«Проектирование и создание кбд (картографические базы данных)»

Мною была предпринята попытка решить следующие задачи: описать сущность баз данных и картографических баз данных, а также составить картографическую базу данных для электоральной карты.

Объектом исследования – картографические базы данных.

Предмет исследования – составление и проектирование картографических баз данных.

Курсовая работа состоит из двух основных глав:

1. Базы данных и картографические базы данных.

2. Создание картографической базы данных для региональной среднемасштабной электоральной карты досрочных президентских выборов в Республике Башкортостан 2014 г.

Рис. 1. Схема работы с базой данных [2].

В ГИС пользователь рассматривает реальный мир через призму тематической вазы данных. Измерения и выборки, содержащиеся в базе данных, должны как можно полнее и точнее соответствовать предмету исследования и его основным характеристикам. Представление данных должно учитывать типы их возможных преобразовании. К созданию БД ГИС предъявляются высокие требования, связанные с пространственной формой организации и представления данных.

База данных должна быть [21, с. 49]:

• согласованной по времени — хранящиеся в ней количественные и качественные данные должны соответствовать определенному времени, быть актуальными;

• полной, достаточно подробной для предполагаемого создания ГИС или картографического произведения; категории данных и их подразделения должны включать все необходимые сведения для осуществления анализа или математико-картографического моделирования исследуемого объекта или явления;

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

• достоверной, правильно отражающей характер явлений, для этого необходимо четко определить включенные в нее атрибуты явлений;

• легко обновляемой;

• доступной для любых пользователей.

В процессе проектирования БД обычно выделяют три основных этана (уровня): концептуальный, логический и физический [21, с. 50].

Концептуальный уровень не зависит от имеющихся аппаратных и программных средств. При проектировании и создании баз данных, прежде всего, должен быть решен концептуальный вопрос отображения реального мира или абстрактных представлений о нем. Для БД ГИС он связан с концептуальной моделью географических данных и включает:

• определение и описание исследуемых объектов или явлений;

• установление способа представления географических объектов в базе данных;

• выбор базовых типов пространственных объектов;

• решение вопроса о способе представления размерности и взаимосвязей реального мира в БД;

• определение необходимых источников данных, требований к их качеству.

На концептуальном уровне также оцениваются: требования потенциальных пользователей ГИС; требования к составу разработчиков ГИС; стоимость ГИС-проекта и сроки его реализации и т. д.

Содержание базы данных, определяемое на концептуальном уровне, в свою очередь определяется сутью явления, характером его пространственного распространения и задачами, для которых создается БД: анализ и моделирование геосистем, пространственное обеспечение принятия решений но управлению территорией, либо создание одной или серии карт для многоцелевого и многократного использования.

Очевидно, что для решения двух различных задач даже на основе однотипных данных содержание БД оказывается разным: при составлении лесохозяйственных и природоохранных карт используют информацию о растительности, но при этом ее параметры выбирают разные.

Итак, первый этап проектирования и создания базы данных — отбор и определение включаемых в нее типов объектов, второй — поиск адекватных способов пространственного представления каждого типа объектов [28].

Логический уровень определяется имеющимися программными средствами и практически не зависит от технического обеспечения. Он включает определение содержания базы данных (пространственное, атрибутивное), разработку логической структуры элементов базы данных в соответствии с требованиями к хранению и манипулированию информацией со стороны системы управления базами данных (СУБД), используемой в программном обеспечении ГИС.

Физический уровень связан с аппаратными и программными средствами. На этом уровне проектируется БД как хранилище данных, определяются объемы хранимой в БД информации и необходимые объемы памяти компьютера (оперативной и долговременной); физическая структура БД, ее блоки, компоненты и их размещение; рассматриваются вопросы о структурировании файлов на диске или других носителях информации для обеспечения программного доступа к ним, представления данных в памяти компьютера (целые, действительные числа, байты или буквенно-цифровые характеристики).

1.1.2. Классификация баз данных по модели данных

При классификации баз данных по моделям данных самыми распространенными являются:

• Иерархическая база данных;

• Сетевая база данных;

• Реляционная база данных.

Иерархическая база данных – это база данных, в которой хранение информации о каждом объекте представляется в виде определенной «папки», то есть, в этой «папке» могут быть дочерние элементы или «папки», а в тех дочерних «папках» могут быть еще дочерние элементы, но есть один объект, с которого все начинается. Данная база данных представляется в виде своеобразного дерева. Примером иерархической базы данных может быть файловая система компьютера [3].

Можно отметить то, что базы данных подобного вида оптимизированы под чтение информации, то есть, базы данных, имеющие иерархическую структуру, могут быстро выбирать, запрашиваемую информацию и отдавать ее пользователям, но такая структура не позволяет столь же быстро перебирать информацию.

Рис. 2. Иерархическая база данных [3]

На рисунке 2 можно увидеть структуру иерархической базы данных, в самом верху находится родитель или корневой элемент, ниже находятся дочерние элементы, элементы, находящиеся на одном уровне называются братьями, ну или соседними элементами. Соответственно чем ниже уровень элемента, тем вложенность этого элемента больше [4].

Конструирование сложных древовидных моделей позволяет ото-бражать явления в многообразии их сторон, в чем проявляется одно из свойств этих моделей. Осуществляется это через возможность многоплановости раскрытия сюжета на картах. Получение серий карт сходной тематики на конечных стадиях моделирования особенно важно, так как именно эти карты, в отличие от рабочих, промежуточных карт, позволяют оценить точность всего процесса моделирования и представляют его результаты [29, с. 196].

Сетевые базы данных представляет собой своеобразную модификацию иерархических баз данных. В сетевых базы данных у дочернего элемента может быть несколько предков, то есть, элементов стоящих выше него, когда у иерархических баз данных у каждого дочернего элемента может быть только один потомок. Структуру сетевых баз данных можно увидеть на рисунке 3.