Какие компьютерные программы используются при построении географических баз данных

Обновлено: 01.07.2024

Сформировать представления о понятиях: «база данных (БД)», «система управления базами данных», раскрыть и показать их назначение. Организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению понятий: поле, запись, ключ, тип поля и знакомство с классификацией БД.

Продолжить формирование общеучебных умений и навыков (умение анализировать, составление опорного конспекта), расширение кругозора учащихся, развитие познавательных процессов. Продолжить формировать коммуникативные умения делового общения в ходе групповой и фронтальной работы.

Создавать различные базы источников с применением ИКТ

Систематизировать и представлять статистические географические данные.

Содержимое разработки

Алматы мемлекеттік жаңа технологиялар колледжі

Алматинский государственный колледж новых технологий

Келісілді/согласовано

ӘЦК төрағасы /Председатель ЦМК _________

САБАҚ ЖОСПАРЫ

ПОУРОЧНЫЙ ПЛАН

Сабақ тақырыбы /Т ема занятия : Географические базы данных. Визуализация географических данных.

Модуль /пән атауы / Наименование модуля /дисциплины : география

П едагог : Мукашева М.А.

00 . 00 . 20 20 ж /г

1.Жалпы мәліметтер / Общие сведения :

Курс : _ топ/ группа:

Сабақ типі / Тип занятия : комбинированный ( смешанный), изучение нового материала с использованием технологии «Критическое мышление через чтение и письмо».

2. Мақсаты, міндеттер/ Цели, задачи:

2.1 Оқу сабақтары барысында білім алушылар игеретін кәсіби біліктердің тізбесі/

Перечень профессиональных умений, которыми овладеют обучающиеся в процессе учебного занятия :

Создавать различные базы источников с применением ИКТ

Систематизировать и представлять стат истические географи ческие данные.

2.2. Бағалау критерийлері / Критерии оценивания : Все учащиеся:

-Составляют географическая БД с приминениемMicrosoft Excel

Большинство учащихся:

-Составляют список различных географических объектов для создания базы данных

- Предоставляют информацию географических объектов в виде таблицы в программе Microsoft Excel

Некоторые учащиеся :

-Предоставляют информацию географических объектов одного из материков в виде инфографике используя программу Microsoft Excel

2.3. Тілдік мақсаттары / Языковые цели : Лексика и терминология по отношению к предмету:информационные технологии,географическая база данных, коммуникация, инфографика

Словосочетания необходимые для диалога/письма:

Систематизация данных на ИКТ проводится…. .

В базе данных содержатся информация о .

слушание и говорение при работе в группе.

2.4. Құндылықтарды дамыту / Воспитание ценностей:

Письмо через работу в группе при составлении кластера.

Привитие ценностей

Ценности национальой идеи « Мәңгілік ел»- «Общество всеобщего труда»- сплоченность и умения работать в команде, ответственность и лидерство.

2.4. Пән аралық байланыс / Межпредметная связь : Информатика

3. Сабақты жабдықтау/ Оснащение занятия:

3.1 Оқу-әдістемелік құрал-жабдықтар, анықтамалық әдебиеттер

Уч ебно-методическое оснащение, справочная литература :

Наглядные пособия и раздаточный материал: Политическая карта мира, атласы, учебник 10 класса.

3.2 Техникалық жабдықтар ,материалдар / Техническое оснащение, материалы :

интернет ресурсы, ZOOM, WhansApp, Edupage.

4. Сабақтың барысы/ Ход занятия :

Сабақ кезеңдері

Этапы занятия

Сабақта жоспарланған жаттығулар түрі

Виды упражнений,запланированных на уроке

І.Сабақтың басы

Начало урока:

(3 0 % времени от общей длительности урока)

1.Ұйымдастыру кезеңі /Организационный момент .

Приветствие. Проверка посещаемости.

2. Ынталандыру және жаңа тақырыпты хабарлау

Мотивация и объявление новой темы .

3.Оқушылардың біліктілігі мен дағдысын тексеру

Проверка знаний и умений обучающихся .

Как вы понимаете предмет методов географических исследований?

На какие две группы поделены все методы исследования?

Перечислите традиционные методы исследования.

Определите место методов географических исследований в системе географических наук.

Дайте определения картографическ ие методам.

II .

Сабақтың ортасы

Середина урока

45 – 50 минут

( 60 % времени от общей длительности )

1.Жаңа тақырыпты түсіндіру

Изучение нового материала .

(Сабақтың негізгі мазмұны

Жұмыс түрлері, (топтық, жұптық, жеке)

Әдіс тәсілдер (белсенді, саралап оқыту)

Практикалық, тәжірибелік жұмыстар

Основное содержание урока

Виды работы (групповая, парная, индивидуальная)

Методы (активное, дифференцированное обучение)

Практическая работа )

Географическая база данных — структура данных, которая является основным форматом данных, использующимся для редактирования и управления данными. Также это физическое хранилище географической информации — прежде всего использующее СУБД .

Существует несколько значений термина «база геоданных».

База геоданных — основной формат данных, использующимся для редактирования и управления данными, которые состоят из географической информации, находящейся в различных форматах географических информационных систем (ГИС).

База геоданных — это физическое хранилище для географической информации, которое использует СУБД и для управления всеми наборами данных используется SQL .

База геоданных — серия простых таблиц с данными, содержащих классы пространственных объектов, наборы растров и атрибуты.

Данные (лат. datum – факт) – совокупность фактов и сведений, представленных в каком-либо формализованном виде для их использования в науке и других сферах человеческой деятельности.

Под данными в среде ГИС понимаются вещи, известные об объектах реального мира; результаты наблюдений и измерений этих объектов.

Элемент данных содержит три главные компоненты:

- атрибутивные сведения , которые описывают сущность, характеристики, переменные, значения его квалификации;

- географические сведения , описывающие его положение в пространстве относительно других данных;

- временные сведения , описывающие момент или период времени, репрезентирующие элемент данных.

Данные выступают как сырьё, которое путём обработки можно превратить в информацию, т.е. данные – это строительный элемент в процессе создания информации .

Составные компоненты ГИС:

Рисунок – Функции географической информационной системы

2. Принципы составления географических баз данных

Для возможности нахождения данных, хранящихся в разных таблицах, и быстрого поиска нужной информации необходимо организовать систематическое хранение данных . В этом помогают базы данных .

Существуют исторические архивы, архивы служебных дел, киноархивы, архивы звукозаписей, фотоархивы . Порой такие архивы занимают целые здания и поиск нужных документов требует значительных усилий.

В наше время решению описанных проблем помогают компьютеры . Информация в компьютерах хранится в виде файлов . Так вот, для того чтобы поиск нужной информации не занимал много времени необходимо организованное (систематическое) хранение данных. В этом помогают базы данных .

В отличие от обычной бумажной карты, электронная карта, созданная в ГИС, содержит скрытую информацию, которую можно «активизировать» по необходимости. ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Каждый слой состоит из данных на определенную тему.

Сведения о пространственном положении, привязка к географическим координатам или ссылки на адрес и табличные данные . В ГИС используются картографический материал , имеющий привязку в заданной системе координат. При использовании подобных ссылок для автоматического определения местоположения объекта применяется процедура, называемая геокодированием . С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте, где находится интересующий объект и его характеристики. ГИС позволяет быстро производить пространственный анализ данных и на его основе принимать эффективные управленческие решения.
Например, если вы изучаете определенную территорию, то один слой карты может содержать данные о дорогах, второй – о водоемах, третий – о больницах и так далее. Вы можете просматривать каждый слой-карту по отдельности, а можете совмещать сразу несколько слоев, или выбирать отдельную информацию из различных слоев и создавать на основе выборки тематические карты.

Графическая информация в ГИС хранится в векторном формате. В векторной модели информация о точках, линиях и полилиниях (дома, дороги, реки, здания и т.п.) кодируется и хранится в виде набора координат X , Y ( Z , T ), что позволяет манипулировать изображением. Исходная картинка вводится со сканера в растровом формате, а затем подвергается векторизации – установке формульных соотношений между линиями и точками.

Хранение базы геоданных

Для хранения баз геоданных используется СУБД использующая принципы реляционных баз данных.

Данные представлены в таблицах

Таблицы содержат ряды

У всех рядов существует одинаковый набор столбцов

Каждый столбец имеет тип

Как смогли увидеть во время практической работы, электронная карта, созданная в ГИС, поддерживается средствами Интернет и даже космическими снимками и информацией со спутников.

Космическая съемка – съемка земной поверхности с космических летательных аппаратов при помощи специальной аппаратуры (фотосъемка, сканерная съемка, тепловая съемка и др.).

Раньше, изучая землю, картографы затрачивали целые столетия для того, чтобы нанести на карту различные географические объекты. Теперь это можно сделать за считанное количество околоземных витков космических аппаратов. Всего за 10 минут космический корабль может сфотографировать до 1 млн. кв. км земной поверхности, в то время как из самолета такую площадь снимают за 4 года, а геологам и топографам потребовалось бы для этого приблизительно 80 лет. С помощью космической съемки, удалось стереть многие «белые пятна» в труднодоступных районах земли.

Историческая справка

I . Первые снимки из космоса были сделаны

с искусственных спутников Земли – в 1960,

с пилотируемых космических кораблей – в 1961 (Ю. А. Гагариным).

Первая фотография из космоса сделана чуть больше года спустя после окончания Второй мировой войны. 24 октября 1946 года ракета V -2, запущенная со стартовой площадки полигона White Sands в штате Нью-Мехико, поднялась на высоту 104.6 км. Фотокамера, установленная на борту, делала по снимку каждые полторы секунды полета. После нескольких минут пребывания в космическом пространстве ракета вернулась на землю. Посадка не планировалась мягкой, и ракета разбилась вдребезги, а вместе с ней и камера. Стальная кассета с пленкой осталась цела, и ученые получили в свои руки уникальный фотоматериал. До 1946 года самыми "высотными" снимками Земли считались фотографии, сделанные с воздушного шара Explorer II (22 км) в 1935 году.

II . В 1987 г., находясь в космосе на станции «Мир», космонавты Юрий Романенко, Александр Лавейкин и Александр Александров провели съемки значительной части Антарктиды. Все это помогло в создании подробной карты этого материка в масштабе 1:200000 (2 км в см). Другими методами такие карты, да еще и в таком масштабе, просто не сделать.

3. Геоинформатика. Особенности составления географических баз данных с применением компьютерных программ.

Геоинформатика - это научное направление, которое изучает теорию, методы и способы накопления, обработки и передачи данных, информации и знаний с помощью ЭВМ и других технических средств, или группу дисциплин, занимающихся различными аспектами применения и разработки вычислительных машин, куда обычно относят прикладную математику, программирование, программное обеспечение, искусственный интеллект, архитектуры ЭВМ и вычислительные сети.

Технологически, исторически и «генетически» геоинформатика формировалась и продолжает развиваться в окружении смежных наук и технологий, предметно и методически родственных ей.

ГИС – набор программных инструментов, используемых для ввода, хранения, манипулирования, анализа и отображения географической (то есть пространственной) информации. Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например мощность почвенного покрова, гранулометрических состав, содержание отдельных элементов и др. Сущность ГИС состоит в том, что она позволяет так или иначе собирать данные, создавать базы данных, вводить их в компьютерные системы, хранить, обрабатывать, преобразовывать и выдавать по запросу пользователя чаще всего в картографической форме, а также в виде таблиц, графиков, текстов.

Предметом изучения геоинформатики является в общем случае Земля, который обусловлен смежными с ГИС науками о Земле, а в частности, географические информационные системы (ГИС). Методический аппарат геоинформатики представляет собой методологию, основу которой составляют модели пространственных данных и методология проектирования и создания ГИС.

Геоинформатика - наука, изучающая все аспекты сбора, обработки и представления информации о свойствах объектов, процессов и явлений, происходящих на Земле.

Программное обеспечение ГИС охватывает широкий спектр приложений, которые включают использование комбинации цифровых карт и данных с географической привязкой. Программное обеспечение ГИС можно разделить на разные категории.

СОДЕРЖАНИЕ

Программное обеспечение с открытым исходным кодом

Разработка программного обеспечения ГИС с открытым исходным кодом имеет - с точки зрения истории программного обеспечения - давнюю традицию с появлением первой системы в 1978 году. Доступны многочисленные системы, которые охватывают все секторы обработки геопространственных данных.

Настольная ГИС

Следующие проекты настольных ГИС с открытым исходным кодом рассмотрены в Steiniger and Bocher (2008/9):

GRASS GIS - управление геопространственными данными, обработка векторных и растровых данных - разработано Инженерным корпусом армии США.
gvSIG - картографирование и геообработка с помощью плагина 3D-рендеринга
ILWIS (Интегрированная информационная система по земле и воде) - объединяет изображения, векторные и тематические данные.
ПРЫЖОК ГИС / OpenJUMP ((Open) Java Unified Mapping Platform) - На рабочем столе ГИС OpenJUMP, SkyJump, deeJUMP и Космо все вышли из СКАЧКООБРАЗНЫХ.
MapWindow GIS - Бесплатное настольное приложение с плагинами и библиотекой для программистов
QGIS (ранее известный как Quantum GIS) - мощные инструменты обработки картографических и геопространственных данных с обширной поддержкой плагинов.
SAGA GIS (система автоматизированного геонаучного анализа) - инструменты для моделирования окружающей среды, анализа местности и 3D-карт
uDig - API и исходный код (Java) доступны.

Помимо этого, существуют другие инструменты ГИС с открытым исходным кодом:

Capaware - C ++ 3D GIS Framework с архитектурой нескольких плагинов для географического графического анализа и визуализации.
Generic Mapping Tools - набор инструментов командной строки для управления географическими и декартовыми наборами данных и создания иллюстраций PostScript.
FalconView - картографическая система, созданная Технологическим научно-исследовательским институтом Джорджии для семейства операционных систем Windows. Доступна бесплатная версия с открытым исходным кодом.
Калипсо - использует Java и GML3. Основное внимание уделяется численному моделированию в управлении водными ресурсами.
TerraView - обрабатывает векторные и растровые данные, хранящиеся в реляционной или геореляционной базе данных, то есть во внешнем интерфейсе TerraLib .
Whitebox GAT - кроссплатформенное бесплатное ПО ГИС с открытым исходным кодом.

Другие геопространственные инструменты

Помимо настольных ГИС, существует множество других типов программного обеспечения ГИС.

Картографические веб-серверы

Системы управления пространственными базами данных

PostGIS - Пространственные расширения для базы данных PostgreSQL с открытым исходным кодом , позволяющие выполнять геопространственные запросы.
ArangoDB - встроенные функции, доступные для управления пространственными данными, позволяющие выполнять геопространственные запросы.
SpatiaLite - Пространственные расширения для базы данных SQLite с открытым исходным кодом , позволяющие выполнять геопространственные запросы.
TerraLib - предоставляет расширенные функции для анализа ГИС.
OrientDB - встроенные функции, доступные для управления пространственными данными, позволяющие выполнять геопространственные запросы.

Фреймворки и библиотеки для разработки программного обеспечения (для веб-приложений)

GeoBase (программное обеспечение Telogis GIS) - программное обеспечение для геопространственного картографирования, доступное как комплект для разработки программного обеспечения .
OpenLayers - библиотека AJAX с открытым исходным кодом для доступа к слоям географических данных всех видов, первоначально разработанная и спонсируемая MetaCarta .
Leafletjs - библиотека JavaScript с открытым исходным кодом для мобильных интерактивных карт

Фреймворки и библиотеки для разработки программного обеспечения (не в Интернете)

GeoTools - набор инструментов ГИС с открытым исходным кодом, написанный на Java , с использованием спецификаций Open Geospatial Consortium .
ГДАЛ / ОГР

Приложение для каталогизации ресурсов с пространственной привязкой

GeoNetwork с открытым исходным кодом - приложение-каталог для управления ресурсами с пространственной привязкой
pycsw - pycsw - это реализация сервера OGC CSW, написанная на Python

Прочие инструменты

Chameleon - Среды для создания приложений с помощью MapServer.

Известное коммерческое или проприетарное программное обеспечение ГИС

Настольная ГИС

Примечание. Почти все перечисленные ниже компании предлагают продукты Desktop GIS и WebMap Server. Некоторые, такие как Manifold Systems и Esri, также предлагают продукты для пространственных СУБД .

Компании с высокой долей рынка

Autodesk. Продукты, которые взаимодействуют с программным пакетом AutoCAD , включают Map 3D, Topobase и MapGuide .
Bentley Systems - продукты, которые взаимодействуют с программным пакетом MicroStation , включают Bentley Map и Bentley Map View.
ENVI - используется для анализа изображений, эксплуатации и гиперспектрального анализа.
ERDAS IMAGINE - Продукты включают Leica Photogrammetry Suite , ERDAS ER Mapper, ERDAS ECW / JP2 SDK ( ECW (формат файла) ) и ERDAS APOLLO.
Esri - Продукты включают ArcMap , ArcGIS , ArcSDE , ArcIMS , сервисы ArcWeb и ArcGIS Server .
Intergraph - Продукты включают G / Technology, GeoMedia , GeoMedia Professional, GeoMedia WebMap и дополнительные продукты для промышленных секторов, а также фотограмметрию .
MapInfo - Настольная ГИС MapInfo Professional .

Компании с небольшой, но заметной долей рынка

ГИС как сервис

Многие поставщики теперь начинают предлагать услуги на базе Интернета, а также или вместо загружаемого программного обеспечения и / или данных. Они могут быть бесплатными, финансироваться за счет рекламы или оплачиваться по подписке; они разделены на три области:

Базы данных являются отличным инструментом учета информации, который используется многими организациями. Существуют специальные программы, позволяющие работать с такими системами. Предлагаем рассмотреть наиболее популярные и качественные из них.

Microsoft Access

В каждой ячейке базы данных пользователь устанавливает тип данных, выбирая его из списка. Это может быть краткий или длинный текст, число, денежная сумма, дата и время, логическое значение, гиперссылка и т. д. Присутствует многофункциональный модуль для составления отчетов, запросов и форм, предусматривающий множество изменяемых параметров. Интерфейс поддерживает русский язык, а для начинающих пользователей реализовано подробное руководство с описанием всех процессов. Access является платным и распространяется в рамках офисного пакета от Microsoft.

LibreOffice

В LibreOffice предусмотрены практически все функции, которые можно найти в Access. При этом разработчики постарались сделать максимально простой и привлекательный инструмент без загромождения огромным количеством кнопок и категорий. В главном окне расположены только самые основные возможности. Однако в рассматриваемом решении отсутствует мастер для создания баз данных со стандартными шаблонами. Приложение обладает открытым исходным кодом и его можно бесплатно скачать на русском языке.

MySQL Workbench

Как понятно из названия, Workbench работает с базами на основе технологии MySQL. Она создана ее разработчиками, поэтому здесь сосредоточены все инструменты для создания и администрирования БД, которые могут пригодиться на практике. Подойдет даже для начинающих пользователей, поскольку все действия выполняются через удобный интерфейс. Из основных функций стоит отметить возможность установки шаблона для автоматического индексирования ячеек, выполнения запросов и смены сценариев SQL.

Важно отметить, что в MySQL Workbench предусмотрен модуль для визуального проектирования. Формирование таблиц и создание связей между ними осуществляется с помощью ER-диаграмм. Выделяется синтаксис SQL, отмечаются допущенные ошибки при наборе как обычного текста, так и кода. Интерфейс является весьма удобным, но он не поддерживает русского языка, что может стать проблемой.

Navicat

Интерфейс Navicat поделен на три основные части. В левом меню отображается список всех баз данных, к которому подключен пользователь. В центре размещена область для работы с таблицами, а справа можно ознакомиться с подробной информацией по выделенным объектам. Как и в случае с MySQL Workbench, для проектирования используются удобные ER-диаграммы. Можно установить ознакомительную версию или приобрести базовую, стандартную или коммерческую подписку. Русскоязычный интерфейс отсутствует.

DataExpress

В основе системы используется технология RemObject Pascal Script, которая позволяет реализовать любые логические алгоритмы. Интерфейс DataExpress выполнен в простом стиле и нацелен на рядовых пользователей, что дает им возможность создавать отличные СУБД без использования языка программирования. Для работы в сети используется движок Firebird. Помимо этого, можно добавлять собственные расширения для повышения функциональности ПО.

dbForge Studio

Следующее решение работает с системами MySQL и MariaDB. Имеет приятный графический интерфейс для осуществления запросов, разработки и отладки объектов баз данных. Проектирование БД в dbForge Studio происходит с помощью SQL. При этом редактор подсвечивает синтаксис, отмечает ошибки в нем, а также имеет функцию отладки хранимых процедур. Присутствует и визуальный редактор для малоопытных пользователей.

В dbFogrge Studio реализованы инструменты для грамотного администрирования базы данных. Можно открыть доступ к таблицам нескольким пользователям, работающим в рассматриваемой СУБД. Предусмотрено автоматическое резервное копирование, функция импорта и экспорта, возможность копировать базу данных и многое другое. Данные в таблицах можно подвергнуть подробному анализу или создать отчет. Для этого используется специальный мастер с множеством параметров. Продукт является платным и поддерживает русский язык.

Paradox Data Editor

Paradox Data Editor позволяет просматривать и редактировать таблицы баз данных на движке BDE. Хотя интерфейс программы и является несколько устаревшим, взаимодействовать с ним довольно просто. Стоит отметить наличие средства просмотра технологии BLOB, возможность установки различных фильтров и поиска, отображение статистики по отдельным колонкам. Это лишь малая часть удобных функций, которыми наделено рассматриваемое решение.

Предусмотрена система безопасности, позволяющая установить пароль на БД. Доступен экспорт данных в различные форматы (HTML, CSV, Excel, RTF, SYLK) и печать на принтере. Русскоязычный интерфейс отсутствует, зато распространяется Paradox Data Editor на бесплатной основе.

Reportizer

Следующая программа не предназначена для создания и администрирования баз данных и представляет собой отличный инструмент для формирования отчетов БД и дальнейшего их экспорта в отдельный файл или печати на бумаге. Reportizer стабильно работает с Oracle, Interbase, Access, Excel, SQL Server и HTML. Приложение тестировалось на этих системах и показало хороший результат. Оно может работать и с другими форматами, но стабильность не гарантируется.

Отчеты редактируются с помощью удобного конструктора с панелью инструментов. Доступны следующие форматы для отчетов: HTML, TXT, DB, DBF, CSV, ASC, XLS и HTML. Предусмотрено два режима конструктора: визуальный и текстовый. Первый подойдет для начинающих пользователей, второй же ориентирован на опытных разработчиков, знакомых с Delphi. Доступна ознакомительная версия на 24 дня. Русский язык не поддерживается, но есть украинская версия.

HeidiSQL

Среди основных функций стоит выделить подключение к серверу по туннелям, возможность импорта текстовых файлов, мониторинг и ограничение процессов клиента, добавление двоичных файлов и поиск по всем таблицам во всей базе данных. Русский язык не поддерживается, однако интерфейс довольно простой и нацелен на рядового пользователя.

Мы рассмотрели основные программы, предназначенные для работы с базами данных. Каждая из них поддерживает определенные форматы таких систем и подойдет далеко не для всех случаев. Но имея обширный перечень вариантов, найти нужное решение не составит труда.

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Во-первых, вы определяете, какие тематические слои вам понадобятся для определенных целей и приложений. Какие тематические данные характеризуют вашу территорию? Затем вам необходимо составить подробное описание каждого тематического слоя. Описание каждого тематического слоя будет представлять собой подробную характеристику стандартных элементов данных базы геоданных, таких как классы пространственных объектов, таблиц, классов отношений, наборов растровых данных, подтипов, доменов и так далее.

При определении тематических слоев в процессе проектирования вам нужно постараться установить для каждой темы данных такие свойства, как визуальное представление, планируемое использование в ГИС, потенциальные источники данных, а также уровень точности. Например, в каких масштабах и в каких экстентах вам будет нужно использовать эту информацию, и как будут элементы этих тем данных отображаться в каждом из масштабов? Ответы на эти вопросы помогут вам описать содержимое высокого уровня, которое планируется включить в каждую из тем данных.

Ниже приводится пример описания темы данных для частных земельных участков в приложении кадастрового проекта.

Как только вы определили основные тематические слои в вашем проекте, вам необходимо составить подробные описания для представления содержимого каждого тематического слоя в физической реализации базы данных.

Составьте список масштабов и экстентов, с которыми вам будет нужно работать.
Для каждого из них опишите, как должны быть представлены географические объекты (например, точками, линиями, полигонами, растрами, поверхностями или табличными атрибутами).
Каким образом данные должны быть организованы в классах пространственных объектов, таблицах и отношениях?
Как будут использоваться пространственные ограничения и ограничения в базе данных при реализации моделей поведения в ГИС?

11 описанных ниже этапов представляют собой этапы стандартного процесса проектирования базы данных ГИС. Первичные этапы проектирования с 1 по 3 помогут вам определить и описать каждый тематический слой. В этапах с 4 по 7 вы начнете определять свойства представления (визуализации), параметры отношений и затем определите элементы базы геоданных и их свойства. В этапах с 8 по 9 вы определите процедуры сбора данных и произведете распределение обязанностей по сбору данных. На последних этапах (шаги 10 и 11) вы протестируете и уточните параметры проекта посредством нескольких первичных реализаций. На этом последнем этапе надо еще составить документацию.

Одиннадцать этапов проектирования базы геоданных

Определите информационные продукты, которые будут вами созданы и которыми вы будете управлять посредством вашей ГИС. Проект вашей базы данных ГИС должен учитывать режим работы вашей организации. Вам необходимо учесть сбор и обслуживание наборов картографических продуктов, аналитических моделей, веб-приложений картографирования, информационных потоков, отчетов баз данных, ключевых обязанностей, 3D-представлений и других целевых требований для вашей организации. Перечислите источники данных, которые вы используете в вашей текущей работе. Используйте их в соответствии с требованиями дизайна ваших данных. Определитесь с основными 2D и 3D базовыми картами для ваших нужд. Решите, в каких диапазонах масштабов будут отображаться ваши базовые карты при осуществлении с ними операций перемещения, увеличения, уменьшения и исследования их содержания.

Определите основные темы данных на основании ваших требований к информации. Определите более детально некоторые ключевые особенности каждой темы данных. Определите, как каждый набор данных будет использоваться – для редактирования, для ГИС-моделирования и ГИС-анализа, для представления ваших рабочих потоков и для картографирования и 3D-визуализации. Установите варианты использования карт, источники данных, пространственные представления для каждого указанного картографического масштаба; определите точность данных и составьте указания по сбору данных для каждого картографического представления и 3D-вида.Вам нужно определить, как тема будет отображаться, какие условные знаки будут использоваться, выбрать текстовые надписи и аннотации. Вам необходимо учесть, как каждый картографический слой будет отображаться вместе с другими базовыми слоями. При определении параметров моделирования и анализа вам необходимо учесть то, как информация будет использоваться с другими наборами данных (например, как они смогут быть сгруппированы или интегрированы). Это поможет вам определить некоторые пространственные отношения и правила обеспечения целостности данных. Проверьте, подходят ли эти свойства отображения 2D и 3D карт и анимаций для дизайна вашей базы данных.

Определите диапазоны масштабов и пространственные представления каждой темы данных в каждом масштабе. Сбор данных производится для использования в фиксированных диапазонах масштабов карты. Свяжите ваше географическое представление с каждым масштабом карты. Географическое представление будет часто изменяться между масштабами карты (например, с полигонального отображения на линейное или точечное). Во многих случаях вам может потребоваться генерализовать представления пространственных объектов для их использования в более мелких масштабах. Растры можно переклассифицировать с помощью пирамидных слоев. В других ситуациях бывает надо собрать альтернативные представления для различных масштабов карт.

Произведите разделение каждого представления в один или несколько географических наборов данных. Делимые (дискретные) пространственные объекты могут быть смоделированы в виде классов объектов точек, линий и полигонов. Вы можете также использовать расширенные типы данных: например, топологию, сети и поверхности terrain для моделирования отношений между элементами в слое, а также между целыми наборами данных. При работе с наборами растровых данных вы можете использовать наборы мозаик и каталогов растров для управления очень большими наборами растров. Поверхности могут быть смоделированы посредством таких объектов, как изолинии, а также с помощью растров и цифровых моделей рельефа (наборов данных terrain).

Определите табличную структуру базы данных и модели поведения для описательных атрибутов. Определите атрибутивные поля и типы столбцов. Таблицы также могут включать в себя атрибутивные домены, отношения и подтипы. Определите любые корректные значения, диапазоны атрибутов и классификации (для использования в качестве доменов). Используйте подтипы для управления моделями поведения. Определите табличные отношения и связи для классов отношений.

Определите пространственные модели поведения и правила целостности для ваших наборов данных. При работе с пространственными объектами вы можете добавить модели поведения и функциональные возможности для самого различного использования средствами топологии, локаторов адресов, сетей, цифровых моделей рельефа (terrain) и так далее. Например, вы можете использовать топологию для моделирования пространственных отношений разделяемой геометрии объекта, а также для обеспечения целостности данных. Для поддержки функций геокодирования вы можете использовать локаторы адресов. Для трассировки и поиска путей используйте сети. Для работы с растрами вы можете при необходимости использовать наборы растровых данных или каталоги растров.

Предложение проекта базы геоданных. Определите набор элементов базы геоданных, который вы хотите представить в вашем проекте для каждой из тем данных. Изучите существующие варианты проекта для обзора методов и подходов, которые успешно используются. Можно воспользоваться лучшими образцами моделей данных ArcGIS.

Спроектируйте рабочие потоки редактирования и свойства отображения карт. Определите процедуры редактирования и правила целостности данных (например, все улицы должны разбиваться в том месте, где они пересекают другие улицы, и сегменты улиц связаны соединениями в конечных точках). Спроектируйте рабочие потоки редактирования, которые помогут вам обеспечить соблюдение правил целостности для этих данных. Определите свойства отображения карт и 3D-представлений. Определите свойства отображения карт для каждого из масштабов. Эти свойства будут использоваться при определении картографических слоев.

Распределите обязанности по созданию и обслуживанию каждого слоя данных. Определите, кто будет ответственен за работу по обслуживанию данных в вашей организации, или передайте эту работу подрядным организациям. Понимание этих ролей очень важно. Вам будет нужно спроектировать процедуры конвертации и трансформации данных, которые будут использоваться для импорта и экспорта данных из ваших подрядных организаций.

Создайте работающий прототип проекта. Пересмотрите и при необходимости исправьте какие-то моменты. Протестируйте ваш прототип проекта. Создайте образец копии базы геоданных предполагаемого вами проекта с помощью файловой или персональной базы геоданных или с помощью многопользовательской базы геоданных. Постройте карты, запустите ключевые приложения и выполните операции редактирования для тестирования пригодности проекта. На основании результатов тестирования вашего прототипа произведите проверку и совершенствование вашего проекта. Как только у вас будет рабочая схема, произведите загрузку большего набора данных (например, произведите загрузку набора данных в многопользовательскую базу геоданных) для оценки работоспособности, производительности, масштабируемости системы, а также свойств рабочих потоков по управлению данными. Это очень важный шаг. Проверьте пригодность вашего проекта до момента загрузки всех данных проекта в вашу базу геоданных.

Составление документации проекта базы геоданных. Для описания вашего проекта базы данных могут быть использованы различные методы. Используйте схемы, примеры слоев карты, визуальные изображения схемы базы данных, простые отчеты и документы метаданных. Некоторые любят работать с UML. Однако использования только UML не будет достаточно. UML не может представить все географические свойства и решения, которые должны быть приняты. Точно также, в UML нет возможности описания ключевых свойств ГИС-проекта, например, организации тематических данных, правил топологии и связности сети. UML не может обеспечить возможности учета пространственного компонента в вашем проекте. Многие пользователи создают графическое представление своей базы геоданных с помощью Visio, как те, которые публикуются с моделями данных ArcGIS. Esri предлагает инструмент, который помогает выполнять захват этих типов графики элементов модели данных с использованием Visio. Для получения более подробной информации перейдите к разделу Документирование проекта базы геоданных.

Читайте также: