Příručka k datovému modelu pro ÚAP

Transkript

1 T-MAPY spol. s r.o. Nezvalova Hradec Králové tel.: fax: info@tmapy.cz Příručka k datovému modelu pro ÚAP V Praze, červen T-MAPY spol. s r.o. strana 1

2 Obsah: 1. Úvod Vývoj datového modelu Namapování jevů ÚAP_VYHL na katalog HKH Tvorba konceptuálního datového modelu Tvorba logického datového modelu Fyzický datový model Obecný popis DM Konceptuální datový model (KDM) Logický datový model (LDM) Fyzický datový model (FDM) Struktura a vazby DM Unikátní identifikátory Grafické vrstvy, jejich atributy a domény Dokumentace DM Návaznosti Obsah předání T-MAPY spol. s r.o. strana 2

3 1. Úvod S platností nového stavebního zákona (186/2006 Sb.) a k němu příslušných vyhlášek vznikla pro úřady územního plánování (ÚÚP) a krajské úřady povinnost pořizovat, spravovat, aktualizovat a vyhodnocovat podklady pro rozbor udržitelného rozvoje území územě analytické podklady (ÚAP). Ač to zákon přímo neukládá, jediným rozumným řešením v dnešní době je ÚAP evidovat v digitální formě, nejlépe prostředky GIS. Nutností pro jednotnou evidenci těchto jevů a jejich vlastností je tvorba datového modelu (DM). Vzhledem k tomu, že jevy ÚAP nemají sloužit pouze jako podklad pro tvorbu rozboru udržitelného rozvoje území, ale zároveň jako podklad pro tvorbu územně plánovací dokumentace (ÚPD) je zdrojem navrhovaného datového modelu katalog jevů HKH z projektu sjednocení v oblasti digitálního zpracování územně plánovací dokumentace (ÚPD). Datový model tak pokrývá všechny jevy stanovené v přílohách 1A,1B vyhlášky 500/2006 Sb. (ÚAP_VYHL), které doplňuje o jevy nezbytné pro tvorbu ÚPD T-MAPY spol. s r.o. strana 3

4 2. Vývoj datového modelu Výchozím dokumentem pro tvorbu datového modelu ÚAP (DM ÚAP) je katalog jevů HKH, který je v ČR nejrozšířenějším standardem digitálního zpracování ÚPD (přistoupilo k němu 5 krajů). Vývoj DM ÚAP lze rozdělit do těchto kroků - namapování jevů ÚAP_VYHL na katalog HKH - tvorba konceptuálního datového modelu - tvorba logického datového modelu - vygenerování fyzických datových struktur 2.1. Namapování jevů ÚAP_VYHL na katalog HKH Katalog jevů HKH definuje v hierarchické struktuře jevy pro tvorbu ÚPD a zároveň stanovuje, které z těchto jevů je vhodné sledovat jako ÚAP a které jsou limitem. V hierarchické struktuře jsou zde uspořádány všechny jevy využitelné při tvorbě ÚP a ZÚR s rozlišením úrovně v jaké ÚPD je jev vhodné sledovat. Tento katalog byl porovnán se seznamem grafických jevů ÚAP_VYHL. S pomocí definic k jednotlivým jevům v metodických návodech ÚUR byl proveden průnik jevů z HKH s jevy ÚAP_VYHL: Výsledek byl konzultován s architekty.všechny jevy HKH významově odpovídající jevům ÚAP_VYHL byly označeny. Katalog jevů přitom byl rozšířen o ty z jevů ÚAP_VYHL, které v něm nenašly svůj obraz. Výsledkem je hierarchicky uspořádaný katalog jevů ÚAP ve struktuře katalogu pro digitální zpracovíní ÚPD s definicí jevu, určením typu grafického prvku a přílušnosti k ID jevu ÚAP_VYHL Tvorba konceptuálního datového modelu Konceptuální datový model (KDM) de facto představuje hierarchicky uspořádaný seznam jevů ÚAP. Základem je rozšířený katalog jevů HKH, který byl zjednodušen do následující struktury. téma podtéma název jevu ÚAP Pro každý grafický jev byla navíc určena topologie (typ grafického prvku), které může nabývat a označení, zda je prvek součástí ÚAP_VYHL. KDM tvoří základ celého DM ÚAP. Do KDM byly zahrnuty i jevy ÚAP kraje, které jsou většinou negrafické a jejich využitelnost při tvorbě ÚPD je minimální. KDM byl zpracován v MS Excel v rolovací stromové struktuře. KDM je též zpracován ve webové apliakci T-WIST SDZP (Správa Datových Zdrojů Poskytovatelů) s vazbami na poskytovatele sledovaných jevů ÚAP. Tato aplikace není předmětem dodávky datového modelu ÚAP Tvorba logického datového modelu Logický datový model má za úkol co nejvěrněji popsat sledovanou část reálného světa bez ohledu na implementaci a fyzické uložení dat. Je tedy nezávislý na cílovém programovém vybavení. Logický datový model byl vytvořen pomocí UML diagramů v aplikaci Enterprise Architect (EA). Souhrnný diagram zobrazuje všechny jevy reprezentované vrstvami sloučené do logických celků (viz obr 1). Kromě toho jsou definována atributová pole, řídící tabulky a vazby mezi nimi a jejich atributy. Diagram je pro uživatele vyexportován do rastrového obrázku. V případě zájmu může být dodán ve zdrojovém formátu EA T-MAPY spol. s r.o. strana 4

5 2.4. Fyzický datový model Fyzický datový model vznikl převodem logického datového modelu do cílových struktur (geodatabáze, souborový systém). Vedení logického datového modelu v EA umožňuje automatické založení fyzických struktur včetně atributů, což představuje výhodu při řešení aktualizací DM. DM ÚAP byl v první řadě vytvořen souborový systém prázdných vrstev ve formátu ESRI shapefile (SHP); následně byl logický datový model implementován do datových struktur geodatábáze v ArcSDE. Fyzický datový model GIS je navržen s ohledem na: činnost aplikace pro kontrolu a konverzi (K&K), generování vizualizačních projektů (mapových kompozic) v prostředí ArcGIS, dokumentaci uložení dat 3. Obecný popis DM 3.1. Konceptuální datový model (KDM) Je tvořen seznamem jevů ÚAP, které jsou řazeny do podtémat a sdruženy v tématech. Celkem je navrženo 18 témat s 66 podtématy, které obsahují 541 grafických jevů ÚAP s rozlišením typu grafiky prvku. (To znamená, že jevy, které mohou být zobrazeny více grafickými typy např. plochou či bodem, plochou či linií - jsou v modelu evidovány vícekrát). V datovém modelu jsou rozlišovány následující typy topologie: - point (bod) - line (linie) - polygon (plocha) Vedle grafických jevů je do modelu zahrnuto 31 jevů, které nemají přímou prostorovou reprezentaci. Jedná se především o statistické a ekonomické údaje sledované v rámci ÚAP kraje a počet dokončených bytů k každého roku z ÚAP obcí. Vzájemné namapování jevů ÚAP_VYHL na HKH umožňuje provést jednoduše separaci jevů, které stanovuje vyhláška. Pro tento účel byl do KDM vložen atribut udávající vazbu mezi jevy KDM a konkrétními jevy ÚAP_VYHL. Jedná se o ID_VYHL v rozsahu (1A-119A; 1B-37B). Je nutné zdůraznit, že vazby mezi jevy HKH a UAP_VYHL mohou být 1-1, n-1, 1-0. To znamená, že k jednomu jevu UAP_VYHL se připojuje více jevů HKH, které jsou vlastně jeho podmnožinou. Naopak některé jevy v HKH svůj obraz v UAP_VYHL vůbec nemají, vyhláška je nestanovuje. Konceptuální datový model dále odlišuje jevy ÚAP kraje, které jsou označeny zelenou barvou Logický datový model (LDM) Logický datový model je tvořen logicky uspořádanými celky jevů s definovanými vlastnostmi (atributy). Tyto celky ve fyzické struktuře představují jednotlivé vrstvy. Platí přitom, že vazba mezi jevy KDM a LDM je n 1 a 1 1. To znamená, že v LDM došlo k sloučení některých jevů se stejnou tematikou a stejnými sledovanými vlastnostmi a shodným geometrickým typem grafického vyjádření. Kromě specifických vlastností každého jevu jsou definovány základní tabulky (číselníky), které představují povinné atributy a jsou vzájemně propojeny přes jednoznačný identifikátor. logický celek (TEMA), skupina jevů (PODTEMA), sledovaný jev ÚAP (UAP, JEV_ID), jev stanovený vyhláškou (VYHL, VYHL_ID), časové hledisko jevu (STAV, STAV_ID) 2007 T-MAPY spol. s r.o. strana 5

6 Obrázek 1: Ukázka konceptuálního a logického datového modelu Téma přírodní hodnoty a jejich ochrana 2007 T-MAPY spol. s r.o. strana 6

7 3.3. Fyzický datový model (FDM) Souborový systém vychází z logického datového modelu. Prioritně je FDM navržen pro platformu ESRI. Uživateli jsou k dispozici prázdné datové struktury ve formátu SHP, který je také doporučován jako formát výměnný a databázová struktura v ArcSDE. Je navržena struktura adresářů (Datasets v ArcSDE) odpovídající tématům z KDM, pro logické rozčlenění souborů. V 18 adresářích jsou umístěny jednotlivé soubory (feature classes v ArcSDE), které představují vrstvy GIS. Logické celky podtémata v KDM jsou součástí názvu jednotlivých vrstev. Další adresářové dělení není použito z důvodu pravidel struktury geodatabáze, které dovolují jen 1 úroveň adresářů (datasetů). Podtéma je zahrnuto do názvu vrstvy jako zkratka ve formě počátečních písmen a jednoznačně určuje zařazení vrstvy ve struktuře KDM. ZCHU_nazev_vrstvy podtéma zvláště chráněné území, téma přírodní hodnoty SD_nazev_vrstvy podtéma silniční doprava, téma doprava Každý jev je reprezentován určitým grafickým typem. Některé jevy, mohou vzhledem ke svým rozměrům a možnostem kartografického vyjádření nabývat více grafických typů. Pro jednoznačné odlišení vrstev se stejným názvem je dodržena konvence s použitím následujících přípon popisujících grafický typ vrstev: _B pro bod _L pro linii _P - pro polygon Každý jev z KDM je obsažen ve fyzické struktuře DM a existuje k němu příslušný grafický symbol. Většinou je jeden jev reprezentován jednou samostatnou vrstvou různé topologie. Kromě vazby 1 :1, existuje i vazba n:1, tedy více příbuzných jevů je sloučeno do jedné vrstvy (viz LDM). U vrstev reprezentujících více jevů je jejich rozlišení řešeno pomocí povinného atributu JEV_ID. Názorným příkladem je soubor pro základní funkční plochy zakladni_plocha_p, kde jsou shrnuty všechny funkční plochy do jedné vrstvy (souboru) a rozlišeny pomocí atributu. Obr.2 Ukázka prázdné fyzické struktury (soubory SHP) s předdefinovanými poli atributů 2007 T-MAPY spol. s r.o. strana 7

8 4. Struktura a vazby DM 4.1. Unikátní identifikátory Pro funkčnost celého systému je nutné vytvořit unikátní identifikátory mezi jeho jednotlivými objekty a položkami. Logický datový model definuje tyto identifikátory a vazby mezi objekty a jejich atributy. Dále uvádíme všechny používané identifikátory s vysvětlivkami. Identifikátor Vazba k Tabulka Další atributy Význam 1 TEMA_ID Tema TEMA_NAZEV logický celek 2 PODTEMA_ID TEMA_ID Podtema PODTEMA_NAZEV skupina jevů 3 GIS_ID PODTEMA_ID Podtema_GIS GIS_NAZEV, GIS_TABLE položka ve struktuře GIS (shapefile, FeatureClass) 4 JEV_ID GIS_ID, UAP JEV_NAZEV, JEV_ATR identifikace jevů ÚAP grafické vrstvy, symbolika 5 STAV_ID ENTITA_ID Up_stav časový horizont 6 TOPO_ID ENTITA_ID Up_topo typ grafického prvku 7 VYHL_ID JEV_ID, Up_entita identifikace jevu ve vyhlášce K jednoznačné definici vlastností reálného jevu v prostředí GIS je v DM kromě vlastního číselníku jevů UAP použit další základní číselník, pomocí něhož je definován stav jevu. 1. UP_STAV STAV_ID STAV STAV_POPIS 0 nerozlišeno 1 S stav 2 N návrh 3 V výhled (rezerva) 4.2. Grafické vrstvy, jejich atributy a domény Vrstvy GIS (v terminologii ESRI) jsou množiny mapových prvků popisujících stejný jev. Každý sledovaný jev má své charakteristické vlastnosti, které se dají vyjádřit atributy. V rámci jedné vrstvy mají všechny prvky stejné atributy a stejný typ grafiky. Datové typy atributů v DM UAP Int celé číslo Dbl desetinné číslo Str řetězec znaků, text Date datum Atributy ve smyslu unikátních identifikátorů slouží pro jednoznačné začlenění všech jevů do hierarchické struktury datového modelu a stanovení základních vlastností, kterých mohou nabývat všechny jevy. Atributy charakterizující daný jev jsou pro každou vrstvu specifické. U všech jevů obecně platí, že by měly obsahovat: ID identifikátor sledovaného objektu, pokud existuje nějaká centrální evidence, pak tento identifikátor (toto je důležité zejména u objektů s ochrannými pásmy pro určení jednoznačné vazby a při analýzách nad daty). NAZEV všude, kde je účelné pojmenování objektu POPIS slovní charakteristika objektu Atributy, které mají předem definovaný rozsah hodnot, kterých mohou nabývat, nebo jsou nějakým způsobem kategorizovány jsou v datovém modelu vyjádřeny pomocí domén. Typickým příkladem domény je třída silnice (I., II., III.). Hlavní výhodou domén je jednoznačné plnění atributů, které lze navíc v ArcSDE přednastavit a předejít tak vyplnění hodnot atributu mimo existující kategorie, nebo rozsah T-MAPY spol. s r.o. strana 8

9 Na tomto místě je nutné podotknout, že navržené atributy jsou minimálním standardem a tedy nemusí být konečné a to hlavně u dat od lokálních poskytovatelů. Záměrem je vytvořit co nejúplnější přehled všech atributů sledovaných poskytovateli, aby bylo předejito nereálným požadavkům na rozsah popisných vlastností poskytovaných dat a naopak do modelu mohly být zahnuty i specifické atributy lokálních poskytovatelů Průběžně probíhá vyhodnocování dat od lokálních poskytovatelů. Veškeré aktualizace jsou součástí předávaného díla. 5. Dokumentace DM Kromě této úvodní příručky k DM je zpracována podrobná dokumentace DM UAP - technická dokumentace určená zejména pro pracovníky GIS - uživatelská dokumentace určená zejména pro pracovníky úřdů územního plánování a urbanisty Technická dokumentace představuje popis fyzických struktur datového modelu včetně atributů a jejich domén Uživatelská příručka popisuje jednoznačné začlenění vrstev do struktury datového modelu (téma, podtéma). Je členěna podle seznamu jevů stanovených ve vyhlášce. U každého jevu je navíc doplněna definice jevu a právní předpis, který sledovaný jev upravuje. 6. Návaznosti Dodávaný datový model nestojí sám o sobě, ale vznikl a je součástí mnoha dalších dokumentů a aplikací. Tyto dokumenty tento stručný text doplňují a vytvářejí ucelené řešení projektu ÚAP. 1. Identifikace jevů ÚAP Obsahuje definice všech jevů ÚAP_VYHL a prověřené kontakty na poskytovatele těchto jevů. 2. Analýza proveditelnosti a návrh řešení projektu ÚAP Dokument popisující datové sady poskytovatelů zjištěné dotazníkovým šetřením a návrh organizačního a technického řešení projektu. 3. Sjednocení v oblasti digitálního zpracování ÚPD - katalog jevů HKH Výchozí dokument k určení a definování jevů ÚAP, které navrhujeme sledovat a které tvoří základ DM. Jevy jsou navrhnuty tak, aby je bylo možné bez dalšího doplnění použít pro tvorbu ÚPD. Kromě dokumentů na DM přímo navazuje tato systémová část: 1. SDZP (Správa Datových Zdrojů Poskytovatelů) Služba dávající uživateli pravidelně aktualizovaný přehled kontaktů na poskytovatele jednotlivých jevů ÚAP, včetně lokalizace poskytovatelů. Součástí této aplikace je konceptuální datový model, který umožňuje snadnou orientaci ve struktuře DM včetně vyhledávání požadovaných vrstev. K aplikaci SDZP je navíc dodáván plug-in Pasport údaje o území, který zajišťuje evidenci poskytovateli vyplněných pasportů. 2. Symbolové sady k jednotlivým jevům ÚAP definovaných v DM pro programy ArcGIS a Microstation. Symbolika byla zpracována pro ArcGIS s možným využitím jak v ArcMap Server, tak v ArcGIS Server. Přiřazení symbolů (včetně případné klasifikace) je realizováno pomocí tzv. layers (souborů *.lyr), ze kterých je (mimo jiné) pro příslušnou hodnotu atributu přiřazen konkrétní symbol daného typu. Přiřazení symbolů je řešeno přes atribut JEV_ID. Konstrukční prvky pro požadované symboly jsou uloženy ve fontech (*.TTF) jejich přiřazení obrazům prvků v GIS pak v souborech *.lyr 7. Obsah předání 1. Konceptuální datový model ve formátu XLS 2. Logický datový model ve formátech EMF (JPG), HTML, XML 3. Fyzický datový model souborový systém ve formátu SHP databázové struktury v ArcSDE 4. Dokumentace DM příručka k datovému modelu pro ÚAP uživatelská dokumentace technická dokumentace 2007 T-MAPY spol. s r.o. strana 9