Исследование моделей топологических отношений пространственных объектов

В процессе генерализации картографических данных необходимо сохранять взаимное расположение объектов. В то же время общепринятой является практика упрощения каждого типа картографических объектов независимо (сначала административные границы, потом дорожная сеть, гидрографическая сеть и т. д.), а потом проведение ручной или автоматической коррекции ошибок. В связи с развитием вычислительной техники и переводом большого числа картографической информации в электронную форму возникла необходимость в автоматизации этого процесса. Для выявления пространственных конфликтов необходимо уточненное описание пространственных отношений.В работе проанализированы модели описания топологических отношений пространственных объектов: модель девяти пересечений, модель топологической цепочки и модель E-WID. Каждая рассмотренная модель позволяет учитывать некоторые отношения между объектами, но не позволяет передавать их в точности. Вследствие этого становится актуальным направление исследований, посвященное уточнению таких моделей. Нами предложена усовершенствованная модель девяти пересечений, учитывающая порождение топологического конфликта, состоящего в нарушении “правила буравчика”, при упрощении ломаной линии, рядом с которой располагается точечный объект. Несмотря на кажущуюся простоту рассматриваемых объектов, упрощение ломаной является одним из наиболее востребованных действий при работе с картами. При покрытии карты сеткой, внутри ячейки могут находиться точечные объекты и элементы линейных и полигональных топологических объектов, которые, при достаточной мелкости сетки, представляют собой полилинейные объекты. Таким образом, вопрос об упрощении топологических объектов внутри ячейки сводится к вопросу упрощения полилинейных объектов (ломаных). Разработанный алгоритм планируется применять для решения задачи согласованной генерализации пространственных данных. Идеи, изложенные в данной статье, лягут в основу нового индекса пространственных данных, сохраняющего их топологические отношения.

1. E. Clementini, J. Sharma, and M. J. Egenhofer, “Modelling topological spatial relations: Strategies for query processing”, Computers & Graphics, vol. 18, no. 6, pp. 815-822, 1994.

2. X. Zhou, H. He, D. Hou, R. Li, and H. A. Zheng, “A Refined Lines/Regions and Lines/Lines Topological Relations Model Based on Whole-Whole Objects Intersection Components”, ISPRS Int. J. Geo-Inf., vol. 10, no. 1, 2021. doi: 10.3390/ijgi10010015.

3. W. Liu, J. Chen, R. Zhao, and T. Cheng, “A Refined Line-Line Spatial Relationship Model for Spatial Conflict Detection”, in International Conference on Conceptual Modeling, vol. 3770, 2005, pp. 239-248. doi: 10.1007/11568346_26.