Θεματολογία. Χωρικά στοιχεία σε βάσεις δεδομένων;

Σχετικά έγγραφα
Εισαγωγή στην Oracle Spatial 10g

Oracle Map Viewer. Θεματολογία. Χαρτογραφική απεικόνιση από β.δ.

Εισαγωγή στην PostgreSQL Spatial 8.1

Θεματολογία. Χωρικά στοιχεία σε βάσεις δεδομένων. Υποδομή για χωρικά δεδομένα

Geographic Information System(GIS)

Θέμα: Versioning σε γεωγραφικές βάσεις δεδομένων

Εισαγωγή στη Διαχείριση Γεωχωρικών Δεδομένων

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Αναλυτικές λειτουργίες ΣΓΠ

Το στοιχείο που διαφοροποιεί τις γεωγραφικές πληροφορίες από τους υπόλοιπους τύπους πληροφοριών

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Κωνσταντίνος Πατρούµπας Μηχανικός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής Ανδρέας Συγγρός Αγρονόµος Τοπογράφος Μηχανικός

1 ο Μάθημα. Χωρικές Βάσεις Δεδομένων

Εισαγωγή στη χρήση των Συστηµάτων Γεωγραφικής Πληροφορίας

Διαχείριση Χωρικών Βάσεων Δεδομένων με Δυναμική Κατάτμηση

Θέματα Παρουσίασης. OntoGeo Research Group

Γιάννης Θεοδωρίδης. Εργαστήριο Πληροφοριακών Συστηµάτων.

ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΕΝΟΣ ΔΙΚΤΥΑΚΟΥ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΓΙΑ ΠΡΟΒΟΛΗ, ΧΡΗΣΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΧΩΡΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Από την ΚΑΡΑΔΗΜΗΤΡΙΟΥ ΚΡΥΣΤΑΛΛΕΝΙΑ

Εφαρµογές γεωγραφικών επεξεργασιών

MBR Ελάχιστο Περιβάλλον Ορθογώνιο (Minimum Bounding Rectangle) Το µικρότερο ορθογώνιο που περιβάλλει πλήρως το αντικείµενο 7 Παραδείγµατα MBR 8 6.

Διαχείριση Χωρικών Δεδομένων

Βάσεις Δεδομένων. Τ.Ε.Ι. Ιονίων Νήσων Σχολή Διοίκησης και Οικονομίας - Λευκάδα

ΕΝΟΤΗΤΑ 4 ΒΑΣΕΙΣ ΧΩΡΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. 4. Βάσεις Χωρικών Δεδομένων

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ - ΕΝΟΤΗΤΑ 1 7/4/2013 ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Ορισμός

Οι διαθέσιμες μέθοδοι σε γενικές γραμμές είναι:

Ανάγκη Ανάπτυξης Μοντέλων και Δομών Χωρικών Δεδομένων

ΜΑΘΑΙΝΟΝΤΑΣ ΤΑ GIS ΣΤΗ ΠΡΑΞΗ ΤΟ ARCGIS 9.3. Α. Τσουχλαράκη, Γ. Αχιλλέως ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΕΩΒΑΣΕΩΝ

Εισαγωγή στο PostGIS 2.x

Πνευµατικά ικαιώµατα

Στην ενότητα αυτή παρατίθενται δεξιότητες που αφορούν στη χρήση των πιο διαδεδομένων λογισμικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS).

15/5/2012. Η γεωβάση είναι µια συλλογή από γεωγραφικά σύνολα διαφόρων τύπων.

ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΒΑΣΕΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Γραμμική Αναφορά - Εισαγωγή. Πηγή: Heather McCracken & Derek Law ESRI Redlands, 2009 ESRI User Conference

ΜΕΡΟΣ Ι: ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ Ε ΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Η ΦΥΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ...

Μορφές των χωρικών δεδομένων

2 ο Μάθημα. Χωρικές Βάσεις Δεδομένων και Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα

Σύβακας Σταύρος ΠΕ19,MSc. IT ΣΥΒΑΚΑΣ ΣΤΑΥΡΟΣ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΕΩΒΑΣΕΩΝ ΣΤΟΧΟΣ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

Επιλογές σύμφωνα με τις σχέσεις των θέσεων των οντοτήτων στο Χώρο 1

Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήµατα (Geographical Information Systems GIS)

Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων

Mobile GIS. Καλύβας Διονύσιος, Καθηγητής ΓΠΣ & Χωρικής Ανάλυσης Υπεύθυνος Ερευνητικής Μονάδας GIS ΓΠΑ. Κολοβός Χρόνης, Γεωπόνος, MSc Γεωπληροφορικής

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων

Εργαστήριο Βάσεων Δεδομένων. Εισαγωγικό Φροντιστήριο Βασικές Έννοιες - Ανάλυση Απαιτήσεων

Περιεχόμενα. Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών Γενικά. ArcGIS/ArcView Γενικά. κεφάλαιο 1. κεφάλαιο 2

Βάσεις Δεδομένων. Βασίλειος Βεσκούκης 2006 Ρ.Κορακίτης, Β.Βεσκούκης, Θ.Καραλόπουλος, Γ.Πανόπουλος

Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήµατα (Geographical Information Systems - GIS) Γιάννης Θεοδωρίδης, Νίκος Πελέκης, Ηλίας Φρέντζος

Μοντελοποίηση Γεωγραφικών Δεδομένων

Βάσεις Δεδομένων. Εισαγωγή Ανάλυση Απαιτήσεων. Φροντιστήριο 1 ο

Εργαστήριο Βάσεων Δεδομένων. Εισαγωγικό Φροντιστήριο Βασικές Έννοιες - Ανάλυση Απαιτήσεων

Χωρικές και Πολυμεσικές Βάσεις Δεδομένων (ΠΜΣ) Ενδεικτικές ερωτήσεις-θέματα για την εξέταση της θεωρίας

Δομές δεδομένων και ψηφιακή αναπαράσταση χωρικών φαινομένων

Σχεδίαση και Χρήση Βάσεων Δεδομένων. Χρήση του DBDesigner. Γιώργος Πυρουνάκης - forky@di.uoa.gr

Εισαγωγικό Μάθημα Βασικές Έννοιες - Ανάλυση Απαιτήσεων

Έννοιες Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων και Αρχιτεκτονική

Αρχιτεκτονική Συστημάτων Βάσεων Δεδομένων. Κατηγορίες χρηστών ΣΔΒΔ Αρχιτεκτονική ANSI/SPARC Γλώσσες ερωτημάτων Μοντέλα δεδομένων Λειτουργίες ΣΔΒΔ

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Ακαδημαϊκό Έτος , Χειμερινό Εξάμηνο Μάθημα: Εργαστήριο «Πληροφορική Υγείας» ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ACCESS

Information Technology for Business

Η εκπόνηση της εργασίας θα γίνει σε ομάδες των 2-3 ατόμων

Τεχνικές Μείωσης Διαστάσεων. Ειδικά θέματα ψηφιακής επεξεργασίας σήματος και εικόνας Σ. Φωτόπουλος- Α. Μακεδόνας

ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΡΙΣΤΕΙΑΣ ΑΝΟΙΧΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ

Orchid: Integrating Schema Mapping and ETL ICDE 2008

Tοπολογική επίθεση χαρτών Παραδειγµατική εφαρµογή

Διαχείριση Πολιτισμικών Δεδομένων

Πίνακας περιεχοµένων

ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Ι. Ενότητα 1: Ορισμοί βασικών εννοιών: Μια πρώτη μοντελοποίηση. Ευαγγελίδης Γεώργιος Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής

Δεντρικά Ευρετήρια. Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1

Αναλυτικές λειτουργίες ΓΠΣ

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων - Η ανατομία μιας βάσης δεδομένων

GIS: Εισαγωγή στα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών

Δεντρικά Ευρετήρια. Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1

Ανάπτυξη Μοντέλου Εκτίμησης της Ποιότητας του Χάρτη κατά το Μετασχηματισμό της Γενίκευσης

. Εργαστήριο Βάσεων Δεδομένων. Εισαγωγικό Μάθημα Βασικές Έννοιες - Ανάλυση Απαιτήσεων

ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Ι

Σχεσιακό Μοντέλο Περιορισμοί Μετατροπή ER σε Σχεσιακό Παράδειγμα.. Εργαστήριο Βάσεων Δεδομένων. Relational Model

ΧΩΡΙΚΕΣ ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Κωδικός μαθήματος: (ώρες):

Δεντρικά Ευρετήρια. Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1

Εισαγωγή στα Συστήματα Βάσεων Δεδομένων. Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1

Αναλυτικό Γνωστικό Περιεχόμενο/Εξεταστέα Ύλη (Syllabus)

GIS Γενική παρουσίαση

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Δημιουργία Ψηφιακού Μοντέλου Βυθού για τον κόλπο του Σαρωνικού, με τη χρήση Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ WEB GIS ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΑΣ ΔΗΜΟΥ ΡΕΘΥΜΝΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2008

Τι είναι τα Συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών. (Geographical Information Systems GIS)

Εισαγωγή στον MS-SQL Server Express 2008 Spatial

Βάσεις Δεδομένων και Ευφυή Πληροφοριακά Συστήματα Επιχειρηματικότητας. 2 ο Μάθημα: Βασικά Θέματα Βάσεων Δεδομένων. Δρ. Κωνσταντίνος Χ.

Εργαστήριο Βάσεων Δεδομένων. Εισαγωγικό Φροντιστήριο Βασικές Έννοιες - Ανάλυση Απαιτήσεων

Δεντρικά Ευρετήρια. Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1

Εργαστηριακές ασκήσεις µαθήµατος Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήµατα

Βάσεις εδομένων ΘΕΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ. Μέρμηγκας Αλέξανδρος Α.Μ ιαχείρηση Πληροφοριακών Συστηματών

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ - ΤΜΗΥΠ ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΙI

ΜΕΡΟΣ Ι: Εισαγωγικά 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...3

Οργάνωση Βάσεων Βιοϊατρικών Δεδομένων Εξόρυξη Γνώσης Βιοϊατρικών Δεδομένων. Σεμινάριο 6: Δομές ευρετηρίων για αρχεία

Σχέσεις. Διμελής Σχέση. ΣτοΊδιοΣύνολο. Αναπαράσταση

ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ. Επιλέγει όλες τις πλειάδες, από μια σχέση R, που ικανοποιούν τη συνθήκη επιλογής.

6. Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) & Τηλεπισκόπηση (Θ) Εξάμηνο: Κωδικός μαθήματος:

ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Εργαστηριακές Ασκήσεις στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Εργαστήριο Οικολογία ΙΙ. Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΣΓΠ) και Εφαρμογές τους στην Οικολογία Εισαγωγή στο λογισμικό ArcGIS

Transcript:

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Δ.Π.Μ.Σ. Γεωπληροφορική Χωρικά στοιχεία σε βάσεις δεδομένων; Εργαστηριακή διάλεξη στα πλαίσια του μαθήματος «Χωρικές βάσεις δεδομένων» Συστήματα χωρικών βάσεων δεδομένων με ειδική αναπαράσταση γεωμετρικών οντοτήτων (Oracle Spatial, PostgreSQL) Κώστας Πατρούμπας kpatro@dblab.ece.ntua.gr 4 Απριλίου 2008 1 Πλεονεκτήματα! Διαχείριση μεγάλου όγκου δεδομένων Εύκολη συσχέτιση με περιγραφικά δεδομένα Μηχανισμοί ασφάλειας και τήρησης των στοιχείων Κεντρική υποστήριξη πολλαπλών εφαρμογών Ομοιογενής τρόπος αποθήκευσης και προσπέλασης στοιχείων Βελτιωμένες επιδόσεις στην επεξεργασία των στοιχείων Δυσκολίες; Εσωτερική αναπαράσταση γεωμετρίας Διαχείριση χρονικής εξέλιξης των στοιχείων Σταδιακή συσσώρευση όγκου δεδομένων (~Terabytes) 2 Χωρικά στοιχεία σε βάσεις δεδομένων; Θεματολογία Εμπορικά συστήματα με χωρικές επεκτάσεις Oracle Spatial IBM DB2 Spatial Extender + Geodetic Management Feature IBM Informix Spatial DataBlade + Geodetic DataBlade Microsoft SQL Server 2008 ESRI ArcSDE middleware αποθήκευση στοιχείων σε Oracle, Sybase, MS-SQL Server, IBM DB2, Informix, κ.ά. για χρήση από ESRI ArcGIS Συστήματα ανοιχτού κώδικα (ελεύθερο λογισμικό) PostgreSQL PostGIS(επέκταση της PostgreSQL) MySQL 3 Σύντομη επισκόπηση της Oracle Spatial Μοντέλο δεδομένων Γεωμετρική αναπαράσταση χωρικών στοιχείων Δεικτοδότηση δεδομένων Επεξεργασία ερωτημάτων Πρόσθετες δυνατότητες Σύντομη επισκόπηση της PostgreSQL Spatial Γεωμετρική αναπαράσταση χωρικών στοιχείων Δεικτοδότηση δεδομένων Χωρικές λειτουργίες Παράδειγμα χωρικής βάσης δεδομένων Σχεσιακό σχήμα Φυσική υλοποίηση σε περιβάλλον Oracle Spatial 10g Ανάκτηση δεδομένων με τυπικά χωρικά ερωτήματα 4 1

Oracle Spatial Oracle Spatial Η Oracle Spatial παρέχει: ένα αντικειμενο-σχεσιακό σχήμα με χρήση της SQL και λειτουργίες για την τήρηση, ενημέρωση, ανάκτηση χωρικών οντοτήτων σε μια βάση δεδομένων σε περιβάλλον Oracle (εκδόσεις: 8i, 9i, 10g, τρέχουσα 11g). Η Oracle Spatial περιλαμβάνει: σχήμα (MDSYS) για την αποθήκευση, σύνταξη και σημασιολογία των γεωμετρικών τύπων δεδομένων μηχανισμό δεικτοδότησης χωρικών δεδομένων (spatial indexing) σύνολο τελεστών (operators) και συναρτήσεων (functions) για την διατύπωση χωρικών ή συνδυασμένων ερωτημάτων (queries) εργαλεία διαχείρισης της βάσης Μοντέλα αναπαράστασης γεωμετρίας: αμιγώς σχεσιακό μοντέλο (relational model) πίνακες με προκαθορισμένα αριθμητικά πεδία (τύπου NUMBER) βασικός πίνακας με συντεταγμένες σημείων αναπαράσταση γραμμών και πολυγώνων προκύπτουν έπειτα από συσχετίσεις με τον πίνακα των σημείων (κορυφών) μια ή περισσότερες εγγραφές για κάθε γεωμετρική οντότητα Παρωχημένο πλέον, υποστηριζόταν μέχρι την έκδοση 9.2 αντικειμενο-σχεσιακό μοντέλο (object-relational model) πίνακας με ένα πεδίο τύπου MDSYS.SDO_GEOMETRY μια εγγραφή (record) για κάθε γεωμετρική οντότητα σύμφωνα με τις προδιαγραφές ODBC/SQL του OpenGIS Consortium για χωρικές οντότητες 4 διαστάσεων το πολύ ισχύει ήδη απ την έκδοση 8i 5 6 Μοντέλο δεδομένων Μοντέλο δεδομένων Πρωταρχικοί γεωμετρικοί τύποι Ιεραρχική δομή γεωγραφικών δεδομένων επίπεδο (λ.χ. ΝΟΜΟΙ) γεωμετρία (λ.χ. ΝΟΜΟΣ ΚΥΚΛΑΔΩΝ) στοιχείο (λ.χ. ΠΑΡΟΣ) LAYER GEOMETRY 1 GEOMETRY 2 GEOMETRY n 7 ELEMENT 1 ELEMENT 2 ELEMENT m 8 2

Μοντέλο δεδομένων Μοντέλο δεδομένων Στοιχείο (Element) οι συντεταγμένες κάθε στοιχείου ως ζεύγη <X,Y> πιθανόν πολλαπλά στοιχεία στην ίδια γεωμετρική οντότητα Βασική δομική μονάδα της γεωμετρίας σημείο: ένα ζεύγος συντεταγμένων πολυγραμμή: ακολουθία ευθυγράμμων τμημάτων πολύγωνο: κάθε ακμή του πολυγώνου ορίζεται απ το ζεύγος των αντίστοιχων κορυφών οι συντεταγμένες καταχωρούνται διατεταγμένες γύρω από το πολύγωνο διαφορετική διάταξη για τον εσωτερικό και τον εξωτερικό δακτύλιο 9 Γεωμετρία (Geometry) η αναπαράσταση του σχήματος μιας χωρικής οντότητας σε ένα σύστημα συντεταγμένων διατεταγμένη ακολουθία από πρωταρχικά στοιχεία Εναλλακτικές μορφές γεωμετρίας: ένα μόνο στοιχείο στιγμιότυπο ενός απ τους πρωταρχικούς γεωμετρικούς τύπους όπως POINT, LINE, POLYGON κ.ά. ομοιογενής συλλογή στοιχείων λ.χ. MULTIPOLYGON για συστάδα νησιών ετερογενής συλλογή στοιχείων λ.χ. COLLECTION για πολύγωνα και τα κεντροειδή τους 10 Μοντέλο δεδομένων Μοντέλο δεδομένων Θεματικό επίπεδο (Layer) ετερογενής συλλογή γεωμετρικών οντοτήτων με το ίδιο σύνολο γνωρισμάτων (attributes) τα γεωμετρικά στοιχεία και οι σχετικοί χωρικοί δείκτες (ευρετήρια) αποθηκεύονται σε πίνακες της βάσης Πολλαπλά επίπεδα μπορούν να αλλελεπιδρούν μεταξύ τους και να σχηματίζουν έναν χάρτη Ορισμός μεταδεδομένων (USER_SDO_GEOM_METADATA) Παράδειγμα: Νομοί Δρόμοι Πόλεις 11 Ανοχή (Tolerance) εκτίμηση της ακρίβειας ή της ορθότητας των χωρικών δεδομένων Αν η απόσταση δύο σημείων είναι μικρότερη από την τιμή της ανοχής, τα σημεία θεωρείται ότι ταυτίζονται Χρήση παραμέτρου ανοχής: σε χωρικές συναρτήσεις και τελεστές κατά την διατύπωση ερωτημάτων στα μεταδεδομένα των χωρικών επιπέδων (αν είναι εξαρχής γνωστή) για γεωδαιτικά δεδομένα εκφράζεται στην αντίστοιχη μονάδα μέτρησης (λ.χ. σε μέτρα) 12 3

Μοντέλο δεδομένων Συστήματα Γεωαναφοράς (Spatial Reference Systems) Υποστήριξη χειρισμού γεωμετρικών δεδομένων σύμφωνα με τις προδιαγραφές του OpenGIS Consortium σε ποικίλα συστήματα αναφοράς: Καρτεσιανές συντεταγμένες στο επίπεδο Γεωδαιτικές (γεωγραφικές) συντεταγμένες λ.χ. σύστημα WGS84 (συντεταγμένες σε lat/long) Προβολικές συντεταγμένες Τοπικό σύστημα αναφοράς λ.χ. σε CAD εφαρμογές Ειδικό σύστημα αναφοράς ορισμένο από τον χρήστη Δυνατότητα αλλαγής γεωαναφοράς για ολόκληρα επίπεδα ή και μεμονωμένες γεωμετρικές οντότητες 13 Τύπος αντικειμένου SDO_GEOMETRY κάθε γεωμετρική οντότητα τηρείται ως αντικείμενο σε κάθε εγγραφή υπάρχει πεδίο τύπου SDO_GEOMETRY το πρωτεύον κλειδί ενός πίνακα δεν μπορεί να οριστεί στο πεδίο τύπου SDO_GEOMETRY Συστατικά τύπου SDO_GEOMETRY Εγγενώς ορισμένα από την Oracle Spatial: CREATE TYPE sdo_geometry AS OBJECT ( SDO_GTYPE NUMBER, SDO_SRID NUMBER, SDO_POINT SDO_POINT_TYPE, SDO_ELEM_INFO MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY, SDO_ORDINATES MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY); 14 Αποδεκτοί γεωμετρικοί τύποι (SDO_GTYPE): d { 2, 3, 4 } l { 0, 3, 4 } Ερμηνεία γεωμετρικού τύπου d l xx d = { 2, 3, 4 } οαριθμός των διαστάσεων λ.χ., τιμή 2003 σημαίνει 2-διάστατο πολύγωνο (03). l = { 0, 3, 4 } η διάσταση που χρησιμοποιείται για τιμές μετρήσεων σε γεωμετρικά στοιχεία με γραμμική αναφορά (Linear Referencing System) λ.χ., η τιμή 2302 σημαίνει ότι η 3η διάσταση κάθε κορυφής 2-διάστατης γραμμής (02) αντιστοιχεί στην τιμή μέτρησης (απόσταση από αφετηρία). xx προσδιορίζει τον τύπο της γεωμετρίας: λ.χ. 01: POINT, 02: LINE, 03: POLYGON κλπ. Οαριθμός d των διαστάσεων αντιστοιχεί στο πλήθος των συντεταγμένων για την αναπαράσταση κάθε κορυφής 15 16 4

Παράμετρος γεωαναφοράς SDO_SRID προσδιορίζει το σύστημα αναφοράς για χωρικές συντεταγμένες της αντίστοιχης οντότητας αναγκαίο για την σωστή ερμηνεία της γεωμετρίας Επιλογές: NULL, οι γεωμετρικές οντότητες δεν προσδιορίζονται από κάποιο σύστημα αναφοράς οπότε πρόκειται για απλές καρτεσιανές συντεταγμένες Αριθμητική τιμή (λ.χ. 8307 για το WGS84), δηλαδή ο κωδικός του αντίστοιχου συστήματος αναφοράς από τον κατάλογο των συστημάτων συντεταγμένων (προκαθορισμένων ή ορισμένων από τον χρήστη) 17 Ειδική δομή αποθήκευσης σημείων SDO_POINT Ορίζει έναν τύπο αντικειμένου με αριθμητικά γνωρίσματα X, Y, Z Οι τιμές X, Y (και Z, αν συμπληρωθεί) θεωρούνται ως συντεταγμένες ενός σημειακού αντικειμένου Πολύ αποδοτικό όταν το θεματικό επίπεδο περιλαμβάνει μόνο σημειακά αντικείμενα. Πότε χρησιμοποιείται; Μόνο όταν τα σύνολα SDO_ELEM_INFO και SDO_ORDINATES είναι NULL και το SDO_POINT είναι NOT NULL Σε κάθε άλλη περίπτωση, η τιμή του SDO_POINT αγνοείται απ την Oracle Spatial 18 Ερμηνεία συντεταγμένων SDO_ELEM_INFO Μεταβλητό σύνολο από τριάδες τιμών: 1. SDO_STARTING_OFFSET δείχνει την θέση στο διατεταγμένο σύνολο SDO_ORDINATES όπου έχει αποθηκευτεί η πρώτη τιμή συντεταγμένων γι αυτό το αντικείμενο 2. SDO_ETYPE φανερώνει τον τύπο του αντικειμένου, λ.χ.: 1003: εξωτερικός δακτύλιος πολυγώνου (ανθωρολογιακή φορά) 2003: εσωτερικός δακτύλιος πολυγώνου (ωρολογιακή φορά) 3. SDO_INTERPRETATION ερμηνεία της ακολουθίας των συντεταγμένων το αντικείμενο στο SDO_ETYPE μπορεί να είναι σύνθετο (compound) 19 Κατάλογος συντεταγμένων SDO_ORDINATES μεταβλητού μήκους ακολουθία αριθμητικών τιμών (NUMBER) αποθηκεύει τις τιμές των συντεταγμένων που σχηματίζουν το περίγραμμα του χωρικού αντικειμένου αυτό το διατεταγμένο σύνολο τιμών ερμηνεύεται σε συνδυασμό με την πληροφορία στο SDO_ELEM_INFO Παράδειγμα: πολύγωνο με τέσσερις 2-διάστατες κορυφές: {2,4, 7,3, 9,6, 5,8, 2,4} 20 5

Δεικτοδότηση χωρικών δεδομένων Παράδειγμα ορισμού χωρικού στοιχείου Έστω ο πίνακας Regions (Region_ID, Region_Name, Shape) INSERT INTO regions VALUES ( 92, κωδικός (μη γεωμετρικό πεδίο) 'ΠΛΑΤΕΙΑ ΣΥΝΤΑΓΜΑΤΟΣ', ονομασία (μη γεωμετρικό πεδίο) MDSYS.SDO_GEOMETRY( 2003, 2-διάστατο πολύγωνο 8307, σύστημα γεωναφοράς είναι το WGS84 NULL, μη σημειακά δεδομένα MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1, 1003, 3), ορθογώνιο MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(23.78,38.76, 23.89,38.84) ) ); Χωρικοί δείκτες ή ευρετήρια (spatial indices) μηχανισμός για ελάττωση των αναζητήσεων βασισμένοι σε χωρικά κριτήρια: λ.χ. τομή, επικάλυψη κ.ά. γεωμετρικών οντοτήτων Χρησιμότητα: ερώτημα παραθύρου ερώτημα χωρικής σύνδεσης 21 22 Δεικτοδότηση χωρικών δεδομένων Δεικτοδότηση χωρικών δεδομένων R-δένδρα κύρια δομή δεικτοδότησης ιεραρχική υποδιαίρεση των δεδομένων σε κοντινές συστάδες Τετραδικά δένδρα (quadtrees) εναλλακτική δομή ευρετηρίου ιεραρχική υποδιαίρεση του χώρου σε τεταρτημόρια Διαθεσιμότητα και των δύο δομών Η επιλογή ευρετηρίου εξαρτάται από το είδος της επεξεργασίας 23 Χαρακτηριστικά R-δένδρων: προσέγγιση της γεωμετρίας αντικειμένων μέχρι 4 διαστάσεων με ελάχιστα περιβάλλοντα παραλληλόγραμμα (MBR) γρηγορότερη εκτέλεση τύπων ερωτημάτων: εγγύτερου γείτονα (τελεστής SDO_NN) και εντός αποστάσεως (τελεστής SDO_WITHIN_DISTANCE) δυσχέρεια αναπροσαρμογής όταν συμβαίνουν συχνές ενημερώσεις (updates) στην γεωμετρία των στοιχείων 24 6

Δεικτοδότηση χωρικών δεδομένων Δεικτοδότηση χωρικών δεδομένων Χαρακτηριστικά τετραδικών δένδρων (quadtrees): εφαρμόσιμα μόνο για αντικείμενα 2 διαστάσεων. λεπτομερής προσέγγιση της γεωμετρίας με κατάλληλη ρύθμιση παραμέτρων (tiling level, number of tiles) αργή εκτέλεση ερωτημάτων εγγύτερου γείτονα (SDO_NN) ανεπηρέαστα από συχνές αλλαγές στην γεωμετρία (updates) Σύγκριση ευρετηρίων R-δένδρα ευκολότερη κατασκευή και ρύθμιση των ευρετηρίων απαιτούν λιγότερο αποθηκευτικό χώρο, εκτός αν πρόκειται για σημειακά δεδομένα όπου δεν υπάρχει διαφορά Τετραδικά δένδρα (quadtrees) χρειάζονται γενικά περισσότερο αποθηκευτικό χώρο για την δομή σε σχέση με τα R-δένδρα εκτός αν αφορά σημειακά δεδομένα ατυχείς επιλογές στις παραμέτρους (tiles, tiling level) μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά τις επιδόσεις κατά την επεξεργασία ερωτημάτων 25 26 Επεξεργασία ερωτημάτων Επεξεργασία ερωτημάτων Δύο βαθμίδες επεξεργασίας (two-tier query model): Χωρικές οντότητες filtering Υποψήφιες απαντήσεις refinement Ακριβείς απαντήσεις Πρωτεύον φίλτρο (filter) γρήγορη επιλογή υπερσυνόλου με υποψήφιες απαντήσεις μόνο αυτά τα στοιχεία θα ελεγχθούν με το δευτερεύον φίλτρο Δευτερεύον φίλτρο (refinement) ακριβείς γεωμετρικοί υπολογισμοί εφαρμόζεται μόνο για τις γεωμετρικές οντότητες που λαμβάνονται από το πρωτεύον φίλτρο. Ο συνδυασμός των δύο βαθμίδων τελικά επιστρέφει ακριβείς απαντήσεις. 27 Πρωτεύον φίλτρο χρησιμοποιεί την δομή δεικτοδότησης (R-δένδρα, quadtrees) που έχει ήδη χτιστεί για τα χωρικά δεδομένα Δευτερεύον φίλτρο υλοποιείται με τους χωρικούς τελεστές (Oracle Spatial): SDO_RELATE (τοπολογικές σχέσεις: επικάλυψη, τομή...) SDO_WITHIN_DISTANCE (αντικείμενα εντός αποστάσεως) SDO_NN (k-εγγύτεροι γείτονες) Το δευτερεύον φίλτρο δεν είναι πάντοτε απαραίτητο (λ.χ., για zoom σε έναν χάρτη) 28 7

Επεξεργασία ερωτημάτων Επεξεργασία ερωτημάτων Παράδειγμα αναζήτησης με τετραδικό δένδρο filtering refinement Τελεστής SDO_RELATE υλοποιεί ένα μοντέλο (9-intersection model) διερεύνηση δυαδικών τοπολογικών σχέσεων μεταξύ σημείων, γραμμών, πολυγώνων, ελέγχοντας: περίγραμμα (boundary, b) εσωτερικό (interior, i) εξωτερικό (exterior, e) 29 30 Επεξεργασία ερωτημάτων Επεξεργασία ερωτημάτων Τοπολογικές σχέσεις στο 9-intersection matrix CONTAINS INSIDE COVEREDBY TOUCH OVERLAPBDYDISJOINT OVERLAPBDYINTERSECT EQUAL DISJOINT COVERS ON ANYINTERACT Τελεστής SDO_WITHIN_DISTANCE ελέγχει αν η ευκλείδεια απόσταση μεταξύ δύο χωρικών αντικειμένων Α και Β είναι μικρότερη από ένα όριο d υπολογισμός με ζώνες επιρροής (buffers) Τελεστής SDO_NN επιστρέφει τις k χωρικές οντότητες που βρίσκονται πλησιέστερα στο συγκεκριμένο αντικείμενο ενδιαφέροντος 31 32 8

Επεκτάσεις της Oracle Spatial Θεματολογία Προηγμένη διαχείριση για ειδικές εφαρμογές: Σύστημα γραμμικής αναφοράς (Linear Referencing) λ.χ. χιλιομετρήσεις κατά μήκος οδικού δικτύου Γεωκωδικοποίηση (geocoding) εντοπισμός διευθύνσεων πάνω στο χάρτη Ψηφιδωτά με γεωαναφορά (GeoRaster) δορυφορικές εικόνες, αεροφωτογραφίες, ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM) κ.ά. Υποστήριξη τοπολογίας στα δεδομένα γειτνίαση και συνεκτικότητα οντοτήτων Ανάλυση δικτύων λ.χ. εύρεση βέλτιστης διαδρομής σε οδικό δίκτυο Διαλειτουργικότητα (interoperability) δεδομένα προσπελάσιμα από διάφορα λογισμικά GIS 33 Σύντομη επισκόπηση της Oracle Spatial Μοντέλο δεδομένων Γεωμετρική αναπαράσταση χωρικών στοιχείων Δεικτοδότηση δεδομένων Επεξεργασία ερωτημάτων Πρόσθετες δυνατότητες Σύντομη επισκόπηση της PostgreSQL Spatial Γεωμετρική αναπαράσταση χωρικών στοιχείων Δεικτοδότηση δεδομένων Χωρικές λειτουργίες Παράδειγμα χωρικής βάσης δεδομένων Σχεσιακό σχήμα Φυσική υλοποίηση σε περιβάλλον Oracle Spatial 10g Ανάκτηση δεδομένων με τυπικά χωρικά ερωτήματα 34 PostgreSQL Spatial PostgreSQL Spatial PostgreSQL DBMS: ελεύθερα αναπτυσσόμενο λογισμικό διαχείρισης β.δ. εκδόσεις αρχικά για Unix/Linux, αλλά πλέον και σε Windows τρέχουσα έκδοση: 8.3 Η PostgreSQL Spatial προσφέρει: + ειδικούς τύπους δεδομένων για την αποθήκευση απλών γεωμετρικών οντοτήτων + μηχανισμούς δεικτοδότησης χωρικών δεδομένων (spatial indexing) + σύνολο γεωμετρικών τελεστών (operators) και συναρτήσεων (functions) για την διατύπωση χωρικών ή συνδυασμένων ερωτημάτων (queries) αλλά επιτρέπει μόνο 2-διάστατες γεωμετρικές οντότητες χωρίς δυνατότητα προσδιορισμού συστήματος αναφοράς για γεωγραφικά δεδομένα 35 Αναπαράσταση δεδομένων: ειδική μορφή ως ακολουθία συντεταγμένων αναγνωρίσιμη εσωτερικά απ το σύστημα διαχείρισης απόκλιση απ τις αυστηρές προδιαγραφές του OGC πολύπλοκα γωμετρικά σχήματα δεν υποστηρίζονται, λ.χ. πολύγωνα με οπές, γραμμές με πολλαπλά χωριστά τμήματα,... Όλα τα γεωμετρικά αντικείμενα θεωρούνται ως 2-διάστατες καρτεσιανές οντότητες Διαθεσιμότητα γεωμετρικών συναρτήσεων ορισμένες δεν έχουν ακόμη υλοποιηθεί πλήρως λ.χ., overlaps 36 9

Μοντέλο δεδομένων Δεικτοδότηση δεδομένων Αποδεκτοί γεωμετρικοί τύποι 37 Τυπικές μορφές ευρετηρίων: Τετραδικά δένδρα (quadtree) δεν υποστηρίζονται R-δένδρα μόνο για πολυγωνικά σχήματα Γενικευμένα δένδρα αναζήτησης (GiST): πιο ανθεκτική δομή ευρετηρίου χειρισμός ακόμη και «κενών» γεωμετριών εφαρμόσιμη για πολυδιάστατα δεδομένα δόμηση MBR ακόμη και για περίπλοκα σχήματα με μεγάλο πλήθος συντεταγμένων για δεικτοδότηση όλων των χωρικών τύπων σημεία, γραμμές, πολύγωνα υλοποίηση των R-δένδρων ως ειδικών περιπτώσεων δυνατότητα παραμετροποίησης χωρικών λειτουργιών διευκόλυνση της διατύπωσης & εκτέλεσης ερωτημάτων 38 Χωρικές λειτουργίες Χωρικές λειτουργίες Γεωμετρικοί τελεστές Γεωμετρικοί τελεστές (συνέχεια) 39 40 10

Χωρικές λειτουργίες Χωρικές λειτουργίες Γεωμετρικοί τελεστές (συνέχεια) Γεωμετρικές συναρτήσεις Απ την έκδοση 8.2, οι τελεστές εγκλεισμού άλλαξαν συμβολισμό: ~ @> και @ @< 41 42 Συμπεράσματα Παραπομπές Χρήση βάσεων δεδομένων για χωρικά στοιχεία Από κοινού τήρηση και των περιγραφικών πεδίων Τήρηση συνέπειας, ορθότητας και ασφάλειας στοιχείων Ειδικές δομές, τελεστές, συναρτήσεις Γρήγορη επεξεργασία ακόμη και για σύνθετα ερωτήματα Οπτικοποίηση διαχωρίζεται από την βάση δεδομένων Δυνατότητα ανάπτυξης εξειδικευμένων εφαρμογών Απαιτήσεις: Διαχείριση συστήματος β.δ. (Oracle DBMS, PostgreSQL) Κατανόηση εσωτερικής αναπαράστασης δεδομένων Χρήση ειδικής γλώσσας ερωταποκρίσεων (SQL) Προσοχή στην σύνταξη των εντολών 43 Συστήματα β.δ. με χωρικές επεκτάσεις Oracle 10g Spatial http://www.oracle.com/technology/products/spatial/ PostgreSQL http://www.postgresql.org/ IBM Informix http://www.ibm.com/software/data/informix/blades/spatial/ Εγχειρίδια χρήσεως Oracle Spatial 10g, PostgreSQL http://www.dbnet.ece.ntua.gr/~kpatro/geodb/manuals Ειδικές εφαρμογές από το Εργαστήριο β.δ. του Ε.Μ.Π. isql*plus http://gaia.dbnet.ece.ntua.gr:5560/isqlplus 44 11