Wieloczęściowe punkty, linie i wielokąty są implementowane w prawie każdym systemie GIS, ale jakie korzyści, jeśli w ogóle, zapewniają?
W relacyjnej bazie danych atrybuty współdzielone przez różne funkcje mogą być przechowywane raz, a identyfikatory używane do łączenia ich z oddzielnymi rekordami geometrii. Czy zatem funkcje wieloczęściowe są dziedzictwem płaskiego przechowywania danych?
Odpowiedzi:
Jeśli twoje oprogramowanie nie obsługuje funkcji wieloczęściowych, być może będziesz musiał podjąć niezwykłe i skomplikowane działania, aby wykonać operacje przestrzenne. Na przykład przecięcie dwóch wielokątów może ogólnie mieć więcej niż jeden połączony komponent. Zarówno algorytmicznie, jak i koncepcyjnie wygodnie jest założyć, że takie przecięcie zwraca pojedynczy obiekt (wieloczęściowy wielokąt), a nie dowolną liczbę wielokątów. (Z tych samych powodów pomocne jest wspieranie różnych form cech zerowych i zdegenerowanych - na przykład wielokątów o zasięgu ale zerowym polu, a nawet wielokątów z lokalizacjami, ale ani zasięgu ani obszaru. Te rzeczy mogą wynikać z operacji geometrycznych; wspieranie ich eliminuje wiele skomplikowanych post-case-post-processingu i może zapobiec zniknięciu użytecznych informacji).
Z punktu widzenia relacyjnej bazy danych funkcje wieloczęściowe umożliwiają normalizację: gdy atrybut jest nierozerwalnie związany z kolekcją wielokątów, chcesz reprezentować tę kolekcję jako pojedynczy obiekt. Dobrym przykładem byłaby funkcja przedstawiająca prawie każdy kraj na świecie posiadający linię brzegową, ponieważ kraj ten prawdopodobnie obejmuje niektóre wyspy. Czy naprawdę chcesz zmusić RDBMS do stworzenia jednej kopii atrybutów kraju dla każdej małej wyspy? Najprawdopodobniej nie. Nie chcesz nawet (lub potrzebujesz) utrzymywać wielu kopii wskaźnika do atrybutów.
W jaki sposób reprezentowałbyś sieć lub rozgałęzione drzewo, gdyby nie skoordynowana wielolilinia?
Z punktu widzenia matematyki lub algorytmicznych struktur danych dopuszczenie funkcji wieloczęściowej jest uproszczeniem, a nie komplikacją. Aby obsługiwać wielokrotnie połączone wielokąty (pierścienie i wielokąty z „dziurami”), potrzebujesz już aparatu do reprezentowania wielokątów wieloczęściowych.
Wreszcie obiekty „wektorowe” i ich typowe „przedstawienie spaghetti” mają swoje źródło w teorii prostych kompleksów . (Dopiero poprzez to nieco wątłe powiązanie z teorią topologii termin „topologia” przekształcił się w GIS, który w przeciwnym razie zasadniczo nie korzysta z niczego z tej teorii.) Teoria ta wymaga cech wieloczęściowych i korzysta z nich. W rzeczywistości posiadanie tylko jednego komponentu nie jest częścią definicji prostego kompleksu, ale okazuje się być specjalną właściwością, z której korzystają niektóre z nich (na podstawie rangi zerowej grupy homologii). Jako taki, „pojedyncza część” nie jest właściwością definiującą, ale jest po prostu cechą topologiczną w tym samym sensie, że posiadanie pierścienia lub „dziury” w wielokącie jest cechą topologiczną (związaną z rangą pierwszej grupy homologii) .
Wyobraź sobie, że łączysz dane populacji z tabelą jednoczęściowych wielokątów reprezentujących kraje. W zależności od tego, jak wykonasz połączenie, albo każda wyspa uzyska pełną populację tego kraju, albo tylko jeden wielokąt zestawu uzyska pełną populację. Nie reprezentując kraju jako wieloczęściowego wielokąta, musisz albo podzielić populację (niepotrzebnie złożoną i niedokładną), albo zebrać razem wielokąty przed dołączeniem, w którym to przypadku zasadniczo znów otrzymujesz wieloczęściowy wielokąt.