Понятия о базах данных и их разновидностях

1.

Выполнил студент
группы СЖД 2-18-1
Шкредова Анастасия

2.

База данных (БД) – совокупность данных
организованных по определенным правилам,
устанавливающим общие принципы описания, хранения
и манипулирования данными.
Базы данных ГИС ( пространственные базы данных)
содержат наборы данных о пространственных объектах

3.

Процесс проектирования базы данных (БД) состоит из
трех уровней: концептуального, логического и
физического

4.

Концептуальный
уровень
На концептуальном уровне разрабатывается концептуальная
модель БД, которая включает: описание и определение
рассматриваемых объектов; выбор способов географических
объектов в БД; выбор базовых типов пространственных объектов
(точки, линии, полигоны, ячейки растр) и др.
На этом уровне определяется содержание БД, зависящее от сути
рассматриваемого явления, характера его пространственного
расположения и задач, для которых создаётся БД.
Задачами могут быть: создание карты, серии карт, карт для
многократного или многоцелевого использования.
Концептуальный уровень не связан с определенными
программами.

5.

Логический уровень
Логический уровень определяется существенными
программными средствами и практически не зависит от
технического обеспечения. На этом уровне происходит
логический выбор элементов БД в соответствии с
системой базами данных (СУБД), используемой в
программном обеспечении.
Наиболее распространёнными логическими
структурами (моделями) БД являются иерархическая,
сетевая и реляционная.

6.

В иерархической модели записи данных образуют
древовидную структуру, при этом каждая запись связана
только с одной записью, находящейся на более высоком
уровне.
Главным преимуществом такой системы является то, что в
ней легко искать, она хорошо определена, эффективна с
точки зрения организации машинной памяти.

7.

Сетевые БД используют отношение «многие к многим»,
при котором один элемент может иметь многие
атрибуты, при этом каждый атрибут связан со многими
элементами.
Их главным недостатком является то, что в крупных БД
ГИС количество указателей может стать очень большим,
требуя значительной затраты памяти.

8.

Реляционые БД наиболее популярны. Они имеют
табличную структуру: строки соответствуют одной
записи об объекте, а столбцы содержат однотипные
характеристики всех объектов. Основаны на наборе
математических принципов, называемых реляционной
алгеброй, которая устанавливает правила
проектирования и работы таких систем.

9.

Физический уровень
Связан с аппаратными и программными средствами.
Определяется объем хранимой информации,
необходимые объёмы оперативной и долговременной
памяти компьютера, рассматриваются вопросы
структурирования файлов на носителе информации для
обеспечения программного доступа к данным, тип
представления данных.

10.

В геоинформационных системах используется 4 вида
данных:
1) пространственные данные;
2) атрибутивные данные;
3) библиотеки условных знаков;
4) метаданные.

11.

МОДЕЛИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ
Представление пространственных данных или модель
пространственных данных – это способ цифрового
описания пространственных объектов, тип структуры
пространственных данных.
Наиболее универсальными и употребительными из
моделей пространственных данных являются:
1. Растровое представление;
2. Векторное представление;
3. GRID представление;
4. TIN представление.

12.

РАСТРОВЫЕ МОДЕЛИ ДАННЫХ
Растровая модель данных- это цифровое
представление пространственных
объектов в виде совокупности ячеек
растра (пикселов) с присвоенными им
значениями класса объектов.
Основное преимущество растровой
модели - это слияние позиционной и
смысловой информации в единой
позиционной матрице, положение
элементов (пикселов) которой
определяется номером их столбца и
строки, а значение элемента –
непосредственный показатель
смысловой нагрузки.

13.

Векторные
модели
данных
Векторное представление или векторная модель данных – это
цифровое представление точечных, линейных и полигональных
объектов в виде набора координатных пар.
Различают 2 основные векторные модели пространственных
данных – это нетопологическое и топологическое представления.
Нетопологическое векторное представление – это векторное
представление пространственных объектов в виде набора
координатных пар с описанием только геометрии точечных,
линейных и полигональных объектов.
Топологическое векторное представление – это векторное
представление пространственных объектов, учитывающие не
только геометрию объектов, но и их топологические отношения.

14.

GRID модель
Относится к числу так называемых регуляционно – ячеистых
моделей данных.
ГРИД (регулярная сеть) – это способ организации
географических данных в базе данных ГИС в виде множества
равных по размерам и территориально сопряженных ячеек,
упорядоченных в виде строек и столбцов.

15.

TIN
представление
TIN представление (от
Наиболее часто используется
английского triangulated
irregular network, TIN–
триангуляционная нерегулярная
сеть)- векторный способ
отображения поверхностей
Триангуляция – это процесс
создания смежных
непересекающихся
треугольников, вершинами
которых являются точки.
триангуляция по критерию
Делоне: окружность,
проведенная через три вершины
любого треугольника не должна
содержать в себе никаких других
точек.

16.

Атрибутивные
базы
данных
Атрибут (поле, столбец таблицы) – это показатель, который
характеризует объект и принимает для конкретного
экземпляра объекта числовое, текстовое или иное значение.
Информационная система оперирует наборами объектов,
спроектированными применительно к данной предметной
области, используя при этом конкретные значения атрибутов
(данных) тех или иных объектов.
В настоящее время существует 3 основные модели построения
баз атрибутивных данных:
1. иерархическая;
2. сетевая;
3. реляционная.

17.

Библиотеки
условных
знаков
Для составления
тематических карт в
геоинформационных
системах используются
огромное количество
специальных условных
знаков. Большое количество
предметных областей вносит
некоторую путаницу с
использованием условных
знаков. Поэтому, для
стандартизации применения
условных знаков используют
стандартные (в каждой
предметной области)
библиотеки условных знаков.
Для геологических карт
различного содержания
стандартные библиотеки
условных знаков разработаны
во ВСЕГЕИ и обязательны для
применения при
картосоставительских работах
(рис. 32).

18.

Метаданные
Метаданные (Metadata) - данные о данных - данные,
описывающие сущности, предстваленные в
информационных системах, представляют собой
характеристики описываемых сущностей для целей их
идентификации, поиска, оценки и управления.

19.

Спасибо за
внимание