Δεδομένα ενός ΓΣΠ: Οντότητες, αντικείμενα και περιγραφικά χαρακτηριστικά

Transcript

1 Δεδομένα ενός ΓΣΠ: Οντότητες, αντικείμενα και περιγραφικά χαρακτηριστικά Aπεικόνιση του πραγματικού κόσμου σε ένα ΓΣΠ: Απλοποίηση απόψεων της πραγματικότητας Οι οντότητες (entities) του πραγματικού κόσμου στο ΓΣΠ αντιπροσωπεύονται από χωρικά αντικείμενα (objects) τα οποία σχετίζονται με χαρακτηριστικά (attributes) τα οποία περιγράφουν τις ιδιότητες της οντότητας 1

2 Τα κύρια χωρικά αντικείμενα ή στοιχεία ενός ΓΣΠ Σημεία Γραμμές και διαδρομές (που αναλύονται σε γραμμές) Πολύγωνα, περιοχές και επιφάνειες 2

3 Σημεία, γραμμές και πολύγωνα 3

4 Σημεία ή σημειακά στοιχεία Ο απλούστερος τύπος των χωρικών αντικειμένων Δεν έχουν φυσικές ή χωρικές διαστάσεις Χαρακτηρίζονται από τις συντεταγμένες τους Αντιπροσωπεύουν θέσεις συγκεκριμένων συμβάντων ή αντικειμένων Οι οντότητες δεν εμφανίζονται με το πραγματικό τους μέγεθος Ανάλογα με το χώρο που ανήκουν (πραγματικό κόσμο ή ΓΣΠ): σημειακές οντότητες σημειακά αντικείμενα σημειακά χαρακτηριστικά 4

5 Σημεία ή σημειακά στοιχεία Κριτήριο για τον καθορισμό των σημειακών οντοτήτων είναι η κλίμακα σχεδίασης/αναπαράστασης/μελέτης Για τις οντότητες που αναπαρίστανται ως σημειακές, η θέση τους αποτελεί σημαντικό χαρακτηριστικό, ενώ δεν συμβαινει το ίδιο με το εμβαδόν τους. 5

6 Σημεία ή σημειακά στοιχεία Παραδείγματα σημειακών οντοτήτων είναι: Στάσεις λεωφορείων Σημεία εγκληματικών πράξεων Πηγάδια Φωλιές ζώων ή πουλιών Φρεάτια υπονόμων 6

7 Γραμμές ή γραμμικά στοιχεία Μονοδιάστατα αντικείμενα με αρχή και τέλος, με μήκος, αλλά χωρίς πλάτος Αναφέρονται σε υφιστάμενα ή υλοποιημένα τεχνητά δίκτυα εξυπηρετήσεων (δρόμοι, σιδηροδρομικές γραμμές, γραμμές παροχών (ηλεκτρικό, τηλέφωνο, ύδρευση, άρδευση, κ.λπ), αεροπορικές γραμμές (κόμβοι και διαδρομές-αεροδιάδρομοι), φυσικά δίκτυα (ποταμός με τους παραποτάμους του, τυπικές διαδρομές μεταναστευτικών πουλιών)) Μπορεί να αναφέρονται σε μη υλοποιημένα όρια ή μελλοντικές κατασκευές, όπως είναι διοικητικά όρια περιοχών ή μή υλοποιημένες μελέτες κατασκευών και δικτύων 7

8 Γραμμές ή γραμμικά στοιχεία Οι γραμμικές οντότητες του πραγματικού κόσμου μετατρέπονται αντίστοιχα σε συγκεκριμένα γραμμικά αντικείμενα στο ΓΣΠ. Αυτά συνήθως αποτελούν τμήματα δικτύων γραμμών (π.χ. οδικό δίκτυο, δίκτυο ηλεκτρισμού κ.λπ.) και ως εκ τούτου χαρακτηρίζονται ως αντικείμενα γραμμικών δικτύων Τα γραμμικά αντικείμενα δικτύων αποτελούνται από: Κόμβους (nodes) Γραμμές σύνδεσης (links) 8

9 Αντικείμενα γραμμικών δικτύων - κόμβοι Οι κόμβοι (nodes) είναι σημεία διασταυρώσεων διαφορετικών διαδρομών ή αρχή/τέλος μιας διαδρομής Κάθε κόμβος χαρακτηρίζεται από το σθένος, που είναι ο αριθμός των διαδρομών/συνδέσεων που καταλήγουν σε αυτόν. Π.χ. Κόμβοι 4ου βαθμού είναι τα σημεία διασταύρωσης δύο δρόμων, γιατί από αυτά ξεκινούν τέσσερις γραμμές 9

10 Αντικείμενα γραμμικών δικτύων - γραμμές Οι γραμμές σύνδεσης (links) αντιπροσωπεύουν συγκεκριμένες διαδρομές που αποτελούνται από γραμμές και βρίσκονται μεταξύ δύο κόμβων Οι γραμμές των δικτύων μπορεί να είναι: Κλειστές και να σχηματίζουν βρόγχους, όπως ένα αστικό οδικό δίκτυο Να έχουν το σχήμα των κλαδιών ενός δέντρου (tree network), όπως ένας ποταμός με τους παραποτάμους του 10

11 Αντικείμενα γραμμικών δικτύων - γραμμές Γραμμή Τμήμα γραμμής μεταξύ δύο σημείων Πολυγωνική γραμμή μεταξύ σημείων Τόξο Γραμμή σύνδεσης μεταξύ δύο κόμβων Γραμμή σύνδεσης με κατεύθυνση από προς κόμβο Γραμμή σύνδεσης με πολυγωνικά τμήματα μεταξύ δύο κόμβων 11

12 Κόμβοι Γραμμές Περιγραφικά χαρακτηριστικά των δικτύων Περιγραφικές πληροφορίες που αντιστοιχούν είτε στις γραμμές σύνδεσης είτε στους κόμβους κάθε δικτύου Όνομα οδού, διεύθυνση και όγκος κυκλοφορίας, απαιτούμενος χρόνος διαδρομής Διάμετρος σωλήνα, διεύθυνση παροχής δικτύου ύδρευσης Τάση ρεύματος και ύψος εναερίων γραμμών σε ένα δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος Αριθμός τραίνων, εύρος στενότερης σήραγγας, αντοχή γέφυρας σε ένα σιδηροδρομικό δίκτυο Ύπαρξη φώτων κυκλοφορίας, διάβασης, ονόματα διασταυρούμενων δρόμων Ύπαρξη βαλβίδων διακοπής, μετασχηματιστών, συσκευών μετρήσεων 12

13 Xωρητικότητα των δικτύων Μερικά περιγραφικά χαρακτηριστικά, όπως π.χ. τα ονόματα των οδών, συνδέουν μεταξύ τους κόμβους και τις γραμμές σύνδεσης. Σε άλλες περιπτώσεις, τα περιγραφικά χαρακτηριστικά αναφέρονται όχι σε όλο το μήκος της γραμμής, αλλά σε τμήματα αυτής, όπως π.χ. ένα τμήμα γραμμής οδού βρίσκεται σε σήραγγα. Για να καλυφθούν αυτές οι περιπτώσεις, είναι πολλές φορές απαραίτητο να διαχωρίζονται οι παλιές γραμμές σύνδεσης και να δημιουργούνται νέες με την προσθήκη και νέων κόμβων. Αυτή η διαδικασία μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλη αύξηση του αριθμού των γραμμών σύνδεσης και των κόμβων σε ένα δίκτυο, ειδικά σε αστικές περιοχές. 13

14 Αddress matching ή Geocoding Ο εντοπισμός της θέσης μιας κατοικίας από τη διεύθυνσή της. Εντοπίζει τη θέση ενός ακινήτου από τη γραμμή σύνδεσης πάνω (ή δίπλα) στην οποία βρίσκεται και την απόσταση από τον κόμβο αρχής της γραμμής. Η μέθοδος αυτή είναι περισσότερο αποτελεσματική από τη χρήση συντεταγμένων x, y. Λύνει το πρόβλημα της αύξησης των γραμμών σύνδεσης και των κόμβων που αναφέρθηκε προηγουμένως. Οι συντεταγμένες κάποιου σημείου Υπολογίζονται από το ΓΣΠ, αν χρειάζεται. 14

15 Πολύγωνα και Περιοχές ως οντότητες Τα πολύγωνα ως οντότητες είναι κλειστές διδιάστατες πολυγωνικές γραμμές με τουλάχιστον τρεις πλευρές και περικλείουν εδαφικές περιοχές με κοινά ανά κατηγορία χαρακτηριστικά Τα βασικά χαρακτηριστικά των πολυγώνων είναι το εμβαδόν και η περίμετρός τους. Οικόπεδα, αγροτεμάχια, διοικητικές περιφέρειες 15

16 Πολύγωνα και Περιοχές ως οντότητες Οι περιοχές καθορίζονται από συγκεκριμένα όρια και εντός αυτών αντιπροσωπεύονται συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Τα όρια των περιοχών μπορεί να είναι φυσικά (π.χ. όρια λιμνών, δασών) ή να καθοριζονται με βάση συγκεκριμένες επιλογές (π.χ. όρια απογραφής, όρια συγκεκριμένων δραστηριοτήτων ή γεγονότων). 16

17 Πολύγωνα και Περιοχές ως γραφικά αντικείμενα Τα πολύγωνα και οι περιοχές ως οντότητες του πραγματικού κόσμου μετατρέπονται στο ΓΣΠ σε συγκεκριμένα γραφικά αντικείμενα συνήθως με σχήμα κλειστού πολυγώνου που ορίζεται από τις συντεταγμένες των κορυφών του. Σε άλλες περιπτώσεις, ειδικά για τις περιοχές, ο ορισμός τους γίνεται από μια και μοναδική κλειστή γραμμή γνωστής αναλυτικής έκφρασης, χωρίς τον καθορισμό σημείων ορίων. 17

18 Πολύγωνα και Περιοχές ως γραφικά αντικείμενα Ανεξάρτητες περιοχές με πιθανή όμως επικάλυψη. Τα αντίστοιχα πολύγωνα του ΓΣΠ δεν καλύπτουν κατ ανάγκη όλη τη χαρτογραφημένη περιοχή. Ανεξάρτητες περιοχές οι οποίες γειτονεύουν, τα πολύγωνα καλύπτουν όλη το χαρτογραφημένο χώρο, δεν υπάρχει επικάλυψη και κάθε γραμμή ορίου διαχωρίζει μόνο δύο οντότητες/πολύγωνα. Περιοχές οι οποίες προκύπτουν από αλληλοεπικάλυψη άλλων πολυγώνων. Κάθε επι μέρους επικάλυψη ή και συνδυασμός αυτών μπορεί να μετατραπεί σε νέο πολύγωνο 18

19 Πολύγωνα και Περιοχές ως γραφικά αντικείμενα Οι περιοχές/οντότητες συχνά περιλαμβάνουν άλλες περιοχές (holes ή islands) με διαφορετικά χαρακτηριστικά Περιοχή με οριογραμμή Εσωτερικό περιοχής Ενιαίο πολύγωνο Πολύγωνο με ένθετα πολύγωνα Μιά λίμνη περι-κλείεται από τα όρια μιας επαρχίας, ενώ και η ίδια η λίμνη μπορεί να έχει νησάκια τα οποία επίσης μπορεί να περικλείουν άλλες μικρότερες λίμνες κ.λπ. 19

20 Περιγραφικά χαρακτηριστικά των πολυγώνων Τα περιγραφικά χαρακτηριστικά των πολυγώνων και των περιοχών θεωρητικά είναι απεριόριστα και εξαρτώνται συνήθως από το είδος της οντότητας που μας ενδιαφέρει. Εκτός από το εμβαδόν και την περίμετρο άλλα χαρακτηριστικά είναι: Tύπος και περιγραφή εδάφους. Αριθμός παιδιών ανά οικογένεια. Χρήσεις γής. Πληθυσμιακές εκτιμήσεις. Κατάσταση/συνθήκες βλάστησης. Φορολογικά χαρακτηριστικά. Ιδιοκτησιακό καθεστώς (αγροτεμάχια, οικόπεδα). 20

21 Συνεχείς επιφάνειες Υπάρχουν ορισμένες οντότητες του πραγματικού κόσμου που δεν μπορούν να προσεγγισθούν ή να αναπαρασταθούν με σημεία, γραμμές ή περιοχές και χαρακτηρίζονται από συνεχή μεταβολή με το χώρο. Αυτές οι οντότητες απεικονίζονται ως συνεχή χωρικά αντικείμενα και ονομάζονται συνεχείς επιφάνειες. Τα υψόμετρα του εδάφους για μια περιοχή. Η κατανομή στοιχείων βροχόπτωσης, ατμοσφαιρικής πίεσης, θερμοκρασίας σε μια περιοχή. Η πυκνότητα του πληθυσμού σε μια περιοχή. 21

22 Οι επιφάνειες ως σημεία, γραμμές και περιοχές Για την αναπαράσταση μιας επιφάνειας με σημεία δημιουργείται ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Digital Elevation Model, DEM) που βασίζεται στον υπολογισμό υψομέτρων σημείων διατεταγμένων σε κάναβο. Το αποτέλεσμα είναι ένας πίνακας υψομέτρων σε αριθμητική μορφή που μπορεί να παρασταθεί και με γραφικό τρόπο. 22

23 Οι επιφάνειες ως σημεία, γραμμές και περιοχές Για την αναπαράσταση μιας επιφάνειας με γραμμές χρησιμοποιούνται οι καμπύλες ίσων τιμών ή ισομετρικές καμπύλες (ισοϋψείς καμπύλες για υψομετρικά δεδομένα εδάφους, ισοθερμικές καμπύλες για δεδομένα θερμοκρασιών) που είναι γραμμές που συνδέουν σημεία με ίσες τιμές (υψόμετρο, θερμοκρασία). 23

24 Οι επιφάνειες ως σημεία, γραμμές και πολύγωνα ή περιοχές Για την αναπαράσταση μιας επιφάνειας με συνδυασμό σημείων, γραμμών και πολυγώνων δημιουργείται ένα δίκτυο τριγώνων που καλύπτει την περιοχή. Τα τριγωνικά δίκτυα δίνουν τη δυνατότητα της τρισδιάστατης απεικόνισης της επιφάνειας και χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα για την απεικόνιση του αναγλύφου του εδάφους 24

25 Υπολογισμοί κλίσεων Η χρησιμοποίηση του δικτύου τριγώνων επιτρέπει ακόμη τον υπολογισμό κλίσεων περιοχών πάνω στην επιφάνεια 25

26 Τρισδιάστατες απεικονίσεις Η χρησιμοποίηση του δικτύου τριγώνων επιτρέπει ακόμη την τρισδιάστατη απεικόνιση της επιφάνειας με το δίκτυο τριγώνων ή και με τη βοήθεια τεχνικών σκίασης 26