Презентация на тему: БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ

БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ
1/30
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 79)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (263 Кб)
1

Первый слайд презентации

БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ

Изображение слайда
2

Слайд 2

База данных (БД) – именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой области. Банк данных (БнД) – система специальным образом организованных данных – баз данных (программных, технических и языковых средств), предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования. Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования баз данных многими пользователями.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Терминология введена по аналогии с финансовыми банками: деньги сейфы ФИНАНСОВЫЙ БАНК БД СУБД БнД

Изображение слайда
4

Слайд 4

МОДЕЛИ ДАННЫХ Иерархическая Сетевая Реляционная Объектно-реляционная

Изображение слайда
5

Слайд 5

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ Классический пример – библиотечный каталог Систематический каталог Алфавитный каталог Мат. картография БД ГИС Темат. картография Создание ГИС Использование ГИС Б Берлянт Д Демерс К Карпова Ка Ко Кошкарев Дерево (физическая БД 1) Дерево (физическая БД 2) Корень → ветки. Родители → потомки. корень родитель потомки

Изображение слайда
6

Слайд 6

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ Состоит из совокупности деревьев или графов, называемых физическими БД (но может быть и одна физ. БД). Каждая физическая БД содержит только один корень. Позволяет устанавливать отношения 1:1 и 1:М. Достоинства модели : легко искать, т.к. она четко определена. Легко может быть расширена за счет новых «веток». Недостатки модели : при создании необходимо знать все возможные запросы к БД, т.к. они определяют правила ветвления. Невозможно установление отношений М:М.

Изображение слайда
7

Слайд 7: СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ

Кафедра картографии Компьютерная графика Создание ГИС Использование ГИС ДИСЦИПЛИНЫ 4 курс Д/О 5 курс Д/О 5 курс В/О 6 курс В/О ГРУППЫ Является так же графовой В отличии от иерархической модели, в сетевой поиск может осуществляться в обоих направлениях. Достоинства модели : возможность устанавливать отношения М:М, более гибкий поиск, уменьшается избыточность данных. Недостатки модели : т.к. связи между элементами осуществляются с помощью указателей, то в крупных БД они начинают «съедать» много памяти. Кроме того, при большом количестве связей в них легко запутаться → потеря данных.

Изображение слайда
8

Слайд 8

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Фамилия Дисциплина оценка Иванов КГ 5 Иванов СГ 4 Петров КГ 3 Петров СГ 4 Сидоров КГ 4 Таблица – отношение Колонки – атрибуты Строчки – кортежи Конкретные значения атрибутов (пересечение атрибута и кортежа) – домены Количество атрибутов в отношении – степень отношения

Изображение слайда
9

Слайд 9

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Реляционная таблица (отношение) обладает свойствами: В отношении нет двух одинаковых кортежей (отсутствие дубляжа). Каждый атрибут в отношении имеет уникальное имя (названия полей не могут повторяться). Порядок кортежей в отношении – произвольный (хранение без сортировки). При связывании двух отношений одно выступает главным (родитель), а второе является подчиненным (потомок). Один родитель может иметь несколько потомков. Для поддержки связей между отношениями используются ключи. Ключ главного отношения (родителя) – первичный ключ ( Primary key ). Ключ подчиненного отношения (потомка) – внешний или мигрирующий ключ ( Foreign key ). Ключ однозначно идентифицирует кортеж! Он может быть простой, т.е. состоять из одного атрибута, или составной – из нескольких. Самый простой вариант ключа – уникальный ID.

Изображение слайда
10

Слайд 10

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ № зачетки Фамилия Имя отчество 06254 Иванов Алексей Дмитриевич 05921 Петров Петр Петрович 99748 Сидоров Сергей Сергеевич № зачетки курс КГ СГ ИГ 06254 5 3 зачет 05921 4 5 зачет зачет 99748 4 4 зачет Отношение «студент» является родителем Отношение «успеваемость» является потомком РК = № зачетки F К = № зачетки Пример 1. Простой ключ

Изображение слайда
11

Слайд 11

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Фамилия Имя отчество курс Иванов Алексей Дмитриевич 5 Петров Петр Петрович 4 Сидоров Сергей Сергеевич 4 Фамилия Имя отчество КГ СГ ИГ Иванов Алексей Дмитриевич 3 зачет Петров Петр Петрович 5 зачет зачет Сидоров Сергей Сергеевич 4 зачет Отношение «студент» является родителем Отношение «успеваемость» является потомком РК = фамилия+имя+отчество F К = фамилия+имя+отчество Пример 2. Составной ключ

Изображение слайда
12

Слайд 12

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Связь между отношениями может быть трех видов: «один-к-одному» или 1:1 «один-ко-многим» или 1:М «многие-ко-многим» или М:М Связь 1:1 является частным случаем 1:М. Пример связи см.выше (студент-успеваемость, один студент – одна строчка успеваемости)

Изображение слайда
13

Слайд 13

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Связь 1:М – распространенный вид связи. ФИО_дипломник диплом Иванов А.А. название Петров С.С. название Сидоров Д.А. название ФИО_преподаватель дипломник_1 Дипломник_2 Курошев Озерова Иванов Сидоров Павлова Петров

Изображение слайда
14

Слайд 14

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Связь М:М ФИО курс Иванов А.А. 5 Петров С.С. 4 Сидоров Д.А. 4 курс дисциплина 4 КГ 4 СГ 5 ИГ студент предметы ФИО курс Дисциплина_1 Дисциплина_2 Иванов А.А. 5 ИГ Петров С.С. 4 КГ СГ Сидоров Д.А. 4 КГ СГ Результат связывания двух отношений М:М

Изображение слайда
15

Слайд 15

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Нормализация отношений В теории реляционных БД выделяют 6 нормальных форм: Первая нормальная форма ( 1NF ) Вторая нормальная форма ( 2NF ) Третья нормальная форма ( 3NF ) Нормальная форма Бойса-Кодда ( BCNF ) Четвертая нормальная форма ( 4NF ) Пятая нормальная форма или форма проекции-соединения ( 5NF ) Три первых НФ являются обязательными, три остальные – их расширения.

Изображение слайда
16

Слайд 16

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Нормализация отношений основана на понятии зависимости между атрибутами отношений. Они бывают: Полная функциональная зависимость – зависимость неключевого атрибута от всего составного ключа. Неполная функциональная зависимость – зависимость неключевого атрибута от части составного ключа. Транзитивная зависимость. Пусть есть атрибуты А, В, С. Атрибут С транзитивно зависит от А если С функционально зависит от В, В функционально зависит от А, но обратная зависимость отсутствует.

Изображение слайда
17

Слайд 17

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Отношение находится в 1НФ когда на пересечении каждого кортежа и атрибута находятся только элементарные домены (значения). Фамилия Имя Отчество курс Иванов Алексей Дмитриевич 5 Петров Петр Петрович 4 Сидоров Сергей Сергеевич 4 Фамилия Имя Отчество курс Иванов Алексей Дмитриевич 5 Петров Петр Петрович 4 Сидоров Сергей Сергеевич 4 Не 1НФ 1НФ Для приведения исходного отношения к 1НФ надо:

Изображение слайда
18

Слайд 18

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Отношение находится во 2НФ когда оно находится в 1НФ и не содержит неполных функциональных зависимостей. В переводе на русский язык: Помимо соблюдения 1НФ требуется, чтобы каждая колонка не являющаяся ПК полностью зависела от всего ПК. Из этого следует, что любая запись таблицы может быть найдена только через ее ПК. № зачетки Фамилия Имя Отчество Группа Дисциплина Оценка 06254 Иванов Алексей Дмитриевич 1 ИГ 3 05921 Петров Петр Петрович 2 КГ 4 99748 Сидоров Сергей Сергеевич 2 КГ 4 05921 Петров Петр Петрович 2 СГ 3 99748 Сидоров Сергей Сергеевич 2 СГ 5 1. Какой ПК у этого отношения? 2. Соблюдена ли 2НФ? Результаты сессии

Изображение слайда
19

Слайд 19

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ 1. ПК = № зачетки + дисциплина (т.к. каждый студент в течение сессии сдает несколько предметов, он может повторяться в таблице). 2. Это не 2НФ (т.к. ФИО и группа зависят только от № зачетки) Для нормализации отношения его надо разбить на две части: № зачетки Фамилия Имя Отчество Группа 06254 Иванов Алексей Дмитриевич 1 05921 Петров Петр Петрович 2 99748 Сидоров Сергей Сергеевич 2 № зачетки Дисциплина Оценка 06254 ИГ 3 05921 КГ 4 99748 КГ 4 05921 СГ 3 99748 СГ 5 ПК = № зачетки ПК = № зачетки + дисциплина ВК = № зачетки

Изображение слайда
20

Слайд 20

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Отношение находится в 3НФ, когда оно находится во 2НФ и не содержит транзитивных зависимостей. В переводе на русский язык: Атрибуты не являющиеся ПК должны зависеть от ПК, при этом неключевой атрибут не должен определяться другим неключевым атрибутом, т.е. колонка таблицы не являющаяся ПК не должна зависеть от другой колонки не являющейся ПК. Фамилия Имя Отчество № зачетки Группа Факультет Специальность Выпускающая кафедра Что является ПК таблицы? ПК = № зачетки Нет ли зависимости других колонок (не № зачетки) друг от друга? Есть: выпускающая кафедра и специальность определяют факультет. Это и есть транзитивные зависимости.

Изображение слайда
21

Слайд 21

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Для приведения исходного отношения к 3НФ надо его разбить на 3 части: Фамилия Имя Отчество № зачетки Группа Факультет Специальность Выпускающая кафедра Фамилия Имя Отчество № зачетки Группа Специальность Группа Выпускающая кафедра Факультет Выпускающая кафедра ПК = № зачетки ПК = группа ПК = выпускающая кафедра

Изображение слайда
22

Слайд 22

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Основные свойства нормальных форм: Каждая следующая НФ улучшает свойства предыдущей (уменьшается избыточность данных). При переходе к следующей НФ свойства предыдущих сохраняются. Несоблюдение 3-х НФ приводит к избыточности данных в результате чего в процессе эксплуатации БД могут происходить аномалии: удаления, обновления, ввода. Преподаватель Семестр Предмет Аудитория Время Курошев 1 Геодезия 88 Пн, 1-я пара Петрова 5 Аэрокосмическая картография 17 Пн, 4-я пара Озерова 3 Картография 90 Ср, 3-я пара Штыкова 6 Компьютерная графика 9 Чт, 2-я пара Курошев 3 Геодезическая основа карт 17 Чт, 4-я пара Исходное отношение:

Изображение слайда
23

Слайд 23

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Преподаватель Семестр Предмет Аудитория Время Курошев 1 Геодезия 88 Пн, 1-я пара Петрова 5 Аэрокосмическая картография 17 Пн, 4-я пара Озерова 3 Картография 90 Ср, 3-я пара Штыкова 6 Компьютерная графика 9 Чт, 2-я пара Курошев 3 Геодезическая основа карт 17 Чт, 4-я пара Аномалия удаления : предположим, ушел преподаватель. Если удалить его строку, то потеряем расписание и пришедший на его место не будет знать где вас искать. Аномалия обновления : предположим 17-я аудитория закрылась на ремонт и на семестр выпала из расписания. Во всей таблице надо поменять № аудитории. Если забыть это сделать в какой-либо строке – это аномалия обновления. Аномалия ввода : в связи с появлением новой специальности появились новые предметы. Добавляются новые строки в таблицу. Если забыть заполнить одно из полей или ввести недопустимое значение – это аномалия ввода.

Изображение слайда
24

Слайд 24

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Преподаватель Семестр Предмет Аудитория Время Курошев 1 Геодезия 88 Пн, 1-я пара Петрова 5 Аэрокосмическая картография 17 Пн, 4-я пара Озерова 3 Картография 90 Ср, 3-я пара Штыкова 6 Компьютерная графика 9 Чт, 2-я пара Курошев 3 Геодезическая основа карт 17 Чт, 4-я пара Необходимо провести нормализацию: 1НФ: разбить атрибут время: день + пара 2НФ: разбить отношение на два: преподаватель + семестр + предмет и предмет + аудитория + день + пара 3НФ: соблюдена При условии, что один предмет читается один семестр и только одним преподавателем

Изображение слайда
25

Слайд 25

ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ По сути своей, объектно-реляционная модель – это расширение реляционной модели за счет частичного отказа от соблюдения 1НФ. Т.е. в ячейке таблицы может храниться не только элементарное значение атрибута, но и объект, имеющий свою внутреннюю структуру. Применительно к ГИС это означает возможность хранить под управлением СУБД не только атрибуты, но и геометрию пространственных объектов (координаты). Т.о. в ячейке таблицы (на пересечении кортежа и атрибута) может храниться целая цепочка координат, описывающая полилинию или полигон.

Изображение слайда
26

Слайд 26

ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ArcGIS ( формат БГД ):

Изображение слайда
27

Слайд 27

ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Access ( формат БГД ):

Изображение слайда
28

Слайд 28

СВЯЗЬ ГЕОМЕТРИИ И АТРИБУТОВ В ГИС Связь между геометрией и атрибутами осуществляется с помощью уникального ID, который является счетчиком. При создании нового пространственного объекта система генерирует и присваивает ему следующий по порядку номер. Этот же номер получает создаваемая для него строка (кортеж) в атрибутивной таблице. геометрия ID Тип Пояснения 1 ТПИ Уголь 2 ТПИ Асбест 3 УВ нефть атрибуты 1 2 3 Этот номер никогда не повторяется !

Изображение слайда
29

Слайд 29

СВЯЗЬ ГЕОМЕТРИИ И АТРИБУТОВ В ГИС Где в ГИС хранится описание геометрии и атрибутов? вариант 1: «суп отдельно, мухи - отдельно» Геометрия и атрибуты объектов хранятся в разных служебных файлах ГИС-формата ( MapInfo ) или геометрия в файлах ГИС, а атрибуты под управлением встроенной СУБД (Географ ГИС). х,у х,у х,у Координатные файлы ID fgh hjjk Kl; vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm ID fgh hjjk Kl; vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm ID fgh hjjk Kl; vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm vbnm Атрибутивные таблицы Программные связи через уникальный ID Такие ГИС называются ГИБРИДНЫМИ или ГЕОРЕЛЯЦИОННЫМИ

Изображение слайда
30

Последний слайд презентации: БАЗЫ ДАННЫХ В ГИС. МОДЕЛИ ДАННЫХ

СВЯЗЬ ГЕОМЕТРИИ И АТРИБУТОВ В ГИС вариант 2: «в одном флаконе» Геометрия и атрибуты объектов хранятся в разных служебных файлах одной БД или в одном файле БД (под управлением ОРСУБД). Такие ГИС называются ИНТЕГРИРОВАННЫМИ ( ArcGIS ). В этом случае ГИС является процессором пространственных запросов, надстроенным над промышленной СУБД, которая используется для хранения как графики (координат), так и атрибутов объектов.

Изображение слайда