Гриды могут сохранять непрерывные значения такие, как для поверхности высот. Они могут также сохранять категории такие, как для сетки типов растительности. Гриды, сохраняющие информацию категорий, могут сохранять дополнительные атрибуты о каждой категории. Например, грид типов растительности могла бы сохранять для каждой категории числовой код, название типа растительности, оценку пригодности среды обитания для некоторой разновидности живой природы и общий код типа. В этом отличие от данных пространственных объектов, где атрибуты сохранены для каждого индивидуального пространственного объекта.
Чем меньший размер ячейки для растрового слоя, тем выше разрешающая способность и более детальная карта. Однако потому что ячейки формируют правильную сетку на всей поверхности, уменьшение размера ячейки с целью сохранить более высокие данные разрешающей способности существенно увеличивает полный объем данных, которые должны быть сохранены.
ArcGIS может распознавать и использовать растры многих различных типов файлов изображений и гридов, сохраненных в рабочих пространствах. Вы можете добавлять растровые наборы данных к карте также, как Вы добавили бы пространственные объекты, и Вы можете осматривать и организовывать их в ArcCatalog.
TIN модели
В модели нерегулярной триангуляционной сети (triangulated irregular network - TIN) мир представлен как сеть смежных треугольников, проведенных через нерегулярно расположенные точки со значениями x, y, и z. TIN - эффективный способ сохранять и анализировать поверхности.
Неоднородные поверхности, которые изменяются резко в некоторых областях и меньше в других в данном объеме данных, могут быть смоделированы более точно триангуляционной поверхностью, чем растром. Это объясняется тем, что много точек может быть размещено там, где поверхность высоко переменная и меньшее количество точек может быть размещено, где поверхность менее переменная.
ArcGIS сохраняет триангулированные поверхности как наборы данных TIN. Как и с растрами, Вы можете добавлять наборы данных TIN к карте в ArcMap и управлять ими в ArcCatalog.
Для получения дополнительной информации о растровых данных и TIN см. Моделирование нашего мира: Руководство ESRI по проектированию базы геоданных.
Табличные данные
Вы можете думать о ГИС как о базе данных, которая понимает геометрию. Подобно другим базам данных, ArcGIS позволяет Вам связывать таблицы данных вместе. Примерно так любая таблица данных может быть соединена с существующим классом объекта или растровым набором данных, если они совместно используют атрибут. Например, Вы можете иметь шейпфайл участков переписи с полем номера участка и табличным файлом дополнительных данных переписи, также содержащих поле номера участка. Вы можете связать данные переписи с таблицей атрибут шейпфайла и отображать дополнительные данные.
Геокодирование - другое средство представления табличных данных на карте. Возможно, самый простой пример геокодирования есть нанесение на карту точек, основанных на таблицах географических координат. Например, Вы можете наносить местоположения проб почвы, основанных на значениях долготы и широты, полученных при помощи глобальной системы позиционирования (GPS). Вы можете также наносить точки определением местоположения по таблицам адресов существующей сети улиц. Это часто называется адресным геокодированием.
Форматы данных пространственных объектов
ArcGIS поддерживает и модели объекта на основе файла и моделей объекта системы управления базой данных (СУБД).
Две модели на основе файла – это покрытия и шейпфайлы. Покрытия и шейпфайлы используют геореляционную модель данных. Они сохраняют векторные данные для пространственных объектов в двоичных файлах и используют уникальные идентификаторы, чтобы связать пространственные объекты с атрибутами, сохраненными в таблицах атрибут в других файлах.
Модель объекта СУБД, поддерживаемая ArcGIS, – модель данных базы геоданных. В этой модели объекты хранятся как строки в таблице реляционной базы данных. Строки в таблице содержат и координаты и атрибутивную информацию объектов.
Покрытия
Покрытия - традиционный формат для сложной обработки геоданных, создающей высококачественные географические наборы данных и выполняющей утонченный пространственный анализ.
Покрытия содержат первичные, составные и вторичные типы пространственных объектов. Первичные пространственные объекты в покрытиях – точки меток, дуги и полигоны. Составной пространственный объект – маршруты, (секции и регионы) - сформированы из первичных типов пространственных объектов. Покрытия могут также содержать вторичные объекты: тики, связи и аннотации. Тики и связи не представляют географические объекты, но используются, чтобы управлять покрытиями. Аннотация используется, чтобы представить текст о географических объектах на картах.
Первичные объекты в покрытиях
Точки меток (Label points) могут представлять индивидуальные точечные объекты, например, колодцы. На схеме ниже точка вверху слева представляет номер 57 колодца. Точки меток также связывают атрибуты с полигонами. Каждый полигон в покрытии имеет единственную точку метки с его номером ID объекта, обычно располагаемый около центра многоугольника. Схема ниже показывает точки меток полигонов 102 и 103.
Дуги (Arc) – это связанные наборы линейных сегментов с узлами в конечных точках. Отдельная дуга может быть автономной, типа линии сброса на геологической карте; несколько дуг могут быть организованы в линейные сети типа потоковых или инженерных сетей.
Дуги могут также быть организованы в полигоны, которые представляют области, такие как типы почвы.
Узлы (Node)– это конечные точки и связи между дугами. Узлы могут иметь атрибуты, так что они могут представлять точечные объекты в сети типа клапанов в сети водопроводных магистралей.
Узлы важны для прокладки пути, так как объекты в покрытиях связаны друг с другом; это определяется топологией. Вы больше узнаете о топологии покрытия позже в этой секции.
Полигоны (Polygons ) представляют области. Они ограничены дугами, включая дуги, которые определяют островные полигоны. Многоугольники в покрытии могут совместно использовать дуги типа B и C ниже, но они не накладываются. Каждая точка области попадает точно внутрь одного полигона, так, например, точка в пределах полигона А находится вне полигона B.
Составные объекты в покрытиях
Маршруты (Route) и секции (section)- линейные пространственные объекты, которые составлены из дуг и частей дуг. Маршруты определяют пути по существующей линейной сети типа маршрута от фирмы до аэропорта по сети улиц. Поскольку точки, представляющие интерес на сети, не всегда в узлах, секции идентифицируют части дуг. Они фиксируют, как далеко по данной дуге маршрут начинается или заканчивается.
Регионы (Region)– это площадные пространственные объекты, которые составлены из полигонов. В отличие от полигонов, регионы могут быть прерывными. Например, материк и остров могут быть отображены как два полигона, но они могут принадлежать одному региону. Регионы в покрытии могут также накладываться. Например, в покрытии полигонов леса два региона, которые представляют различные пожары леса, могли накладываться, если область, которая горела в одном году, также горела и в другом году.
Вторичные объекты в покрытиях
Аннотации (Annotation) – это текстовые строки, которые описывают пространственный объект, когда карта отображена или напечатана. Аннотация может быть позиционирована в точке, между двумя точками или вдоль ряда точек. Аннотация используется, чтобы делать карты более легкими для чтения и понимания. Аннотация хранится в географических координатах, которые определяют ее позицию и масштаб относительно других объектов покрытия, когда они отображены.
Тики (Tic) – это географические контрольные точки. Они представляют известные местоположения на земле и используются, чтобы регистрировать и преобразовать координаты покрытия. Тики позволяют точно преобразовать оцифрованные объекты на бумажной карте от единиц измерения дигитайзером в сантиметрах или дюймах к единицам измерения реального мира типа километрам или милям. Это хорошая практика для того, чтобы использовать те же самые местоположения тиков, когда Вы оцифровываете наборы объектов от карты в различные покрытия так, что они будут накладываться корректно.
Связи (Link) – это векторы смещения, которые используются, чтобы корректировать форму покрытий, например, согласовывать грани смежных покрытий. Связи состоят из "от-точки" "к-точке".
Топология покрытия
Топология - процедура для явного определения и использования пространственных отношений, свойственных геометрии пространственных объектов. Три главных топологических отношения, которые поддерживают покрытия, - это связность, определение области и смежность.
Покрытия обеспечивают выполнение топологии и делают явной запись этих пространственных отношений в специальных файлах. Сохранение связности делает покрытия пригодными для моделирования и трассирования потоков в линейных сетях. Сохранение информации об определении области и смежности делает возможным находить или объединить смежные полигоны и соединять оверлейными операциями географические объекты различных покрытий.
Покрытия хранят связность посредством записей узлов, которые отмечают конечные точки дуг.
Дуги, которые совместно используют узел, являются связанными. Это называется топологией дуга-узел. Каждая дуга - связанный набор вершин от-узла и к-узлу.
Покрытия определяют области путем поддержания списка связанных дуг, которые формируют границы каждого полигона. Это называется топологией полигон-дуга.