5. Дизайн базы данных гис

5.1. Основы проектирования дизайна базы данных гис

Эффективность ГИС определяется хорошим построением баз данных. Разработка дизайна ГИС аналогична любой другой разработке дизайна, она начинается с понимания целей и развивается через повышение уровней детализации по мере сбора информации и перехода к реализации. Хороший дизайн ГИС приводит к построению качественной, функционально и оперативно эффективной базы данных, которая: соответствует требованиям и условиям предприятия; содержит все необходимые данные, но без дублирования; обеспечивает организацию данных многим пользователям; включает различные формы представления данных; правильно представляет, кодирует и организует географические объекты [10].

В руководствах по проектированию баз данных ГИС обычно выделяют три основных этапа. На первом этапе выполняется концептуальное моделирование базы данных ГИС, т.е. определение необходимых данных в соответствии с целями и задачами предприятия, организации. На втором этапе составляется логическая модель будущей ГИС. Логическое моделирование устанавливает соответствие между требованиями к данным и набором географических данных. На третьем этапе физического моделирования выполняется реализация дизайна и отладка для увеличения скорости работы системы.

Многолетний опыт проектирования ГИС указывает на необходимость учета правил дизайна ГИС, в которые входит привлечение пользователей к разработке дизайна ГИС; пошаговая разработка дизайна ГИС, т.е. нет необходимости создавать полностью детализированный дизайн для всей системы в рамках одного проекта; командный способ работы, т.к. требуется широкий спектр информации, навыков и принятия решений; тщательная документация своих действий.

Согласно рекомендациям института ESRI Inc. [10] основными шагами проектирования дизайна ГИС являются: моделирование знаний пользователя; описание примитивов и их взаимоотношений; выбор представления примитивов; сопоставление с моделью данных ГИС; организация в географические наборы данных.

При этапе моделирования взгляда пользователя выполняется последовательный цикл работ по определению функций, нужных для выполнения целей и задач предприятия; определение данных, необходимых для поддержки функций; организация данных в логические наборы объектов; реализация начального плана реализации.

Для логического осмысления функций предприятия, организации составляется соответствующая блок-схема, рис.30.

Рис.30.Блок-схема основных функций отдела землепользования

Как, например, показано на рис.30 для отдела землепользования отобраны такие функции, как планирование землепользования, развитие землепользования в транспортной инфраструктуре, мониторинг землевладельцев и др. Далее с использованием блок-схемы выполняется отбор функций, которым требуются географические данные.

Следующим шагом является составление табличной матрицы перекрестных ссылок географических данных и функций (функции вдоль оси Х, географические данные по оси У) [10]. На этом же этапе выполняется графическое переставление функций и данных в матрице до тех пор, пока данные с аналогичными характеристиками не окажутся рядом, и функции, работающие с одними данными, также не окажутся рядом. Используя буквенные индексы, разработчик в клетках табличной матрицы ставит литеру «С», если функция создает данные и литеру «И», если функция использует готовые географические данные, табл.4.

Таблица 4

Парциальная матрица функций/данных

На следующем этапе разработчиком выполняется составление словаря географических данных (примитивов), в котором описывается каждый отдельный географический объект и его связи с другими географическими объектами с указанием его названия, определения, присвоением уникального идентификатора, описанием атрибутов, источников информации и т.д. [59].

Следующим шагом является выполнение классификации примитивов по типу их представления в ГИС и составление соответствующего списка. Например, примитивы с геометрическим представлением, примитивы в виде буквенно-числовой информации, примитивы в виде фотографий или рисунков. На основании списка примитивов выполняется объединение примитивов по тематическому признаку для объединения в одно покрытие ARC/INFO.

В заключение необходимо отметить, что из средств, затрачиваемых организацией на построение ГИС, до 80% используется на построение и поддержку географической базы данных. Следовательно, важен хороший структурированный, продуманный подход к задаче, выбор дизайна и реализации базы данных.