420 likes | 583 Views
Geodatab áza. Marek Doršic, ArcGEO (marek.dorsic@arcgeo.sk) FMFI UK , 1 5 . 11 .20 11. Moderné informačné technológie. FMFI UK, Bratislava. Autor : Mari án Marcinčák. Čo je geodatabáza?. Objektovo-relačný dátový model obsahujúci geografické informácie Personálna geodatabáza
E N D
Geodatabáza Marek Doršic, ArcGEO (marek.dorsic@arcgeo.sk)FMFI UK, 15.11.2011 Moderné informačné technológie FMFI UK, Bratislava Autor : Marián Marcinčák
Čo je geodatabáza? • Objektovo-relačný dátový model obsahujúci geografické informácie • Personálna geodatabáza • Viacužívateľská geodatabáza • vs. File Based geographic data: • shapefile, coverage, grid, TIN, images, CAD files, tables, ...
Základné formáty • geodatabáza • coverage • shapefile • CAD features • tabuľky • TIN • rastre • vrstvy • mapové dokumenty • XML (exporty, metadáta)
Geodatabázy - porovnanie • personálna • MS Jet Engine (Access) • single-user editing • max. veľkosť 2 GB • bez verzionovania • Viacužívateľská • Oracle (aj Spatial), SQL Server, DB2, Informix • multi-user editing • verzionovanie • neobmedzená veľkosť, DBMS nástroje a konfigurácia • C/Java API
Štruktúra údajov v ArcSDE GDB (1) • ArcSDE – nadstavba nad relačným DBMS firmy Esri • ukladajú sa do DBMS využitím dátových typov DBMS • ArcSDE len využíva schopnosti DMBS (nenahrádza ich) • Všetky údaje v DBMS sú uložené v tabuľkách obsahujúcich riadky a stĺpce, navzájom poprepájaných pomocou primárnych a cudzích kľúčov. • dopyty na tabuľky cez SQL • ArcSDE rozširuje možnosti SQL o prácu práve s priestorovými prvkami
Trieda prvkov (feature class) • obsahuje geometrie vektorových geografických prvkov jedného typu (bod, čiara, plocha) • doplnené o atribútové informácie v tabuľke (napr. názov obce)
Trieda prvkov – uloženie v ArcSDE (1) • prvky sa ukladajú do: • business tabuľky – obsahuje atribútové informácie rozšírené o priestorový stĺpec (cudzí kľúč k F tabuľke) • F tabuľka (feature) – ukladá geometriu prvkov doplnenú o dodatočné informácie (dĺžka, plocha, typ, obálka) • S tabuľka (spatial index) – ukladá priestorové indexy (vo forme mriežky) • pre verzionované triedy naviac: • A tabuľka (add) - pridané prvky • D tabuľka (delete) – zmazané prvky
Priestorový index • urýchľuje prístup k priestorovým údajom • urýchľuje priestorové dotazy • Contains, Crosses, Intersects, Overlaps, Touches, Within... • realizácia pomocou • Grid (Oracle, DB2) • R-strom (IBM Informix, PostgreSQL) • B-strom (MS SQL) – s pomocou hierarchického uniformného dekomponovania priestoru • Podobné k indexu v mapách a atlasoch
R-strom • založený na minimálnom ohraničujúcom obdĺžniku • obdĺžniky sa môžu prekrývať • podobný B-stromu • balansovaný • každý list obsahuje medzi m a M (m≤M/2) indexových záznamov • ... • tvar závisí od poradia vkladania/mazania objektov • rozšírenia R*-strom, R+-strom, Hilbertov R-strom
Grid • zväčša viacúrovňový (1, 2, 3) • každá úroveň má definovanú veľkosť gridu • povinná prvá úroveň má najmenšiu • ďalšie úrovne aspoň 3x väčšie • prvok je uložený do úrovne, v ktorej neprekrýva viac ako 4 bunky • delí priestor do mriežky • zachovávajúcej uhly (konštantná uhlová veľkosť) • zachovávajúcej plochu
Určenie veľkosti gridu • veľkosť má vplyv na veľkosť tabuľky a teda výkon • nutné zvážiť počet úrovní • optimizátor prechádza každú úroveň • častokrát jedna úroveň je najlepšia • pre bodové triedy prvkov stačí jedna úroveň s relatívne riedkou mriežkou • priestorové dotazy pracujú rýchlejšie na bodoch • veľkosť treba určovať podľa typu aplikácie • dobrý začiatok je 3x priemerná veľkosť rozsahu jednotlivých prvkov • automatické nástroje
Atribútové domény (1) • Pravidlá na definíciu povolených hodnôt atribútov • Intervalová doména (range domain) • špecifikuje platný rozsah hodnôt pre číselný atribút • Kódová doména (coded value domain) • špecifikuje sadu platných hodnôt atribútov aj s ich popisom (ktorý je možné zobraziť miesto hodnôt/kódov)
Atribútové domény (2) • Možnosť validovať správnosť zadaných hodnôt • Možnosť kontrolovať správanie atribútov s doménou pri spájaní alebo rozdeľovaní prvku • merge policy – default value, sum values, geometry weighted • split policy – default value, duplicate, geometry ratio
Topológia • model na popis vzťahov medzi prvkami • topologické pravidlá • ranks (váhy) • cluster tolerance • dirty areas • validácia – označenie výnimiek, oprava • len triedy prvkov vo feature datasete
Topológia - Dirty areas • vznikajú pri: • vytváraní alebo mazaní prvku • pri modifikácii geometrie prvku • ak sa zmení subtyp prvku • keď sa porovnávajú a spájajú (reconcile) dve verzie geodatabázy • pri zmenách vlastností topológie • fyzicky sa ukladajú
Topológia - Chyby a výnimky • fyzicky sa ukladajú
Geometrická sieť (1) • poskytuje možnosť sieťových analýz • zabezpečuje líniovú topológiu • umožňuje definovať typy prvkov, ktoré sa môžu navzájom spájať • sieť uzlov (junctions) a hrán (edges)
Geometrická sieť (2) • 2 pohľady na sieť
Geometrická sieť (3) • jednoduché sieťové prvky • komplexné sieťové prvky
Geometrická sieť - váhy • váhy určujú náklady spojené s pohybom cez element logickej siete • môžu byť počítané počíta sa podľa atribútu prvku (napr. dĺžka) • sieťové analýzy využívajú váhy napr. na vyhľadanie najkratšej cesty (Find Path)
Geometrická sieť - prvky • source (zdroj), sink (výpust) – určujú tok • stav prvkov v logickej sieti: • aktívny, blokovaný • pri vytváraní bariér sú prvky nastavené na blokovaný
Geometrická sieť – sieťové analýzy • Trace Downstream – hľadá v smere toku • Trace Upstream - hľadá proti smeru toku • Find Common Ancestors – nájde spoločných predkov • Find Connected – nájde elementy spojené s flagom • Find Loops – nájde slučky spojené s flagom • Find Upstream Accumulation - nájde elementy proti smeru od flagu a stanoví celkové náklady • Find Path – cesta medzi flagmi s najmenšou váhou (ak nie je definovaná, najmenší počet elementov)
Anotácie (1) • geograficky umiestnený grafický objekt – najčastejšie text (obdĺžnik, šípka, ...) • na rozdiel od popisu má fyzickú reprezentáciu • non-feature linked annotation • nie je asociovaná s prvkami GDB (názov pohoria, ...) • feature linked annotation • zviazaná so špecifickým prvkom v inej triede prvkov • kompozitná relácia s prvkom – anotácia je cieľová trieda (vytvorená/zmazaná s prvkom, aktualizovaný text)
Raster • Raster reprezentuje geografické javy nie pomocou vektorov, ale pomocou pravidelnej siete buniek, pričom bunky môžu obsahovať atribútovú informáciu. • Raster dataset • Raster catalog – spojená množina rastrov
Rastre - pyramídovanie • Na rýchlejšie zobrazenie dát • Každá vrstva predstavuje istý stupeň resamplovania • najspodnejšia má najlepšie rozlíšenie • viacero možnosti resamplovania algoritmov (nearest neighbour, bilineárna interpolácia, cubic convolution)
Rastre – nastavenia (1) • Veľkosť dlaždice (tile size) • počet pixelov uložených v každom BLOB poli (def. je 128x128) • Kompresia • voliteľná, odporúčaná • zvyšuje rýchlosť zobrazovania rastrov • metódy kompresie: žiadna, LZ77, JPEG
Rastre – nastavenia (2) • Mozaikovanie • Vytvára jeden bezošvý raster, pričom prekryvové časti sú riešené tak, že sa dotyčná časť nahradí novým rastrom • Štatistika • ArcSDE môže uchovať vo svojich tabuľkách aj informáciu o štatistike pásma (RGB) ako aj histogram. Vytvorenie štatistiky takmer vždy značne zrýchľuje zobrazovanie rastrovej vrstvy v aplikáciách
Jednosmerná alebo obojsmerná replikácia Viacužívateľská editácia Replikácia – odpojené editovanie Odpojené editovanie Dáta v geodatabáze, editácia a replikácia
Viacužívateľská editácia Replikácia – odpojené editovanie Odpojené editovanie - ArcPad ArcSDE Personálna geodatabáza Mobilný klient Odpojené editovanie Replikácia – odpojené editovanie Replikácia – spätné načítanie zmien Export pre mobilného klienta Import editácií z mobilného klienta
Jednosmerná alebo obojsmerná replikácia Viacužívateľská editácia ArcSDE Editácie Databázy synchronizované ArcSDE Replikácia Obojsmerná replikácia
Viacužívateľská editácia Jednosmerná alebo obojsmerná replikácia v odpojenom prostredí ArcSDE Replikácia disconnected prenosom dát Editácie Potvrdenie o obdržaní zmien (editácií) Databázy synchronizované ArcSDE Jednosmerná replikácia v disconnected prostredí
Replikácia • Replikovať je možné • Celú databázu • Vybrané triedy prvkov • Vybrané prvky z triedy prvkov • Určité územie