KMA/PDB. Karel Janečka. Tvorba materiálů byla podpořena z prostředků projektu FRVŠ č. F0584/2011/F1d

Podobné dokumenty
KMA/PDB. Karel Janečka. Tvorba materiálů byla podpořena z prostředků projektu FRVŠ č. F0584/2011/F1d

Geografické informační systémy ArcGIS Pavel Juška (jus011) 4. března 2010, Ostrava

Tvorba nových dat. Vektor. Geodatabáze. Prezentace prostorových dat. Základní geometrické objekty Bod Linie Polygon. Vektorová

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 4

Geografické informační systémy

Geografické informační systémy p. 1

Simple Features. Úvod do problematiky, geodatabáze, OGC Simple Features. Martin Landa

Úvod do GIS. Atributy a jejich vztah k prostoru. Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium.

GIS Geografické informační systémy

Úrovně abstrakce reality

GIS Geografické informační systémy

Obsah. Co je to Field-Map? Field-Map software Popis technologie Field-Map Zdroje

Algoritmizace prostorových úloh

PROSTOROVÉ DOTAZOVACÍ JAZYKY. (Maroš Kasinec, Jakub Kúdela)

PostGIS. Luboš Hejduk, Petr Sedlář 2007

1GIS2. Přednáška 3. Databáze vývoj, vlastnosti, přístupy ke zpracování informací, databázové modely, základy SQL FŽP UJEP

GIS Geografické informační systémy

2. přednáška z předmětu GIS1 Data a datové modely

Rastrová reprezentace

DATABÁZE, ATRIBUTY. SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí 3.ročník

GeoHosting. Martin Vlk. (vypusťte svoje data do světa) Help forest s.r.o. člen skupiny WirelessInfo 2008

Ukládání a vyhledávání XML dat

Metody ukládání časoprostorových dat pro multirelační dolování

Modely datové. Další úrovní je logická úroveň Databázové modely Relační, Síťový, Hierarchický. Na fyzické úrovni se jedná o množinu souborů.

Hardware Různé počítačové platformy (personální počítače, pracovní stanice, víceuživatelské systémy) Požadavek na konkrétní vstupní a výstupní zařízen

Jádrem systému je modul GSFrameWork, který je poskytovatelem zejména těchto služeb:

Informační systémy 2008/2009. Radim Farana. Obsah. Obsah předmětu. Požadavky kreditového systému. Relační datový model, Architektury databází

Úvod do GIS. Prostorová data I. část. Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium.

Digitální kartografie 8

KIG/1GIS2. Geografické informační systémy. rozsah: 2 hod přednáška, 2 hod cvičení způsob ukončení: zápočet + zkouška

Základy informatiky. 08 Databázové systémy. Daniela Szturcová

Architektura GIS KMA/AGI. Karel Jedlička

Otevřený katastr (OK)

Mapový server Marushka. Technický profil

Geografické informační systémy GIS

Sylabus pro předmět GIS I.

Databázové systémy. Ing. Radek Holý

ArcGIS Server 10. Řešení pro sdílení geodat

Databáze 2013/2014. Konceptuální model DB. RNDr. David Hoksza, Ph.D.

7. Geografické informační systémy.

Datový sklad KGI/APGPS. RNDr. Vilém Pechanec, Ph.D. Univerzita Palackého v Olomouci

Databázové systémy. Přednáška 1

Manipulace a restrukturalizace dat

Relační databáze. V dnešní době existuje řada komerčních DBMS, nejznámější jsou:

DATABÁZOVÉ SYSTÉMY. Metodický list č. 1

Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky DIPLOMOVÁ PRÁCE

ESRI v národním kroji

POSTUP PRO VYTVOŘENÍ STRUKTUR PRO UKLÁDÁNÍ RDF DAT V ORACLE

Databáze II. 1. přednáška. Helena Palovská

A5M33IZS Informační a znalostní systémy. O čem předmět bude? Úvod do problematiky databázových systémů

MBI - technologická realizace modelu

Shapefile. Dalibor Tvrdý GIS 2010/11

Obsah. Kapitola 1. Kapitola 2. Kapitola 3. Kapitola 4. Úvod 11. Stručný úvod do relačních databází 13. Platforma 10g 23

Michal Krátký, Miroslav Beneš

ArcGIS for Server. V oblasti správy, vizualizace a zpracování prostorových dat nabízí ArcGIS for Server tyto možnosti:

Simple Features. Úvod do problematiky, geodatabáze, OGC Simple Features. Martin Landa

Databáze v MS ACCESS

Databázové a informační systémy

Algoritmizace prostorových úloh

FOSS4G úspěšné projekty

Geografické podklady z produkce Zeměměřického úřadu možné využití pro dokumentaci dopravních nehod. Ing. Petr Dvořáček Zeměměřický úřad

Základy informatiky. 06 Databázové systémy. Kačmařík/Szturcová/Děrgel/Rapant

Manipulace a restrukturalizace dat

Objektově relační databáze a ORACLE 8

MATURITNÍ OTÁZKY ELEKTROTECHNIKA - POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY 2003/2004 PROGRAMOVÉ VYBAVENÍ POČÍTAČŮ

Lekce 6 - Správa prostorových dat

XML databáze. Přednáška pro kurz PB138 Moderní značkovací jazyky Ing. Petr Adámek

Kritéria hodnocení praktické maturitní zkoušky z databázových systémů

Simple Features. Úvod do problematiky, geodatabáze, OGC Simple Features. Martin Landa

Evidence a správa kanalizace v GIS Kompas 3.2

Databáze Bc. Veronika Tomsová

POKROČILÉ POUŽITÍ DATABÁZÍ

Vývoj moderních technologií při vyhledávání. Patrik Plachý SEFIRA spol. s.r.o.

Pražská energetika, a.s.

Digitální mapa veřejné správy Plzeňského kraje - část II.

Lekce 10 Analýzy prostorových dat

Evidence městského mobiliáře v GIS Kompas 3.2

PostGIS Topology. Topologická správa vektorových dat v geodatabázi PostGIS. Martin Landa

ArcGIS Desktop 10. Nástroje pro správu, editaci a analýzu prostorových dat

OGC GeoPackage nový formát pro výměnu prostorových dat. Jáchym Čepický OpenGeoLabs s.r.o. GIVS 2018

předměty: ukončení: Zápočet + Zkouška / 5kb např. jméno, název, destinace, město např. student Jan Novák, narozen

Stromové struktury v relační databázi

Programování a implementace Microsoft SQL Server 2014 databází

Desktopový GIS a Grafický editor. Technický profil

Marketingová komunikace. 2. soustředění. Mgr. Pavel Vávra Kombinované studium Skupina N9KMK1aPH/N9KMK1bPH (um1a1ph/um1b1ph)

Objektově orientované databáze. Miroslav Beneš

Kritéria hodnocení praktické maturitní zkoušky z databázových systémů

NOVINKY V DATABÁZÍCH CEDA

Archivace relačních databází

ČÚZK POSKYTOVATEL ZÁKLADNÍCH GEOGRAFICKÝCH PODKLADŮ

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 10

Digitální kartografie

Hlavní rysy produktu MapInfo Professional

PostGIS Raster. Správa rastrových dat v geodatabázi PostGIS. Martin Landa. 155UZPD Úvod do zpracování prostorových dat, zimní semestr

Okruhy z odborných předmětů

Geografické informační systémy. Databázové systémy pro GIS

Analýza a modelování dat 3. přednáška. Helena Palovská

Inovace tohoto kurzu byla spolufinancována z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

Databázové a informační systémy Jana Šarmanová

GeoČR500. Stanislav Müller, ZČU Plzeň

Transkript:

KMA/PDB Prostorové databáze Karel Janečka Tvorba materiálů byla podpořena z prostředků projektu FRVŠ č. F0584/2011/F1d

Sylabus předmětu KMA/PDB Úvodní přednáška Základní terminologie Motivace rozdíl klasické DB x prostorové DB Rastrová data & databáze Historie ukládání (vektorových) prostorových dat v relačních databázích Prostorové objekty a SQL Geometrický model OGC SQL:1999 a Abstraktní datové typy Formáty WKB a WKT

Sylabus předmětu KMA/PDB Prostorové datové struktury pro indexaci prostorových objektů Rozdělení prostorových datových struktur podle pojetí výchozího prostoru Linearizace prostoru Indexace bodů a obecných prostorových objektů Algoritmy prostorových databází Algoritmy pro vyhodnocení prostorového spojení Topologická konzistence prostorových dat Víceuživatelská editace prostorových dat

Sylabus předmětu KMA/PDB Prostorové spojení Prostorové spojení pomocí vnořených cyklů Prostorové spojení pomocí dynamických prostorových datových struktur Optimalizace prostorového spojení Oracle Spatial Datové typy SDO_GEOMETRY a SDO_TOPO_GEOMETRY Modelování prostorových objektů Indexování prostorových objektů Prostorové dotazy Praktická ukázka

Sylabus předmětu KMA/PDB PostGIS Základní informace o PostgreSQL a PostGIS Prostorové datové typy a funkce PostGIS Praktická ukázka: import dat do databáze připojení databáze do klientských aplikací prostorové dotazy a indexace publikování dat z databáze v prostředí internetu

Sylabus předmětu KMA/PDB ESRI Geodatabase ArcSDE Binary Struktura (datové sady a třídy) Typy (personal, file, ArcSDE) Cvičení: založení geodatabáze import dat práce se strukturou databáze

Sylabus předmětu KMA/PDB Modelování v prostorových databázích Obecný návrh (informačního) systému UML Datové modelování Názvové konvence Cvičení: Přechod od ploché struktury importované do databáze k hierarchicky hlubšímu datovému modelu Nástroje pro dokumentaci postupu modelování Cvičení: Návrh a dokumentace nového datového modelu

Základní terminologie

Vybrané pojmy z oblasti prostorových databází Prostorový datový typ datový typ vhodný pro uložení vícerozměrných dat; založeno na mechanismu abstraktních datových typů. Prostorový atribut atribut obsahující geometrická data. (Binární) Prostorový predikát vztah mezi dvěma prostorovými atributy. Nabývá booleovské hodnoty TRUE/FALSE.

Vybrané pojmy z oblasti prostorových databází Prostorová relace relace s prostorovým atributem. Prostorové relace mají jiné vlastnosti než konvenční relace, neboť odkazují na topologické a metrické vztahy příslušných objektů. Prostorový index index vhodný pro vícerozměrná data; nejčastěji se jedná o stromovou strukturu. Tolerance přesnost rozlišení dvou bodů.

Klasické DB x Prostorové DB

Požadavky na prostorovou databázi Aby bylo možné ukládat prostorová data a provádět nad nimi požadované operace, musí databáze podporovat: prostorové datové typy (např. bod, lomená úsečka, region apod.) operace, kde takové datové typy vstupují jako parametry, případně vystupují jako výsledek. Tyto operace se dělí na: prostorové predikáty (např. je_uvnitř()) prostorové relace (např. průnik()) ostatní operace (např. plocha()) prostorové indexování a efektivní algoritmy pro prostorové spojení Dále musí databázový systém zajistit funkci již existujících operací (např. projekce, selekce).

Rastrová data & databáze

Systémy pro správu rastrů dříve pracovaly s rastry uloženými v nějakém proprietárním formátu, případně s rastry uloženými v proprietární rastrové databázi (např. Mr.SID Multi-resolution Seamless Image Database) V současné době lze rastrová data uchovávat i v SŘBD Příklad: Oracle Spatial ESRI Geodatabase

Historie ukládání prostorových dat v relačních databázích

Vývoj GIS podle přístupu k propojení atributových a prostorových dat 1. generace V první generaci jsou prostorové objekty a jejich atributy uloženy v souborech. Dvě skupiny systémů: Systém bez atributových souborů používán pro rastrová data, není oddělen prostorový a popisný údaj. 1 rastr = 1 soubor = 1 atribut Systém s flat soubory Atributová data byla ukládána do flat souborů (pro každý objekt jeden), provázání na prostorová data přes identifikátor objektu.

Vývoj GIS podle přístupu k propojení atributových a prostorových dat 2. generace V druhé generaci můžeme rozlišit dva typy přístupů: Duální/hybridní Neprostorová data jsou uložena v relační databázi, prostorové objekty jsou uloženy v souborovém systému. Např. ARC/INFO (dnes ArcInfo) Integrovaný Prostorová i neprostorová data uložena v jedné databázové struktuře. Pro uložení prostorových dat v databázi nejsou k dispozici prostorové datové typy, data jsou tak uložena jako BLOB. Funkcionalita pro manipulaci těchto dat včleněna do tzv. middleware. Např. ArcSDE

Vývoj GIS podle přístupu k propojení atributových a prostorových dat 3. generace Opět můžeme rozlišit dva typy přístupů: Objektový Jedné reálné entitě odpovídá jeden databázový objekt. Data (prostorová + neprostorová) uložena spolu s metodami objektu. Objektově-relační Prostorové datové typy včetně odpovídajících operací a funkcí jsou integrovány do relačního SŘBD. Podpora objektů v relačním datovém modelu. Např. Oracle Spatial, PostGIS, Geodatabase

Vývoj GIS podle přístupu k propojení atributových a prostorových dat 3. generace Technologie Geographic Information System Úlohy Pořizování dat Vizualizace (Mapy) Pokročilá analýza (Spatial) Database Management System Úložení a správa Indexování Dotazování Verzování Bezpečnost, správa uživatelů Škálování výkonu Vysoká dostupnost

Přístupy pro uložení prostorových dat v relační databázi Prostorová data jsou uložena v tabulkách v 1 NF Prostorová data jsou uložena jako nestrukturované rozsáhlé binární objekty (BLOB) či WKB Prostorová data jsou uložena v relační databázi rozšířené o typy prostorových dat Prostorová data jsou implementovaná pomocí uživatelsky definovaných typů

Prostorová data uložena v tabulkách v 1. NF (připomenutí) Relace je v první normální formě, pokud každý její atribut obsahuje jen atomické hodnoty. Tedy hodnoty z pohledu databáze již dále nedělitelné. Je nutné prostorové objekty rozložit na primitivní objekty a ty ukládat pomocí souřadnic a čísel. Příklad: Uložení čtyřstěnu v relační databázi Čtyřstěn je dán pomocí rovin, hran a bodů. Odpovídající data se uloží ve čtyřech relacích: ČTYŘSTĚNY, ROVINY, HRANY a BODY.

Prostorová data uložena v tabulkách v 1. NF Relace ČTYŘSTĚNY obsahuje dvojice (t, f), kde t je identifikátor čtyřstěnu, f je identifikátor jedné z jeho rovin. Relace ROVINY obsahuje dvojice (f, e), kde f je identifikátor roviny a e je jedna z hran v té rovině. Relace HRANY obsahuje trojice (e, p, q), kde e je identifikátor hrany, p a q jsou koncové body hrany. Relace BODY obsahuje čtveřice (p, x, y, z), kde p je identifikátor bodu a x, y, z jeho souřadnice. Je zřejmé, že tato reprezentace geometrie nepodporuje příliš zpracování prostorových dotazů.

Prostorová data uložena jako BLOB (připomenutí) BLOB (Binary Large Object) je označení pro datový typ blíže nespecifikovaných binárních dat v databázi Obsah BLOB položky obdrží klientská aplikace přesně tak, jak byla tato položka binárně uložena, o interpretaci se musí postarat sama. Nelze zacházet s částmi prostorového objektu.

Prostorová data uložena v relační databázi rozšířené o typy prostorových dat Rozšíření relační databáze o prostorové typy dat znamená přidat nové struktury (implementované pomocí tabulek) a odpovídající operace Podpora indexových struktur

Prostorová data uložena pomocí UDT Dříve (SQL3) se používal pojem Abstraktní datový typ (ADT), který zapouzdřuje data a funkce ve stejném smyslu jako u objektově orientovaného přístupu. SQL:1999 specifikuje SQL:1999 objektový model, který do SQL přináší Uživatelem definované typy (UDT) Funkce (Uživatelem definované funkce UDF) modelující chování objektů jsou vnořeny do SŘBD, což umožňuje lepší optimalizaci dotazů. Mechanismus vytváření UDT a UDF je součástí konstruktorů jazyka (v daném případě SQL). ADT UDT + UDF

Zdroje JANEČKA, K.: Zajištění konzistence prostorových dat v Informačním systému katastru nemovitostí. In: Proceedings of GIS Ostrava 2008. Tanger. Ostrava, 2008. s. 1-8. ISBN 978-80-254-1340-1. KOLINGEROVÁ, I.: Přednášky k předmětu Vybrané algoritmické metody. FAV ZČU v Plzni. MURRAY, Ch.: Oracle Spatial Developer's Guide, 11g Release 1 (11.1). Oracle. 2009. POKORNÝ, J.: Prostorové datové struktury a jejich použití pro indexaci prostorových objektů. In: Proceeding of GIS Ostrava 2000. Ostrava, 2000. POKORNÝ, J.: Prostorové objekty a SQL. In. Proceedings of GIS Ostrava 2001. Ostrava, 2001. ISSN: 1213-239X. POKORNÝ, J.; ŽEMLIČKA, M.: Základy implementace souborů a databází. Karolinum. Praha, 2004. 211 s. ISBN: 80-246-0837-5. ŽEMLIČKA, M.: Přednášky k předmětu Organizace a zpracování dat II. MFF UK v Praze.