Метод построения ЦММ на основе обобщения
Лекция 6. Цифровые модели местности
Основные понятия
Развитие автоматизированных методов обработки пространственной информации привело к появлению нового направления в моделировании — цифрового моделирования.
Основной элемент цифрового моделирования — цифровая модель местности (ЦММ), которая может быть получена с помощью разнообразных технологий.
В отличие от всех рассмотренных выше моделей данных цифровые являются их формой представления для обработки на ЭВМ. Например, цифровая модель может иметь в качестве труктурной основыиерархическую, реляционную, сетевую или комплексную модель,
Цифровые модели могут храниться в базах данных или независимо в виде файловых структур. Наибольшее распространение цифровые модели нашли в ГИС, строительстве, архитектуре,
В настоящее время используют много определений ЦММ. Различие между ними обусловлено различием исходных моделей и задач, для которых эти ЦММ создаются. Тем не менее можно выделитьобщие признаки ЦММ с помощью методов абстракции для построения структур моделей.
Метод построения ЦММ на основе обобщения
Структура ЦММ (рис. 6.1), построенная на основе обобщения, т.е, с использованием принципа "цифровая модель есть часть", отражает четыре основных свойства модели, вытекающие из ееопределения:
1. Как модель объекта конкретной предметной области она должна содержать специальную информацию о данной предметной области: элементы координатного и атрибутивного описания, характеризующие как саму предметную область, так и индивидуальные свойства моделируемых объектов.
2. Как модель вообще ЦММ должна быть определена на известном классе моделей, т.е. она должна иметь вполне определенную структуру и содержать в своей основе одну из базовых моделей данных(см. разд. 3), Из этого свойства вытекает, что ЦММ должна обладать общими свойствами безотносительно к предметной области. Следовательно, л о г и ч е с к а я с т р у к т у р а ЦММ, с одной стороны,должна содержать индивидуальные свойства объектов, с другой — не вступать в противоречие с существующими методами описания и использования моделей данных,
3. ЦММ как модель цифровая должна быть оптимально организована и удобна при работе на ЭВМ. Это означает, что для полной реализации модели должна быть определена ее ф и з и ч е с к а я с т р ук т у р а.
4. Как элемент базы данных ЦММ должна быть пригодна для моделирования, многократного использования, анализа и решения различных задач, Отсюда следует, что ЦММ должна содержатьдополнительную информацию для ее многократного использования. Другими словами, она должна быть информативно переопределена по отношению к одиночной модели объекта, т.е. должна повозможности содержать свойства (атрибуты) подкласса (группы) объектов, а не одного объекта, Это свойство необходимо учитывать при организации технологии систем, использующих цифровое моделирование. Оно может быть реализовано путем организации баз данных для хранения ЦММ.
Такая организация подразумевает создание БД не как хранилища или архива единичных ЦММ, а как проведение дополнительных исследований для выявления класса моделей, к которому принадлежитЦММ и формирование БД для классов и типов цифровых моделей. Кроме того, обязательным является определение и установление связей между разными ЦММ одного или разных классов,
Многочисленные попытки специалистов разработать технологию автоматизированной системы на основе неавтоматизированной технологии, решающей задачи получения единичного продукта, в с е г да приводили к резкому увеличению трудозатрат и стоимости работ. К сожалению, такие специалисты не отличают концепции ручных технологий от автоматизированных.
Напомним, что неавтоматизированная технология нацелена на изготовление одиночного продукта ( например, плана определенного масштаба или издательских оригиналов одной тематики, одногомасштаба), Поэтому в таких технологических процессах до минимума сведены необходимость получения дополнительной информации и возможность изменения методов обработки информации.
Напротив, автоматизированная технология должна быть нацелена на изготовление совокупности ( серий) различных продуктов. Она в отличие от ручных технологий позволяет хранить, модифицироватьи использовать в различных сочетаниях как информацию, так и методы ее обработки. Эффект от такой технологии возрастает с течением времени, по мере заполнения базы данных и ее оптимальногоиспользования. Информация накапливается не только в виде суммы данных о единичных объектах, но и в виде взаимосвязанных методов преобразования информации инакапливаемой суммы свойств исвязей классов объектов,
Именно для возможности многократного применения информационная модель бжы данных должна быть переопределена (более информативна) по сравнению с информационной моделью ручнойтехнологии для получения разового продукта.
Поэтому четвертое свойство ЦММ должно быть учтено при организации информационной основы ГИС, Обобщенное описание цифровых моделей местности должно выполняться на уровне типов, т.е.для этого необходимы предварительный анализ и последуюшая максимальная випизаиия пространственных объектов.
Индивидуальные свойства конкретного объекта должны выражаться на уровне знаков. Такое сочетание индивидуального и обобщенного описания в теории моделей данных известно под названиемклассификация (см. разд. 3). Следовательно, для полного создания ЦММ должна быть предварительно разработана система классификации или некий классификатор.