Printsipi_GIS_A5_Shipulin

Таблиці Розширення таблиць

1.Домени атрибутів

2.Класи відношень

3.Підтипи

4.Управління версіями

Класи просторових об'єктів Розширення класів просторових об'єктів

1.Набор класів просторових об'єктів

2.Підтипи

3.Домени атрибутів

4.Класи відношень

5.Топологія

6.Мережевий набір даних

7.Геометричні мережі

8.Набор даних місцевості

9.Адресний локатор

10.Набор даних кадастрового матеріалу

11.Лінійне моделювання

12.Картографічне представлення

13.Управління версіями

Набори растрових даних Розширення растрів

1.Набор растрових даних

2.Каталоги растрів

3.Колонки атрибутів растрів в таблицях

4.Визначення сервісу зображення

Рис. 4.3.2 - Компоненти бази геоданих

240

Всі три основні типи наборів даних в базі геоданих, а також інші елементи бази геоданих зберігаються у таблицях.

4.3.4.1 Таблиці

У базі геоданих атрибути управляються в таблицях, що базуються на серії простих істотних концептах реляційних даних:

таблиці містять ряди;

всі ряди таблиці мають однакові колонки;

кожна колонка має тип даних;

серія реляційних функцій і операторів доступна для операцій на таблицях і їх елементами даних.

Таблиці і відношення грають ключову роль в ArcGIS, оскільки вони знаходяться в прикладаннях традиційних баз даних. Користувачі виконують багато традиційних табличних і реляційних операцій, використовуючи таблиці.

Таблиці (Тables) забезпечують описовою інформацією географічні об'єкти, растри і традиційні таблиці атрибутів у базі геоданих. Ряди в таблиці можуть використовуватися для зберігання всіх властивостей географічних об'єктів. Вони включають зберігання і управління геометрією просторових об'єктів у колонці Shape.

4.3.4.2 Розширення таблиць

Для моделювання відношень і поведінки таблиці можуть використовуватися спільно з елементами, які додають просунуті можливості базі геоданих. База геоданих містить наступні елементи, які утворюють розширення таблиць (Extending tables).

Домени атрибутів (Attribute Domains) – представляють списки допустимих значень або діапазону допустимих значень атрибутів стовпців. Домени використовують для забезпечення цілісності значень атрибутів і класифікації даних.

Класи відношень (Relationship Classes) – створюють відношення між двома таблицями, використовуючи загальний ключ. Класи відношень визначають рядки в другій таблиці, відповідні вибраним рядкам в першій таблиці

Підтипи (Subtypes) - управляють наборами атрибутів підкласів в одній таблиці. Підтипи часто використовують в таблицях класів просторових об'єктів для управління різною поведінкою в

241

підмножинах того ж типу просторових об'єктів.

Управління версіями (Versioning) – управляють довгими трансакціями оновлення даних, історичними архівами і редагуванням багатьох користувачів.

4.3.4.3 Класи просторових об'єктів

Класи просторових об'єктів (Feature Classes) – це гомогенні збори просторових об'єктів з однаковим просторовим представленням, із загальною системою координат і набором атрибутів, що зберігаються в таблиці бази геоданих.

У базі геоданих основні класи просторових об'єктів мають наступні типи:

1)Точки (Points) — використовуються для представлення географічних об'єктів, розмірами яких можна нехтувати для даного завдання. Точками характеризують місце розташування географічних об'єктів.

2)Лінії (Lines) — використовуються для представлення географічних об'єктів, які мають довжину, але не мають площі. Лініями представляють форму і місце розташування географічних об'єктів.

3)Полігони (Polygons) — набір багатосторонніх площадкових просторових об'єктів, які представляють форму і місце розташування однорідних типів просторових об'єктів.

4)Анотація (Annotation) — текст карти, що містить властивості представлення тексту.

5)Розміри (Dimensions) — спеціальний тип анотації, який показує певну довжину або відстань, наприклад, довжина сторони будівлі або відстань між точками.

6)Мультіточки (Multipoints) — використовуються для представлення просторових об'єктів, які утворені більш ніж однією точкою із загальними атрибутами.

7)Мультіфрагменти (Multipatches) — використовуються для представлення зовнішній поверхні або оболонки просторових об'єктів, які займають окрему область або об'єм у тривимірному просторі. Мультіфрагменти включають планові 3D кільця і трикутники, які використовують в комбінації для моделювання тривимірної оболонки. Мультіфрагменти можна використовувати для представлення будь-яких об'єктів від простих, таких як сфери або куби, до складених об'єктів, таких як ізоповерхні або будівлі.

242

4.3.4.4 Розширення класів просторових об'єктів

Для моделювання просторових відношень і поведінки класи просторових об'єктів можуть використовуватися спільно з елементами, які додають просунуті можливості базі геоданих. База геоданих містить наступні елементи, які утворюють розширення класів просторових об'єктів (Extending feature classes).

1)Набор класів просторових об'єктів (Feature dataset) – збори класів просторових об'єктів, які мають загальну систему координат.

2)Підтипи (Subtypes) - використовуються з таблицями класу просторових об'єктів для управління різною поведінкою в підмножинах одного типа просторових об'єктів. Підтипи управляють набором підкласів просторових об'єктів в одному класі просторових об'єктів.

3)Домени атрибутів (Attribute Domains) - визначають список допустимих значень або діапазони допустимих значень атрибутів стовпців. Домени використовуються для забезпечення цілісності значень атрибутів і для класифікації даних.

4)Класи відношень (Relationship Classes) - створюють відношення між класами просторових об'єктів і іншими таблицями з використанням загального ключа.

5)Топологія (Topology) – моделює загальну геометрію просторових об'єктів.

6)Мережевий набір даних (Network Dataset) – моделює транспортну зв'язність і потоки.

7)Геометричні мережі (Geometric Network) – моделює комунальні мережі і трасування.

8)Набор даних місцевості (Terrain Dataset) – моделює мережу нерегулярних трикутників (TIN) і управляє великими лідарными і гідролокаційними колекціями точок.

9)Адресний локатор (Address Locator) – адресне геокодування.

10)Набор даних кадастрового матеріалу (Cadastral Fabric Dataset) –

інтегрує і підтримує геодезичну інформацію для підрозділів і планів земельних ділянок, як частина моделі даних безперервного кадастрового матеріалу в базі геоданих. Набор даних кадастрового матеріалу вносить додаткові поліпшення точності для матеріалу земельної ділянки, як тільки будуть введений новий підрозділ планів і опис земельної ділянки.

11)Лінійне моделювання (Linear Referencing) – визначає місце розташування подій уздовж лінійних просторових об'єктів з вимірами.

243

12)Картографічне представлення (Cartographic Representations) –

управляє множиною картографічних представлень і правилами покращуваного картографічного креслення.

13)Управління версіями (Versioning) – керує деякими ключовими потоками робіт в ГІС для управління даними.

4.3.4.5 Набори растрових даних

Растрові дані показують географічні об'єкти шляхом ділення території на дискретні квадратні або прямокутні чарунки, вкладені в сітку. Кожне чарунка має значення, яке використовується для представлення деяких характеристик для цього місця.

Растрові дані зазвичай використовуються для управління і представлення зображень, цифрових моделей рельєфу, а також ряду інших явищ. Незрідка растри використовують як спосіб представлення точкових, лінійних і полігональних просторових об'єктів.

Растри цікаві з двох причин: по-перше, вони можуть бути використані для представлення всій географічній інформації (просторових об'єктів, зображень і поверхонь), по-друге, вони мають багатий набір аналітичних операторів геопроцессингу.

4.3.4.6 Розширення растрів

Растри інтенсивно і всі більше використовуються в ГІС прикладаннях. База геоданих може управляти растрами для багатьох цілей: як індивідуальні набори даних, як логічна колекція наборов даних, а також як атрибути зображень в таблицях.

Растри можуть використовуватися спільно з елементами, які додають просунуті можливості базі геоданих. База геоданих містить наступні елементи, які утворюють розширення растрів (Extending

rasters).

1)Набір растрових даних (Raster Datasets) – управляє великими безперервними наборами даних зображень і мозаїками зображень.

2)Каталоги растрів (Raster Catalogs) – використовують для ряду цілей: управляти шаром листів зображень, де кожен аркуш є зображення; управляти серією зображень в СУБД; управляти серією тимчасових растрів.

244

3)Колонки атрибутів растрів в таблицях (Raster Attribute Columns in Tables) – зберігає зображення або документи, що сканують, як атрибути в таблиці.

4)Визначення сервісу зображення (Image Service Definition) – сервіси публікації зображень для колекції растрових даних в полі на диску, в каталозі зображень і базі геоданих.

4.3.5 Типи баз геоданих

Існує два типи баз геоданих - персональні і багатокористувацькі БГД.

Уперсональних базах геоданих дані зберігаються локально на окремому комп'ютері. Підтримка персональних баз геоданих вбудована в настільні продукти ArcGIS. Локальна версія бази геоданих може зберігатися і на настільному комп'ютері у вигляді файлу Microsoft Access (*.mdb). Використання персональних баз геоданих розумне при малих об'ємах даних і коли не потрібно використовувати розраховані на багаьох користувачів сеанси доступу і редагування.

Убагатокористувацьких базах геоданих дані зберігаються на сервері, використовуючи як сховище даних відомі комерційні РСУБД,

такі як IBM DB2, Informix, Oracle, SQL Server, PostgreSQL. Для цього слід застосувати ArcSDE - спеціальне прикладання сімейства ArcGIS. ArcSDE встановлюється на сервер даних для взаємодії з РСУБД в рамках корпоративної ГІС. Розрахований на багато користувачів варіант бази геоданих має сенс використовувати для крупних організацій, коли об'єми даних перевищують відмітку з шістьма нулями

Користувач може вибрати як початкову основу локальні версії баз геоданих. У міру зростання обсягу накопичених даних користувач може поступово здійснювати перехід на розраховану на багато користувачів корпоративну РСУБД. Цей перехід не потребує кардинальної реорганізації виробничого ГІС-процесу, що дуже важливо. При цьому локальна база геоданих збереже всю структуру даних і успадкує правила і властивості всіх об'єктів, задані в базі геоданих на сервері.

Розраховані на багато користувачів бази геоданих дозволяють редагувати одні і ті ж географічні дані багатьом користувачам одночасно на декількох робочих місцях. Наприклад, в організації є декілька відділів і кожен з відділів повинен брати участь в робочому процесі, причому бажано, а інколи і необхідно, щоб всі ці відділи

245

працювали спільно і одночасно - в реальному часі. Для цього потрібно правильно організувати робочий процес і завжди мати під рукою зручний інструмент для управління цим процесом. При такій постановці робочого процесу його учасники повинні оперувати свого роду версіями (копіями) загальної бази даних, з якими вони взаємодіють.

Версія представляє моментальну копію всієї бази геоданих. Вона містить всі набори даних в базі геоданих. Версія ізолює роботу користувачів за допомогою множини сесій редагування, дозволяючи користувачам редагувати без блокування просторові об'єкти у виконуваній версії.

Ефективність описаних вище можливостей, які забезпечує розрахована на багато користувачів база геоданих, очевидна.

4.3.6 Переваги й недоліки об'єктно-орієнтованої моделі даних

Об'єктно-орієнтована модель бази геоданих має ряд таких переваг:

1)забезпечує комплексне представлення реального світу;

2)модель інтуїтивна, оскільки в ній використовуються об'єкти, існуючі у реальному світі;

3)інкапсуляція, об'єднуючи атрибути і лінії поведінки об'єкта, робить можливим доступ до об'єкта за допомогою чітко визначеного набору методів і атрибутів без знання вмісту об'єкта;

4)забезпечує високий рівень цілісності даних (нові дані повинні слідувати правилам поведінки);

5)забезпечує моделювання складних відношень між даними;

6)підтримує множинні рівні генералізації, объединения і асоціації;

7)добре інтегрується з методами імітаційного моделювання;

8)має функцію підтримки версій для множинного одночасного оновлення;

9)вимагає менше кодування в ГІС-программах, що означає менше помилок і нижчу вартість підтримки.

В об'єктно-орієнтованої моделі даних є такі недоліки:

1)комплексні моделі реального світу складніше розробляти і будувати;

2)великі й комплексні моделі виконуються повільніше;

3)ця модель залежить від ретельності опису явищ реального світу (що особливо важко в світі природи);

246

4)аналіз об'єктно-орієнтованих баз даних вимагають використання об'єктно-орієнтованих мов програмування;

5)деякі бізнес-застосування можуть не мати доступу до объектноориентированной бази даних або можливості передачі в неї даних.

4.3.7 Контрольні питання і завдання для самостійної роботи

1)Що розуміється під об'єктом в об'єктно-орієнтованій методології?

2)Що розуміється під класом в об'єктно-орієнтованій методології?

3)Які види відношень використовуються в об'єктно-орієнтованій моделі даних?

4)Наведіть загальну характеристику моделі даних ГІС "База геоданих".

5)Наведіть загальну характеристику топології в моделі даних ГІС "База геоданих".

6)Яке призначення Підтипів і Доменів моделі даних ГІС "База геоданих"?

7)Як реалізуються відношення і класи відношень в базі геоданих?

8)Наведіть загальну характеристику таблиць і розширень таблиць як компонентів бази геоданих.

9)Наведіть загальну характеристику класів просторових об'єктів і розширень класів просторових об'єктів як компонентів бази геоданих.

10)Наведіть загальну характеристику растрових даних і розширень растрів як компонентів бази геоданих.

11)Які існують типи баз геоданих?

247

Частина 5

ОСНОВИ ГЕОПРОСТОРОВОГО АНАЛІЗУ

248

__________________________________________________

Розділ 5.1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОПРОСТОРОВОГО АНАЛІЗУ

5.1.1 Визначення геопросторового аналізу

Геопросторовий аналіз – це процес пошуку просторових закономірностей в розподілі географічних даних і взаємозв'язків між об'єктами [51]. Просторовий аналіз – це серце ГІС [11]. Геопросторовий аналіз надає особливі точки зору на світ. Геопросторовий аналіз є унікальною лінзою, через яку вивчаються події, структури і процеси, які відбуваються на землі або поблизу поверхні нашої планети [52]. В результаті аналізу географічної інформації виходить якісно нова інформація і виявляються раніше невідомі закономірності.

Мішель Ф. Гудчаїлд в передмові до книги Енді Мітчелла [51] пише, що процес просторового аналізу нагадує розтягування гумової стрічки, коли довга і важка робота по цифруванню елементів карт, формуванню баз даних, виявленню помилок і трансформації інформації у всілякі системи координат, врешті-решт, винагороджує ефектним результатом або знахідкою оптимального рішення.

Областю геопросторового аналізу є поверхня Землі, оболонка над нею при аналізі топографії і атмосфери, оболонка під нею при аналізі грунтових вод і геології. Масштаб сутностей тягнеться від невеликих об'єктів (наприклад, записи археологів про місця шматочків керамічних виробів розміром в декілька сантиметрів або меж власності виміряних до міліметра) до глобальних (наприклад, аналіз температури поверхні морів і глобального потепління). Аналіз тягнеться в минулий час (в історичні дослідження міграції населення, у вивчення структури в археологічних місцезнаходжень або в детальне картографування руху континентів) і в майбутнє (у спробах передбачити напрями ураганів, танення льодів або зростання міських районів). Методи просторового аналізу працюють у ряді просторових і тимчасових масштабів.

Кінець кінцем, геопросторовий аналіз має відношення до проблеми "що" відбувається і "де". Геопросторовий аналіз використовує географічну інформацію, яка є базовою інформацією для побудови на ній структур і аргументів, що забезпечують багатство

249