Griglia (indice spaziale) - Grid (spatial index)

Nel contesto di un indice spaziale , una griglia o mesh è una tassellatura regolare di una superficie collettore o 2-D che la divide in una serie di celle contigue, alle quali possono essere assegnati identificatori univoci e utilizzati per scopi di indicizzazione spaziale. Un'ampia varietà di tali griglie è stata proposta o è attualmente in uso, comprese griglie basate su celle "quadrate" o "rettangolari", griglie o maglie triangolari, griglie esagonali e griglie basate su celle a forma di diamante. Una " griglia globale " è una sorta di griglia che copre l'intera superficie del globo .

Tipi di griglie

Griglia geodetica (ISEA3H) illustrata.png

Le griglie quadrate o rettangolari sono spesso utilizzate per scopi quali la traduzione di informazioni spaziali espresse in coordinate cartesiane ( latitudine e longitudine ) dentro e fuori il sistema della griglia. Tali griglie possono o meno essere allineate con le linee della griglia di latitudine e longitudine; per esempio, i quadrati di Marsden , i quadrati dell'Organizzazione meteorologica mondiale , i quadrati c e altri sono allineati, mentre il sistema di coordinate universale trasversale di Mercatore e vari sistemi basati sulla griglia locale come il sistema di riferimento della griglia nazionale britannico non lo sono. In generale, queste griglie si dividono in due classi, " angolo uguale " o " area uguale ". Le griglie con " angolo uguale " hanno dimensioni delle celle costanti in gradi di latitudine e longitudine ma di area disuguale (in particolare con latitudine variabile). Griglie che sono " area uguale " ( griglie statistiche ), che hanno dimensioni delle celle costanti in distanza al suolo (es. 100 km, 10 km) ma non in gradi di longitudine, in particolare.

Una griglia triangolare comunemente usata è la "Quaternary Triangular Mesh" (QTM), sviluppata da Geoffrey Dutton all'inizio degli anni '80. Alla fine ne è risultata una tesi intitolata "Un sistema di coordinate gerarchico per geoprocessing e cartografia" che è stata pubblicata nel 1999. Questa griglia è stata utilizzata anche come base del globo ruotabile che fa parte del prodotto Microsoft Encarta .

Possono essere utilizzate anche griglie esagonali. In generale, le griglie triangolari ed esagonali sono costruite in modo da avvicinarsi meglio agli obiettivi di area uguale (o quasi) più una copertura più uniforme attraverso i poli, che tende ad essere un'area problematica per le griglie quadrate o rettangolari poiché in questi casi, la larghezza delle celle diminuisce fino a nulla al polo e quelle celle adiacenti al polo diventano quindi 3 e non 4 lati. I criteri per una griglia globale discreta ottimale sono stati proposti sia da Goodchild che da Kimerling in cui le celle di area uguale sono ritenute di primaria importanza.

I Quadtrees sono una forma specializzata di griglia in cui la risoluzione della griglia varia in base alla natura e alla complessità dei dati da adattare, attraverso lo spazio 2-d. Le griglie polari utilizzano il sistema di coordinate polari , utilizzando cerchi di un raggio prestabilito che sono divisi in settori di un certo angolo. Le coordinate vengono fornite come raggio e angolo dal centro della griglia.

Indicizzazione spaziale basata su griglia

In pratica, la costruzione di indici spaziali basati su griglia comporta l'assegnazione di oggetti rilevanti alla loro posizione o posizioni nella griglia, quindi la creazione di un indice di identificatori di oggetti rispetto a identificatori di celle di griglia per un accesso rapido. Questo è un esempio di un metodo "guidato dallo spazio" o indipendente dai dati, in contrapposizione al metodo "guidato dai dati" o dipendente dai dati, come discusso ulteriormente in Rigaux et al. (2002)). Un indice spaziale basato su griglia ha il vantaggio che la struttura dell'indice può essere creata per prima e i dati aggiunti su base continuativa senza richiedere alcuna modifica alla struttura dell'indice; infatti, se una griglia comune viene utilizzata da diverse attività di raccolta e indicizzazione dei dati, tali indici possono essere facilmente uniti da una varietà di fonti. D'altra parte, le strutture guidate dai dati come gli R-tree possono essere più efficienti per l'archiviazione dei dati e la velocità al momento dell'esecuzione della ricerca, sebbene siano generalmente legate alla struttura interna di un dato sistema di archiviazione dei dati.

L'uso di tali indici spaziali non è limitato ai dati digitali; la sezione "indice" di qualsiasi atlante globale o stradale contiene comunemente un elenco di elementi denominati (città, strade, ecc.) con identificatori quadrati della griglia associati e può essere considerato un esempio perfettamente accettabile di un indice spaziale (in questo caso, tipicamente organizzato per nome dell'elemento, sebbene sia concettualmente possibile anche il contrario).

Altri usi

Le singole celle di un sistema a griglia possono anche essere utili come unità di aggregazione, ad esempio come precursore dell'analisi dei dati, della presentazione, della mappatura, ecc. Per alcune applicazioni (ad esempio, analisi statistica), possono essere preferite celle di area uguale, sebbene per altri questa potrebbe non essere una considerazione primaria.

In informatica, spesso è necessario scoprire tutte le celle attraversate da un raggio in una griglia (per il raytracing o il rilevamento delle collisioni); questo è chiamato "attraversamento della griglia".

Guarda anche

Riferimenti

  1. ^ Geoffrey Dutton. "Effetti spaziali: documenti e dati di ricerca" .
  2. ^ Criteri and Measures for the Comparison of Global Geocoding Systems, Keith C. Clarke, University of California Archiviato il 23 giugno 2010 in Internet Archive.
  3. ^ Rigaux, P., Scholl, M. e Voisard, A. 2002. Spatial Databases - with application to GIS. Morgan Kaufmann, San Francisco, 410pp.

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