البيانات المتجهة Vector Data
تعريفات عامة
المتجه هو هيكل بيانات
يستخدم لتخزين البيانات المكانية. تتكون بيانات المتجه من خطوط أو أقواس ، محددة بنقاط
البداية والنهاية ، والتي تلتقي عند العُقد. يتم تخزين مواقع هذه العقد والبنية الطوبولوجية
للأشكال. يتم تحديد العناصر الرسومية من خلال حدودها فقط ويتم تمثيل الخطوط المنحنية
كسلسلة من الأقواس المتصلة، إلا أنه يتم حفظ فقط تلك النقاط التي تحدد الشكل, أما كل المساحة الواقعة خارج هذه الأشكال تكون
"غير موجودة".
يتم تعريف نظام المعلومات
الجغرافية للشكل من خلال التمثيل المتجه لبياناته الجغرافية. وفقًا لخصائص نموذج البيانات
هذا ، يتم تمثيل الكائنات الجغرافية بوضوح ضمن الخصائص المكانية والوصفية .
هناك طرق مختلفة
لتنظيم قاعدة البيانات المزدوجة (المكانية والوصفية). عادة ، تتكون الأنظمة الاتجاهية
من مكونين: الأول الذي يدير البيانات المكانية والآخر الذي يدير البيانات الوصفية.
هذا هو نظام التنظيم المزدوج ، لأنه يربط قاعدة بيانات الأشكال بقاعدة طوبولوجية للبيانات
المكانية. العنصر الأساسي في هذا النوع من الأنظمة هو مُعرِّف كل كائن. هذا المعرف
فريد ومختلف لكل كائن ويسمح للنظام بربط قاعدتي البيانات لكل طبقة متجهة.
التمثيل الهندسي للبيانات الرقمية المتجهة
التمثيل المتجه للبيانات
في الشكل السابق
، يتم تمثيل البيانات الجغرافية المكانية في شكل إحداثيات. في بيانات المتجه ، تكون
الوحدات الأساسية للمعلومات المكانية هي النقاط والخطوط (والأقواس) والمضلعات. تتكون
كل وحدة من هذه الوحدات ببساطة كسلسلة من نقاط التنسيق قد تكون نقطة واحدة أو أكثر
، على سبيل المثال ، الخط عبارة عن مجموعة من النقاط ذات الصلة ، والمضلع عبارة عن
مجموعة من الخطوط ذات الصلة. إذا فلدينا 3 ثلاثة أنواع من المتجهات هي النقاط
والخطوط والمضلعات نستطيع من خلالها تمثيل أي شيء على سطح كرتنا الأرضية.
الإحداثيات
هي أزواج من الأرقام
تعبر عن مسافات أفقية على طول المحاور المتعامدة لخطوط الطول ودوائر العرض ، أو ثلاثة
أرقام تقيس المسافات الأفقية والرأسية Z ، تمثل الإحداثيات عمومًا المواقع
على سطح الأرض بالنسبة إلى المواقع الأخرى.
أنواع المتجهات الرقمية
1. 1. النقطة
هي كيان ذو أبعاد
صفرية يتم تمثيلها بواسطة إحداثي X و Y واحد. تمثل النقطة عادةً معلم جغرافي صغير جدًا بحيث
لا يمكن عرضها كخط أو منطقة ؛ على سبيل المثال ، موقع مبنى أو خدمة على خريطة صغيرة.
2.
2. الخط
هو مجموعة من الإحداثيات
المرتبة التي تمثل شكل المعالم الجغرافية الضيقة جدًا بحيث لا يمكن عرضها كمنطقة بمقياس
معين (مثال الشوارع والأنهار وخطوط الكهرباء والسكة الحديد) أو معالم خطية بدون منطقة
محددة (كخطوط حدود المقاطعة)..
هو كيان رسومي يُستخدم لتمثيل المناطق والمساحات. يتم تعريف المضلع بالخطوط التي تشكل حدوده ونقطة داخل حدوده من أجل تحديد وصف المضلع. تحتوي المضلعات على توصيفات أو حقول تصف الميزة الجغرافية التي تمثلها.
موديلات البيانات المتجهة
هناك نماذج مختلفة
لتخزين وإدارة معلومات المتجهات. كل واحد منهم له مزايا وعيوب مختلفة.
1.
1. قائمة إحداثيات "السباغيتي"
(الشكل التالي)
وسمات الموديل:
- ·
بسيط.
- ·
سهل الإدارة.
- ·
ليس له طوبولوجيا.
- ·
به الكثير من الازدواجية، وبالتالي يحتاج إلى مساحة تخزين كبيرة.
- · غالبًا ما تستخدم في CAC (رسم الخرائط بمساعدة الكمبيوتر)
2. قاموس النقطة Vertex (الشكل التالي)
وسماته: لا يوجد
ازدواجية، ولكن لا يزال هذا
النموذج لا يستخدم الطوبولوجيا.
3. الترميز المزدوج المستقل للخريطة (DIME) (الشكل التالي)
· يتم تحديد العُقد (تقاطعات الخطوط) بالرموز.
· يعين الإتجاه في الشكل بحقلي نقطة البداية ونقطة النهاية ,"من العقدة" و "إلى العقدة".
· يتم تحديد كل من عناوين الشوارع وإحداثيات UTM بشكل صريح لكل كيان.
مزايا وعيوب طبقات الراستر Raster وطبقات المتجهات Vector
يوضح الجدول
التالي مزايا وعيوب كل من طبقات الراستر والفكتور
قواعد بيانات
يتم التحكم في المتجهات
Vectors, عن طريق نظام إدارة قاعدة البيانات (DBMS) للجداول الوصفية والنظام الذي يدير البيانات الطوبولوجية. في بعض
حزم نظم المعلومات الجغرافية ، يستند نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) إلى برامج سوفت وير ، مثل dBASE.
نموذج "العلاقة / الكيان"
يتكون هذا
النموذج من 3 عناصر: (أ) Entities وهي كائنات ذات صلة بقاعدة البيانات.
في نظام المعلومات الجغرافية ، الكيان هو أي معلم جغرافي يمكن توصيفه مكانيًا. (ب)
السمات أو الخصائص المرتبطة بهذه الكيانات. كل خاصية لها نطاق محدود من القيم المحتملة
، مثال جودة الطريق في حالة الطرق: يمكن أن تكون سيئة ، ومتوسطة ، وجيدة ، وجيدة جدًا.
(ج) العلاقات أو الآليات التي تسمح بربط الكيانات بعضها ببعض. مثال: "أي
الكيانات موجود في.." ، " أي الكيانات مضمن في.." ، " أي
الكيانات متقاطع مع.." ، إلخ.
قواعد البيانات العلائقية
في قاعدة البيانات
العلائقية (أي التي ترتبط عناصرها بعلاقات
مكانية)، يتم تخزين البيانات في جداول حيث تمثل الصفوف القياسات أو الكيانات
الرسومية سواء نقاط أو خطوط أو مضلعات. وأعمدة تعبر عن الحقول أو المتغيرات. تتكون
قاعدة البيانات عادةً من عدة جداول وتكون العلاقات بينها ممكنة من خلال مُعرَّف مشترك
فريد لكل كيان. تقدم معظم قواعد البيانات العلائقية في نظم المعلومات الجغرافية متغيرين
مع المعرفات الخاصة بهما ؛ واحد منهم فريد ومترابط ، ويمكن أن يكون رقميًا أو أبجديًا
، والثاني قد يتكرر ويساعد على تنظيم جدول البيانات الوصفية.
مزايا استخدام هذا
النوع من قاعدة البيانات هي:
1.
يعتمد التصميم على منهجية ذات أساس نظري متين ، مما يوفر الثقة في قدرته
على التطور.
2.
من السهل جدًا تنفيذه ، خاصةً بالمقارنة مع النماذج الأخرى مثل التسلسل
الهرمي والشبكي والكيانات الموجهة.
3.
إنه مرن للغاية. حيث يمكن إلحاق الجداول الجديدة به بسهولة.
4.
أخيرًا ، تحتوي العديد من نظم إدارة قواعد البيانات القوية التي تستخدم
هذا الأسلوب على لغات استعلام (مثل SQL)
مما يسهل تضمين هذه الأداة في نظام المعلومات الجغرافية. وبالتالي ، تتضمن بعض حزم
نظم المعلومات الجغرافية التجارية نظام DBMS المُبرمج مسبقًا.
قواعد بيانات الكائنات الموجهة
يمكن تعريف
الكائن على أنه كيان له تمثيل مكاني محدد بالقيم وبمجموعة من العمليات. وبالتالي ،
فإن الميزة هنا بالمقارنة مع قواعد البيانات العلائقية تعتمد على التضمين في تعريف
الكائن ، ليس فقط تضمين سماته ولكن أيضًا الأساليب أو العمليات التي يمكن إجراؤها على
هذا الكائن. بالإضافة إلى ذلك ، الكائنات التي يمكن تصنيفها إلى فئات, يمكن أن يكون
لها متغيرات خاصة بها.
تعليقات
إرسال تعليق