SQL Kapitel 7 Lagring av data Om databastekniken

SQL Kapitel 7: Lagring av data Om databastekniken bakom ett GIS © Linfo Norrbotten och Softcenter 2006 Kursmaterialet ägs av Linfo Norrbotten och har utvecklats i samarbete med Softcenter AB Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS Sida: 1

Lagring av data - historik v Storlek och pris på data: v 1970 -tal: 10 kr/byte lagrad data v 2000: 1 kr/MB lagrad data v Imorgon: Petabyte-databaser (1024 TB) Ett GIS funktioner Insamling Lagring Bearbetning Analys Presentation v Lagring = informationsförvaltning: v Skall vara oberoende av: w Teknik -> Lätt att migrera w Personalbyte -> Dokumenterat w Verksamhetsutveckling -> Lätt anpassa v Lösningen? w Objektorienterade relationsdatabaser w (O)RDBMS Data (Efter Red. Eklund L. , Geografisk Informationsbehandling (1999)) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 2

Trender data och information Trendord § Direkt åtkomst § Intelligenta data § Tillförlitlighet och kvalitet Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 3

Trender data Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 4

Definition på en databas En samling samhörande data… …som är lagrade i strukturerad form …och som kan bli åtkomlig för Sökning Fråga Svar DATA Databas Bearbetning edit, add table. . A B C D 1 2 3 4 10 20 30 40 Sortering (STG Hb 167, GIS-Ordboken) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 5

Databashanterare Databashanteringssystem (DBHS) Database management system (DBMS) SQL Funktioner för att www. microsoft. com www. oracle. com www. informix. com Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 6

Andra specialfunktioner v Rapportfunktioner v Transaktionshantering v DDL (Data Definition Language) v Logisk uppbyggnad v Datarepresentation w Datatyper w Fältlängder v Indexeringar v Säkerhetskopiering (backup) v Åtkomstkontroll v Skriva v Ändra v Läsa Databasadministratören (DBA) ”- En viktig kugge i ett GIS!” v Rimlighetskontroller (Efter Red. Eklund L. , Geografisk Informationsbehandling (1999)) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 7

2 sätt att lagra geografiska data Integrerade system Hybriddatabas Koppling (Två olika hanterare) • En för geomteri • En för attribut • Filbaserat Datum 10/18/2021 Geometri lagras som attribut • Relationsdatabas • Objektorienterat GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 8

Olika sätt att lagra geometri Vektordata (x, y) Rasterdata (regelbunden tesselering) TIN (oregelbunden tesselering) Rasterdata Infrastruktur Bebyggelse Markanvändning Jordarter Grund Raster Vektor - Höjd Väg Bebyggelse Mark Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 9

Indelning av databastyper efter lagringsstruktur v Hierarkiska databaser v Nätverksdatabaser v Relationsdatabaser Vanligt i GIS! v Objektsorienterade databaser Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 10

Hierarkiska och nätverksdatabaser Kiruna HIERARKISKA DATABASER v Sökning via indexfiler Bryggarn v Dubbellagring v Svårt att ändra struktur 1 2 3 Filaren 1 2 3 1 Åke Eva Åke NÄTVERKSDATABAS Kiruna Bryggaren 2: 3 Ägare: Åke Kiruna v Vidareutveckling av hierarkiska Bryggarn databasstrukturen v Pekare – Utrymmeskrävande 1 2 3 Filaren 1 2 3 1 Åke Eva Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 11

Objektorienterade databaser v Lagring på objektnivå: v Objektklass innehåller objekt med v Identifierare v Status v Metoder Polygon Objekttyp (objektklass) Ärver egenskaper Vattenområde Landområde Objektklasser Ärver egenskaper Vatten-1 Vatten-2 Effektiv lagring Komplext Landområde-1 Landområde-3 Objekten Landområde-2 (Burrough, Peter, A och Mc. Donell, Rachael A. , 1998. Principles of Geographical Information Systems) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 12

Relationsdatabas 1965 Chen, ER-modell (Entity - Relationship -modellen) 1970 Codd, Relationsmodellen: Byggnr Relation: Är Tabeller och Vyer Har Namn Med attribut Kolumner och Rader Byggnad Nr Id 1 22 2 23 3 24 4 25 Nr Id Yta Ägare 1 22 200 7310 2 23 300 6501 3 24 150 7310 4 25 350 2512 Identifierare (primärnyckel) Vy Ägare Id Namn Adress Tel 7310 Anna E Storg 1 43567 6501 Åke P Lillv 5 65789 2512 Lisa P Näs 2 98769 6409 Arne E Storg 1 43567 Och relateras med Nycklar (Efter Malmström, B och Wellving, A. Introduktion till GIS 1995 och Red. Eklund L. , Geografisk Informationsbehandling 1999) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 13

Relationer 1: 1 Fastighet Yta ”En fastighet har alltid en yta. ” 0: M Byggnad Boende ”En byggnad kan ha ingen, en eller flera boende. ” 1: M Fastighet Ägare ”En fastighet måste alltid ha minst en eller flera ägare. ” M: M Ägare Fastighet Ur fastighetsägarens synvinkel: ”En fastighet kan ägas av flera, och en ägare kan ha flera fastigheter. ” Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 14

Normalisering v Viktigt begrepp vid uppbyggnad av relationsdatabaser FASTIGHETSNR ÄGARE ÄGARADRESS Vad händer om det finns flera ägare? . . . eller om ägaren flyttar och har flera fastigheter? FASTIGHETSNR ÄGARNR ÄGD ANDEL ÄGARNR ÄGARE ÄGARADRESS Normalformer: • 1 NF (Tabell, varje rad unik, atomära värden) • BCNF (Boyce. Codds Normalform; inga funktionella beroende mot nycklar) • 4 NF (inga flervärda beroenden) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 15

Relationsdatabas: ett exempel Byggnadskoordinater Punkt_Nr 12 Tabell Hus_ID X Y 300 1400000 Primär nyckel 1750000 Främmande nyckel Hus Relation Hus_ID 300 Fast_nr Hustyp Bryggaren 2 Affär Fastighet Fnr Fastighet Bryggaren 2 Trakt Köpmannag 8 80 Block X Nummer 1 Pers_Nr Ägd andel 730403 -6531 50% Taxerad_ägare Pers_Nr 730403 -6531 Namn Ägar_adress Staffan Bengtsson Sommarstigen 80 (efter Malmström, B och Wellving, A. 1995. Introduktion till GIS) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 16

Relationsdatabasens geokoder Byggnadskoordinater Punkt_Nr 12 Tabell Hus_ID X Y 300 1400000 Primär nyckel 1750000 Främmande nyckel Hus Relation Hus_ID 300 Fast_nr Hustyp Bryggaren 2 Affär Fastighet Fnr Fastighet Bryggaren 2 Köpmannag 8 Trakt 80 Block Nummer X 1 Pers_Nr 730403 -6531 Ägd andel 50% Taxerad_ägare Pers_Nr 730403 -6531 Datum 10/18/2021 Namn Ägar_adress Staffan Bengtsson Sommarstigen 80 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 17

Topologi (inom GIS) Topologi kan enklast förklaras med: ”En beskrivning av hur geografiska objekt ansluter eller angränsar till varandra” Huset ligger BREDVID vägen Bondgården LIGGER PÅ fastigheten Vägen SKÄR vattendraget Naturskyddsområdet INNEHÅLLER gamla ekar (STG, 1996. GIS Ordboken). Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 18

Topologiska relationer Relation Punkt Linje Yta ligger i/på gränsar till ej relevant ligger i/på Linje gränsar till Yta ligger i/på gränsar till (Efter HMK-databaser, 1991, LM) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 19

Hur en yta lagras i en databas i ett GIS (Arc. Info-manual, ESRI) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 20

Lagring av Linje-Nod topologi Geografiska data Topologiska data - Längd - Riktning - Anslutningar (Arc. Info-manual, ESRI) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 21

Polygon - Linje topologi Geografiska data Topologiska data - Area - Angränsninslinjer (Arc. Info-manual, ESRI) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 22

Topologi - övning 1 Beskriv linje-topologin: Kartan nedan visar vägar med sju noder som är numrerade. Lista "från-nod" och "till-nod" för alla linjer i en tabell. Arc Fr_node T_node (Arc. Info-manual, ESRI) Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 23

Topologi - övning 2 Beskriv polygon-arc och höger-vänster topologi: Lista alla linjer (arc) och deras anslutande polygoner Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS Polygon Antal arcs Arc L_Poly lista av arcs R_Poly 24

Geografiska databaser: att tänka på. . . Ursprung Skala Geografisk- eller kartografisk databas Projektion Geografisk databas Ajourföring Aktualitet Juridik Äganderätt Nyttjanderätt Sekretess 1983, 1985. . . Datum 10/18/2021 GIS för gymnasiet Databaslagring i ett GIS 25