GIS/벡터데이터 구조

학습목표

• 공간정보(공간자료, 속성자료)의 데이터베이스 구성체계 이해
• 벡터 데이터 구조, 특성
• 벡터 데이터 내 위상관계 개념 이해

수치지리 데이터, 데이터 모델

수치 지리 데이터

• 실세계 현상을 수치적으로 표현한 것.
• 지리 정보가 기호화되고, DB화 됨.

데이터 모델

• 데이터 표현 방법.
• 실세계를 추상화시켜 표현하는 것.

데이터 모델의 단계

♣3가지

개념적 모델

• 실세계에 대한 사용자의 인식. 사용자에 따라 다르게 개념화 가능.
• 데이터베이스와 독립적.

논리적 모델

• 데이터 베이스 실행을 염두에 두고 보는 관점.
• 실세계를 다이어그램, 리스트, 테이블화. 특정 소프트웨어에 의존적.

물리적 모델

• 컴퓨터 상에서 실제로 운영되는 형태. 데이터의 물리적 저장.
• 하드웨어, 소프트웨어 의존적.

관계형 데이터베이스 모델

♣♣

개체 - 관계 모델 기반

개체들을 하나의 테이블로 구축. 관계를 별도의 테이블로 만들거나 개체 테이블에 항목 추가하여 구성.

예시

소축척 지도 하나가 11~14번의 대축척 지도로 구성되어 있다.

속성테이블1에 지도 ID, 면적, 주변길이, 구역번호를 필드로 테이블을 만들었다.

속성테이블2에 구역번호, 수종, 연령을 필드로 테이블을 만들었다.

이 두 가지 속성테이블에 공통으로 존재하는 "구역번호" 필드를 가지고 지도에 연결시킬 수 있다. 이 필드를 KEY FIELD라 함.

장점

여러 명의 사람들이 독자적으로 속성테이블을 만들고, KEY FIELD를 연결하여 하나의 공간정보 구축 가능.

arc-node data model

위상관계 구축되어 있는 벡터데이터 모델. 여기도 key field 있다. 도형요소들끼리 연결된 것을 관계형 데이터베이스 모델로도 파악 가능.

점 자료는 딱히 위상관계를 구축할만한 게 없음.

arc(선 자료)

polygon(면 자료)

DBMS 방식

Database Management System.

DB와 응용프로그램(사용자) 간 중앙제어, 저장, 관리 역할.

지리 공간 표현

벡터데이터

길찾기할 때 쓰임.

객체들의 지리적 위치를 방향성, 크기로 나타냄.

위치에 따라 정의된 공간적으로 참조된 데이터.

feature class로 구성. feature = 사상♣♣♣

하나의 feature에는 점, 선, 면 중 하나만.

• 점(point) : 가구 좌표 및 속성, 교통사고 발생 위치 등
• 선(line, polyline) : 도로, 행정경계, 강(속성 : 위치, 수심) 등. 시작 좌표, 끝 좌표.
• 면(다각형, polygon) : 폐합되어야 함.

feature class에 속성(attribute)이 입력됨.

record에는 동일한 속성(field)값, 지리적 범위를 가져야 함.

장점

• 지도와 비슷하게 실세계 묘사
• 위상관계 표현 가능
• 상대적으로 저장공간 적게 소모
• 객체 갱신 용이

단점

• 데이터 구조 복잡
• 공간 연산 상대적으로 어려움.
• 데이터 관리 어려움.

점 자료

축척에 따라 점 자료로 표시되는 사상이 달라짐.

점 좌표는 속성자료로 저장됨.

선 자료

=네트워크 사상.

♣♣♣

시작점, 끝점 : node / 중간 점 : vertex로 구성.

예) node - link(chain) - vertex - link(chain) - node

실제 예시)

• 기반시설 네트워크 : 교통망, 가스관, 항공 노선
• 자연적 네트워크 : 수로

2차원 상에서 교차되는 것처럼 보이는 고가도로, 지하차도 등은 교차점에 node가 없다. 컴퓨터가 이걸 보고 인식함.

교차점에 node 있으면 line 2개가 아니라 line 4개.

교차점에 vertex 있으면 그냥 line 2개임. 방향 전환만 하는 점이 vertex니까.

선 자료 속성자료

• link의 속성자료 : 교통 방향, 교통량, 파이프 지름 등
• node(절점) 속성자료 : 신호등, 교차로명, 조절밸브 등.

면 자료

node는 하나(폐합 다각형이어야 함)

vertex, chain(link)로 이어붙임.

면적 클래스 지도, choropleth 지도에 사용.

실제 예시)

• 환경, 자연자원 자료 : 토지현황도, 토양도, 산림도, 지질도
• 사회경제적 자료 : 인구통계도, 우편번호도
• 토지기록 자료 : 지적도, 토지이용현황도

과거에는 섬을 표현할 수 없었으나, 현재는 위상관계(상호간 연결성, 교차, 소속, 포함) 구축을 통해 표현 가능.

위상(topology)

♣♣♣

도형 모양이 꼬이고 구겨지고 늘어나고 줄어들어 변형되어도 변화되지 않는 기하학적 도형 특성(인접, 연결 관계, 교차, 소속, 객체 유형이 유지됨).

위상관계가 테이블로 정리되어 있다면 "위상관계가 구축되어 있다"고 함.

스파게티 데이터 구조 ♣

수집되었으나 위상관계가 구축(구조화)되지 않은 벡터 데이터.

공간분석에 비효율적.

간단하고 이해하기 쉬운 장점은 있다.

래스터 데이터

항공사진, 영상은 래스터 데이터

지리 행렬(geographic matrix)

• 수치 지리 데이터 개념의 기본 근거.

데이터 구성

♣

• 데이터 항목 : 레코드
• 필드 혹은 데이터 항(field, data item)

	필드 혹은 데이터 항
	이름	학번	학과
레코드1	김동준
레코드2	이세영
레코드3	한기태