Картографические базы данных

Географические данные принадлежат к различным типам. Cовокупность цифровых данных о пространственных объектах образует множество пространственных данных и составляет содержание баз географических данных, определяет принципы построения информационного обеспечения ГИС.

База данных - совокупность данных, отображающая состояние объекта, его свойства и взаимоотношения с другими объектами, а также комплекс технических и программных средств для ведения этих баз данных

Картографическая база данных (КБД) − это совокупность взаимосвязанных картографических данных по какой-либо предметной области и общих правил описания, хранения и манипулирования данными

База данных должна быть:

- согласованной по времени;

- полной, достаточно подробной для предполагаемого создания ГИС;

- позиционно точной, абсолютно совместимой с другими данными, которые могут добавляться в нее;

- достоверной;

- легко обновляемой;

- доступной для любых пользователей.

Первый этап в создании базы данных состоит в отборе и определении включаемых в нее типов объектов и осуществляется в соответствии с возможностями ГИС, целью данной базы данных. Этот шаг не менее важен, чем сама база данных, поскольку во многом определяет дальнейшую разработку.

Второй этап проектирования базы данных – это поиск адекватных способов пространственного представления каждого типа объектов.

База данных является моделью действительности, назначение которой состоит в попытке воспроизведения некоторых ее сторон. Сначала проектируется концептуальная модель базы данных, затем логическая и потом физическая.

Концептуальный уровень не зависит от имеющихся аппаратных и программных средств. Для БД ГИС он связан с концептуальной моделью географических данных.

Различают три концептуальные модели пространствен­ной информации:

- объектно-ориентированное представление;

- линейно-узловое или сетевое представление;

- географические поля.

Логический уровень определяется имеющимися программными средствами и практически не зависит от технического обеспечения. Он включает разработку логической структуры элементов базы данных Наиболее распространенными логическими структурами - моделями БД и их СУБД - являются иерархическая. сетевая, реляционная.

В иерархической модели записи данных образуют древовидную структуру, при этом каждая запись связана только с одной записью, находящейся на более высоком уровне. Доступ к любой записи осуществляется по строго определенным «веткам» и узлам такого дерева. Иерархические модели хорошо подходят для задач с явно выраженной иерархически соподчиненной структурой информации и запросов. Они обладают низким быстродействием, трудно модифицируемы, но эффективны с точки зрения организации машинной памяти.

В сетевых моделях каждая запись в каждом из узлов сети может быть связана с несколькими другими узлами; кроме данных записи содержат в себе указатели, определяющие местоположение других записей, связанных с ними. Такие модели очень трудно редактировать. Подобные модели хорошо работают в случае решения сетевых, коммуникационных задач.

Реляционные модели завоевали самую широкую популярность. Реляционные базы данных– базы данных с табличной формой организации информации. Реляционная база данных состоит из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц: строки таблицы соответствуют одной записи сведений об объекте, а столбцы - поля - содержат однотипные характеристики всех объектов.

Физический уровень связан с аппаратными и программными средствами. На этом уровне определяются объемы хранимой в БД информации и необходимые объемы памяти компьютера (оперативной и долговременной), рассматриваются вопросы о структурировании файлов на диске или других носителях информации для обеспечения программного доступа к ним.

Системы управления базами данных (СУБД) - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление, создание и использование БД.

Каждую СУБД принято характеризовать способностью выполнять следующие основные функции:

- управление данными во внешней памяти;

- управление буферами оперативной памяти;

- операции над БД;

- обеспечение надежности хранения данных в БД;

- поддержка языка управления БД.

Лекция 8