формат обмена интегрального файла Пример курсовой 1

Описание формата обмена интегрального файла и его основных свойств.
Формат
обмена
интегрального
файла
(далее
ИФ)
цифровой
картографической информации позволяет кодировать и передавать:
 базы данных цифровых топокарт и планов городов в формате
интегрального файла;
 комплекты файлов штрихов для баз данных цифровых топокарт и планов
городов;
 комплекты сопроводительных документов для баз данных цифровых
топокарт и планов городов;
 комплекты любых файлов.
Формат обмена ИФ цифровой картографической информации обладает
следующими основными свойствами, которые позволяют использовать его в
различных системах, связанных с обработкой цифровой картографической
информации:
 Все данные содержатся в одном файле, что облегчает учет и
архивацию данных, обеспечивает ускорение процесса передачи данных и
надежность их контроля, позволяет разрабатывать эффективные средства
выборки информации.
 Вся информация об отдельном объекте БДЦК содержится в одной
записи файла. Это обеспечивает более надежное хранение информации (в
случае сбоев исключается потеря информации всех объектов).
 Наличие символьного варианта формата обмена, который облегчает
перенос информации на различные аппаратные платформы, а также
упрощает разработку программ конверторов в другие форматы.
 Возможность кодирования до 65535 объектов в пределах одного
классификационного кода, что практически снимает ограничение на общее
количество объектов.

Практическое
отсутствие
информационных слоев (до 32767).
ограничений
на
количество
 Отсутствие ограничений на размер объекта. Для объектов,
превышающих размер записи в 65 кбайт, введен аппарат «разрезанных»
объектов.
 Наличие средств защиты объектов (вплоть до одного отдельного
объекта) от несанкционированного доступа, обеспечивающих реализацию
распределенного доступа к информации в базе данных.
 Ключевая форма задания атрибутов (характеристик) объекта.

Самоопределенная
форма
представления
характеристики
(
характеристика в себе содержит свое полное описание - в том числе и тип ее
значения).

Многообразие
типов
значений
характеристик,
покрывающее
практически все информационные потребности.

Возможность
создания
сложной
характеристики
для
структурированного описания атрибута объекта.
 Наличие аппарата пространственной координатной «привязки»
любой
характеристики,
позволяющего
эффективно
описывать
пространственно - распределеннные атрибуты.
 Возможность компактного (битового) описания наиболее часто
используемых атрибутов объекта типа «да» или «нет» (логическая шкала),
например, признак замкнутости объекта.
 Наличие ряда специфических сложных характеристик объекта с их
специальным
оформлением
и
аппарата
их
поддержки
для
более
эффективного решения задач, связанных со структуризованным метрическим
описанием информации, а также с кодированием и поддержкой топологии
пространственно - логических и топологических отношений и связей
пространственно распределенных объектов.
 Возможность представления метрической информации в символьном
варианте формата обмена как в системе координат листа, так и в
геодезических координатах.
 Наличие реализации формата обмена в виде базы данных (формат
обработки), которая обеспечена эффективными средствами манипулирования
данных, позволяющими как создавать новые приложения по обработке
цифровой картографической информации, так и эффективно эксплуатировать
уже имеющиеся (например, системы цифрования, издательские системы и
т.п.).
 Инструментальная программная поддержка формата обмена,
обеспечивающая разработку конверторов в другие форматы представление, а
также
разработку
некоторых
приложений
по
обработке
цифровой
картографической информации.
 Наличие сервисной программной поддержки, позволяющей решать
задачи визуализации информации, представленной в обменном формате.
Теперь вкратце опишем основные грамматические конструкции ИФ и
правила их применения для описания объектов:
Информационно-логическое описание
объекта осуществляется при
помощи следующих грамматических средств:
аппарата характеристик;
аппарата связей;
аппарата прерываний.
Структура представления объектов, самостоятельно существующих в
БД, независимо от их типа, включает следующие обязательные компоненты:
* идентификатор объекта;
* характеристики объекта;
* логическая шкала объекта;
* отношения объекта (поле связи и поле прерываний);
* логическая шкала отношения;
* метрическая информация.
1. Идентификатор объекта.
Идентификатором картографического объекта в БД служит его код по
классификатору и порядковый номер.
Код представляется структурным числом из 9 позиций по 2 байта
каждая. В первой позиции указывается число последующих значащих
позиций собственно кода.
Номер объекта представляется беззнаковым 2-х байтовым целым
числом и может принимать значение от 1 до 65535. Номер для каждого
объекта в пределах одного кода должен быть уникальным.
2. Характеристики объекта.
Для фиксации атрибутивных отношений объекта (т.е. отношений типа
"объект - характеристика") предназначен аппарат характеристик.
Характеристики объекта описываются соответствующим кодом по
классификатору, значениями и координатами (X,Y) точек привязки, если
таковые имеются.
Число
характеристик
объекта
произвольно,
поэтому
и
поле
характеристик имеет переменную длину. Каждая характеристика имеет
следующую структуру:
* длина поля характеристики в словах (1 слово);
* тип значения (1 байт);
* количество точек привязки (1 байт);
* поле кода характеристики (структурное число по байтам);
* поле значения характеристики (длина поля зависит от типа);
* точки привязки (N*2 слов, N - количество точек привязки).
Тип
значения
характеристики
определяется
шестью
младшими
разрядами отведенного поля. Допускаются следующие типы значений
характеристик:
* "1" - целое число. Длина поля значения - одно слово;
* "2" - действительное число двойной точности (REAL*8). Длина поля
значения - четыре слова;
* "3" - длинное целое число (INTEGER*4). Длина поля значения - два
слова;
* "4" - строка символов (первый байт задает количество символов в строке L). Длина поля значения - [L/2]+1 слово;
* "5" - структурное число целого типа по словам (первое слово задает
число позиций - K). Длина поля значения - (K+1) слово;
* "6" - действительное число (REAL*4). Длина поля значения - два слова;
* "7" - характеристика без значения. Длина поля значения равна нулю;
* "8" - структурное число смешанного типа из трех позиций (два целых и
одно действительное). Длина поля значения - четыре слова.
* "9" - дата в виде абсолютного номера дня от 01.01.1900г. (4 байта).
* "10"- сложная характеристика. Длина поля значения переменная и
определяется первым словом самого значения (то есть длиной поля
составляющих ее характеристик).
Седьмой разряд поля "тип значения" используется как признак
неопределенного значения ("1").
Восьмой разряд поля "тип значения" используется как признак
переменной характеристики ("1") в групповом знаке. Он устанавливается при
вводе
семантики
и
гасится
при
вводе
метрической
информации
характеристики.
Код характеристики имеет вид структурного числа, записанного по
байтам: первый байт - число позиций в коде (к), далее значение первой
позиции, второй и так далее, таким образом, длина поля кода в словах равна
[K/2]+1.
Каждая точка привязки характеристики задается парой координат X и
Y, занимающих по одному слову и выраженных целым числом в десятых
долях миллиметра. Длина этого поля в словах равна 2*N, где N - количество
точек привязки.
3. Логическая шкала объекта.
Логическая шкала объекта
(ЛГШО), предназначена для фиксации
основных системных атрибутов объекта (тип объекта, тип линии объекта,
характер метрической информации до первого прерывания и др.) и
обеспечивает оперативный доступ к этой информации. ЛГШО занимает поле
размером в два слова (32 разряда).
Каждый атрибут в ЛГШО описывается одним или
несколькими
разрядами. Значения атрибутов интерпретируются как "1" или "0" (т.е. "да"
или "нет") в соответствующем разряде ЛГШО.
Семантическая интерпретация значений одних и тех же признаков
может варьироваться в зависимости от описываемого объекта. Разряды
нумеруются слева направо и имеют сквозную нумерацию от 1 до 32.
4. Представление внутриобъектных и межобъектных отношений.
Для представления в БД межобъектных отношений (т.е. отношения
типа "объект - объект") используются аппараты связей и прерываний.
По своей структуре отношения прерывания и связи полностью
идентичны за исключением условной договоренности об использовании в
них позиции "номер точки в метрике",
которая заполняется и
несет
информацию лишь в записях поля прерывания. В записях же поля связи эта
позиция всегда ="0".
Отношения прерывания записываются в поле прерываний формата
интегрального файла, отношения связанности - в поле связи формата
интегрального файла.
4. 1. Применение аппарата прерываний.
Аппарат прерываний используется для:
1)
Указания отношений между линейными объектами или между
дискретными объектами, устанавливаемыми в порядке отслеживания линии
линейного, либо контура площадного объекта, не взирая на то, включается
метрическое описание этого участка линии в объект, либо нет. При этом
значение
поля
интерпретируется
в
записи
как
прерывания
номер точки
"номер
точки
в
метрике"
в хранимом поле метрики,
после
которой вступает в силу данное отношение. В частности, значение этого
поля равное нулю означает, что отношение вступает в силу до того участка
метрики, который присутствует в описании этого объекта. Таких отношений
может быть и не одно, а в предельном случае, когда поле метрики объекта не
заполнено, все отношения оказываются с нулевым значением этого поля,
или, выражаясь в терминах структуры интегрального файла, "привязаны к
нулевой точке".
Возможно
также
наличие нескольких подряд идущих
отношений, привязанных к одной точке, отличной от нулевой, что возможно
при отсутствии в поле метрики описания последующего участка, либо при
необходимости в действительности сообщить о нескольких отношениях в
одном месте.
Примечание: Порядок следования прерываний, используемых для описания
объекта, жестко фиксирован.
2)
Установления
отношений,
называемых
"прерыванием
характеристикой". Данный тип отношений используется в том случае, если
свойство характеризует не весь объект в целом, а отдельные его части или
участки и, следовательно, требуется локализованная фиксация изменений
этого свойства (скорость течения реки,
изменение покрытия дороги,
физический разрыв изображаемой линии и т.д.).
Аппарат
прерывания
характеристикой
предусматривает
локализованную фиксацию свойств объекта как в определенной точке его
метрики, так и на некотором участке. В первом случае прерывание
характеристикой привязывается именно к той точке метрики объекта,
которая обладает свойством, передаваемым данной характеристикой. Во
втором случае начало действия свойства объекта фиксируется путем
установления прерывания характеристикой, передающей это свойство, в
соответствующую точку метрики объекта, а отмена свойства - путем
установления
прерывания
характеристикой
с новым свойством или
объектом, который был актуален до вступления в силу локально назначенных
свойств.
3) Фиксации отношений,
называемых "имманентным включением".
Данное отношение может иметь место:
* между площадным объектом и находящимися внутри или вне его контура
дискретными объектами;
* между несколькими площадными объектами, одни из которых являются
имманентными элементами других;
* между линейным объектом и площадным объектом, являющимся
неотъемлемым элементом структуры данного линейного.
4) Оформления топологии общей точки либо участка метрики, а также
выхода объекта на границу листа (внутреннюю рамку карты) с функцией
уточнения координат общих точек метрики объектов путем использования
координат в формате действительных чисел. Признаком прерывания с этой
функцией выступают 17 и 18 разряды логической шкалы прерывания. При
этом 17 разряд свидетельствует о наличии в поле характеристик прерывания
точных значений координат общих точек пересечения или граничных точек
общего участка смежных объектов, а 18 разряд - о наличии в поле метрики
объектов этих же общих точек в целочисленном представлении (в дискретах
цифрования)
и
необходимости
их
подмены
на
представленные
действительные координаты.
В объекте, хранящем полное описание данного (второго объекта),
прерывание этим объектом дополняется аналогичными характеристиками
взаимодействия его со всеми объектами, которые на него топологически
ссылаются.
4.2 Применение аппарата связей.
Аппарат связей используется для:
1)
Ссылки на пространственно распределенные атрибуты
(
криволинейные пояснительные подписи, таблично заданные атрибуты),
представленные в базе данных в других объектах;
2) Передачи перечня объектов, описывающих внутренние контура
(дырки) многосвязанного площадного объекта
3) Указания пространственно логических связей (ПЛС) с другими
объектами, примерами которых могут быть отношения типа:
*
вложенность;
*
пересечение;
*
примыкание;
*
близость;
*
имманентность.
4) Представление состава сложного объекта группировкой по какомулибо семантическому или
пространственному
признаку (бассейн реки,
залив, полуостров, холм) между линейными, площадными, дискретными и
др. объектами с уточнением характера отношений логической шкалой
связи и/или характеристиками из системного раздела классификатора.
2.4.3 Правила оформления и структура записи отношний
Отношения между объектами,
имеющими в базе
данных статус
самостоятельных, устанавливаемые как через связи, так и через прерывания,
всегда симметричные.
Описание каждого такого отношения (связи/прерывания) имеет
одинаковую структуру и состоит из следующих компонент:
* идентификатор (код, номер) исходной единицы, вызвавшей связь/
прерывание;
* ключ связи/прерывания (уникальный идентификатор отношения);
* порядковый номер точки в метрической информации, к которой
привязана данное прерывание (только для метрических отношений);
* характеристики связи/прерывания (обязательные и необязательные);
* логическая шкала связи/прерывания, которая содержит значения
постоянного набора характеристик и признаков, описывающих данную
связь/прерывание.