Transcript Bild 1 - Teknikens Hus

SQL
Kapitel 7: Lagring av data
Om databastekniken bakom ett GIS
© Linfo Norrbotten och Softcenter 2006
Kursmaterialet ägs av Linfo Norrbotten
och har utvecklats i samarbete med Softcenter AB
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 1
Lagring av data - historik
 Storlek och pris på data:
 1970-tal: 10kr/byte lagrad data
 2000: 1kr/MB lagrad data
 Imorgon: Petabyte-databaser (1024 TB)
Ett GIS funktioner
Insamling
Lagring
 Lagring = informationsförvaltning:
Bearbetning
Analys
Presentation
 Skall vara oberoende av:
 Teknik -> Lätt att migrera
 Personalbyte -> Dokumenterat
 Verksamhetsutveckling -> Lätt att anpassa
 Lösningen?
 Objektorienterade relationsdatabaser
 (O)RDBMS
Data
(Efter Red. Eklund L., Geografisk Informationsbehandling (1999))
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 2
Trender data och information
Trendord
 Direkt åtkomst
 Intelligenta data
 Tillförlitlighet och kvalitet
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 3
Trender data
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 4
Definition på en databas
En samling samhörande data…
…som är lagrade i strukturerad form
…och som kan bli åtkomlig för
Sökning
Fråga
Svar
DATA
Databas
Bearbetning
edit, add table..
A
B
C
D
1
2
3
4
10
20
30
40
Sortering
(STG Hb 167, GIS-Ordboken)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 5
Databashanterare
Databashanteringssystem (DBHS)
Database management system (DBMS)
SQL
Funktioner för att
www.microsoft.com
www.oracle.com
www.informix.com
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 6
Andra specialfunktioner
 Rapportfunktioner
 Transaktionshantering
 DDL (Data Definition Language)
 Logisk uppbyggnad
 Datarepresentation
 Datatyper
 Fältlängder
 Indexeringar
 Säkerhetskopiering (backup)
 Åtkomstkontroll
 Skriva
 Ändra
 Läsa
 Rimlighetskontroller
Databasadministratören (DBA)
”- En viktig kugge i ett GIS!”
(Efter Red. Eklund L., Geografisk Informationsbehandling (1999))
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 7
2 sätt att lagra geografiska data
Hybriddatabas
Integrerade system
Koppling (Två olika hanterare)
• En för geomteri
• En för attribut
• Filbaserat
Geometri lagras som attribut
• Relationsdatabas
• Objektorienterat
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 8
Olika sätt att lagra geometri
Vektordata
(x,y)
Rasterdata (regelbunden tesselering)
TIN (oregelbunden tesselering)
Rasterdata
Infrastruktur
Bebyggelse
Markanvändning
Jordarter
Grund
Raster
Vektor
-- Höjd
Väg
Bebyggelse
Väg
Mark
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 9
Indelning av databastyper efter lagringsstruktur
Hierarkiska databaser
Nätverksdatabaser
Relationsdatabaser
Vanligt i GIS!
Objektsorienterade databaser
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 10
Hierarkiska och nätverksdatabaser
HIERARKISKA DATABASER
Kiruna
 Sökning via indexfiler
 Dubbellagring
Bryggarn
 Svårt att ändra struktur
1
2
3
1
2
3
Filaren
1
2
3
1
Åke Eva Åke
NÄTVERKSDATABAS
Kiruna Bryggaren 2:3
Ägare: Åke
Åke
Kiruna
 Vidareutveckling av hierarkiska
Bryggarn
databasstrukturen
 Pekare
– Utrymmeskrävande
1
2
3
1
2
3
Filaren
1
2
3
1
Åke Eva
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 11
Objektorienterade databaser
 Lagring på objektnivå:
 Objektklass innehåller objekt med
 Identifierare
 Status
 Metoder
Polygon
Objekttyp (objektklass)
Ärver egenskaper
Vattenområde
Landområde
Objektklasser
Ärver egenskaper
Vatten-1
Vatten-2
Effektiv lagring
Komplext
Landområde-1
Landområde-3
Objekten
Landområde-2
(Burrough, Peter, A och McDonell, Rachael A.,1998. Principles of Geographical Information Systems)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 12
Relationsdatabas
1965 Chen, ER-modell (Entity - Relationship -modellen)
1970 Codd, Relationsmodellen:
Byggnr
Relation:
Är
Tabeller och Vyer
Har
Namn
Med attribut
Kolumner och Rader
Byggnad
Nr
Id
1
22
2
23
3
24
4
25
Nr
Id
Yta
Ägare
1
22
200
7310
2
23
300
6501
3
24
150
7310
4
25
350
2512
Identifierare (primärnyckel)
Vy
Ägare
Id
Namn
Adress
Tel
7310 Anna E
Storg 1 43567
6501 Åke P
Lillv 5
65789
2512 Lisa P
Näs 2
98769
6409 Arne E
Storg 1 43567
Och relateras med
Nycklar
(Efter Malmström, B och Wellving, A. Introduktion till GIS 1995 och Red. Eklund L., Geografisk Informationsbehandling 1999)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 13
Relationer
1:1
Fastighet
Yta
”En fastighet har alltid en yta.”
0:M
Byggnad
Boende
”En byggnad kan ha ingen, en eller flera boende.”
1:M
Fastighet
Ägare
”En fastighet måste alltid ha minst en eller flera ägare.”
M:M
Ägare
Fastighet
Ur fastighetsägarens synvinkel: ”En fastighet kan ägas
av flera, och en ägare kan ha flera fastigheter.”
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 14
Normalisering
 Viktigt begrepp vid uppbyggnad av relationsdatabaser
FASTIGHETSNR
ÄGARE
Vad händer om det finns flera ägare?
...eller om ägaren flyttar och har flera fastigheter?
ÄGARADRESS
FASTIGHETSNR
ÄGARNR
ÄGD ANDEL
ÄGARNR
ÄGARE
ÄGARADRESS
Normalformer:
• 1 NF (Tabell, varje rad unik, atomära värden)
• BCNF (BoyceCodds Normalform; inga funktionella beroende mot nycklar)
• 4 NF (inga flervärda beroenden)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 15
Relationsdatabas: ett exempel
Byggnadskoordinater
Punkt_Nr
Hus_ID
Tabell
X
Y
Primär nyckel
12
300
1400000
1750000
Främmande nyckel
Hus
Relation
Hus_ID
300
Fast_nr
Hustyp
Bryggaren 2
Affär
Fastighet
Fnr
Fastighet
Bryggaren 2
Trakt
Köpmannag 8
80
Block
X
Nummer
1
Pers_Nr
Ägd andel
730403-6531
50%
Taxerad_ägare
Pers_Nr
730403-6531
Namn
Ägar_adress
Staffan Bengtsson
Sommarstigen 80
(efter Malmström, B och Wellving, A. 1995. Introduktion till GIS)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 16
Relationsdatabasens geokoder
Byggnadskoordinater
Punkt_Nr
Hus_ID
Tabell
X
Y
Primär nyckel
12
300
1400000
1750000
Främmande nyckel
Hus
Relation
Hus_ID
300
Fast_nr
Hustyp
Bryggaren 2
Affär
Fastighet
Fnr
Fastighet
Bryggaren 2
Köpmannag 8
Trakt
Block
80
X
Nummer
1
Pers_Nr
730403-6531
Ägd andel
50%
Taxerad_ägare
Pers_Nr
730403-6531
Datum 2015-07-17
Namn
Ägar_adress
Staffan Bengtsson
Sommarstigen 80
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 17
Topologi (inom GIS)
Topologi kan enklast förklaras med:
”En beskrivning av hur
geografiska objekt ansluter
eller angränsar till varandra”
Huset ligger
BREDVID
vägen
Bondgården
LIGGER PÅ
fastigheten
Vägen
SKÄR
vattendraget
Naturskyddsområdet
INNEHÅLLER
gamla ekar
(STG,1996. GIS Ordboken).
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 18
Topologiska relationer
Relation
Punkt
Punkt
Linje
Yta
ligger i/på
gränsar till
ej relevant
ligger i/på
Linje
gränsar till
Yta
ligger i/på
gränsar till
(Efter HMK-databaser, 1991, LM)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 19
Hur en yta lagras i en databas i ett GIS
(ArcInfo-manual, ESRI)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 20
Lagring av Linje-Nod topologi
Geografiska data
Topologiska data
- Längd
- Riktning
- Anslutningar
(ArcInfo-manual, ESRI)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 21
Polygon - Linje topologi
Geografiska data
Topologiska data
- Area
- Angränsninslinjer
(ArcInfo-manual, ESRI)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 22
Topologi - övning 1
Beskriv linje-topologin:
Kartan nedan visar vägar med sju noder som är numrerade.
Lista "från-nod" och "till-nod" för alla linjer i en tabell.
Arc
Fr_node T_node
(ArcInfo-manual, ESRI)
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 23
Topologi - övning 2
Beskriv polygon-arc och höger-vänster topologi:
Lista alla linjer (arc) och deras anslutande polygoner
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Polygon
Antal arcs
Arc
L_Poly
lista av arcs
R_Poly
Sida: 24
Geografiska databaser: att tänka på...
Ursprung
Skala
Geografisk- eller
kartografisk databas
Projektion
Geografisk
databas
Ajourföring
Aktualitet
Juridik
Äganderätt
Nyttjanderätt
Sekretess
1983, 1985...
Datum 2015-07-17
GIS för gymnasiet
Databaslagring i ett GIS
Sida: 25