6. Technische Grundlagen der Interoperabilität

6. Technische Grundlagen der Interoperabilität

6.1 Das Modell der SimpleFeatures (OGC)

von

Martin Kütt

Seminar Geoinformation, WS 01/02 (7. Sem.)

Betreuer: Dr. Gröger

Inhalt des Seminarvortrags:

• Einleitung

• Erläuterung des geometrischen Objektmodells

• Erläuterung der einzelnen Klassen des geometrischen Objektmodells

Einleitung• Absicht:• Definition eines Standardschemas, das eine „einfache“

Handhabung raumbezogener Daten ermöglicht • abspeichern, • wiederauffinden, • abfragen, • aktualisieren

• Ein simple feature hat räumliche als auch nicht – räumliche Merkmale

• SimpleFeatures basieren auf einer 2D Geometrie (lineare Interpolation zwischen den Scheitelpunkten)

• Ansammlung mehrerer raumbezogener SimpleFeatures werden in Tabellenform gespeichert

Das geometrische Objektmodell

Geometry SpatialReferenceSystem

Point Curve Surface GeometryCollection

LineString

Line LinearRing

Polygon MultiSurface MultiCurve MultiPoint

MultiPolygon MultiLineString

1+ 2+

1+

1+1+

Geometry Collection• Ansammlung mehrerer geometrischer Objekte (mind. 1)

• alle Elemente dieser Klasse müssen den gleichen räumlichen Bezug aufweisen

• GeometryCollection übt weiterhin keine Zwänge auf die einzelnen Elemente aus

• allerdings können die Unterklassen dieser Klasse beschränkt sein (z. B. hinsichtlich der Dimension)

Methoden• NumGeometries( ):NumGeometries( ): Integer – Gibt die Anzahl der

geometrischen Objekte an

• GeometryN (N:integer):GeometryN (N:integer): Geometrie – Liefert das N – te geometrische Objekt




LineString

Line LinearRing



1+ 2+

1+

1+1+

Point• 0 – dimensionale Geometrie• repräsentiert einen Ort im Koordinatenraum• die Klasse Point hat einen x – und einen y –

Koordinatenwert• die Begrenzung der Klasse Point ist die leere

Menge

Methoden• X( ):X( ): Double – liefert die x – Koordinate für einen Punkt

• Y( ):Y( ): Double – liefert die y – Koordinate für einen Punkt

Multipoint

• Besteht aus einer Ansammlung von Punkten• die Punkte sind weder geordnet noch

zusammenhängend• die Klasse wird als „einfach“ bezeichnet, wenn

alle Elemente (=Punkte) unterschiedliche Koordinatenwerte besitzen

• die Begrenzung dieser Klasse ist die leere Menge




LineString

Line LinearRing



1+ 2+

1+

1+1+

Curve

• ist ein 1 – dimensionales geometrisches Objekt• wird üblicherweise durch eine Reihe von Punkten

repräsentiert• weiterhin wird die Form der Interpolation zwischen

den Punkten spezifiziert• wird jeder Punkt nur einmal durchlaufen, so gilt sie

als „einfach“

• sie gilt als „geschlossen“, wenn der Startpunkt gleich dem Endpunkt ist

• die Begrenzung einer geschlossenen Kurve ist die leere Menge

• eine Kurve, die einfach und geschlossen ist, wird als Ring bezeichnet

• die Begrenzung einer nicht geschlossenen Kurve besteht aus Anfangs – und Endpunkt

Methoden

• Length ( ):Length ( ): Double – Die Länge einer Kurve• Startpoint ( ):Startpoint ( ): Point – Der Startpunkt• Endpoint ( ):Endpoint ( ): Point – Der Endpunkt• IsClosed ( ):IsClosed ( ): Integer – Returns 1 (TRUE),

wenn Kurve geschlossen• IsRing ( ):IsRing ( ): Integer – Returns 1 (TRUE),

wenn die Kurve ein Ring ist




LineString

Line LinearRing



1+ 2+

1+

1+1+

LineString, Line, LinearRing• ein Linestring ist eine Kurve (Curve), wenn zwischen den

Punkten linear interpoliert wird• besteht ein LineString aus exakt zwei Punkten, so wird er

als Line bezeichnet • Ist ein LineString „einfach“ und „geschlossen“, so wird er

als LinearRing bezeichnet

einfach nicht einfach geschl./einf. geschl./ nicht einf.

Beispiele:

s

e

s s s

e

e e

LinearRing

Methoden

• NumPoints ( ):NumPoints ( ): Integer – Gibt die Anzahl der Punkte eines LineStrings an

• PointNPointN (N:Integer): (N:Integer): Point – Gibt den spezifizierten Punkt N eines LineStrings an




LineString

Line LinearRing



1+ 2+

1+

1+1+

MultiCurve• 1 – dimensionale Geometrie• Elemente dieser Subklasse sind Kurven• Die Klasse wird als „einfach“ bezeichnet, wenn alle Elemente „einfach“

sind • Schnittpunkte dürfen nur in der Begrenzung zweier Elemente

vorkommen• Begrenzung dieser Klasse sind all diejenigen Punkte, welche in einer

ungeraden Anzahl der Teilelemente vorkommen• MultiCurve gilt als „geschlossen“, wenn alle Teilelemente

„geschlossen“sind

Methoden• IsClosed ( ):IsClosed ( ): IntegerInteger = Returns 1(TRUE), wenn Startp.() = Endp.()

•Length ( ): DoubleLength ( ): Double = Gibt die Länge der Multicurve an

MultiLineString• MultiCurve = MultiLineString, wenn Elemente

LineStrings – (lineare Interpolation zwischen den Punkten)

Beispiele:

s1

e1 s2

e2

einfachGrenzen = {s1,e2}

s1

s1e1 e1

s2 s2e2 e2

nicht einfachGrenzen = {s1,e1}

geschlossenGrenzen = {Ø}

s1 s1e2

e1




LineString

Line LinearRing



1+ 2+

1+

1+1+

Surface• 2D – geometrisches Objekt• Zeichnet sich durch eine „äußere“ Grenze aus

– Darüber hinaus können mehrere „innere“ Grenzen bestehen

• Einfache Oberflächen (= Simple Surfaces) haben im 3D die gleiche Gestalt, wie ebene Oberflächen

• Polyhedral Surfaces erhält man, indem man einfache Oberflächen entlang ihrer Grenzen miteinander „vernäht“

• diese müssen dann nicht mehr eben sein (3D)

Methoden• Area ( )Area ( ) : Double - das Gebiet (gem. in einem math.

Ref.)

• Centroid ( ):Centroid ( ): Point – Schwerpunkt nicht zwingend auf der Oberfläche

• PointOnSurface ( ): PointOnSurface ( ): Punkt auf der Oberfläche

Polygon• ebene Oberfläche, definiert durch eine äußere und 0 oder mehrere innere Grenzen

– jede innere Grenze legt ein „Loch“ im Polygon fest • die Grenzen bestehen aus LinearRings• mehrere Grenzen dürfen sich nicht schneiden

– Berührpunkte sind gestattet

Beispiele

Polygon mit einem zwei bzw. drei Ringen

Methoden

• ExteriorRing ( ): ExteriorRing ( ): LineString - Gibt die externen Ring des Polygons an

• NumInteriorRing ( ): NumInteriorRing ( ): Integer - Gibt die Anzahl der inneren Ringe an

• InteriorRingN (N:Integer):InteriorRingN (N:Integer): Linestring - Gibt den N - ten internen Ring eines Polygons an




LineString

Line LinearRing



1+ 2+

1+

1+1+

MultiSurface• 2D Ansammlungen von Oberflächen

• zwei verschiedene Oberflächen (Surfaces) dürfen sich nicht schneiden

- ansonsten kein Multisurface sondern Surface

• die Grenzen zweier Elemente können sich in einer begrenzten Anzahl von Punkten berühren

• MultiSurface wird als abstrakte Klasse bezeichnet

• Sie definiert verschiedene Vorgehensweisen für deren Unterklassen

Methoden• Area ( ):Area ( ): das Gebiet (gemessen in dem räuml. Ref. Syst.)

• Centroid ( ):Centroid ( ): den Schwerpunkt (nicht zwingend auf der Fläche)

• PointOnSurface ( ):PointOnSurface ( ): Punkt auf der Oberfläche

MultiPolygon• Subklasse, deren Elemente Polygone sind

• Kennzeichen :

• Die Innenräume und die Grenzen zweier Polygone dieser Klasse dürfen sich nicht schneiden

• Sie dürfen sich an einer begrenzten Anzahl von Punkten berühren

• MultiPolygon besteht aus einer geordneten, geschlossenen Ansammlung von Punkten

• Die inneren Bereiche dieser Klasse sind nicht zusammenhängend

• Die Anzahl der inneren Bereiche entspricht der Anzahl der Polygone

MultiPolygon

Beispiele

• die Grenzen dieser Klasse bestehen aus einer Ansammlung geschlossener Kurven (LineString)

• Jede Grenze wird exakt einem Polygon zugeordnet, welches sich in der Klasse befindet

1 Polygon 3 Polygone 2 Polygone 2 Polygone

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