Rozwiązanie zestawu D:
Zadanie 1:
Rastrowy zbiór globalny
Model rastrowy (mozaikowy). – ziarniste widzenie przestrzeni, polega na arbitralnym podzieleniu obrazu na małe elementy – piksele. Dzielenie to nazywamy teselacją.
1.Zbiór globalny
Jeżeli na obraz mapy nałożymy siatkę rastra to wszystkie obiekty wyrażone będą za pomocą piksela.
Struktura i cechy zbioru globalnego:
Zbiór globalny ma strukturę tablicy. Ma tyle wierszy ile jest pikseli. Ma tyle kolumn ile jest atrybutów.
Wymiar tej tablicy jest bardzo duży. Cechy dla pojedynczego piksela mogą się powtarzać. Zbiór globalny jest zbiorem binarnym a w rzeczywistości może zawierać dowolne wartości (kolory, barwy). Zbiór globalny jest zbiorem kompletnym. Zapisuje cały przegląd sytuacji. Przyjmuje że coś istnieje albo nie. Możemy wpisywać wartość dowolnych dziedzin.
Jest uniwersalnym zapisem. Wady: jest
bardzo duży, jest nieoszczędny, musimy go selekcjonować.
Zaleta: pełny zapis świata realnego (żeby wygenerować warstwę trzeba przeprowadzić selekcję).
2.Zbiór globalny w wersji rozwarstwionej- zbiór tablic
(każda kolejna tablica to kolejny atrybut.) Z jednej tablicy powstaje tyle tablic ile atrybutów. Nadal ma dużo zer. Generowanie zestawów tematycznych musi być zawiązane z selekcja. Zbiory warstw tematycznych zespalają potrzeby generowania zestawień tematycznych. Takie zbiory powinny być kompresowane.
Kompresja obrazu- pozbycie się zer:
Początkowy + liczba powtórzeń
Początkowy + końcowy i co tam jest
Zbiór globalny w wersji rozwarstwionej jest w dalszym ciągu wielki i nieoszczędny, dlatego też powstał trzeci sposób zapisu: Zbiory warstwy tematycznej w oparciu o hierarchiczne rozwinięcie obrazu
Zadanie 2:
hierarchiczne rozwinięcie obrazu –podział zgodny z drzewem 4kowym – przebieg linii fraktalnej Peana.
Linia fraktalna Peana umożliwia budowę związków hierarchicznych (bloków pikseli), dalsze stopnie o identycznym kształcie, wykonuje krótkie przebiegi w lokalnej przestrzeni, oscyluje w lokalnej przestrzeni, minimalna liczba skoków, małe skoki, niezmiernie oszczędny zapis. Każdy kolejny powstaje z 4 poprzednich. Linię fraktalną rysujemy na zasadzie odwróconej litery „Z”. Linia fraktalna składa się z 3 stopni:
Drzewo czwórkowe: Przykład drzewa czwórkowego: każde dziecko dostaje nazwisko ojca i swoje jedno, niepowtarzalne imię.
Zalety takiego podziału: -regularność, -łatwość zamiany na współrzędne, -obiekty o podobnych kodach zlokalizowane są po sąsiedzku, -kolejność naras-tania kodów w schemacie drzewa czwórkowego pokrywa się z kierunkiem przebiegania zgodnym z linią fraktalną Peana. Linia fraktalna jest konsekwencją podziału zgodnego z drzewem czwórkowym. Przy takim sposobie kodowania linia fraktalna ma 3 stopnie.Drzewo czwórkowe jest zbiorem warstw tematycznych, ma strukturę listy.
Opis przebiegu zapisu warstwy:
Poszukujemy pełnych agregatów, rejestrujemy kolejne maksymalne agregaty na poszczególnych poziomach podziału, które mieszczą się całkowicie w konturach obiektu danej klasy. Kody tych agregatów zapisujemy w postaci listy. Takie agregaty nie podlegają już dalszemu podziałowi, ponieważ posiadają ten sam atrybut. To daje znaczną oszczędność zapisu, ponieważ duże obszary są reprezentowane przez agregaty o maksymalnej wielkości. W miarę dopasowywania się granic obiektu, tworzymy zapis coraz mniejszych agregatów. Lista się powiększa ale i tak ten zapis jest o wiele bardziej oszczędny, niż zbiór globalny lub zbiór globalny w wersji rozwarstwionej.
Zadanie 3:
Numeryczne modele przestrzeni terenowej - cyfrowa reprezentacja powierzchni topograficznej utworzona przez zbiór odpowiednio wybranych punktów tej powierzchni oraz algorytmy interpolacyjne umożliwiające odtworzenie jej kształtu na określonym obszarze.
Sposoby zapisu terenu: -NMT oparty na siatkach regularnych, -NMT oparty na siatce nieregularnej (TIN), -modele warstwicowe.sposoby budowania modelu opartego na siatce regularnej: - budowanie modelu na węzłach siatki – *zalety: -regularność, -prostota *wady: rozmieszczenie punktów nie jest związane z formami terenowymi; *uzyskiwanie danych: -bezpośrednio w terenie(niw. węzłów),-z modelu fotogram., -z innych modeli; *tworzenie tych modeli: tworzenie oddzielnie każdy punkt lub wszystkie punkty razem.
Metoda odwrotnych odległości: -wyznaczenie wysokości węzłów z pewnego otoczenia punktów, wysokość wyznaczamy z 4 sektorów, punkt którego wys. wyznaczamy powinien być w środku, -wysokość węzła wyznaczamy jako średnią ważoną ze wszystkich punktów, wagami będą odwrotności odległości. tworzenie:
liczymy oddzielnie każdy punkt.Wybieramy promień okręgu i na podstawie tych punktów liczymy punkt w czterech kwadratach, punkty łączymy z punktem centalnym i z tych punktów liczymy wysokość z tego węzła, stosujemy wagę
Ws=1/dst
1≤t≤4, im teren bardziej nieregularny, tym t jest większe.
Zp=(ΣWs*Zs)/ΣW
Metoda wielomianów:
korzystanie: punkty siatki regularnej w przestrzeni łączy się paraboloidą hiperboliczną (wielomian bilinearny –dwuliniowy czyli krzywa dachowa); wysokość punktu dowolnego jest równa średniej ważonej z wysokości węzłów oczka siatki, przy czym wagi są to pola prostokątów leżących naprzeciwko.
zadanie 4:
4.1) Selekcja na tablicy relacji REJESTR tytuł SIT i sygnatura większa niż 5000 :
A3=SIT AND A1>5000
Komentarz: Na tablicach relacji możemy wykonywać 6 operacji (warunki i ograniczenia, interpretacja graficzna): - suma relacji(+)daje w wyniku działania relację –1 tablicę zawierającą wszystkie krotki, które należą do jednej z relacji; powtórzenia są usunięte. - iloczyn (x) relacji daje w wyniku te krotki, które należą jednocześnie do obu relacji. - różnica(-)relacji pozostawia te krotki w odjemnej dla których nie istnieją krotki w odjemniku. odjemnik jest wzorcem zabierania krotek. wzorzec może być dowolnie duży. - projekcja: tworzenia pionowego podzbioru przez wybór (lub usunięcie)określonych atrybutów i usunięcie powtórzeń krotek. - selekcja-tworzenie poziomego podzbioru relacji przez wybór krotek spełniających określone warunki. relacja wynikowa zawiera wybrane krotki. - łączenie: scalenie 2-óch różnych relacji wg jednego wspólnego atrybutu. W tym przypadku dokonaliśmy selekcji za pomocą operatorów „=” oraz „>”, a także konektora „AND”.
4.2) S2=(REJESTR / KSIĄŻKIWYPOŻYCZONE) [A2]
Komentarz: W tym przypadku należało zastosować dwie operacje. Pierwszą z nich jest różnica „/”, aby od całego rejestru odjąć książki wypożyczone i tym samym wygenerować listę książek znajdujących się aktualnie w bibliotece. Kolejna operacja to projekcja [A2], dzięki której z wygenerowanej wcześniej listy książek znajdujących się aktualnie w bibliotece generujemy wyłącznie listę nazwisk ich autorów. Musimy w tym przypadku być bardzo ostrożni i nie wykonywać projekcji wcześniej, tylko na samym końcu, ponieważ gdy w działaniach na tablicach relacji występuje odejmowanie, to nie możemy robić wcześniej projekcji, bo to zlikwidowałoby różnorodność. Dlatego też ostatnim krokiem było wykonanie projekcji względem nazwiska autora.
4.3) S3= KSIĄŻKIWYPOŻYCZONE [A2] / (REJESTR /KSIĄŻKIWYPOŻYCZONE) [A2] LUB S3=KSIĄŻKIWYPOŻYCZONE [A2] - S2
Komentarz: Logiczne jest, że będziemy poszukiwać tych autorów w spisie książek wypożyczonych, ale po sporządzeniu takiego wykazu autorów musimy skreślić każde nazwisko, które występuje w zbiorze autorów książek aktualnie znajdujących się w bibliotece na półce.
Daria-awaria