3. 1 Шынайы әлемнің объектілерін гаж-да бейнелеп көрсету

Кеңістіктік сипаттамалар объектінің алдын ала белгіленген координаттар жүйесінде орналасуын анықтайды, мұндай мәліметтерге қойылатын негізгі талап – дәлдік.

Уақыттық сипаттамалар объектіні зерттеу уақытын белгілейді және уақыт ағымына қарай объектінің қасиеттерінің өзгерісін бағалау үшін маңызды. Мұндай мәліметтерге қойылатын негізгі талап – көкейтестілік, бұл дегеніміз өңдеу үшін оларды қолдану мүмкіншілігін білдіреді, көкейтесті емес мәліметтер – бұл ескірген мәліметтер.

Тақырыптық сипаттамалар объектінің әртүрлі қасиеттерін, соның ішінде экономикалық, статистикалық, техникалық және басқа да қасиеттерін сипаттайды, негізгі талап – толыққандылық.

Кеңістіктік объектілерді ГАЖ-да ұсыну үшін мәліметтердің кеңістіктік және атрибутивтік типтері қолданылады.

Кеңістіктік мәліметтер – объектілердің кеңістіктегі бір-біріне қатысты орналасуын және олардың геометриясын сипаттайтын мәліметтер.

Кеңістіктік объектілер келесі сызбалық объектілердің көмегімен ұсынылады: нүктелер, сызықтар, ауқым және беттер.

Объектілерді сипаттау объектілердің және олардың құрамдас бөліктерінің координаттарын көрсету арқылы іске асырылады.

Нүктелік объектілер – бұл X, Y координаттар жұбымен ұсынылған кеңістіктің тек бір нүктесінде ғана орналасқан әрбір объектілер. Картографиялау масштабына байланысты мұндай объектілер ретінде ағаш, үй немесе қала қарастырылуы мүмкін.

Желілік объектілер бір өлшемді бір текті ұсынылады – объектінің ұзындығы, ені аталмыш масштабта көрінбейді немесе маңызды емес. Мұндай объектілердің мысалдары: өзендер, муниципальды аймақтардың шекаралары, жер бедерінің горизонтальдары.

Аумақ (полигондар) – алаңдың объектілер, координаттар жұбының (Х, У) жинағымен немесе тұйық контур түріндегі сызық типті объектілер жинағымен ұсынылады. Мұндай объектілерге белгілі бір ландшафт, қала немесе тұтас континент алып жатқан аумақ жатуы мүмкін.

Бет – оны сипаттаған кезде алаңдық объектілерге биіктік мәнін қосу қажет болады. Бетті қалпына келтіру X, Y, Z координаттарының бастапқы жинағы бойынша математикалық алгоритмдерді (интерполяция және аппроксимация) қолдану арқылы іске асырылады.

Объектілер туралы қосымша кеңістіктік емес мәліметтер атрибуттар жинағын түзеді.

Мұндай мәліметтердің мысалдары: географиялық атаулар, өсімдіктердің түрлік құрамдары, топырақтың сипаттамалары және т.с.с.

Кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтердің табиғаты әртүрлі, сәйкесінше геоақпараттық жүйені құрайтын бұл екеуін манипуляциялау тәсілдері де әртүрлі (сақтау, енгізу, редакциялау, іздестіру және талдау). Дәстүрлі ГАЖ іске асырылған негізгі идеялардың бірі – бұл бөлек сақтау, және жартылай бөлек өңдеу кезінде кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтер арасындағы байланысты сақтау.

Кеңістіктік объектіні жалпы сандық сипаттауға кіретіндер: атауы; орналасқан орнын көрсету; қасиеттер жинағы; басқа объектілермен қарым-қатынасы. Объектінің атауына оның географиялық атауы (егер ол бар болса), оның шартты коды (ID) немесе тұтынушы немесе жүйе тағайындаған идентификатор жатады.

Кеңістіктік және тақырыптық белгілері бойынша бір тектес объектілер сандық картаның қабаттарына біріктіріліп, жеке ақпараттық бірлік ретінде қарастырылады, дегенмен бұл жерде қолдағы барлық ақпаратты біріктіру мүмкіншілігі бар.
3.2 Мәліметтер құрылымы
ГАЖ-да кеңістіктік мәліметтерді ұсыну үшін мәліметтердің векторлық және растрлық құрылымын қолданады.

Векторлық құрылым – бұл объектілердің геометриясын сипаттайтын координаттар жұбының (векторлар) жинағы түрінде кеңістіктік объектілерді ұсыну (1 сурет).

2 сурет. Мәліметтердің растрлық құрылымы

Растрлық және векторлық құрылымдарды іске асыру үшін әртүрлі мәлімет үлгілері жасалған.

3 сурет. «Спагетти»-үлгі

Векторлық топологиялық үлгілерде (4 сурет) объектілердің көршілестігі, жақындығы туралы мәліметтер және векторлық объектілердің өзара орналасуының басқа да сипаттамалары болады.

Желілер файлы
Доға нөмірі	X координаты	Y координаты
1	19	6
2	15	15
3	27	13
4	24	19

Аумақтар файлы
Аумақ нөмірі	Доға тізімі
1	1, 4, 3
2	2, 3, 5
3	5, 6, 7, 8

Доға файлы
Доға нөмірі	Оң полигон	Сол полигон	Бастапқы желі	Соңғы желі
1	1	0	3	1
2	2	0	4	3
3	2	1	3	2
4	1	0	1	2
5	3	2	4	2
6	3	0	2	5

4 сурет. Мәліметтердің векторлық топологиялық үлгісі

Сонымен қатар әрбір доғада өзінің сәйкестендіру коды болады, ол қандай желілердің басталуын және аяқталуын көрсету үшін қолданылады.

Векторлық үлгілердің басқа да модификациялары жасалған, соның ішінде беттердің үлгілерін ұсыну үшін арнайы векторлық үлгілер бар, олар бұдан әрі қарастырылатын болады.

Растрлық үлгілер екі жағдайда қолданылады. Бірінші жағдайда – жергілікті жердің бастапқы көріністерін сақтау үшін. Екінші жағдайда тұтынушыларды жекелеген кеңістіктік объектілер емес, шұғыл талдау немесе көрнекілеу үшін әртүрлі сипаттамалары (биіктік белгілер немесе тереңдік, топырақтың ылғалдылығы және т.б.) бар кеңістік нүктелерінің жиынтығы қызықтырған кезде тақырыптық қабаттарды сақтау үшін.

Растрдың кейбір ұяшықтарының мәндерін, олардың атрибуттарын және қабаттар мен аңыздардың атауларын сақтаудың және адресациялаудың бірнеше тәсілдері бар.

Растрлық үлгілерді қолданған кезде топтық кодтау, блоктық кодтау, тізбектік кодтау және квадроағаш түрінде ұсыну тәсілдері әзірленген растрлық мәліметтерді сығу мәселесі өзекті болып табылады.
3.4 Мәліметтер форматы
Мәліметтер форматы ақпараттарды қатты дискіде сақтау тәсілін, сонымен қатар оны өңдеу механизмін белгілейді. Мәліметтер үлгілері және форматы белгілі бір мөлшерде өзара байланысты болып келеді.

Мәліметтер форматының көп мөлшері бар. Көптеген ГАЖ растрлық мәліметтерді (TIFF, JPEG, GIF, BMP, WMF, PCX) сақтаудың негізгі форматтарын, сонымен қатар растрлық көріністердің шынайы географиялық координаттарға байланымы туралы ақпараттарды беруге мүмкіндік беретін GeoSpot, GeoTIFF мәліметтерді және ақпараттарды қысу үшін MrSID мәліметтерді қолдайды. Векторлық форматтар арасында ең көп таралғаны – DXF.

Барлық жүйелер негізгі алмасу форматтары: SHP, E00, GEN (ESRI), VEC (IDRISI), MIF (MapInfo Corp.), DWG, DXF (Autodesk), WMF (Microsoft), DGN (Bentley) арқылы көптеген ГАЖ және САПР бірге кеңістіктік ақпараттарды алмасуды (экспорт және импорт) қолдайды. Тек негізінен кейбір отандық жүйелер ресейлік алмасу форматтарын – F1M (Роскартография), SXF (Әскери-топографиялық қызмет) қолдайды.

Бір компьютерлік операцияларды тиімді жүзеге асыру үшін көбінесе векторлық форматты, ал басқалар үшін растрлық форматты таңдайды. Сондықтан кейбір жүйелерде белгілі бір форматта мәліметтерді манипуляциялау және векторлық форматты растрлық форматқа түрлендіру қызметі және керісінше растрлық форматты векторлық форматқа түрлендіру мүмкіншілігі іске асырылады.

МБ құру және оларға жүгіну (сұраныс бойынша) мәліметтер базасын басқару жүйесінің көмегімен іске асырылады (МББЖ).

Мәліметтер базасы элементтерінің логикалық құрылымы МБ таңдалынған үлгісімен белгіленеді. МБ ең көп таралған үлгісіне иерархиялық, желілік және реляциялық және объектілік-бағдарлық үлгілері жатады.

Иерархиялық үлгілер ағаш түріндегі құрылымды ұсынады, бұл жағдайда әрбір жазба одан жоғары деңгейде тұрған бір жазбамен ғана байланысты болады.

Мұндай жүйе өсімдіктер мен жануарлардың жіктелу жүйесін жақсы бейнелеуге ыңғайлы. Сондай-ақ мысал үшін ДК дискілерінде ақпараттарды сақтау құрылымын жатқызуға болады. Мұндай үлгінің басты түсінігі –деңгей. Деңгейлердің саны және олардың құрамы МБ құрастыру кезінде қабылданған жіктелуге тәуелді. Мұндай жазбаларға қол жеткізу белгілі бір қатаң тәртіп бойынша желілер тізбегі арқылы өту тәсілімен іске асырылады. Мұндай құрылым кезінде қажетті мәліметтерді іздестіру жеңіл іске асырылады, бірақ егер сипаттама толық болмаса немесе қандай да бір іздестіру критерийі қарастырылмаса, онда мүмкін болмайды. Жеткілікті қарапайым тапсырма үшін мұндай жүйе тиімді, дегенмен сұраныстарды шұғыл өңдеу арқылы күрделі жүйелерде қолдану үшін бұл жарамсыз деуге болады.

Желілік үлгілер иерархиялық үлгілердің кейбір кемшіліктерін жою үшін жасалған. Желілік үлгіде әрбір жазба әрбір желіде басқа бірнеше желілермен байланыста болуы мүмкін. Желілік құрылымның құрамына кіретін жазбаларда олармен байланысты басқа жазбалардың орналасқан орнын белгілейтін көрсеткіштер болады. Мұндай үлгі мәліметтерге қол жеткізуді жылдамдатуға мүмкіндік береді, бірақ база құрылымын өзгерту біршама күш пен уақытты қажет етеді.

Реляциялық үлгілер сәйкестендіру кестелеріндегі мәліметтерді жинайды. Кестелерге МБ ішіндегі бірегей атау беріледі. Әрбір баған – бұл ондағы атрибуттарда сәйкес құрамдасы бар атаулы өріс. Кестедегі әрбір жол файлдағы жазбаға сай келеді. Қандай да бір өріс бірнеше кестелерде болуы мүмкін. Кестелердегі жолдар ретсіз болғандықтан, бір немесе бірнеше бағандар белгіленеді, олардың мәні әрбір жолды бір мағыналы сәйкестендіреді. Мұндай баған бастапқы кілт деп аталады. Кестелердің өзара байланысы сыртқы кілттермен қолданады. Мәліметтерді манипуляциялау кестені тудыратын операциялардың көмегімен іске асырылады. Тұтынушы базаға жаңа мәліметтерді оңай енгізе алады, жекелеген өріс пен жазбаны таңдай отырып, кестелерді араластыра алады және экранға шығару үшін жаңа кестелерді құра алады.

Объектілік-бағдарлық үлгілерді егер белгілі бір объектінің геометриясы бірнеше қабатты қамтуға қабілетті болса қолданады, мұндай объектілердің атрибуттары мұраға қалдырылуы мүмкін, оларды өңдеу үшін ерекше тәсілдер қолданылады.