Базовые структуры данных в ГИС

Базовые структуры данных в ГИС

Природа географических данных

Геоинформационне данные содержат четыре интегрированных компонента:

1)географическое положение (разграничение) пространственных объектов представляется 2-х, 3-х и 4-х мерными координатами в географически соотнесенной системе координат (широта/долгота)

2)атрибуты – свойства, качественные или количественные признаки, характеризующие пространственный объект (но не связанные с его местоуказанием)

3)пространственные отношения определяют внутренние взаимоотношения между пространственными объектами;

4)временные характеристики представляются в виде сроков получения данных, они определяют их жизненный цикл, перемену местоположения или свойств пространственных объектов во времени.

Основополагающие элементы базы пространственных данных

Элементы действительности, смоделированные в базе данных ГИС имеют 2 тождества: реальный объект и смоделированный объект (объект БД).

Реальный объект – явление окружающего мира, представляющее интерес, которое не может быть более подразделено на явления того же самого типа.

Объект БД – является в том виде, в каком он представляется в БД. Объект БД является цифровым представлением целого или части реального объекта.

Метод цифрового представления явления применяется, исходя из базового масштаба и ряда других факторов.

Модель базы пространственных данных

Каждый тип реального объекта представляется определенными пространственными объектами базы данных. Пространственные объекты могут быть сгруппированы в слои. Один слой может представлять одиночный тип объекта или группу связанных типов.

Представление пространственных данных

Представление пространственных данных – это способ цифрового описания пространственных объектов.

Наиболее универсальные и употребительные из них: 1) векторное представление (точки, линии, полигоны); 2) растравое представление (ячейки, стеки).

Существуют способы перехода от одного представления пространственных данных к другому.

Растровая модель данных

Растровая модель данных – цифровое представление пространственных объектов в виде совокупности точек растра (пикселей) с присвоеными им значениями объекта. РМ предполагает позиционирование объектов указанием их положения в соответствующий растру прямоугольной матрице единообразной для всех типов пространственных объектов (точек, пикселей, полигонов и поверхностей).

Разбивает всю изучаемую территорию на элементы сетки или ячейки. Каждая ячейка содержит только одно значение. РМ оперирует элементарными местоположениями.

Соглашения, принимаемые для растровой ГИС:

1)Разрешение

В РМ наименьшей единицей для большинства системы выступает квадрат или прямоугольник. Такой единицей (сетка, ячейка, пиксель). Множество ячеек образует решетку, растр, матрицу.

2)Местоположение

Наименьшая единица географического пространства, для которого могут быть приведены какие-либо характеристики или свойства (пиксель/ячейка). Такая частица плана однозначно идентифицирует упорядоченный парой координат положение строки и столбца.

Информационные хранилища

Хранилище данных (Data warehouse) — это предметно-ориентированное, интегрированное, привязанное ко времени и неизменяемое собрание данных для поддержки процесса принятия управляющих решений.

Технологии организации данных в хранилище отличаются следующими свойствами:

􀂃 данные в хранилище организованы вокруг существенных аспектов прикладной деятельности организации, например, товар, покупатель, продажа и т.д. (свойство предметно ориентированности);

􀂃 информация в хранилище должна интегрироваться в целостную структуру, обеспечивающую возможности анализа данных (свойство интегрированности);

􀂃 хранилище можно рассматривать как набор моментальных снимков состояния данных так, что атрибут времени всегда явно присутствует в структурах данных хранилища (свойство привязки ко времени);

􀂃 данные, попав однажды в хранилище, никогда не изменяются, а только пополняются новыми данными из оперативных систем, где данные постоянно меняются (свойство неизменяемости).

Оперативные данные могут собираться из различных источников:

􀂃 иерархические и сетевые базы данных первого поколения, хранящие корпоративные данные;

􀂃 реляционные базы данных, хранящие оперативные данные различных подразделений;

􀂃 закрытые сервера;

􀂃 внешние системы (Интернет, базы данных поставщиков и т. д.).

Важнейшим элементом хранилища являются так называемые метаданные.

Метаданные описывают структуру, размещение, трансформацию данных, используемых любыми процессами хранилища.

Метаданные могут быть востребованы для различных целей, например: извлечения и загрузки данных; обслуживания хранилища и запросов.

Метаданные для различных процессов могут иметь различную структуру, т. е. для одного и того же элемента данных может существовать несколько вариантов метаданных.

В технологии хранилищ данных можно выделить пять основных информационных потоков данных.

Входной поток представляет процессы извлечения, очистки и загрузки исходных данных в хранилище. Поступающие данные в хранилище подвергаются перестройке в соответствии с определенными требованиями.

Восходящий поток связан повышением ценности сохраняемых в хранилище данных

Нисходящий поток определяет архивирование и резервное копирование данных.

Выходной поток — предоставление данных пользователям.

Метапоток определяет управление метаданными. Он связан с перемещением самих метаданных. Поскольку метаданные содержат описание информации хранилища данных, которое со временем меняется, то и сам метапоток должен соответственно обновляться во времени.

Глобальные хранилища данных предназначены для глобального информационного представления корпорации. Различают три типа таких хранилищ:

􀂃 географически преобладающая обработка данных (например, необходимо интегрировать бизнес в Москве с бизнесом в Ростове и так далее);

􀂃 функционально преобладающая обработка данных (производственная деятельность должна быть интегрирована с поставками, которые необходимо интегрировать с продажами, а те - с исследованиями и так далее);

􀂃 отраслевая преобладающая обработка данных (например, требуется интегрировать печатное дело с консалтингом, который подлежит интеграции с бизнесом в сфере медицинского оборудования, а тот - со специализацией в области программного обеспечения).