Структуры баз данных для управления данными

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 15Следующая ⇒

Мы редко ограничиваемся одним файлом. Организованный набор взаимосвязанных файлов данных называется базой данных. Сложность работ со множественными файлами в БД требует более совершенного управления, реализуемого системой управления БД (СУБД).

Структура БД определяется типом связи между записями в файлах. Различают три типа связи:

1. один к одному;

2. один ко многим;

3. многие ко многим.

Существует всего 3 основных типа моделей данных (и типа структур БД):

1. иерархическая (древовидная);

2. сетевая;

3. реляционная (табличная).

Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии типов объектов, то есть один тип объекта является главным, а остальные, находящиеся на низших уровнях иерархии, — подчиненными. Между главным и подчиненными объектами устанавливается взаимосвязь «один ко многим». Иными словами, для данного главного типа объекта существует несколько подчиненных типов объекта. В то же время для каждого подчиненного экземпляра главного объекта может быть несколько экземпляров подчиненных типов объектов. Таким образом, взаимосвязи между объектами напоминают взаимосвязи в генеалогическом дереве: для каждого порожденного (подчиненного) типа объекта может быть только один исходный (главный) тип объекта. Узлы и ветви образуют иерархическую древовидную структуру. Узел является совокупностью атрибутов, описывающих объект. Наивысший в иерархии узел называется корневым (это главный тип объекта). Корневой узел находится на первом уровне. Зависимые узлы (подчиненные типы объектов) находятся на втором, третьем и т. д. уровнях.

В сетевой модели данных понятия главного и подчиненных объектов несколько расширены. Любой объект может быть и главным и подчиненным (в сетевой модели главный объект обозначается термином “владелец набора”, а подчиненный – термином “член набора”). Один и тот же объект может одновременно выступать и в роли владельца, и в роли члена набора. Это означает, что каждый объект может участвовать в любом числе взаимосвязей.

Большая часть геопространственных цифровых данных в мире в настоящее время хранится с использованием реляционных моделей данных. В БД реляционного типа данные хранятся как наборы таблиц (называемые отношениями), которые логически связаны друг с другом с помощью общих атрибутов.

В реляционной модели данных объекты и взаимосвязи между ними представляются с помощью таблиц. Взаимосвязи также рассматриваются в качестве объектов. Каждая таблица представляет один тип объектов и состоит из строк и столбцов. В реляционной базе данных каждая таблица должна иметь первичный ключ (ключевой элемент) – поле или комбинацию полей, которые единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице.

Для установления реляционных соединений каждая таблица должна иметь хотя бы одно общее поле с другой таблицей, с которой хотим установить соединение.

Реляционные модели представляют жестко ограниченный, но высокоэффективный способ описания реального мира. Они позволяют быстро обрабатывать данные и получать результаты, но требуют сложного прикладного программирования для моделирования сложных ситуаций.

Преимущества реляционной МД:

1. простая структура таблиц;

2. простота изменения и добавления новых привязок, данных и записей;

3. простота использования таблиц, описывающих географические элементы с общими атрибутами;

4. возможность привязки таблиц атрибутов к таблицам, описывающим топологию;

5. прямой доступ к данным, обеспечивающий их быструю и эффективную обработку и тд.

Недостатки реляционной МД:

1. ограниченное представление реального мира;

2. ограниченную гибкость управления запросами и данным;

3. сложность моделирования сложных отношений данных и другие.

Атрибутивные таблицы хранятся в формате dbf и состоят из двух наборов полей:

1. предопределения поля (стандартные) – для однозначной идентификации объектов и хранения формы пространственных объектов;

2. пользовательские поля – для определения дополнительных атрибутов пространственных объектов.

Способы объединения табличных данных

Внешние таблицы можно объединить с атрибутивными путем соединения или связывания. Объединение происходит по ключевым (и общим) полям.

В случае соединения таблиц поля внешней таблицы присоединяются к полям атрибутивной таблицы, а к названиям полей добавляются названия таблиц. В дальнейшем, соединенная таблица выступает как единая при любом виде пространственного анализа.

При связывании таблиц физического объединения таблиц не происходит. Но выполнение любых процедур над атрибутивной таблицей влечет за собой изменения в связанной таблице.

Запросы к таблицам.

Запрос осуществляется в форме логического выражения:

Select attribute = value (выбрать атрибут = значение).

Другими словами, запрос создается на выбор объектов, значения которых отвечают определенному условию или условиям. Для задания условий существует ряд операторов:

= - «равно» ; > - «больше чем» ;

< - «меньше чем» ; => - «больше или равно»;

=< - «меньше или равно»; <> - «не равно»;

or – «или»; and – «и».

Некоторые программы позволяют производить выборки по ряду критериев последовательно, делая выборку из выборки, добавлять объекты отвечающие другому критерию в выборку и т.п.

Тема 4

Понятие топологии.Топология бумажной карты. Топология примитивных объектов. Линейно-узловая топология. Топология базы геоданных.

Топология, устанавливает пространственные отношения между географическими объектами, является основополагающим свойством для гарантии качества данных. Топология делает возможным проведение расширенного пространственного анализа и играет фундаментальную роль в обеспечении качества базы данных ГИС.

"ТОПОЛОГИЯ (от греч. topos - место) - раздел математики, изучающий топологические свойства фигур, т.е. свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний (точнее, при взаимно однозначных и непрерывных отображениях). Примерами топологических свойств фигур является размерность, число кривых, ограничивающих данную область, и т.д. Так, окружность, эллипс, контур квадрата имеют одни и те же топологические свойства, т.к. эти линии могут быть деформированы одна в другую описанным выше способом; в то же время кольцо и круг обладают различными топологическими свойствами: круг ограничен одним контуром, а кольцо - двумя".

Топология – позволяет описывать связанность и отделимость точек или линий, определяющих взаимосвязи объектов в ГИС.

Топология линейных объектов. Набор линий имеет топологию, когда определены: взаимоотношения линий; направления линий; длина линий.

Для площадных объектов в топологию вкладываются другие понятия: определение полигонов; соседство полигонов.ghb

Топологические отношения являются одним из наиболее полезных видов отношений, поддерживаемых пространственными базами данных. Топологическая структура данных определяет, где и как точки и линии соединяются в узлах на карте, порядок соединения, определяет форму дуги или полигона.

Чтобы разобраться с топологией в ГИС, нужно различать топологию пространства и топологию фигуры (конструкции), которая находится в этом пространстве.

Картография занимается отображением (моделированием) метрических пространств. Причём выполняется это на плоскости - также метрическом пространстве. (Крупномасштабные карты, отображая плоскость, выполняют отображение "плоскость участка земной поверхности - плоскость карты", а мелкомасштабные выполняют отображение "сферическая поверхность (эллипсоид, геоид) - плоскость карты").

В картографии принципиально работают с топологическими пространствами и обойти это нет не только необходимости, но и возможности. Другим словами, изображение на карте - принципиально топологично, поскольку изображение лежит на плоскости - в топологическом пространстве. Действительно, если нарисовать карту на плоской резине, а потом растянуть её в разных направлениях, то фигуры (картографические изображения) деформируются, но отношения (связи) между их элементами останутся без изменений; смежные линии разных фигур, как бы связанные своими концами с другими элементами, так и остались в этом "виде". Лишь формы линий изменятся.

Таким образом, ИЗОБРАЖЕНИЕ карты всегда топологично вследствие топологических свойств самого листа бумаги.

Мы будем различать два понятия - изображение карты (на бумаге или на экране) и топологические конструкции. Это необходимо делать, поскольку статичное картографическое изображение ВСЕГДА ТОПОЛОГИЧНО ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ, т.к. нарисовано на плоскости, являющейся моделью топологического метрического пространства. Мы с вами только ВИДИМ объекты соединёнными своими частями между собой. От этого нам КАЖЕТСЯ, что элементы изображения ещё и топологически связаны. На самом деле - совсем не обязательно. Они просто так нарисованы.

Изображение - лишь вторичная модель местности, а именно - зримая модель (проекция) цифровой модели местности, находящейся в памяти компьютера. Так вот, в топологических ГИС внутренняя цифровая модель местности представлена в компьютере в виде взаимосвязанных структур данных (топологических конструкций, - только они невидимы, так как хранятся в виде адресных ссылок). И ещё; в таких ГИС, кроме того, имеются операции, (вынесенные в интерфейс пользователя), с помощью которых топологическая ГИС может манипулировать топологическими конструкциями и эффективно решать задачи, требующих учёта топологических связей (отношений) между объектами.

Итак, именно в памяти компьютера структуры данных могут быть связаны или не связаны между собой. В любом случае отображаются они на экране или бумаге с помощью программного обеспечения ГИС ОДИНАКОВО.

Топологические отношения нужны в первую очередь тогда, когда карта - это вершина айсберга, когда карта используется не только тогда, когда её действительно нужно лишь УВИДЕТЬ, возможно, вместе с аналитической информацией поверх этого изображения. Главная цель - МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НА ТЕРРИТОРИИ. Многие виды анализа невозможно выполнить без того, чтобы не проанализировать ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ между объектами на территории (местности). Если такие связи зафиксированы во внутренней (- в компьютере) модели местности, а ГИС может умело эти связи вместе с информацией о самих объектах обрабатывать, то мы можем выполнять действительно нужные и сложные аналитические операции, отображая уже затем все результаты на изображении карты.

В нетопологической ГИС многие виды анализа территории выполнить не удаётся. Назначение таких ГИС, в основном, - паспортизация объектов и возможность красиво и правильно показывать местность.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 752.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...