KREIRANJE I ODRŽAVANJE PROSTORNE BAZE PODATAKA

KREIRANJE I ODRŽAVANJE PROSTORNE BAZE PODATAKA

DBMS

TIPOVI SUSTAVA ZA UPRAVLJANJE BAZAMA PODATAKA

STANDARD QUERY LANGUAGE (SQL)

Geoinformatika, smjer: istraživački studij geografije, 5. i 6. semestar

Dr. sc. Aleksandar Toskić, izv. prof.

Geografski odsjek PMF-a Sveučilišta u Zagrebu

DBMS

“I” u akronimu GIS Baze podataka tvore informacijsku komponentu

Baza podataka (data base) – integrirani skup logički povezanih zapisa (records) ili datoteka (files)

Sustav za upravljanje bazom podataka (data base mangement system) – skupina programa koji omogućuju pohravnjivanje, mijenjanje i pregledavanje informacija iz baze podataka.

Baze podataka & Struktura

Baze podataka: Zbir više datoteka

Zahtijevaju razrađenu strukturu kako bi

se mogli njima koristiti

DBMS: Database Management System

Strukturni tipovi baza podataka

Hijerarhijska struktura podataka

(hijerarhijske baze podataka)

Mrežne BP

Relacijske BP

Data Base Management Systems (DBMS) Opći koncept

Tablice:

Records (zapisi): podaci, promatranja:

Sve informacija o entitetu

kolone: atributi (opisni podaci), polja (fields), varijable

Jedan tip informacije o svim entitetima

Key field – vrijednost obilježja kojim se jedinstveno identificira svaki

entitet

DBMS razlikuje se prema broju i organizaciji tablica

Parcel Table

Parcel # Address Block $ Value

8 501 N Hi 1 105,450

9 590 N Hi 2 89,780

36 1001 W. Main 4 101,500

75 1175 W. 1st 12 98,000

entitet

Atribut Key field

Tipovi vrijednosti Tip Prostor pohrane Niz

Short Integer 2 bytes -35768 do 32767

Long Integer 4 bytes -2147483648 do

2147483647

Float 4 bytes Svaki broj između n-45 i

n38

Double 8 bytes Svaki broj između n-324 i

n308

Text (string) 10 + max. length = bytes Alfanumerički znakovi

Date 8 bytes Datum

LOB (varira) 22 + max. length = bytes Alfanumerički znakovi

Tablice u bazi podataka

Database

Table1 Table2 Table3

Hijerarhijske BP

Odnos “jedan prema mnogo” (odnos roditelj-dijete). Veze je potrebno

definirati prije pravila.

Hijerarhijska struktura baze podataka

Prednosti:

Jednostavno pretraživanje

Nedostaci:

Mora se raspolagati znanjima o pitanjima koja

postavljamo

Spori pristup, zahtjevne što se tiče memorije

Mrežna struktura baze podataka

Mrežna struktura baze podataka

Prednosti:

Nije kruta kao hijerarhijska struktura

Prepoznaje relacije many-to-many

Reducira “višak podataka” (redundacy-ponavljanje

podataka)

Visoki stupanj fleksibilnosti pretraživanja

Nedostaci:

U kompleksnim GIS bazama podataka – broj

pokazivača odnosa može biti vrlo velik što zahtijeva

dosta prostora za pohranu

Hijerarhijske BP: dijete ima samo

jednog roditelja (one-to-many

princip iz roditeljske perspektive)

Mrežne BP: dijete ima više

roditelja; (many-to-many)

Relacijske baze podataka

Dominantne u GIS-u

Združivanje tablica Relacijsko združivanje

Vezati podatke iz jedne tablice s

odgovarajućim podacima u drugoj tablici

Kako? Povezivanjem primarnog i

sekundarnog ključa (secondary or foreign key)

Primarni ključ: Jedinstveni identifikator u prvoj

tablici

Sekundarni ključ: Kolona u drugoj tablici na

koju se veže primarni ključ

Georelacijske baze podataka

Tablice se povezuju ili združuju, koristeći

zajednički identifikator zapisa (varijabla u

koloni) koji se nalazi u obje tablice. Takav

identifikator se naziva sekundarni ključ

(secondary (foreign) key) koji se može

podudarati s “key field” (primarni ključ)

ID_student Ime Prezime JMBG datum rođenja mjesto rođenja adresa županija

1 Tonko Tonkić 33333333 14.03.1990. Split Biološka 8 Splitsko-dalmatinska

2 Marko Markić 22222222 22.11.1989. Zagreb Geografska 23 Grad Zagreb

3 Ivo Ivić 11111111 07.08.1990. Osijek Matematička 456 Osječko-baranjska

... ... ... ... ... ... ... ...

TABLICA STUDENTI

ID Ime Prezime JMBG datum rođenja mjesto rođenja adresa županija Odsjek

prosjek ocjena ak. God.

Broj bodova

Osvojeno mjesto

1 Tonko Tonkić 33333333 14.03.1990. Split Biološka 8

Splitsko-dalmatinska Biološki 4,3 2009./2010 87 3

1 Tonko Tonkić 33333333 14.03.1990. Split Biološka 8

Splitsko-dalmatinska Biološki 4,3 2008./2009 86 3

2 Marko Markić 22222222 22.11.1989. Zagreb Geografska 23

Grad Zagreb Geografski 4,7 2009./2010 95 1

2 Marko Markić 22222222 22.11.1989. Zagreb Geografska 23

Grad Zagreb Geografski 4,7 2008./2009 95 1

2 Marko Markić 22222222 22.11.1989. Zagreb Geografska 23

Grad Zagreb Geografski 4,7 2007./2008 95 1

3 Ivo Ivić 11111111 07.08.1990. Osijek Matematička 456

Osječko-baranjska

Matematički 4,6 2009./2010 91 2

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Redundantnost (zalihost)

Normalizacija

Izraditi bazu podataka radi praćenja najboljih

studenata (Nagrada PMF-a)

Relacijske tablice

ID_student Ime Prezime JMBG datum rođenja ID_mjesto adresa ID_odsjek

1 Tonko Tonkić 33333333 14.03.1990. 2 Biološka 8

2 Marko Markić 22222222 22.11.1989. 1 Geografska 23

3 Ivo Ivić 11111111 07.08.1990. 4 Matematička 456

... ... ... ... ... ... ...

ID_nagradaPMF ak.god. Godina studija ID_student ID_mjesto rezultat

1 2009./2010 1

2 2010./2011 3

3 2008./2009 4

... ... ... ... ...

ID_mjesto Mjesto Poštanski broj Poz. Br. ID_županije ID_odsjek

1 Zagreb 10000 1 17

2 Split 21000 21 1

3 Osijek 31000 31 14

... ... ... ... ... ...

Sustavi za upravljanje bazama podatka – atributivna obilježja

Nije nužno uvijek prebaciti sve atributne podatke u GIS

Atributni podaci se vežu s prostornim putem relacijskog združivanja

Podacima se može pristupiti u GIS softveru ili putem sustava za upravljanje bazama podataka

Primjeri:

MapInfo: Dbase, Access, Excel, Lotus 123, Oracle

ArcView: Dbase, Access, Excel, Visual FoxPro

ArcInfo: Oracle, Ingres, Dbase

Database software...

slabi

srednji

visoki

“stupan

j fukcio

naln

osti

softv

era”

Prostorni aspekt u sustavima za upravljanje bazama podataka Prostorna ekstenzija postojećim

sustavima za upravljanje bazama podataka

Mogućnost rukovanja prostornim podacima

Primjeri:

Oracle Spatial

ArcSDE (ESRI)

ODBMS (objektno orijentirane baze podataka)

Nadomještaju osnovnu slabost RDBMS –

mogućnost pohranjivanja kompletnih objekata

(entiteta) direktno u bazi podataka (stanje i

“ponašanje” objekta)

Etape u kreiranju baze podataka

1. Korisnički pogled

User view

2. Objekti i odnosi

Objects and

relationships

3. Odabir modela

podataka

Geographic

representation

4. Tipovi

geoprostornih

baza podataka

Geographic

database types

5. Struktura

geoprostornih

baza podataka

6. Shema baze

podataka

Data base schema

Konceptualni model Logički model (vanjski)

Fizički model

(unutarnji)

Dodavanje tablica iz drugih baza podataka

Jedan redak prve tablice povezan s jednim retkom druge tablice

Jedan redak prve tablice povezan s više redaka u drugoj tablici

Više redaka prve tablice povezano s jednim retkom u drugoj

Više redaka prve tablice povezano s više redaka druge tablice

Join (spajanje) i relate (povezivanje)

Join

Join

relate

relate

Spajanje dviju različitih tablica u bazi

podataka radi postavljanja upita ili

analize obavlja se pomoću dviju naredbi:

Join, povezuje dvije tablice na

temelju zajedničkog ključa

(kolone).

Relate, povezuje dvije tablice na

temelju zajedničkog ključa ali

zadržava tablice odvojenima.

Ključ povezivanja mora biti kolona istog

tipa podatka, ali ne mora nužno imati isto

ime

Spajanje: One-to-One

Id zaposlenika Posao

1 Viši koordinator uprave

2 Niži koordinator uprave

Id zaposlenika Ime

1 Ivo

2 Josip

Nakon spajanja

Id zaposlenika Job Name

1 Viši koordinator uprave Ivo

2 Niži koordinator uprave

Josip

Spoji na temelji kolone Id zaposlenika

Spajanje: Many-to-One

Oznaka Opis

S Stambena namjena

M Mješovita namjena

G

Gospodarska namjena

Polygon Id Oznaka

1 S

2 S

3 M

4 G

Polygon ID Oznaka Opis

1 S Stambena namjena

2 S Stambena namjena

3 M Mješovita namjena

4 G Gospodarska namjena

Poslije spajanja na temelju kolone Oznaka

Povezivanje (relate): One-to-Many

Namjena Oznaka

Rekreacijska R

Gospodarska G

Oznaka Klasa namjene

R Javni park

M Pretežito poslovna

R Sport

G Industrija

Tablice povezane na temelju kolone Oznaka,

selektiranjem nekog poligona uspostavlja se

poveznica sa crveno označenim redovima u

drugoj tablici

Zona Oznaka

1 R

2 M

3 M

Oznaka Klasa namjene

R Javni park

M Pretežito

stambena

R Sport

G Industrija

Povezivanje (relate): Many-to-Many

Tablice povezane na temelju kolone Oznaka,

selektiranjem nekog poligona uspostavlja se

poveznica sa crveno i zeleno označenih redova

U ArcGIS-u

Od tablice iz različitih baza podataka samo je jedna koja je vezana uz sloj odn. geometrijske podatke (layer attribute table), kod koje postoji veza geografskog podatka i atributnih obilježja. Ostale tablice su ne-prostorne i njih se spaja (join) odnosno povezuje (relate).

One to one relacija

Many to one relacija

Povezivanje tablica (relate) potrebno je provesti kada jednom retku iz prostorne tablice odgovara više redaka iz ne-prostorne tablice

One to many relacija

Many to many relacija

Tablica nastala spajanjem (joined table)

Spojene tablice (join) sačuvane su jedino u Arc Map dokumentu – tablice na hard disku fizički su odvojene i njihova veza se može vrlo lako razvrgnuti

Povezane tablice (related tables)

Povezane tablice ostaju u vezi u Arc Map dokumentu – na hard disku su fizički razvdvojene i veza se može prekinuti vrlo lako

Napomene

Svaki put kada se izađe iz Arc Map-a

spojene tablice se razdvoje

Ukoliko se sačuva Arc Map dokument –

tablice ostaju spojene ali ostaju i nazivi

slojeva u zaglavlju tablice

Ako se želi sačuvati spojena tablica

samo s nazivima kolona (bez naziva

sloja ili tablice) tada se koristi naredba

Export... Izborniku File

N

S

EW

PRIMARY DATA

Attribute data Geometry data

SPATIAL

DISTRIBUTION

OF

POPULATION

sdp_

SPATIAL

MOBILITY

sm_

NATURAL

DEVELOPMENT

nd_

STRUCTURES

st_

HOUSEHOLDS

DWELINGS

ho_

ZAGREB

zgb_

POPULATION

PROJECTIONS

pp_

ORIGINAL

XLS

ORIGINAL

XLS

ORIGINAL

XLS

ORIGINAL

XLS

ORGINAL

XLS

ORIGINAL

XLS

ORIGINAL

XLS

SHAPES

NOT

GENERALIZED

SETTLEMENT_POLY.

SHP

MUNIC_POLY.SHP

COUNTY_LINE.SHP

COAST_LINE.SHP

RELIEF_POINT.SHP

Attribute data

SPATIAL

DISTRIBUTION

OF

POPULATION

sdp_

NATURAL

DEVELOPMENT

nd_

SPATIAL

MOBILITY

sm_

STRUCTURES

Unit_st_

HOUSEHOLDS

DWELINGS

Unit_ho_

ZAGREB

SECONDARY

DATA

NOVI. ID

NOVI. ID

ZGB.POLY.SHPNOVI.ID

Geometry data

COUNTY_POLY_G.SHP

MUNIC_POLY_G.SHP

COUNTY_LINE_G.SHP

COAST_LINE_G.SHP

RELIEF???

ZGB_LINE_G.SHP

MAP_2

MAP_1

MAP_n

MAP_n

MAP_n

MAP_n

MAP_n

MAP_n

DBF TABLES

EVALUATED

DATA ed

POPULATION

PROJECTIONS

Unit_pr

MAP_n

Korisnik: demoatlas

Pasword: potsdam08

Domena: GEOG0

Z:

ALL .XLS FILES CONVERT TO .DBF (ALL MAPS)

settlement

municipalities

county

settlement

municipalities

county

settlement

municipalities

county

settlement

municipalities

county

settlement

municipalities

county

settlement

municipalities

county

settlement

municipalities

county

SHAPES

GENERALIZED

SETT_POINT.SHP

SETT_POINT.SHPNOVI.ID

NAZIVI XLS: sdp_county_1857

sdp_municip_1857

sdp_sett_1857

Versioning (verzije)

Versioning - dopušta da više

korisnika uređuje iste podatka u

ArcSDE geoprostornoj bazi

podataka bez ograničenja ili

dupliciranja podataka.

Versioning (verzije) Verzija – trenutno stanje u vremenu cijele

geoprostorne baze podataka.

Sastoji se od svih podataka u bazi

Geoprostorna baza podataka može imati mnogo

verzija

ArcCatalog i ArcMap – sve funkcije prikaza, upita i

uređivanja mogu se provesti u verziji ili u originalnoj

prostornoj bazi podataka.

Versioning (verzije) Korisnici uvijek pristupaju u ArcSDE geoprostornu

bazu podataka kroz verziju (odlučuje se za verziju)

DEFAULT – u ArcSDE geoprostornoj bazi podataka

to je izvorna verzija

Uvijek postoji, ne može se izbrisati

Ta se verzija s vremenom može dopuniti

uključivanjem izmjena iz drugih verzija

Korijenska verzija, sve ostale verzije slijede iz nje

Stvaranje verzije Iz izvorne verzije kreiraju se nove verzije (grane)

Nova je identična izvornoj (default) verziji

Ako se promijeni izvorna verzija mijenjaju se i sve

nove verzije

Stvaranje nove verzije – nije kreiranje kopije cijele

geoprostorne baze podataka

Prilikom uređivanja geometrije i tablice u novoj verziji čini

nam se da se te promjene pohranjuju u svakoj novoj verziji

Bez obzira koliko verzija – svaka tablica i geometrija je

pohranjena samo jednom

ArcGIS – ostavlja originalnu geometriju i

tablicu u originalnom formatu, ali bilježi sve

promjene u tablici tzv. delta tablici (delta tables)

Više verzija – uređuje više korisnika

Jedna verzija – uređuje više korisnika

Stvaranje verzije Prilagodba – tko može gledati i uređivati podatke

Promjene – u svakoj verziji registriraju se samo u njoj

Izuzetak – dodavanje novog polja (field) u tablici –

primjenjuje se na sve druge verzije

Usklađivanje i sređivanje Nakon završetka editiranja – nova se verzija

usklađuje s izvornom (uključuju se promjene)

Istovremeno uređivanje na istoj ili dvije verzije može

dovesti do konflikta (ukoliko se redovi razlikuju u

verzijama)

Postupak usklađivanja – omogućuje rješavanja

konflikata tako da se odlučimo za jednu od editiranih

opcija

Nakon usklađivanja promjene je potrebno pridružiti

(post) izvornoj, a sve se registrira i u novim verzijama

Postupak Za svaku tablicu i geometriju postoje dvije delta

tablice

A (Adds) umetanje i obnova

D (Deletes) za izbrisano

Kada se mijenjaju podaci u tim se tablicama dodatju

promjene

Originalne tablice + delta tablice

Upiti – na osnovi originala i delta tablice (u verziji)

Promjene u

vodoopskrbnoj mreži

Alati za određivanje blizinskih odnosa u GIS-u

Selektiranje na temelju lokacije

Buffer opcija (transformacija)

Selektiranje na temelju lokacije (Select By Location)

Koristi se Structured Query

Language (SQL) kako bi se

provela selekcija podataka u

jednom sloju koristi se udaljenost

od objekata u drugom sloju

(uspostavlja se veza između

slojeva)

Rezultati selekcije su označeni i

izvorni podaci ostaju netaknuti

Selektiranje na temelju lokacije

POSTUPAK

KORAK 1:

Odaberi način:

Select

Add

Remove

ili Select from current

Selection (druga razina

selekcije)

Korak 2:

Odaberi sloj

Korak 3:

Odaberi relaciju

Između dva sloja:

Intersect

Are Within a Distance of

Are Completely Within

Completely Contain

Have Their Center in

Share a Line Segment With

Touch the Boundary of

Are Identical to

Are Crossed by the Outline of

Contain

Are Contained By

Korak 4:

Odaberi drugi sloj koji želiš

koristiti u sprezi s prvim slojem

Korak 5:

Odaberi jedinice za duljinu kojima

definiraš udaljenost unutar koje želiš

izvršiti selekciju

Korak 6: Primjeni!

Results = Teal

Što je Zoniranje (Koridor) (Buffer)?

Transformacija

Stvara se novi sloj (buffer sloj)

Zoniranje (Buffer)

POSTUPAK

Koridor (Buffer)

Koridor (Buffer)

Koridor (Buffer)

Koridor (Buffer)

Korak 1:

Selektiraj sloj

u kojem želiš

primijeniti buffer

Korak 2:

Odaberi udaljenost

Korak 3:

Izaberi

naziv izlaznog

shapefile

Korak 4: Rezultat

Prednosti/nedostaci

Select by Location izvorni podaci

su netaknuti

Buffer Wizard kreira se novi sloj

koji se može editirati – ne radi se

samo o trenutnom prikazu na

ekranu

Pitanja