CẤU TRÚC DỮ LIỆU RASTER VÀ VECTOR

Các đối tượng địa lý khi được biểu diễn trên máy tính được biết đến ở 2 dạng:cấu trúc dữ liệu raster và cấu trúc dữ liệu vector.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CẤU TRÚC DỮ LIỆU RASTER VÀ VECTOR CẤU TRÚC DỮ LIỆU RASTER VÀ VECTOR CẤU TRÚC RASTER.................................................................................................11 CẤU TRÚC VECTOR................................................................................................32 Cấu trúc Spaghetti...............................................................................................4 2.1 Cấu trúc Topology..............................................................................................5 2.2 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CẤU TRÚC VECTOR VÀ RASTER.............................63Các đối tượng địa lý khi được biểu diễn trên máy tính được biết đến ở 2 dạng:cấu trúc dữ liệu raster và cấu trúc dữ liệu vector. CẤU TRÚC RASTER1Khái niệmMô hình raster biểu diễn không gian như là một ma trận số nguyên, mỗi giá trị sốnguyên đại diện cho một thuộc tính, vị trí của số nguyên chính là vị trí của đốitượngThí dụ: Hình 1: Mô hình dữ liệu raster và vector Hình 2: Mô hình dữ liệu raster và vectorLiên hệ với thế giới thực: mỗi pixel sẽ tương ứng với một ô nào đó trong thếgiới thực.Trong cấu trúc raster: Đường được biểu diễn bằng những pixel có cùng giá trị f(x,y) liên tiếp - nhau. Vùng được xác định thành một mạng gồm nhiều pixel có cùng giá trị - thuộc tính f(x,y). Hình 3: Cấu trúc dữ liệu rasterCấu trúc lưu trữ raster cơ bản: Cấu trúc lưu mã chi tiết (exhaustive enumeration) - Cấu trúc lưu mã run length (run-length encoding). -Đối với cấu trúc lưu mã chi tiết, mỗi một điểm lưới được gắn với giá trị duynhất, vì vậy dữ liệu không được nén gọn.Cấu trúc lưu mã chạy dài có ý nghĩa như là một kỹ thuật nén dữ liệu nếu rasterchứa các nhóm điểm lưới có cùng một giá trị. Khi đó thay vì phải lưu trữ riêngcho từng điểm lưới, cấu trúc này lưu trữ theo từng thành phần có một giá trị duynhất và số lượng điểm lưới chứa đựng giá trị đó. Hình : Minh họa cấu trúc mã chi tiết Hình 4: Minh họa cấu trúc mã run length CẤU TRÚC VECTOR2Khái niệmCác đối tượng không gian khi biểu diễn ở cấu trúc dữ liệu vector được tổ chứcdưới dạng điểm (point), đường (line) và vùng (polygon) (xem hình 2 trang 2), vàđược biểu diễn trên một hệ thống tọa độ nào đó. Đối với các đối tượng biểudiễn trên mặt phẳng, mỗi đối tượng điểm được biểu diễn bởi một cặp tọa độ(x, y); đối tượng đường được xác định bởi một chuỗi liên tiếp các điểm (vertex),đoạn thẳng được nối giữa các điểm (vertex) hay còn gọi là cạnh (segment), điểmbắt đầu và điểm kết thúc của một đường gọi là các nút (node); đối tượng vùngđược xác định bởi các đường khép kín. Hình 5: Minh họa đối tượng đường gồm có các nút, điểm, cạnh Hai loại cấu trúc được biết đến trong cấu trúc dữ liệu vector là cấu trúcSpaghetti và cấu trúc Topology. Cấu trúc Spaghetti ra đời trước và được sử dụngcho đến ngày nay ở một số các phần mềm GIS như: phần mềm Arcview GIS,ArcGIS, MapInfo,… Cấu trúc Topology ra đời trên nền tảng của mô hình dữ liệucung – nút (Arc - Node). Cấu trúc Spaghetti2.1Trong cấu trúc dữ liệu Spaghetti, đơn vị cơ sở là các cặp tọa độ trên một khônggian địa lý xác định. Do đó, mỗi đối tượng điểm được xác định bằng một cặp tọađộ (x, y); mỗi đối tượng đường được biểu diễn bằng một chuỗi những cặp tọađộ (xi, yi); mỗi đối tượng vùng được biểu diễn bằng một chuỗi những cặp toạđộ (xj, yj) với điểm đầu và điểm cuối trùng nhau. Thí dụ: Hình 6: Minh họa dữ liệu Spaghetti Đặc trưng Vị trí Điểm A (xA, yA) Điểm B (xB, yB) Cung AB (xA, yA), (xB, yB) Vùng a (xA, yA), (xa1, ya1), …, (xa5, ya5) , (xB, yB), (xA, yA) Vùng b (xA, yA), (xb1, yb1), (xb2, yb2), (xb3, yb3) , (xB, yB), (xA, yA) Bảng 1: Bảng mô tả đặc trưng của cấu trúc SpaghettiĐặc điểm: Cấu trúc Spaghetti không ghi nhận đặc trưng kề nhau của hai vùng kềnhau, nghĩa là tại hai vùng kề nhau sẽ có hai cạnh chung kề nhau, cạnh chungcủa hai vùng kề nhau là hai cạnh độc lập nhau. Ở thí dụ trên vùng a và vùng b cóchung cạnh AB. Cấu trúc Topology2.2Cấu trúc Topology còn được gọi là cấu trúc cung – nút (arc - node). Cấu trúc nàyđược xây dựng trên mô hình cung – nút, trong đó cung là phần tử cơ sở. Việc xácđịnh các phần tử không gian dựa trên các định nghĩa sau: Mỗi cung được xác định bởi 2 nút, các phần tử ở giữa 2 nút là các điểm - điều khiển (vertex), các điểm này xác định hình dạng của cung. Các cung giao nhau tại các nút, kết thúc một cung là nút. - Vùng là tập hợp các cung khép kín, trong trường hợp vùng trong vùng thì - phải có sự phân biệt giữa cung bên trong và cung bên ngoài.Trong cấu trúc Topology, các đối tượng không gian được mô tả trong bốn bảngdữ liệu: bảng tọa độ cung, bảng topology cung, bảng topology nút và bảngtopology vùng. Giữa các bảng này có quan hệ với nhau thông qua cung. Từ đây, tacó thể phân tích các quan hệ của các đối tượng không gian trên cùng một hệ tọađộ. Thí dụ: Hình 7: Minh họa dữ liệu Topology Topology Vùng Vùng Cung A AB, AaB B AB, AbB Vùng ngoài vùng a và b Vùng ngoài Bảng 2: Bảng topology vùng Topology Cung Nút đầu Nút cuối Vùng phải Cung Vùng trái ...