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Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio

Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio. - allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio. Vortrag I. Geodatenbanken Das Entstehen von Geodatenbanken UML (Unified Modeling Language) - kurzer Rückblick CASE - Tools in ArcInfo. Geodatenbanken. Was ist eine Geodatenbank ?

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Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio

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Presentation Transcript

  1. Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio - allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio

  2. Vortrag I • Geodatenbanken • Das Entstehen von Geodatenbanken • UML (Unified Modeling Language) - kurzer Rückblick • CASE - Tools in ArcInfo

  3. Geodatenbanken • Was ist eine Geodatenbank ? • Geodatenbanken sind die Datengrundlagen eines jeden GIS (engl.: geodatabase) • Beispiel: Verkehrsnetz für einen Routenplaner

  4. Zwei Fragestellungen zu Beginn • Was macht eine gute Datenbank aus ? • Wofür soll die spezielle Geodatenbank verwendet werden ?

  5. Alle nötigen Daten sind vorhanden • Gute Organisation der Daten ( mehrere Benutzer sollten auf dieselben Daten zugreifen können) • Flexible und übersichtliche Nutzungsmöglichkeiten • Möglichst wenig Speicheraufwand • Zukunftsorientierte Nutzbarkeit

  6. Modellentwicklung • Zielsetzung: Welche Funktionen sollen mit Hilfe der Datenbank ausgeführt werden • Ermittlung oder zusammentragen der benötigten Daten • Organisieren der Daten in logische Gruppen

  7. Routenplanung Straßennetz Kataster Flurstücke, Besitzer Bodenordnung Bodenschätzung Bauleitplanung ... Zielsetzungen und Datengrundlagen

  8. Datenquellen

  9. Zusammenfassen • Straßen • Geländearten • Gewässer • Grundstücke Objektklassen (UML)

  10. Definieren von Objekten • Bsp.: Gebäudeinformationssystem • Raum: Arbeitsplatz für Person • Flur: verbindet 2 oder mehr Räume • Etage: Komposition aus Räumen und Fluren • Labor: Spezialfall eines Raumes (Unterklasse)

  11. Beziehungen • Viele Klassen haben direkte Beziehungen zueinander • Bsp.: Gebäudeinformationssystem • Ein Raum listet einen einen bestimmten „Benutzer“ auf • Eine Person arbeitet in einem bestimmten Raum

  12. Kardinalität Name Flur 0...* Raum Verbindet 2...* Oberklasse Raum Unterklasse Labor Büro Dokumentation in UML (Geoinformation I)

  13. Unterklassen: ... Spezialisieren das Konzept einer Oberklasse ... „erben“ Attribute und Methoden der jeweiligen Oberklasse Kardinalitäten: 1 genau 1 0...4 0 bis 4 3,7 3 oder 7 0...* größer oder gleich null 0...3,7...9 ... Beachte:

  14. Aggegation: eine Aggregation ist eine spezielle Assoziation, deren beteiligte Klassen eine Ganzes - Teile Hierarchie darstellen Komposition: eine Komposition ist strenge Form der Aggregation, bei der die Teile vom Ganzen existenzabhängig sind Aggregation vs. Komposition

  15. ... In Visio • Aggregation in Visio (UML-Darstellung) • Komposition: Ganzes und Teile sind existenzabhängig

  16. Attribute: Attribute stellen die speziellen „Eigenschaften“ einer Klasse dar. Bsp.: Länge, Breite, XY-Koordinaten ... Attribute sind nur innerhalb der Klasse sichtbar privat vs. public Methoden: Methoden stellen die „Operatoren“ einer Klasse dar Bsp.: getLänge, getBreite, anzeigen, verschieben, entfernen ... Attribute und Methoden

  17. Kreis - Mittelpunkt - Radius + anzeigen + entfernen + verschieben Klassen und Methoden Klassenname Attribute Methoden

  18. Nach öffnen von neuem Dokument zur Schablonenauswahl zurückkehren • Visio

  19. Aber Vorsicht... • Symbolik für „Aggregat“ und „Verfeinerung“ sind vertauscht • Erkennbar an: • Kardinalitäten • Pfeil- / Rautensymbol !

  20. Verfeinerung Unterklasse) mit Pfeilsymbol und ohne Kardinalitäten • Aggregat (bzw. hier eine Komposition) mit Rautensymbol und Kardinalitäten

  21. Aber... • „Oh glücklich wer noch Hoffen kann, aus diesem Meer des Irrtums aufzutauchen!“ • Goethe, Faust (Der Tragödie erster Teil), Vor dem Tore

  22. Idee: Übersichtliche Planung und einfache Veranschaulichung für Mitarbeiter und Kunden bzw. User

  23. Darstellung der Objekte • Unterschiedliche Repräsentierung der unterschiedlichen Klassen • Alphanumerisch repräsentierte Klassen • Geometrisch repräsentierte Klassen • Alphanumerisch: Texte, Werte, Zahlen...

  24. Punkt: repräsentiert die Lage eines Objekts mit min. Ausdehnung Linie: repräsentiert die Lage eines Objekt welches zu schmal für eine Fläche ist Fläche: repräsentiert ein Polygon Oberfläche: wie Fläche, jedoch auch Erhebungen (Berg) Raster: ... Eine Fläche die in rechteckige Felder unterteilt ist (für Analysen brauchbar) Bild/Photo: ...jedes andere digitale Bild Geometrische Darstellungen von Klassen

  25. Hefte raus: Klassenarbeit (Aufgabe 1) • Pünktlich zum neuen Semester will die Uni Bonn zur Orientierung der Erstsemester einen Routenplaner für die Poppelsdorfer Institute. • Welche Daten werden zur Routenplanung benötigt und aus welchen Quellen können diese Daten gewonnen werden? • Dokumentiert die Ergebnisse in einfachen UML - Diagrammen

  26. Problem: • Leider ist Visio nur auf „Wolga“ installiert • Vorschlag: bastelt die UML - Diagramme in PowerPoint zusammen • Beispielklassen und Relationen findet Ihr unter V:/Dennis/Aufgabe 1, Kardinalitäten müssen mit Textfeldern ergänzt werden • Vervollständigt das UML - Diagramm mit eigenen Klassen und Relationen

  27. Erstellen von Datenpaketen • Wie sollen Daten in ArcInfo repräsentiert werden ? • Umsetzen der Benutzeransprüche in ein Datenbank Schema

  28. Möglichkeiten in ArcInfo • Punktklassen: • Punkt: ein nichtverbundener Punkt (Statuen etc.) • Knoten: ein verbundener Punkt (Straßenkreuzungen etc.) • Komplexer Knoten: ein verbundener Punkt mit eigener inneren Topologie (Wasseraufbereitungsanlagen etc.)

  29. Möglichkeiten in ArcInfo • Punkt: • Knoten: • Komplexer Knoten:

  30. Möglichkeiten in ArcInfo • Linienhafte Klassen: • Linie: alleinstehende Linie (Zäune etc.) • Kante: ein verbundenes Teil eines Liniensystems (wie in einem Straßennetz) • Komplexe Kante: Lineare Klasse mit verbundenen Sektionen (Polylinie)

  31. Möglichkeiten in ArcInfo • Linie: • Kante: • Komplexe Kante:

  32. Möglichkeiten in ArcInfo • Flächenhafte Klassen: • Polygon: alleinstehende Fläche (Parks etc.) • Auch für platzausfüllende Gebiete, wie ausgebreitete Vegetation (Wälder etc.)

  33. Möglichkeiten in ArcInfo • Oberflächenklassen: • TIN (Triangulated Irregular Network) • (siehe Vortrag): detaillierte Darstellung des Terrains • Raster: geeignet für größere Gebiete (gröbere Auflösung, geringere Datenmengen)

  34. Organisieren der Struktur (Schritt 1) • Gruppierung der Klassen in logische Zusammenhänge (Datensätze) • Eine einzelne Klasse kann durchaus eine eigene Gruppe sein, falls sie sich nicht zuordnen läßt

  35. Datensatz „Straßen“

  36. Topologische Regeln • Alle Klassen eines geometrischen Netzwerkes müssen sich im gleichen Datensatz befinden (Straßen vs. Wasserleitungen) • Klassen, die ganze Flächen einnehmen, oder wenn sich überschneidende Elemente eine Kreuzung haben sollen, sollten sie im selben Datensatz gespeichert werden.

  37. Mögliche Topologien • Fall 1: • sich kreuzende Linien haben Kreuzungsknoten • Fall 2: • Linien können „untereinander“ verlaufen ohne sich zu schneiden

  38. Organisieren der Struktur (Schritt 2) • Zusammenfassen der einzelnen Datensätze in Geodatenbanken • Geodatenbank enthält schließlich alles um einen speziellen Bereich zu Modellieren (siehe Beispiel: Stadt)

  39. Geodatenbank Stadt Datensatz Umgebung Grundstücke Straßen Einbetten in Geodatenbanken

  40. UML in ArcInfo: CASE - Tools • CASE - Tools: Computer Aided Software Engineering • Software - Entwicklungsumgebung • CASE - Tools fassen sonst isolierte Software -Entwicklungswerkzeuge (z.B. Editoren, Übersetzer, Verwaltungsprogramme) in einer vollständigen benutzerfreundlichen Arbeitsumgebung zusammen

  41. ... Und nicht nur für UML • Weitere Einsatzmöglichkeiten: • Datenflußpläne, Netze ... • In Visio auch Modellierung von Kartenobjekten möglich

  42. Die Strategie von CASE - Tools (1) • Das hier angewandte: • 1. Entwurf der Geodatenbank in UML - Diagrammen • 2. Benutzen des Creation Wizard in ArcCatalog um Schema der Geodatenbank Aufgrund des UML - Diagramms zu erstellen • 3. Benutzen von ArcMap - Tools zur Integration ins Programm

  43. Die Strategie von CASE - Tools (2) • Der umgekehrte Ansatz: • 1. Importieren bereits vorhandener Daten (ArcCatalog, ArcToolbox) • 2. Aufbau des geometrischen Netzwerkes • 3. Hinzufügen des UML - Diagramms zu den existierenden Daten mittels des CreationWizards

  44. Graphisch: MS Repository Erstellen des UML-Schemas Import von Daten CreationWizard Hinzufügen des UML Geodatenbank Shape Files Coverages

  45. ... Das war´s für´s erste • Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit Viel Spaß mit Till

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