وابسته به ماهیت داده های ورودی می باشد و ساده تر انجام می پذیرد . تعریف توپولوژی در این ساختار شامل تعاریفی در داخل یک لایه یا بین دو لایه به شرح ذیل انجام می شود.

1- توپولوژی دریک لایه خطی . شبکه آبها پدیده ای خطی است، لذا ضرورت دارد که هر خط یک انشعاب رود را شامل شود، به عبارت د یگر در لایه شبکه رود یک انشعاب، و به عنوان یک واحد قابل تعریف است . به عنوان مثال توسط ویژگیهای نام، مقدار دبی، عرض و طول کانال و غیره . در نتیجه هر شبک ه به عنوان خطی با ابتدا و انتها تعریف می شود و استفاده بیشتر از یک خط برای تعریف یک آبراهه ساختار غلط در توپولوژی شبکه آب می باشد (شکل الف) اما شبکه منحنی میزان، خطوطی هستند که هیچگاه خود، یا همدیگر را قطع نمی کنند (شکل ب) شبکه هایی که ماهیت های متفاوتی دارند ام ا از نظر مکانی به هم متصل هستند ، لازم است که با دو عارضه تعریف شوند . مانند جاده فرعی که به یک جاده اصلی می رسد (شکل ج) یک عارضه خطی تنها یک بار از مسیری عبور می کند و با خود همپوشانی ندارد (شکل د). برخورد عوار ض در یک لایه نیز از قواعد خاصی برخور دار است از جمله اینکه باریکی یک عارضه نباید سبب رویهم قرارگیری آنها شود (شکل ه) عبور عوارض خطی از همدیگر مانند عبور پل از خیابان، نباید تقاطع اضافی تولید کند (شکل و) و همچنین در توپولوژی، اتصال عوارض پیوسته باید حفظ شود (شکل ز ، ح).

توپولوژی در لایه های خطی

منبع: کتاب “درآمدی بر سیستم های اطلاعات جغرافیایی”، انتشارات دانشگاه پیام نور

مطالب مرتبط:

روابط توپولوژی در ژئودیتابیس (Geodatabase) – بخش دوم ساخت توپولوژی در ArcGIS Geodatabase از منظر برنامه نویسی آرک آبجکت (ArcObjects) – بخش دوم