Ugrás a tartalomhoz

Nagyméretarányú térképezés 3., A digitális alaptérképek fogalma, fajtái, jellemzői

Dr. Vincze László (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

A valós világ modellezése

A valós világ modellezése

A digitális adatkezelés az ábrázolni kívánt terep olyan számítógépes modelljének létrehozását igényli, amely visszatükrözi annak lényeges elemeit. A modell filozófiai kategóriájára általában érvényesek az alábbi ismérvek:

  • a modell és a modellezett objektum között mindig objektív , meghatározott megfeleltetés i viszony áll fenn, ezért

  • a modell képes az objektumot felváltani, helyettesíteni a megismerés folyamatában (a kutatás és a felhasználás közvetlen tárgyává válik),

  • mint a megismerés sajátos eszköze, a modellezés alap objektumának megismerését szolgálja,

  • a modellezés során új ismereteket szolgáltat a vizsgált objektumról,

  • anyagilag, vagy eszmeileg reprodukálja (általában leegyszerűsített formában) a vizsgálat tárgyát,

  • lehetővé teszi a modellezéssel nyert új információ átvitelét a modellezett (eredeti) objektumra.

3.1. táblázat - Az adatmodellezés két oldala

Az adatmodell tükrözi [1].

a valós világ :

elvont kategóriáit:

- tárgyainak, dolgainak, jelenségeinek (egyedeinek) , továbbá azok

- térképi objektumok ,

- valóságos viszonyaiknak és

- kapcsolataik halmaza és

- jellemző tulajdonságaiknak

- azok tulajdonságai ( attribútumai )

( absztrakt modell-elemek) formájában


Összefoglalva az adatmodell három eleme:

  • az objektumok (beleértve az elemeket, mint az objektumok építőköveit is),

  • azok leíró tulajdonságaik (másképpen attribútumaik) és

  • kapcsolataik .

Attól függően, hogy ezekből milyen módon hozzák létre az adatmodell szerkezetét, különféle adatmodelleket (mátrix, spagetti, topológiai, stb.) kapunk.

A modellalkotás további elméleti kérdései (pl.: megfeleltetés, adatmodell-típusok, modell-szerkezetek, adatbáziskezelés, stb.) nem tartoznak jelen tananyaghoz, csupán a gyakorlati megközelítéshez szükséges kérdéseket tekintjük át.

A modellalkotás jelentősége abban van, hogy meghatározza az ábrázolandó egyedek körét, leszűkíti azokat a legfontosabb tulajdonságokat , amelyek képesek visszaadni a terepi objektumokat – a leképezés elvárásainak függvényében.

A fentiek alapján a digitális modell a terep célszerűen egyszerűsített, digitális formában megjelenő mása, amely számítógéppel olvasható, adathordozón tárolt numerikus és alfanumerikus (terepi, vagy a terepet tükröző) információk rendezett halmaza.

A modellezéssel előállított, a modell alapján levezethető új információk minősége és pontossága alapvetően a modell eredeti pontosságától függ , azaz attól, hogy a digitális modell mennyire jól reprezentálja a valódi terepet. A pontosságot az befolyásolja, hogy milyen a mért pontok sűrűsége és eloszlása.

Azonban legalább ilyen mértékben befolyásoló tényező a mért (eredeti) pontok közötti kapcsolat helyes megtalálása (térkép esetében pl. az elhatárolás), valamint a helyettesítő felület, vagy alakzat minél jobb kiválasztása. További fontos tényező az objektumok tulajdonságai helyes leírása (attribútumaikkal).

A digitális térkép egyik igen fontos jellemzője a méretarány-függetlenség , vagyis, hogy pontossága (és általában: adatminőségi jellemzői) nem a pillanatnyi megjelenítés aktuális méretarányától függ, hanem a bevitt adatok pontosságától (adatainak minőségétől). Utóbbi eredendően a felmérés pontosságától, a helyzeti meghatározás megbízhatóságától függ, de terhelheti a digitális átalakítás származékos hibája is.

3.1.3 A digitális térképi adatállományok tartalmának logikai csoportosításai

A térkép a terep képe. Bővebben, de általánosabban: a terepről a különféle felmérések által gyűjtött - célirányos információkat tartalmazó - adatok grafikusan (hagyományos rajzhordozón megjelenített), vagy numerikusan (digitális térképpé) kódolt formája.

A logikailag összetartozó adatok célszerűen elkülönítetten (általában tematikusan) kezelhetően és strukturáltan kerülnek tárolásra és megjelenítésre. Ez az elkülönítés éppen azt a célt szolgálja, hogy a felhasználáskor többféleképen “összerakhatók ” legyenek a szükséges információk. Az elemek, objektumok és szimbólumok, valamint egyéb adatok (attribútumok és adatminőségi jellemzők) megfelelő táblázatokban áttekinthető módon és szabályozottan állnak rendelkezésre és ezek felhasználásával készült digitális állományok reális ismeretet adnak a terepről.

A digitális térképeken ábrázolt objektumokat, illetve azok térképi elemeit - a térképen betöltött szerepük (tematikájuk) és a felhasználás módjai, igényei figyelembevételével ún. logikai csoportok ba sorolhatjuk. Ilyen csoportok pl. a határvonalak (ország-, megye-, közigazgatási-, tömb- vagy földrészlet-határ, valós vagy jogi határ); épületek (lakó-, gazdasági-, ipari épület); közművek (víz, gáz, csatorna, elektromos vezeték), stb.

Ezeket az objektumokat az elemszemléletű állományokban úgynevezett rétegekben , fedvényekben , vagy szintekben (angolul layer, vagy level) csoportosíthatjuk (a továbbiakban az egységes szóhasználat miatt réteg -nek nevezzük), amelyeket úgy kell elképzelni, mintha a felsorolt tartalmat külön - külön fólián szerkesztenénk meg annak érdekében, hogy közülük tetszőlegesen kiválasztottakat egymás fölé helyezve szemléljük, majd egy más célra ezek körét megváltoztatva újra (másként) csoportosíthassuk.

(Megjegyezzük, hogy egyes szoftverekben fedvénynek nevezik a rétegek csoportját is, de egyes csoportosításban szereplő térképi tartalom együttesét témá -nak is nevezik.)

Az egyes témák lehetnek egymásra épülők, egymást kiegészítők (pl. váztérkép, határvonalak, épületek, építmények, stb.), de lehetnek átfedők is (pl. az alappontok, vagy a fontosabb határok mindegyikben, vagy több- ben szerepelnek).

3.1.4  A DAT adatbázis, mint rendszer

A digitális térképi adatbázis a térhez kapcsolódó adatoknak az együttese, mely a valóság modelljéül szolgál.

A digitális alaptérkép (DAT) adatmodellje a következő tényezőknek:

  • a véges számú objektumféleségeknek,

  • azok egyenként is véges számú attribútum-féleségeinek

  • és kapcsolatféleségeinek

egységes elvek alapján szervezett együttese .

Mindezek együttesen adják a DAT adatbázis általános elvi felépítését, a valós világ absztrakt képét.

Az adatbázisok alapvető részei a következők:

  • egyed (entitás):olyan dolog, jelenség, amely - a vizsgált tulajdonságok szempontjai szerint - már nem bontható tovább hasonló jelenségekre (pl. a telek, földrészlet nem azonos az alrészlettel, mert azokat más elvek szerint alakítjuk ki);

  • térképi objektum : az egyed megjelenése (megfelelője) az adatbázisban;

  • attribútum : a tulajdonságok megjelenítése (pl. a pont jellege, állandósításának módja, a tulajdonosok adatai, stb.).

A valós világ ismeretekkel leírni kívánt konkrét tárgyát, dolgát vagy jelenségét a DAT adatbázisban leképezve digitális térképi objektum ot, röviden objektumot kapunk. Másképpen: az objektum a valós világ konkrét tárgyainak, dolgainak vagy jelenségeinek adatbázisban leképezett és ismeretekkel leírt reprezentációja (megjelenési formája).

Egyes esetekben - szinonimaként - az egyed, illetve elem (mint egyszerű objektum ) kifejezések is jelenthetik az objektumot. Az objektum absztrakt megjelölésére az objektumféleség kifejezés szolgál.

Az objektumokra vonatkozó leíró ismeretek két csoportját különböztetjük meg.

  • Az attribútum , amely magában foglalja az objektum azonosítási, tematikai, helyzeti és adatminőségi (stb.) tulajdonságait. Valamely leíró tulajdonság absztrakt (elvont) megjelölésére az attribútumféleség kifejezés használatos. Minden attribútum-féleséghez a konkrét attribútum-értékek meghatározott halmaza tartozik (lásd még a 3.6 pontban leírtakat).

  • Két vagy több objektum, vagy egy objektum és geometriai építőelemei között a DAT adatbázisban kifejezni kívánt tematikai vagy geometriai/topológiai kapcsolat . Ennek absztrakt megjelölésére a kapcsolatféleség szolgál, amely kapcsolat- előfordulás formájában válik konkréttá (lásd még a 3.7 és 3.8 pontban foglaltakat).

A digitális alaptérképi (DAT) adatbázis ún.  topológiailag struktúrált vektoros adatok rendszere  — melyben a geometriai építőelemek a tér objektumainak síkban történő teljes és konzisztens topológiai leképezését biztosítják egy- és többirányú topológiai kapcsolatok segítségével.

A topológiailag struktúrált vektoros adatok mellett a DAT adatbázisban megjelenik az ún.  mátrix struktúrájú adatok rendszere is, amely a domborzat esetében a tér harmadik dimenziójának, a magasságnak a leképezésére szolgál digitális domborzatmodell formájában.

A tárgyak, vagy jelenségek, amelyek önálló fogalomként léteznek az egyed ek. Az egyedek azonos tulajdonságaik (adataik) alapján azonos kategóriába, ún. egyedtípus ba sorolhatók (pl. közterületi földrészletek). Egyfajta egyedtípus minden egyedénél általában ugyanazokra a tulajdonságokra vagyunk kiváncsiak, ezért egy típushoz - azonos jellegű felhasználásnál - egy tulajdonságsorozat (adathalmaz) kötődik.

Az adatbázisok - így a digitális alaptérkép adatbázisa is - általában több, önállóan is kezelhető részből tevődnek össze. A számítógépen kezelhető adatbázisok esetében ezeket a részeket digitális adatállományok- nak hívjuk. A digitális adatállományokat gyakran több fájl alkotja.

Az adatbázis-, illetve az információs rendszerek kezelésére szolgáló rendszerszoftverekkel szemben elvárt - általános - feladatok a következők:

Fő funkciók:

  1. Az adatbázis létrehozása (feltöltés, átvétel, konvertálás, módosítás, stb.) illetve

  2. Az adatok különböző szempontok szerinti keresése, gyűjtése és lekérdezése.

Segédfunkciók:

  1. Adatvédelem, adatbiztonság;

  2. Az adatintegritási (összetartozási) feltételek teljesülésének figyelése;

  3. az egyidejű felhasználások szinkronizálása, támogatása.

Itt csupán még annyit: az adatok adatbázisban történő kezelésének (azaz a felhasználások) feltételeként fontos követelmény az is, hogy olyan adatszerkezetet és adatcsereformátumot kell választani és alkalmazni, amely biztosítja az egyes kezelő rendszerek közötti, információ-veszteség nélküli adatátvitelt.

A helyhez kapcsolódó információk tárolásának és kezelésének alapja a digitális térkép. Annak érdekében, hogy ezek a térbeli információkat hordozó rendszerek valóban kielégítő alapul szolgálhassanak a sokcélú felhasználói igényeknek, a térkép fogalmát és funkcióit szükséges újra végiggondolva értelmezni azok elemeit és megfogalmazni a létrehozásával kapcsolatos feladatokat. Lényegét tekintve el kell sajátítani az objektum-orientált szemlélet et a sokrétű felhasználói igények kielégítésére nemcsak a programozóknak, hanem az adatállományok létrehozóinak is egyszerűen azért, mert a sokcélú felhasználhatóság ezt igényli. Ugyanis önálló információt, vagy adathalmazt csak önállóan (is) kezelhető objektumhoz lehet rendelni. Ez igaz a változások vezetésének szempontjából is.

Ha pl. csak vonalat tekintenénk térképi objektumnak, akkor hiába akarnánk a számítógéptől földrészletre, fekvésre, településre vonatkozó információt kérni. Azt csak különféle segédműveletekkel (mint pl. a területjegyzék állt elő a múltban) lehetne előállítani, mert csak az emberi agyban generálódnék az összetett információ. (Azaz ott állnak össze földrészletté a határoló vonalak és az azonosító, a helyrajzi szám - mint az analóg térképek esetében, de akkor még ez fel sem tűnt, mert kezdetben nem bízhattuk a számítógépre a „magasabb rendű” objektumok létrehozását és kezelését (lásd a 3.5 sz. ábrát ).

Emellett szükséges a kapcsolat az objektum és az attribútumai között, mert az adat- elérés csak ezáltal biztosított.