Metody ukládání časoprostorových dat pro multirelační dolování

Transkript

1 Metody ukládání časoprostorových dat pro multirelační dolování Martin Večeřa Laborato vyhledávání znalostí ř Fakulta informatiky Masarykova Univerzita Brno

2 Časoprostorová data zachycení části 2D/3D prostoru s odkazem na časový údaj spektrální jediný časový okamžik (př. druh porostu) enviromentální data dlouhodobý souhrn (př. srážky) rastrová vs. vektorová vše je možné kombinovat 2

3 Prostorová složka dat geometrická primitiva bod, čára množina bodů, lomená čára polygon, množina lomených čar množina polygonů množina geometrických objektů souřadnicový systém (S-JTSK, WGS84...) doplňující vlastnosti objektů místní název, plocha, druh... 3

4 Časová složka dat odkaz z prostorového objektu na časový okamžik/období čas uložen jako další dimenze obtížně řešitelné, stávající systémy nepřipraveny čas uložen jako doplňující vlastnost objektu objekt měnící se v čase se překrývá při výběru nutné zvolit jen daný časový úsek t 4

5 Multirelační dolování klasické dolovácí algoritmy data v jedné tabulce multirelační dolování více objektů různých typů vztahy mezi objekty řešení: více tabulek ILP predikátová logika prvního řádu ~ přirozený jazyk pro vyjádření faktů a vztahů 5

6 Predikátová logika příklad obec('cikháj', 49 38'44.798"N, 15 57'58.339"E). obec('světnov', 49 37'11.384"N, 15 57'14.624"E). silnice(350, [[12, 3], [14, 8], [13, 11], [18, 12],..., [37, 63]]). obec_na_silnici('cikháj', 350). obec_na_silnici('světnov', 350). vzdálenost_po_silnici(silnice, Obec 1, Obec 2, Vzdálenost) :- obec(obec 1, Poz 1 ), obec(obec 2, Poz 2 ), obec_na_silnici(obec 1, Silnice), obec_na_silnici(obec 2, Silnice), silnice(silnice, Geom), délka_od_do(vzdálenost, Poz 1, Poz 2, Geom). 6

7 Datové formáty požadujeme snadnou úprava dat možnost ukládání doprovodných informací geometrické funkce (průnik, posun, vzdálenost) podporu různých souřadnicových systémů export do predikátové logiky GML, KML, SpatialML, TimeML SDTS, DGN, DWG, ESRI Shapefile Oracle Spatial, PostGIS 7

8 Datové formáty nad XML XML je moderní, hezké, všem se líbí Geography Markup Language (GML) Open Geospatial Consorcium libovolná geografická data reference, rozšiřující atributy obtížně zpracovatelné (je to jen textový soubor) <gml:linestring gml:id="p21" srsname="urn:ogc:def:crs:epsg:6.6:4326"> <gml:coordinates>45.67, ,89.44</gml:coordinates> </gml:linestring > 8

9 Datové formáty nad XML Keyhole Markup Language (KML) Google Maps & Earth jazyk pro vizualizaci geografických objektů (~HTML) úzké zaměření (např. podpora jen WGS84) <Document> <Placemark> <name>roll over this icon</name> <visibility>0</visibility> <styleurl>#examplestylemap</styleurl> <Point> <coordinates> ,37.422,0</coordinates> </Point> <Style id="highlightplacemark"> <IconStyle><Icon><href>stars.png</href></Icon></IconStyle> </Style> </Placemark> </Document> 9

10 10 Datové formáty nad XML SpatialML + TimeML značkování částí textu nesoucích prostorovou nebo časovou informaci možnost propojení s GML a KML referenece na objekty v databázi vhodné spíše pro dolování v textech I visited many trattorias in [Rome], [Italy] <PLACE type= PPLC country= IT form= NAM >Rome</PLACE> <PLACE type= COUNTRY country= IT form= NAM >Italy</PLACE>

11 Datové formáty pro soubory Spatial Data Transfer Standard (SDTS) vyvinut za účelem sjednotit formáty (~2001) podpora od ESRI a omezeného množství SW DGN, DWG další více či méně rozšířené formáty v 99% existuje možnost exportu do Shapefile 11

12 Datové formáty pro soubory ESRI 1 Shapefile well-known text/binary format (WKT, WKB) víceméně otevřená specifikace velmi populární, řada nástrojů, časem prověřený nově také podpora 3D dat jen jedna vrstva několik souborů, doprovodné atributy snadná konverze import do PostGISu nevýhoda soubory spolu nejsou v relaci 1) Environmental Systems Research Institute 12

13 Datové formáty pro databáze Oracle Spatial Oracle nemůže zůstat mimo pro nekomerční použití zdarma (omezení velikosti) kanón na vrabce PostGIS rozšíření PostgreSQL open source řešení DB vhodná i pro produkční prostředí podpora knihoven pro práci s geometrií 13

14 PostGIS nativní podpora ESRI Shapefile (WKT, WKB) extended WKT/WKB (3D) možnost sloučit různé souřadnicové systémy i uživatelsky definované všechna základní geometrická primitiva snadné úpravy v QuantumGIS inteligentní indexace dat 14

15 PostGIS v PostgreSQL veškerá funkcionalita PostgreSQL zachována nový datový typ GEOMETRY nové operátory && průnik kompletně obsažen nové funkce Distance, Area, Intersection nový typ indexu GiST nové tabulky geometry_columns, spatial_ref_sys 15

16 16 PostGIS příklad snadný export pomocí textové reprezentace: SELECT id, jmeno, AsText(geom) FROM body; id jmeno astext Bod c. 1 POINT( ) najdi mi všechny hospody, ze kterých to není do nemocnice dále než 250m: SELECT h.name, p.name FROM hospitals h, pubs p WHERE Distance(h.the_geom, p.the_geom) < 250;

17 17 Závěr hlavní zájem o multirelační dolování ve vektorových časoprostorových datech textový popis dat a nehomogenní soustava souborů skýtá řadu problémů a rizik v databázích se data snadno udržují a zpracovávají máme rádí snadná, ale účinná řešení máme rádi open source PostGIS hravě poráží své soupeře

18 Děkuji za pozornost. 18