Определение топологии происходит от греческого (1ороз - место), в БСЭ - «раздел
математики, изучающий топологические свойства фигур, т .е. свойства, не изменяющиеся
при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. Так, окружность, эллипс,
контур квадрата имеют одни и те же топологические свойства, т. к. эти линии могут
быть деформированы одна в другую описанным выше способом; в то же время кольцо
и круг обладают различными топологическими свойствами: круг ограничен одним конту¬
ром, а кольцо - двумя».
Применительно к картографии можно сказать, что топологические отношения между
объектами- это определение пространственных и логических связей между ними (их
смежность, соседство, пересечения и др.).
Все данные на цифровой карте подразделяют на пространственные и семантические
(1атрибутивные).
Пространственная информация - описывает положение и плановые очертания объ¬
ектов в координатах. Каждый объект задается набором координат, которые описывают его
местоположение и пространственную привязку. Например, у точечных объектов метрическое
описание представлено координатами одной точки. Площадные объекты описываются по¬
следовательностью координат точек.
Семантическая (атрибутивная) информация - числовая и текстовая информация об
объектах. Семантическая информация описывает качественные и количественные характе¬
ристики объектов.
Все объекты цифровой карты находятся в пространственной и логической зависимости
между собой (соседство, пересечение и др.). Другими словами можно сказать, что все объек¬
ты имеют пространственно-логические связи.
Пространственно-логические связи условно делят на метрические и логические связи.
К метрическим связям относятся: совмещение объектов, наложение объектов друг на
друга, примыкание, продолжение на смежном листе. Этот тип связи на картах передается
установлением одной или нескольких общих точек двух объектов. Например, при совмеще¬
нии двух объектов координаты каждой точки метрики одного объекта должны совпадать
с каждой точкой другого объекта, находящегося с ним в пространственной связи.
К логическим связям относят связи между объектами, которые не имеют пространст¬
венную связь, но имеют непосредственное отношение друг к другу. Например, внутренний
и внешний контуры объекта должны быть связаны логически; формирование единого водо¬
тока, имеющего общее название и разделенного на элементы по разным причинам, например,
прерывание его водоемами, изменение ширины и др.
Рассмотрим основные требования к формированию пространственно-логических связей
объектов. Подробное рассмотрение правил цифрового описания картографической информа¬
ции и требований к формированию пространственно-логических связей объектов изложено
в документах [6,7,8].
Представление объектов цифровой топографической карты.По характеру локали¬
зации объекты карты подразделяются на внемасштабные, линейные, площадные и текст. От¬
сюда объекты цифровой карты можно представить тремя основными видами графических
примитивов: точками, линиями и полигонами.
Точечные объектыявляются внемасштабными объектами, имеют главную точку, по¬
ложение которой определяется парой координат X, У (см. подразд. 2.1).
Требования к точечным объектам. У точечных объектов всегда цифруется главная
точка (рис. 8.12).
Знаки береговой
сигнализации
Рис. 8.12. Правила цифрования точечных объектов
Линейные объекты - линейные замкнутые и незамкнутые объекты, ширина которых
не выражается в масштабе карты. Линиями могут быть представлены:
- неориентированные линейные объекты (с произвольным направлением цифрового
описания) - направление оцифровки этих линий не имеет значения (дороги, трубопроводы,
береговая линия морей, озер, водохранилищ, контуры кварталов, карьеры). Первая точка вы¬
бирается произвольно на одной из их оконечностей.
- ориентированные линейные объекты (с определенным направлением цифрового опи¬
сания) - особенности их графического изображения на карте связаны с различием высот ме¬
стности по их сторонам (обрывы, насыпи, бровки (уступы задернованные), валы земляные
выемки, реки, горизонтали, скалистые берега и др.). Горизонтали цифруются по принципу:
«большая высота - слева» или «справа - ниже».
Требования к линейным объектам:
1. Места пересечения линий одного слоя должны фиксироваться узлами.
2. Ломаная линия, представляющая собой контур линейного объекта, должна быть
гладкой и точно передавать характерные изменения направления объекта. Она не должна
иметь скошенных углов за счет малого количества вершин (рис. 8.13, а), не должна быть зуб¬
чатой (рис. 8.13, б) и в то же время не должна быть излишне детализирована.
3. Линия контура не должна иметь систематических смещений относительно растровой
линии, т. е. должна располагаться строго по центру растрового изображения (рис. 8.14).
Рис. 8.13. Правила цифрования линейных объектов:
а - образование скошенных углов;
б - образование зубчатого рисунка линии
Рис. 8.14. Смещение линии относительно растра
4. В изображении не должно быть разрывов, независимо от «вынужденных» разрывов
на изображении: например, при наложении условного знака или подписи.
5. Линейные объекты, имеющие одинаковые характеристики, не должны иметь псевдо¬
узлов (рис. 8.15, а).
6. Линейные ориентированные объекты (обрывы, горизонтали, реки и др.) цифруются
с учетом направления оцифровки по правилу «большая высота - слева», реки цифруются от
истока к устью (рис. 8.15, б).
7. Площадные и линейные объекты, выходящие на рамку листа, должны быть замкну¬
ты на рамку листа.
8. Линейные объекты должны быть непрерывны (в устьях рек, впадающих в основную
реку, должен стоять узел и т. д.).
а
б
Рис. 8.15. Правила цифрования линейных объектов:
а - образование псевдоузла; б - направление цифрования рек
9. Не должны образовываться висячие дуги между объектами за границей объекта и до
границы объекта примыкания (рис. 8.16).
а
Рис. 8.16. Правила цифрования линейных объектов:
а - висячая дуга за границей объекта;
б - висячая дуга до границы объекта
10. Точки одного класса объектов должны совпадать с конечными точками линий дру¬
гого класса (рис. 8.17).
Рис. 8.17. Внемасштабные населенные пункты совпадают с конечными точками дорог
Площадные объекты- это объекты, площадь которых выражается в масштабе карты
(населенные пункты, растительность, озера и т. д.). Как правило, площадные объекты описы¬
ваются последовательностью координат точек по правилу: «объект - слева», т. е. для внеш¬
него контура объекта - в направлении «против хода часовой стрелки», а для внутреннего
контура - в направлении «по ходу часовой стрелки».
Требования к площадным объектам:
1. В качестве граничных точек площадных объектов карты при метрическом описании
необходимо использовать:
- точки осевых линий контуров объектов;
- граничные точки фоновой окраски объектов (если нет контура);
- точки осевой линии линейного условного знака (например, автодороги), являющего¬
ся границей объектов растительного покрова (например, лесного массива), грунтов и др.;
- граничные точки крайних элементов заполнения площади, контур которой на карте
не отображается (болота, отмели, мели и др.);
- стороны рамки карты, если площадной объект выходит на рамку карты.
2. Границы полигонов не должны иметь разрывов (т. е. должны быть связанными об¬
щими узлами без исключения).
3. Любой площадной объект может содержать внутренний контур (дырку), который не
является объектом данного покрытия. Этот контур цифруется с присвоением ему соответст¬
вующего кода.