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® GIS und relationale Datenbanken: Arc/Info SDE und Oracle 8i Spatial.

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Präsentation zum Thema: "® GIS und relationale Datenbanken: Arc/Info SDE und Oracle 8i Spatial."—  Präsentation transkript:

1 ® GIS und relationale Datenbanken: Arc/Info SDE und Oracle 8i Spatial

2 Übersicht Relationale Datenbanken Grenzen von Relationalen Datenbanken Oracle 8i Spatial ArcSDE Relationale Datenbanken Grenzen von Relationalen Datenbanken Oracle 8i Spatial ArcSDE

3 RDBMS Relationale Datenbanken Managment Systeme Alle Informationen werden in Tabellen gespeichert In jedem Feld befindet sich eine (atomare) Information Jeder Datensatz wird mit einem eindeutigen Schlüssel (Primary Key) versehen (z.B. ID) Beziehungen zwischen Datensätzen werden über Fremdschlüssel realisiert Indizierung von Feldern zur Steigerung der Geschwindigkeit bei der Datensatzsuche Abfragesprache SQL (Structured Query Language) Alle Informationen werden in Tabellen gespeichert In jedem Feld befindet sich eine (atomare) Information Jeder Datensatz wird mit einem eindeutigen Schlüssel (Primary Key) versehen (z.B. ID) Beziehungen zwischen Datensätzen werden über Fremdschlüssel realisiert Indizierung von Feldern zur Steigerung der Geschwindigkeit bei der Datensatzsuche Abfragesprache SQL (Structured Query Language)

4 RDBMS Relationale Datenbanken Managment Systeme Fremdschlüssel Primärschlüssel

5 Grenzen von RDBMS Keine komplexen Objekte in Feldern Komplexe Objekte müssen auf mehrere Spalten oder gar Relationen verteilt werden Alle Operationen basieren auf Tabellenstruktur Es sind keine direkten Operationen mit Objekten möglich Beispiel GIS: Keine komplexen Objekte in Feldern Komplexe Objekte müssen auf mehrere Spalten oder gar Relationen verteilt werden Alle Operationen basieren auf Tabellenstruktur Es sind keine direkten Operationen mit Objekten möglich Beispiel GIS: Körper Flächen Knoten Kanten

6 Bisherige GIS-Systeme Getrennte Speicherung von Geometrie und Sachdaten –Sachdaten/Topologie in Shapefiles –Geometrie/Attribute in RDBMS –Gründe: – Mangel an OO-DBMS – Performance (räumliche Indizes) Geometrie in BLOB-Feldern –Keine Datenbankoperationen mit Blob-Feldern möglich –GIS-System ist für die Arbeit mit diesen Daten notwendig Getrennte Speicherung von Geometrie und Sachdaten –Sachdaten/Topologie in Shapefiles –Geometrie/Attribute in RDBMS –Gründe: – Mangel an OO-DBMS – Performance (räumliche Indizes) Geometrie in BLOB-Feldern –Keine Datenbankoperationen mit Blob-Feldern möglich –GIS-System ist für die Arbeit mit diesen Daten notwendig

7 Neue GIS-Systeme Ideale Lösung –Eine Datenbank für alle Daten Kommerzielle Systeme –Oracle 8i Spatial –Esri ArcSDE –IBM DB2 Spatial Extender –Informix Spatial DataBlade Oracle 8i –Keine Größenbegrenzung (mehrere Terrabyte möglich) –Automatische Aufteilung auf Teildatenbanken z.B. nach Staaten, Regionen oder anderen Kriterien –Orientiert sich weitestgehend an OGC SQL Spezifikationen Ideale Lösung –Eine Datenbank für alle Daten Kommerzielle Systeme –Oracle 8i Spatial –Esri ArcSDE –IBM DB2 Spatial Extender –Informix Spatial DataBlade Oracle 8i –Keine Größenbegrenzung (mehrere Terrabyte möglich) –Automatische Aufteilung auf Teildatenbanken z.B. nach Staaten, Regionen oder anderen Kriterien –Orientiert sich weitestgehend an OGC SQL Spezifikationen

8 Point Polygon Polygon with hole Self-crossing line strings Zulässig Self-crossing polygons Nicht zulässig Nicht zulässig Oracle 8i - Primitive Geometrie Typen Line string Arc line string Compound line string Compoundpolygon Optimizedpolygons circlerectangle ®

9 Oracle 8i - Erstellung von Objekten (10,10)(10,10) (20,25)(20,25) (30,10)(30,10) (40,10)(40,10) SQL> INSERT INTO LINES VALUES ( 2> attribute_1, …. attribute_n, 3> MDSYS.SDO_GEOMETRY ( 4> 2002, null, null, 5> MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY (1,2,1), 6> MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY ( 7> 10,10, 20,25, 30,10, 40,10)) 8> ); SQL> INSERT INTO LINES VALUES ( 2> attribute_1, …. attribute_n, 3> MDSYS.SDO_GEOMETRY ( 4> 2002, null, null, 5> MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY (1,2,1), 6> MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY ( 7> 10,10, 20,25, 30,10, 40,10)) 8> ); ®

10 Shapefile Oracle 8i - Converter Verwendet den Oracle SQL*Loader Verarbeitet Attribute (.DBF) ebenso wie Geometrie (.SHP and.SHX) Erstellt ein SQL-Skript zur Generierung einer Spatial-Tabelle Unterteilt große Daten automatisch in vom SQL- Loader verarbeitbare SQL-Scripts Wird nicht offiziell unterstützt Verwendet den Oracle SQL*Loader Verarbeitet Attribute (.DBF) ebenso wie Geometrie (.SHP and.SHX) Erstellt ein SQL-Skript zur Generierung einer Spatial-Tabelle Unterteilt große Daten automatisch in vom SQL- Loader verarbeitbare SQL-Scripts Wird nicht offiziell unterstützt ®

11 Spatial Indizierung Basiert auf Quad Tree Decomposition Indiziert Punkte, Linien und Polygone Zwei unterschiedliche Methoden –Fixed tiling –Hybrid tiling Der Vorgang der Indizierung nennt sicht tessellation (Überlappungsfreie und vollständige Abdeckung des Raumes) Die Ergebnisse eines Tessellation-Prozesses werden in einem spatial index gespeichert Basiert auf Quad Tree Decomposition Indiziert Punkte, Linien und Polygone Zwei unterschiedliche Methoden –Fixed tiling –Hybrid tiling Der Vorgang der Indizierung nennt sicht tessellation (Überlappungsfreie und vollständige Abdeckung des Raumes) Die Ergebnisse eines Tessellation-Prozesses werden in einem spatial index gespeichert ®

12 Quad Tree - Tessellation Fixed Tile Decomposition Hybrid Tile Decomposition

13 Oracle 8i – Auffinden von Objekten Datenbank nach Fixed Tiling Tesselation T1T2T7 T3T4 T5T6T8T9 ®

14 Oracle 8i – Auffinden von Objekten 1. Filterschritt: Grobfilterung T1T2T7 T3T4 T5T6T8T9 ®

15 Oracle 8i – Auffinden von Objekten 2. Filterschritt: exakte Filterung T1T2T7 T3T4 T5T6T8T9 ®

16 Egenhoefer 4-Schnittmodell A A B B A A B B

17 Egenhoefer 9-Schnittmodell A A B B A A B B

18 A B A B A B A B A B A B A B Contains Inside Covers Covered by Touch Overlap Boundaries Intersect Overlap Boundaries Disjoint Equal Disjoint Oracle 8i - Topologische Relationen ®

19 Einfache Geometrietypen Oracle 8i – Beispiele für Buffering Gruppen von Geometrietypen ®

20 Oracle 8i – Beispiel select c.city from cities c, interstates i where highway = 'I 170' and mdsys.sdo_relate ( c.location, mdsys.sdo_geom.sdo_buffer ( i.geom, 0.5, ), 'mask=ANYINTERACT querytype=WINDOW' ) = 'TRUE'; select c.city from cities c, interstates i where highway = 'I 170' and mdsys.sdo_relate ( c.location, mdsys.sdo_geom.sdo_buffer ( i.geom, 0.5, ), 'mask=ANYINTERACT querytype=WINDOW' ) = 'TRUE'; Suche alle Städte in einem Bereich um Highway I 170 ®

21 ArcSDE – Universelle Datenschnittstelle Server für den Zugriff auf Geo-Daten (über Dienste) Zugriff auf die Daten übers Netzwerk / Internet Erleichtert den Übergang zu RDBMS 2 Module –SDE Server for Coverages –SDE Server for DBMS Server für den Zugriff auf Geo-Daten (über Dienste) Zugriff auf die Daten übers Netzwerk / Internet Erleichtert den Übergang zu RDBMS 2 Module –SDE Server for Coverages –SDE Server for DBMS

22 ArcSDE – Universelle Datenschnittstelle Zugriff auf die Daten in Tabellenform mit komplexen Objekten in Feldern Programmierschnittstelle (C, C++, VisualBasic,...) Zugriff auf Daten aus verschiedensten Systemen (ArcInfo, ArcView, IMS, AutoCad, MicroStation,...) Zugriff auf die Daten in Tabellenform mit komplexen Objekten in Feldern Programmierschnittstelle (C, C++, VisualBasic,...) Zugriff auf Daten aus verschiedensten Systemen (ArcInfo, ArcView, IMS, AutoCad, MicroStation,...)

23 ArcSDE Server for Coverages Nutzt die ArcInfo Datenformate Es ist keine Konvertierung notwendig Nutzt die ArcInfo Datenformate Es ist keine Konvertierung notwendig

24 ArcSDE Server for DBMS Speichert die Daten in üblichen RDBMS (wie z.b Oracle, IBM DB2, Informix, MS SQL-Server, Sybase usw.) Nutzt eventuell vorhandene Spatial-Funktionen der Datenbanken –Oracle 8i Spatial –IBM DB2 Spatial Extender –Informix Spatial DataBlade Speichert die Daten in üblichen RDBMS (wie z.b Oracle, IBM DB2, Informix, MS SQL-Server, Sybase usw.) Nutzt eventuell vorhandene Spatial-Funktionen der Datenbanken –Oracle 8i Spatial –IBM DB2 Spatial Extender –Informix Spatial DataBlade

25 ® Ende

26 Oracle 8i – OGC Spezifikationen OracleOGC Point Point ClusterMultipoint Curve Circle Optimized Rectangle LineStringLineString, Line, Linear Ring Arc StringsMultiCurve Compound Line StringMultiLineString Surface Polygon ArcPolygon MultiSurface Compound PolygonMultiPolygon


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