5.3. Модель данных триангулированная нерегулярная сеть

Эта модель, называемая ТНС, является альтернативой растровой модели данных для представления непрерывных поверхностей. Она позволяет эффективно генерировать модели поверхностей для анализа и изображения физических особенностей местности и других типов поверхностей.

ТНС модель представляет поверхность в виде серий сцепленных треугольников, отсюда прилагательное «триангулированная». Треугольники получены с помощью трех точек, которые расположены в произвольных местах, отсюда прилагательное «нерегулярная». Это контрастирует с растровой моделью, где точки в решетке расположены равномерно. Наконец, ТНС модель создает «сеть» треугольников с помощью хранения топологических взаимосвязей треугольников.

Фундаментальным строительным блоком ТНС модели данных является узел. Узлы соединены со своими ближайшими соседями с помощью ребер согласно набору правил. Для определения смежных треугольников используется топология «слева-справа».

Треугольники конструируются, основываясь на вводимых весовых точках и линиях излома, которые предоставляют данные и ограничения относительно поверхности.

ТНС модель создает треугольники из набора точек, называемых весовыми точками, которые всегда становятся узлами. Пользователь не обязан выбирать все узлы, которые будут использованы для создания треугольников; дополнительные узлы добавляются в соответствии с набором правил. Весовые точки могут быть расположены где угодно, и чем тщательнее они выбираются, тем более точная модель поверхности. Хорошо расположенные весовые точки – те, где есть значительное изменение формы поверхности, например, вершина горы, дно долины, край (верхний и нижний) обрыва. С помощью соединения точек на дне долины или вдоль края обрыва может быть определен линейный излом поверхности. Эти линии называются линиями излома. Реки и береговые линии часто используются в качестве линий излома. Линии излома могут управлять формой модели поверхности. Они всегда образовывают ребра треугольников и, как правило, не могут быть перемещены.

Треугольник всегда имеет три и только три прямых стороны, что делает его представление довольно простым. Треугольник имеет уникальный идентификатор и определяется по его трем узлам и его двум или трем соседним треугольникам. Ребра в этой модели задаются неявно. Первое ребро определено от узла 1 к узлу 2, второе – от 2 к 3 и третье – от 3 к 1. Порядок соседних треугольников соответствует порядку ребер, так что первый соседний треугольник разделяет первое ребро и так далее.

5.4. Совместное использование трех моделей пространственных данных

Векторная, растровая и ТНС модели данных являются мощными средствами моделирования Земли. Каждая из них использует декартову систему координат для определения местоположения на поверхности Земли. Выбор общих картографической проекции, масштаба и подгонка координат таким образом, чтобы все модели имели общую точку начала координат, гарантирует, что одна и та же координата представляет одно и то же местоположение в каждой модели. Это называется географической привязкой и является важным принципом, потому что позволяет выбрать оптимальную модель данных для представления определенной области Земли. Это также обеспечивает большую гибкость для анализа и отображения данных.