RELACYJNE BAZY DANYCH I ICH ZNACZENIE W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ

Transkrypt

1 RELACYJNE BAZY DANYCH I ICH ZNACZENIE W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ

2 RELACYJNE BAZY DANYCH I ICH ZNACZENIE W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ 1. ELEMENTY SYSTEMU INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ DANE GEOGRAFICZNE 2. DEFINICJA BAZY DANYCH RELACYJNE BAZY DANYCH 3. SYSTEMY ZARZĄDZANIA BAZAMI DANYCH FUNKCJE, PRZEGLĄD OPROGRAMOWANIA 4. SQL JĘZYK OBSŁUGI RELACYJNYCH BAZ DANYCH 5. PRACA Z BAZAMI DANYCH W GIS

3 Czym jest GIS? GIS to zorganizowany system składający się z komputera, oprogramowania, danych geograficznych i obsługi, zaprojektowany w celu efektywnego przechowywania, uaktualniania, przetwarzania, analizowania i wyświetlania wszystkich form informacji mających odniesienie geograficzne Urbański 1997 OPROGRAMOWANIE SPRZĘT Użytkownicy GIS DANE GEOGRAFICZNE

4 DANE GEOGRAFICZNE to dane przestrzenne lub dane opisowe o obiektach i zjawiskach występujących na powierzchni Ziemi i w jej bliskim sąsiedztwie - zarówno pod jak i nad tą powierzchnią. DANE PRZESTRZENNE to dane, które określają położenie, wielkość, kształt oraz związki topologiczne zachodzące między tymi obiektami, zjawiskami lub procesami DANE OPISOWE to dane charakteryzujące obiekty, zjawiska lub procesy oraz obiekty geograficzne z nimi powiązane. W odróżnieniu od danych przestrzennych dane opisowe nie dotyczą geometrii, kształtu ani zależności topologicznych między obiektami geograficznymi. MIEJSCEM PRZECHOWYWANIA DANYCH GEOGRAFICZNYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ JEST BAZA DANYCH

5 BAZA DANYCH - definicja Baza danych (ang. database) jest zbiorem informacji (danych) na temat interesujących nas obiektów świata rzeczywistego. TYPY BAZ DANYCH: bazy hierarchiczne, bazy sieciowe, relacyjne bazy danych, obiektowe bazy danych, obiektowo-relacyjne bazy danych

6 RELACYJNE BAZY DANYCH RELACYJNE BAZY DANYCH POJĘCIA 1 relacyjny model baz danych został stworzony przez E.F. Codda na przełomie lat 70 i 80, podstawą modelu teoria zbiorów, relacja to tabela posiadająca kolumny i wiersze, na każdym przecięciu kolumny i wiersza występuje wartość opisująca właściwość obiektu relacyjnego jest matematyczna

7 RELACYJNA BAZA DANYCH KLUCZ GŁÓWNY kolumna, która jednoznacznie identyfikuje wiersze w tabeli KROTKA to wiersze tabeli, zawiera informacje opisujące obiekt w tabeli np. województwo wielkopolskie ATRYBUT kolumna tabeli opatrzona nazwą, reprezentuje właściwość wyróżnionej klasy obiektów np. województw RELACJA (tabela) - przechowuje informacje o wyróżnionej klasie obiektów np. województwach w Polsce

8 RELACYJNA BAZA DANYCH ATRYBUT kolumna tabeli opatrzona nazwą, reprezentuje właściwość wyróżnionej klasy obiektów. Każda kolumna ma określony TYP DANYCH formę zapisu danych. Typ danych określa wartości jakie dana kolumna przyjmuje oraz operacje jakie na niej można wykonać TYPY DANYCH znakowy używany do reprezentacji tekstu, liczbowy używany do reprezentacji wartości liczbowych, logiczny może przybierać tylko dwie wartości: prawda fałsz, data służy do reprezentacji dat i czasu, walutowy służy do przechowywania liczb wraz z symbolem waluty, binarny - służy do przechowywania plików graficznych, dźwiękowych itp. geometryczny służą do przechowywania współrzędnych obiektów geometrycznych punktów, linii, poligonów.

9 RELACYJNA BAZA DANYCH CZY SKŁADOWANIE DANYCH W POJEDYNCZEJ TABELI JEST EFEKTYWNE? RELACJA (TABELA) GEOGRAFIA POLITYCZNA ŚWIATA JEDNA TABELA = REDUNDANCJA DANYCH

10 NORMALIZACJA NORMALIZACJA (E. F. Codd 1972) technika służąca do wyznaczania zbioru relacji (tabel) CELEM NORMALIZACJI jest zmniejszenie redundancji oraz niespójności danych, NORMALIZACJA polega na podziale danych składowanych w bazie danych na poszczególne tabele. PODSTAWOWA ZASADA PODZIAŁU DANYCH NA TABELE POLEGA NA ZIDENTYFIKOWANIU KLAS OBIEKTÓW ŚWIATA RZECZYWISTEGO, KTÓRE CHCEMY REPREZENTOWAĆ W BAZIE DANYCH DLA KAŻDEJ KLASY TWORZYMY OSOBNĄ TABELĘ

11 RELACYJNA BAZA DANYCH ZNORMALIZOWANA BAZA DANYCH

12 MODELOWANIE ZWIĄZKÓW MIĘDZY RELACJAMI związki umożliwiają łączenie tabel ze sobą w celu otrzymania pełnej informacji klucz główny klucz obcy związek między relacjami: kontynent państwo na pojedynczym kontynencie położonych jest wiele państw jedno państwo położone jest na jednym kontynencie związek typu: 1..* RELACJA KONTYNENT RELACJA PAŃSTWO

13 MODELOWANIE ZWIĄZKÓW MIĘDZY RELACJAMI ZŁĄCZENIE DWÓCH TABEL KONTYNENT PAŃSTWO KONTYNENT.ID_KONTYNENT = PAŃSTWO.ID_KONTYNENT RELACYJNA BAZA DANYCH klucz główny tbl. KONTYNENT Kontynent.Nazwa Kontynent.Powierzchn ia Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa Europa klucz obcy tbl. PAŃSTWO Państwo.Nazwa Norwegia Finlandia Szwecja Dania Islandia Estonia Łotwa Litwa Białoruś Rosja Ukraina Mołdawia Rumunia Bułgaria Polska Węgry Państwo.Stoli ca Oslo Helsinki Sztokholm Kopenhaga Rejkjawik Tallin Ryga Wilno Mińsk Moskwa Kijów Kiszyniów Bukareszt Sofia Warszawa Budapeszt Państwo.Powierzchnia

14 System Zarządzania Bazą Danych oprogramowanie nadzorujące i kontrolujące dostęp do bazy danych; pozwala na komunikacje użytkownika z bazą danych

15 System Zarządzania Bazą Danych funkcje pozwala zdefiniować bazę danych, pozwala użytkownikom dopisywać dane, aktualizować je i manipulować nimi, umożliwia kontrolę dostępu użytkowników do zgromadzonych danych, zapobiega utracie danych, pozwala na odtworzenie danych po awarii systemu, pozwala na kontrolę spójności danych, umożliwia jednoczesny dostęp do danych wielu użytkownikom.

16 serwer bazy danych klient 2 Intranet/Internet klient 1 DB klient 3 OPROGRAMOWANIE SERWERA OPROGRAMOWANIE KLIENTA System Zarządzania Bazą Danych architektura klient serwer DB

17 System Zarządzania Bazą Danych architektura klient serwer DB DOSTĘP DO BAZY DANYCH

18 System Zarządzania Bazą Danych architektura klient serwer WWW - serwer DB klient 1 Intranet/Internet klient 2 serwer bazy danych DB klient 3 OPROGRAMOWANIE SERWERA serwer WWW

19 System Zarządzania Bazą Danych architektura klient serwer WWW - serwer DB DOSTĘP DO BAZY DANYCH

20 System Zarządzania Bazą Danych klient MySQL wiersz poleceń

21 System Zarządzania Bazą Danych NARZĘDZIA ADMINISTRACYJNE

22 System Zarządzania Bazą Danych NARZĘDZIA DO PROJEKTOWANIA BAZ DANYCH MS VISIO, ERWIN, DBDESIGNER, DIA

23 System Zarządzania Bazą Danych EDYCJA ZAPYTAŃ -QUERY

24 System Zarządzania Bazą Danych MIGRACJA MIĘDZY SYSTEMAMI

25 SQL język baz danych Język komunikacji użytkownika z oprogramowaniem zarządzającym relacyjnymi bazami danych, w roku 1986 SQL stał się oficjalnym standardem wspieranym przez Międzynarodową Organizację Standardów (ISO)

26 SQL język baz danych Struktura konstrukcji SQL Frazy komentarz --komentarz przykład konstrukcji SQL SELECT kontynent.nazwa, kontynent.powierzchnia FROM kontynent WHERE kontynent.powierzchnia > ORDER BY kontynent.powierzchnia; identyfikatory Słowa kluczowe SQL

27 SQL język baz danych --komentarz przykład konstrukcji SQL SELECT kontynent.nazwa, kontynent.powierzchnia FROM kontynent WHERE kontynent.powierzchnia > ORDER BY kontynent.powierzchnia;

28 SQL język baz danych Polecenia SQL dotyczą: pobierania danych z bazy danych - SELECT umieszczanie danych w tabelach - INSERT zmiana danych - UPDATE usuwania danych z bazy danych - DELETE tworzenie struktury bazy danych - CREATE usuwanie obiektów bazy danych (np. tabel) DROP zmiana struktury bazy danych - ALTER

29 BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ baza danych rama przestrzenna kolumna łącząca bazę danych z ramą przestrzenną

30 BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ baza danych rama przestrzenna generowanie map w oparciu o zawartość bazy danych

31 BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ selekcja tabeli wybrane województwa baza danych rama przestrzenna zapytania do bazy danych wybierz województwa, gdzie przyrost naturalny jest mniejszy od 0 promili

32 BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ selekcja tabeli w ne bra wy wó o je w dzt a baza danych rama przestrzenna zapytania do bazy danych wybierz województwa, gdzie przyrost naturalny jest większy od 0 promili i stopa bezrobocia jest większa od 15%

33 BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ wyb ran ew ojew baza danych ódz tw a rama przestrzenna zapytania do bazy danych wybierz województwa, gdzie gęstość zaludnienia jest większa od 200 osób na km kw.

34 BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ selekcja tabeli wybrane województwa baza danych rama przestrzenna zapytania do bazy danych wybierz województwa, gdzie stopa bezrobocia jest większa równa od średniej krajowej

35 BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ nowa kolumna baza danych rama przestrzenna edycja bazy danych instrukcja SQL modyfikująca bazę danych

36 MIEJSCE BAZ DANYCH W GIS System Informacji Geograficznej NIE JEST KOLEKCJĄ MAP, nie przechowuje mapy ani obrazu jakiegoś obszaru, lecz DANE GEOGRAFICZNE zgromadzone w BAZIE DANYCH umożliwiające wygenerowanie map cyfrowych. GIS modelowanie struktura funkcji programu typu GIS wprowadzanie danych baza danych produkt końcowy analizy przestrzenne