Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio

Präsentation zum Thema: "Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio"—  Präsentation transkript:

1 Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio
- allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio

2 Vortrag I Geodatenbanken Das Entstehen von Geodatenbanken
UML (Unified Modeling Language) - kurzer Rückblick CASE - Tools in ArcInfo

3 Geodatenbanken Was ist eine Geodatenbank ?
Geodatenbanken sind die Datengrundlagen eines jeden GIS (engl.: geodatabase) Beispiel: Verkehrsnetz für einen Routenplaner

4 Zwei Fragestellungen zu Beginn
Was macht eine gute Datenbank aus ? Wofür soll die spezielle Geodatenbank verwendet werden ?

5 Alle nötigen Daten sind vorhanden
Gute Organisation der Daten ( mehrere Benutzer sollten auf dieselben Daten zugreifen können) Flexible und übersichtliche Nutzungsmöglichkeiten Möglichst wenig Speicheraufwand Zukunftsorientierte Nutzbarkeit

6 Modellentwicklung Zielsetzung: Welche Funktionen sollen mit Hilfe der Datenbank ausgeführt werden Ermittlung oder zusammentragen der benötigten Daten Organisieren der Daten in logische Gruppen

7 Zielsetzungen und Datengrundlagen
Routenplanung Straßennetz Kataster Flurstücke, Besitzer Bodenordnung Bodenschätzung Bauleitplanung

8 Datenquellen

9 Zusammenfassen Straßen Geländearten Gewässer Grundstücke
Objektklassen (UML)

10 Definieren von Objekten
Bsp.: Gebäudeinformationssystem Raum: Arbeitsplatz für Person Flur: verbindet 2 oder mehr Räume Etage: Komposition aus Räumen und Fluren Labor: Spezialfall eines Raumes (Unterklasse)

11 Beziehungen Viele Klassen haben direkte Beziehungen zueinander
Bsp.: Gebäudeinformationssystem Ein Raum listet einen einen bestimmten „Benutzer“ auf Eine Person arbeitet in einem bestimmten Raum

12 Dokumentation in UML (Geoinformation I)
Kardinalität Name Flur Raum Verbindet 2...* 0...* Oberklasse Raum Labor Büro Unterklasse

13 Beachte: Kardinalitäten: Unterklassen: 1 genau 1 0...4 0 bis 4
3, oder 7 0...* größer oder gleich null 0...3, Unterklassen: ... Spezialisieren das Konzept einer Oberklasse ... „erben“ Attribute und Methoden der jeweiligen Oberklasse

14 Aggregation vs. Komposition
Aggegation: eine Aggregation ist eine spezielle Assoziation, deren beteiligte Klassen eine Ganzes - Teile Hierarchie darstellen Komposition: eine Komposition ist strenge Form der Aggregation, bei der die Teile vom Ganzen existenzabhängig sind

15 ... In Visio Aggregation in Visio (UML-Darstellung)
Komposition: Ganzes und Teile sind existenzabhängig

16 Attribute und Methoden
Attribute stellen die speziellen „Eigenschaften“ einer Klasse dar. Bsp.: Länge, Breite, XY-Koordinaten ... Attribute sind nur innerhalb der Klasse sichtbar privat vs. public Methoden: Methoden stellen die „Operatoren“ einer Klasse dar Bsp.: getLänge, getBreite, anzeigen, verschieben, entfernen ...

17 Klassen und Methoden Kreis Klassenname Attribute Methoden
- Mittelpunkt - Radius + anzeigen + entfernen + verschieben Klassenname Attribute Methoden

18

19

20

21 Nach öffnen von neuem Dokument zur Schablonenauswahl zurückkehren
Visio

22 Aber Vorsicht... Symbolik für „Aggregat“ und „Verfeinerung“ sind vertauscht Erkennbar an: Kardinalitäten Pfeil- / Rautensymbol !

23 Verfeinerung Unterklasse) mit Pfeilsymbol und ohne Kardinalitäten
Aggregat (bzw. hier eine Komposition) mit Rautensymbol und Kardinalitäten

24 Aber... „Oh glücklich wer noch Hoffen kann, aus diesem Meer des Irrtums aufzutauchen!“ Goethe, Faust (Der Tragödie erster Teil), Vor dem Tore

25 Idee: Übersichtliche Planung und einfache Veranschaulichung
für Mitarbeiter und Kunden bzw. User

26 Darstellung der Objekte
Unterschiedliche Repräsentierung der unterschiedlichen Klassen Alphanumerisch repräsentierte Klassen Geometrisch repräsentierte Klassen Alphanumerisch: Texte, Werte, Zahlen...

27 Geometrische Darstellungen von Klassen
Punkt: repräsentiert die Lage eines Objekts mit min. Ausdehnung Linie: repräsentiert die Lage eines Objekt welches zu schmal für eine Fläche ist Fläche: repräsentiert ein Polygon Oberfläche: wie Fläche, jedoch auch Erhebungen (Berg) Raster: ... Eine Fläche die in rechteckige Felder unterteilt ist (für Analysen brauchbar) Bild/Photo: ...jedes andere digitale Bild

28 Hefte raus: Klassenarbeit (Aufgabe 1)
Pünktlich zum neuen Semester will die Uni Bonn zur Orientierung der Erstsemester einen Routenplaner für die Poppelsdorfer Institute. Welche Daten werden zur Routenplanung benötigt und aus welchen Quellen können diese Daten gewonnen werden? Dokumentiert die Ergebnisse in einfachen UML - Diagrammen

29 Problem: Leider ist Visio nur auf „Wolga“ installiert
Vorschlag: bastelt die UML - Diagramme in PowerPoint zusammen Beispielklassen und Relationen findet Ihr unter V:/Dennis/Aufgabe 1, Kardinalitäten müssen mit Textfeldern ergänzt werden Vervollständigt das UML - Diagramm mit eigenen Klassen und Relationen

30

31 Erstellen von Datenpaketen
Wie sollen Daten in ArcInfo repräsentiert werden ? Umsetzen der Benutzeransprüche in ein Datenbank Schema

32 Möglichkeiten in ArcInfo
Punktklassen: Punkt: ein nichtverbundener Punkt (Statuen etc.) Knoten: ein verbundener Punkt (Straßenkreuzungen etc.) Komplexer Knoten: ein verbundener Punkt mit eigener inneren Topologie (Wasseraufbereitungsanlagen etc.)

33 Möglichkeiten in ArcInfo
Punkt: Knoten: Komplexer Knoten:

34 Möglichkeiten in ArcInfo
Linienhafte Klassen: Linie: alleinstehende Linie (Zäune etc.) Kante: ein verbundenes Teil eines Liniensystems (wie in einem Straßennetz) Komplexe Kante: Lineare Klasse mit verbundenen Sektionen (Polylinie)

35 Möglichkeiten in ArcInfo
Linie: Kante: Komplexe Kante:

36 Möglichkeiten in ArcInfo
Flächenhafte Klassen: Polygon: alleinstehende Fläche (Parks etc.) Auch für platzausfüllende Gebiete, wie ausgebreitete Vegetation (Wälder etc.)

37 Möglichkeiten in ArcInfo
Oberflächenklassen: TIN (Triangulated Irregular Network) (siehe Vortrag): detaillierte Darstellung des Terrains Raster: geeignet für größere Gebiete (gröbere Auflösung, geringere Datenmengen)

38 Organisieren der Struktur (Schritt 1)
Gruppierung der Klassen in logische Zusammenhänge (Datensätze) Eine einzelne Klasse kann durchaus eine eigene Gruppe sein, falls sie sich nicht zuordnen läßt

39 Datensatz „Straßen“

40 Topologische Regeln Alle Klassen eines geometrischen Netzwerkes müssen sich im gleichen Datensatz befinden (Straßen vs. Wasserleitungen) Klassen, die ganze Flächen einnehmen, oder wenn sich überschneidende Elemente eine Kreuzung haben sollen, sollten sie im selben Datensatz gespeichert werden.

41 Mögliche Topologien Fall 1: Fall 2:
sich kreuzende Linien haben Kreuzungsknoten Fall 2: Linien können „untereinander“ verlaufen ohne sich zu schneiden

42 Organisieren der Struktur (Schritt 2)
Zusammenfassen der einzelnen Datensätze in Geodatenbanken Geodatenbank enthält schließlich alles um einen speziellen Bereich zu Modellieren (siehe Beispiel: Stadt)

43 Einbetten in Geodatenbanken
Umgebung Grundstücke Straßen Stadt Geodatenbank Datensatz

44 UML in ArcInfo: CASE - Tools
CASE - Tools: Computer Aided Software Engineering Software - Entwicklungsumgebung CASE - Tools fassen sonst isolierte Software -Entwicklungswerkzeuge (z.B. Editoren, Übersetzer, Verwaltungsprogramme) in einer vollständigen benutzerfreundlichen Arbeitsumgebung zusammen

45 ... Und nicht nur für UML Weitere Einsatzmöglichkeiten:
Datenflußpläne, Netze ... In Visio auch Modellierung von Kartenobjekten möglich

46 Die Strategie von CASE - Tools (1)
Das hier angewandte: 1. Entwurf der Geodatenbank in UML - Diagrammen 2. Benutzen des Creation Wizard in ArcCatalog um Schema der Geodatenbank Aufgrund des UML - Diagramms zu erstellen 3. Benutzen von ArcMap - Tools zur Integration ins Programm

47 Die Strategie von CASE - Tools (2)
Der umgekehrte Ansatz: 1. Importieren bereits vorhandener Daten (ArcCatalog, ArcToolbox) 2. Aufbau des geometrischen Netzwerkes 3. Hinzufügen des UML - Diagramms zu den existierenden Daten mittels des CreationWizards

48 Erstellen des UML-Schemas
Graphisch: MS Repository Erstellen des UML-Schemas Import von Daten CreationWizard Hinzufügen des UML Geodatenbank Shape Files Coverages

49 ... Das war´s für´s erste Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit
Viel Spaß mit Till