Редактирование пространственной и семантической информации

Подготовительный этап позволяет получить позиционные и семантические данные в требуемом формате. Позиционные данные представлены векторными объектами, а семантические внесены в атрибутивные таблицы, при этом реализована связь между пространственными характеристиками и записями атрибутивных таблиц.

Для создания цифровой карты требуется выполнить редактирование как геометрической, так и семантической информации. Необходимость этого обусловлена тем, что источники данных могут содержать избыточную информацию или представление данных более детально, чем требуется в масштабе составляемой карты. В картографии такая обработка информации называется генерализацией, то есть отбор и обобщение объектов с целью выделения главного содержания карты. Генерализация затрагивает как геометрический, так и семантический аспект. Эти операции при работе в ГИС-пакете выполняются параллельно, так как каждый графический объект имеет соответствующую запись в атрибутивной таблице.

Конечная цель этапа редактирования заключается в получении топологически корректного представления векторных объектов, а именно согласованных объектов разной тематики с проверенными и полными атрибутивными данными, генерализованными для нужного масштаба картографирования.

Работа с позиционной составляющей пространственных данных состоит в редактировании как отдельных объектов, так и их групп. Работа с одиночными объектами заключается в их отборе, редактировании очертаний для линейных и полигональных типов, уточнении местоположения для точечных объектов. Отбор и исключение пространственных объектов удобно производить на основе геометрических характеристик, например, выполняют выборку и удаление полигональных объектов на основании ценза отбора — площади в квадратных километрах или гектарах. Такая операция выполняется за счет использования языка запросов SQL, при этом значение площади полигона извлекается в ГИС автоматически.

Редактирование очертаний объектов представляет собой исправление положения контуров или отдельных частей путем смещения отдельных узлов полигонов и полилиний. Также при значительной извилистости контура применяют встроенные алгоритмы сглаживания, которые убирают избыточные точки или перестраивают линию, границу полигонального объекта.

Помимо работы с одиночными объектами есть функции, обеспечивающие обработку двух или нескольких объектов одновременно. Наиболее характерные операции — объединение объектов, обработка перекрывающихся объектов, разделение объектов.

Аналогичные функции доступны и в графических редакторах, однако особенность геоинформационных приложений заключается в том, что каждому графическому объекту соответствует запись в атрибутивной таблице. Следовательно, помимо обработки позиционных данных следует задавать правила обработки и для семантических.

В случае объединения двух или более объектов следует выбрать их на карте и по атрибутивной таблице, затем запустить операцию объединения. Объединение двух объектов можно представить как создание одного нового объекта и удаление двух существующих. Это приведет к тому, что будет удалено не только графическое представление, но и соответствующие записи в атрибутивной таблице, а также создан новый объект и связанная с ним запись.

Объединение полигонов с общей границей позволит получить единый контур, а полилиний, у которых начальная точка одной совпадает с конечной точкой другой, — одну полилинию. Если же общая граница отсутствует или начальная и конечная точки не совпадают, то результатом объединения будет составной объект. Характерный пример составного объекта — архипелаг, который включает несколько островов. Каждый остров — отдельный полигон на карте, но все они имеют одну запись в атрибутивной таблице и рассматриваются программой как один объект. Таким образом, значение атрибута будет принадлежать группе островов, а площадь объекта — это суммарная площадь всех полигонов.

При создании записи в атрибутивной таблице для результата объединения можно выполнить ее заполнение на основе имеющихся атрибутов. Новый объект может наследовать значение атрибута одного из объектов, ему может быть присвоено суммарное значение какого-либо показателя и т. д. В MapInfo для каждого поля может быть выбрано свое правило заполнения. При обработке перекрывающихся объектов или разделении также необходимо задать правила заполнения атрибутов для создаваемого(-ых) объекта(-ов).

Обработка перекрывающихся объектов требует выбрать объект, над которым будут выполняться изменения, то есть его очертания изменятся (“изменяемый объект”), и объекта, контур которого не изменится и будет использован для обработки (“редактирующий объект”). После выбора и распределения ролей объектов возможны три варианта:

1) удаление зоны перекрытия — та часть изменяемого объекта, которая перекрывалась с редактирующим объектом, будет удалена;

2) удаление внешней части — от изменяемого объекта будет оставлена только та его часть, которая перекрывается с редактирующим объектом;

3) разделение — на основе изменяемого объекта будет создано два новых объекта, один из которых — это область перекрытия с редактирующим объектом, а остальная часть — второй объект.

Каждое из трех перечисленных преобразований, помимо выполнения преобразований геометрических характеристик, требует задания правил обработки атрибутов. Такие изменения представляют собой удаление существующего объекта и создание одного или двух объектов с новыми геометрическими характеристиками и атрибутами.

Еще одна группа операций — разделение объекта. В этом случае речь идет о разъединении на отдельные полигоны составного объекта, разделении полилинии в точке, разделении полигона с помощью полилинии. Разделение составного объекта требует выбора этого объекта и последующего задания правил заполнения атрибутов. Разделение полигона линией или полилинии — точкой требует непосредственного указания, какой объект будет изменяемым, а какой — редактирующим.

Специфика исходных данных, а также редактирование в ГИС-пакете обусловливают появление просветов между полигонами или зон перекрытия в тех случаях, когда это не обусловлено природой картографируемых объектов или явлений. Редактирование таких случаев производится на основе учета правил топологии, то есть взаимного положения объектов. Геоинформационные приложения имеют встроенные средства для поиска и исправления топологических ошибок. Наиболее типичными примерами таких ошибок являются: перекрытие, просвет и самопересечение.

Исправление топологических ошибок частично автоматизировано в специальных модулях или инструментах, но также может быть выполнено путем последовательного применения функций работы с контурами (основные приемы были описаны выше).

Разные программные продукты имеют различный набор инструментов для обработки контуров и редактирования топологии. Например, в MapInfo представлены наиболее простые и часто используемые и основной объем редактирования выполняется вручную картографом. ArcGIS предоставляет достаточно большой набор функций по редактированию объектов, которые размещены в разных наборах инструментов ArcToolbox. Задание топологических правил, их проверка и исправление доступны при работе с базой геоданных.