Импорт баз данных на карту

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образование и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный Федеральный Университет имени М.К.Аммосова»

Инженерно-технический институт

Кафедра «Экспертиза, управления и кадастр недвижимости»

Курсовая работа

Тема: «Импорт баз данных на карту»

Дисциплина: «Географическая информационная система в недвижимости»

Выполнила ст.гр. ЗК-11-2 Игнатьева Е.А.

Проверила: Толстякова М.Н.

Якутск 2014



Содержание

Введение

Составные части ГИС

Базы данных и геоинформационные системы

Реляционная модель данных

Распределение базы данных

Проектирование структуры распределения базы данных

Создание распределительной базы данных

Работа с распределительной базой данных

Особенности и ограничения обмена данными

Импорт топографических связей

Импорт топографических отношений

Импорт баз данных на карту

Заключение

Список использованной литературы

картирование геоинформационный топографический база



Введение

Существует множество определений географической информационной системы (ГИС). С их количеством может сравниться только количество определений, что такое информационная система вообще. Для «конечного пользователя» ГИС прежде всего ассоциируются с территориями, картами, классификаторами, системами обозначений объектов на картах и, конечно, с данными об объектах карты, хранящимися во встроенной или прилагаемой базе (базах) данных.

В течении ряда лет проводились исследования по возможности применения ГИС-технологий для решения задач различных отраслей. На современном рынке ГИС -технологий целы ряд продуктов России и дальнего зарубежья занимают прочные позиции. Это ГИС МарInfo, ArcInfo (США), «Интелвек», «Альбея», «ИнГео» (Россия).

Широкое применение информационных технологий затронуло в настоящее время практически все сферы производственной деятельности. Во многих отраслях последние достижения этого направления связаны с началом применения географических информационных систем (ГИС) для решения разного рода производственных задач. Применение ГИС позволяет на качественно новом уровне обеспечить информационной базой практически все службы и на этой основе обеспечить решение технических, технологических, экономических и целого ряда других задач.

ГИС-- это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.

Каждому пространственному объекту соответствует запись в базе данных с набором атрибутивной информации.

ГИС хранит информацию в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения.

Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач.

Любая географическая информация содержит сведения о пространственном положении:

· привязка к географическим или другим координатам;

· ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ, идентификатор земельного участка, название дороги или километровый столб на магистрали и т.п.

ГИС может работать с двумя существенно отличающимися типами данных - векторными и растровыми. Обе модели имеют свои преимущества и недостатки. Современные ГИС могут работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных.

В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств (например, плотность населения).

Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами (описывает непрерывные объекты и явления). Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте или картинке.

Составные части ГИС

Работающая ГИС включает в себя пять ключевых составляющих: аппа-ратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы.

Аппаратные средства. Это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.

Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (DBMS или СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения); графический пользовательский интерфейс (GUI или ГИП) для легкого доступа к инструментам.

Данные. Это вероятно наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных.

Исполнители. Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы.

Методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой.

ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Этот про-стой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач: для отслеживания передвижения транспортных средств и материалов, детального отображения реальной обстановки и планируемых мероприятий, моделирования глобальной циркуляции атмосферы.

Любая географическая информация содержит сведения о пространственном положении, будь то привязка к географическим или другим координатам, или ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ или округ переписи населения, идентификатор земельного или лесного участка, название дороги и т.п. При использовании подобных ссылок для автоматического определения местоположения или местоположений объекта (объектов) применяется процедура, называемая геокодированием. С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте где находится интересующий вас объект или явление, такие как дом, в котором проживает ваш знакомый или находится нужная вам организация, где произошло землетрясение или наводнение, по какому маршруту проще и быстрее добраться до нужного вам пункта или дома.



Базы данных и геоинформационные системы

Целью настоящей статьи является ознакомление специалистов в области геодезии и картографии с механизмом хранения и обработки данных, которые предоставляют геоинформационные системы.

Без правильной организации информации невозможно построение эффективно действующей ГИС. Хорошо подготовленная цифровая карта является основой любой ГИС, но и смысловая, атрибутивная информация играет важную роль в системах прикладного назначения. В ряде случаев, она становится даже важнее картографической составляющей: например, в кадастровых системах.

Большинство современных программ - как ГИС, так и систем управления базами данных (СУБД), предоставляют интуитивно понятные, легкие в освоении инструменты для манипулирования данными. Однако для разработки информационной системы, содержащей всего две-три взаимосвязанных таблицы, уже требуются знания основ организации автоматизированного хранения информации.

Все виды данных, которые могут быть сохранены в базах данных, могут быть разделены на две основных категории:

* элементарные, или простые данные, например: число или строка;

* составные или сложные, которые представляют собой определенным образом организованную совокупность простых данных.

Наиболее распространенными сложными типами данных являются массивы и записи.

Массив представляет собой упорядоченную последовательность простых данных одного типа: либо чисел, либо строк. Каждому элементу массива присваивается порядковый номер - индекс.

Запись представляет собой совокупность простых данных разных типов: как чисел, так и строк. Элементы записи принято называть ее полями, а совокупность записей, имеющих однотипные поля - файлом.

Файл является ничем иным, как массивом, состоящим из записей. Следовательно, каждой записи мы можем сопоставить индекс, который в этом случае принято именовать ключом записи. Очевидно, что каждому ключу в файле сопоставлена только одна запись, и, наоборот: для каждой записи существует единственный ключ.

Необходимо добиться, чтобы вычисления производились максимально быстро, при этом используемое программное обеспечение должно быть максимально гибко «настраиваться» для решения различных задач в различных прикладных областях. Эта идея приводит нас к понятию модели данных.

Итак, модель данных приставляет собой описание принципов, в соответствии с которыми осуществляется хранение и обработка данных. Поиск и выработка оптимальных моделей данных является уделом исследователей-математиков, работающих в области теории баз данных. В настоящий момент, в результате большого практического опыта, полученного при реализации конкретных систем, практическое применение нашли реляционная и объектно-ориентированная модели данных.

Модель данных содержит три составляющие:

* описание структуры данных, то есть тех принципов, в соответствии с которыми осуществляется хранение и упорядочение данных;

* описание методов манипулирования данными, то есть тех принципов, в соответствии с которыми осуществляется порождение новых данных путем обработки существующих;

* описание принципов контроля целостности, то есть формальных ограничений (правил), удостоверяющих соответствие данных той или иной предметной области.



Реляционная модель данных

Реляционная модель данных разработана в 1970 году в корпорации IBM и в настоящий момент является самой распространенной. Она основана на нескольких простых принципах, в основе которых лежит понятие отношения, связи между различными атрибутами, отражающей отношения между сущностями и их атрибутами (характеристиками) в реальном мире.

Пусть мы имеем некоторую предметную область, в которой определены некоторые сущности, т.е. обособленные, отдельные от друг от друга элементы. Примерами сущностей являются «дерево», «дом», «день», «мысль» и т.п. Каждая сущность имеет тип: правило, позволяющее находить похожие сущности, которые могут быть объединены в упорядоченную совокупность сущностей - набор сущностей. Примерами наборов сущностей являются: «деревья», «дом», «месяц» (совокупность «дней»), «цитатник» (совокупность «мыслей»). Одна и та же сущность может принадлежать к разным наборам. Например, сущность «дерево» может принадлежать к наборам «деревья» и «лес», а сущность «день» к наборам «календарь» и «праздники».

Обособленность от других - есть основной признак сущности. А что значит обособленность? Это значит, что существуют определенные атрибуты, посредством различения которых мы отделяем один объект от другого. Примерами атрибутов являются «цвет», «наименование», «возраст» и.т.п. Например, атрибутом сущности «дом» является его «номер»; каждый дом на одной улице имеет свой номер, и потому мы отличаем дома друг от друга.

Запишем сказанное в символическом виде следующим образом:

ДОМ(НОМЕР)

Пусть для некоей сущности существует набор атрибутов, который однозначно определяет данную сущность. Такой набор атрибутов носит наименование ключа сущности.

В общем случае, количество атрибутов в таком наборе больше одного. Например, знание только номера дома не позволит однозначно установить его местоположения, так в городе существует множество домов с одинаковыми номерами, расположенными на разных улицах. В этом случае набор будет включать два атрибута «улица» и «номер»:

ДОМ(НОМЕР, УЛИЦА)

Далее, между сущностями может существовать некоторая взаимосвязь, например, «дома» могут быть расположены в некотором «районе», либо «городе». Рядом с «домом» может находиться «магазин» и т.п.

Подобно сущностям, связи могут иметь атрибуты и организовывать наборы. Это легко понять. Например атрибутом связи «дом»-«магазин» может быть расстояние между «домом» и «магазином». Кроме того, поблизости от дома может находиться несколько магазинов. В этом случае можно говорить о том, что связь образует набор «магазины поблизости от дома». Если же нас интересует только ближайший магазин, мы говорим о связи «магазин, ближайший к дому» (см. рисунок 1).

Рисунок 1 Наборы «дом» и «магазин», и наборы связей «магазины поблизости от дома», «магазин, ближайший к дому»

Магазины, ближайшие к дому могут быть представлены и как набор связей, так и набор сущностей.

Магазины, ближайшие к дому могут быть представлены и как набор связей, так и набор сущностей. Разделение этих двух способов организации данных в рамках реляционной модели достаточно условно.

В примере с магазинами и домом, мы определили два набора связей, в один из которых может входить много магазинов (все которые посчитали ближайшими), в другой же - всегда только один магазин (самый ближний).

Связь первого вида называется связью один-ко-многим (один дом - много магазинов), связь второго вида называется один-к-одному (один дом - один магазин).

Для формально-графического отображения подобных ситуаций разработан специальный графический язык, именуемый ER-диаграммами, или диаграммами «сущность»-«связь» (от англ entity-relationship). На рисунке 2 показано, как на ER-диаграмме будет выглядеть пример с магазинами. Такие диаграммы имеют исключительно важное значение, при проектировании баз данных, позволяя в простой, графической форме представить сложную структуру предметной области. Проектирование баз данных мы рассмотрим в последующих частях статьи.

Рисунок 2 ER-диаграмма связи «дом»-«магазин». Вид связи: один-ко-многим

Наборы сущностей удобно представлять в виде таблицы, где сама таблица олицетворяет собою собственно набор сущностей, строки представляют собой сущности, а поля или колонки таблицы - атрибуты сущностей. В заголовках полей таблицы содержаться наименования атрибутов сущности. На рисунке 3 приведен пример таблицы для сущностиДОМ(НОМЕР, УЛИЦА, ГОРОД, ЦВЕТ).

Рисунок 3 Пример таблицы, содержащий сущности ДОМ

Только что мы говорили о том, что в рамках модели объекты должны отличаться друг от друга. Посмотрим, какие атрибуты из указанных в таблице на рисунке 3, позволят однозначно это сделать. Очевидно, что ни одно из полей, взятых отдельно не поможет нам решить задачу поскольку:

номера домов на разных улицах могут повторяться;

на каждой из улиц может быть несколько домов;

в городе находится множество домов и улиц;

в городе есть множество домов одинакового цвета.

В реляционной модели данных, такая совокупность атрибутов объекта (либо один атрибут), посредством которой мы можем отождествлять конкретный объект - единственный в таблице - носит название первичного ключа. Конечно, в базе данных может быть множество таблиц, содержащих те или иные сведения о сущностях ДОМ, однако хотя бы в одной из таблиц первичный ключ должен существовать.

В базе данных, естественно, может быть представлено несколько сущностей - таблиц, между которыми определяются связи. Для того, чтобы наглядно себе представить строение базы данных в конкретной, интересующей нас предметной области, предназначена схема данных. Она представляет собой подобное ER-диаграмме изображение, на котором указаны не только сущности и связи, но так же их атрибуты и ключи. Схема данных, в отличие от ER-диаграммы, описывает уже не логическую структуру связей между сущностями, а отображает организацию данных в рамках системы управления базами данных - программного средства, непосредственно осуществляющего хранение и манипулирование данными.

Схему базы данных, включающую сущности «дома», «магазины» и связь «расположен», см. рисунок 4.

С целью экономии площади рисунка, в схеме данных принято изображать таблицу в виде одного столбца, заголовком которого является имя таблицы (сущности), а в строках расположены имена полей (атрибуты сущности).

Рисунок 4 Пример схемы базы данных. Названия полей, входящие в первичный ключ выделены жирным цветом

Распределенные базы данных

При решении геоинформационных задач в масштабе города возникает необходимость обеспечить доступ к общим пространственным и семантическим данным разных предприятий и городских служб. Проблема осложняется тем, что изменения, вносимые в общие данные со стороны одной из организаций, должны стать доступными для всех остальных заинтересованных организаций города.

Поскольку маловероятно наличие локальной компьютерной сети между всеми городскими службами разрабатываемая система должна включать функции тиражирования изменений, вносимых в общие данные, между всеми заинтересованными субъектами. Инструментальная ГИС должна обеспечивать процедуру описания структуры распределенных данных.

Проектирование структуры распределенной базы данных

При проектировании структуры распределенной базы данных необходимо:

Утвердить перечень общих слоёв в распределённой сети и перечень баз данных, которые будут в ней участвовать.

Определить в какой из баз данных будет создан, тот или иной общий слой.

Необходимо уточнить в каких базах данных (БД) будут участвовать общие слои.

В каких БД будут изменяться общие слои, например:

· БД, которые будут работать с системными объектами.

· БД, которые будут работать с пространственными объектами.

· БД, которые будут вносить изменения в семантические данные.

Создание распределённой базы данных

Создание общих слоёв согласно структуре распределённой БД.

Перенос общих слоёв из исходных БД в принимающие БД, которые используют эти общие слои согласно структуре распределённой БД.

Экспорт данных из исходной БД.

1-ый вариант. При каждой БД создаётся обменный файл (IDF файл) со всеми общими слоями созданными в этой БД.

2-ый вариант. Создаётся единый список обменных файлов, где каждый обменный файл содержит отдельный общий слой.

Импорт данных в принимающую БД.

В каждую принимающую БД из полученных обменных файлов импортируются общие слои согласно структуре распределённой БД.

Работа с распределённой базой данных

Субъекты распределенной системы вносят изменения в общие слои согласно структуре распределённой базы данных. При синхронизации общих слоёв, из БД, в которой производились изменения общего слоя, делается экспорт этого слоя вместе с пространственными объектами в обменный файл. Полученный обменный файл импортируется во все БД, которые используют этот слой.

Особенности и ограничения обмена данными через IDF файл

Экспорт

При экспорте слоя в файл записывается не изменение этого слоя, а полное его содержимое включая:

· геометрию;

· семантику;

· топосвязи пространственных объектов.

Импорт

При обмене данными тиражируются не изменения произошедшие в исходном слое, а полное его содержимое. Объекты удалённые в исходном слое не будут удалены при импорте. Если импортируемый объект уже присутствует в слое назначения (в принимающей БД), то он будет заменен.

· Копирование геометрии.

· Геометрия заменяется полностью.

· Копирование семантики.

Для копирования таблиц один ко одному.

Значение полей копируются по совпадению их имён. Семантические данные таблиц отсутствующих в исходной БД не изменяются. Не изменяются значения полей в принимающей таблице, которые отсутствуют в исходной таблице. В случае несовпадения типов полей процедура импорта пытается преобразовать значение исходного поля к новому типу. Если преобразование не возможно (например, строки «аbc» не могут быть преобразованы в целое число) значение поля в принимающей таблице не изменяются.

Для копирования таблиц один ко многим.

Процедура импорта определяет какие записи из исходной таблицы уже присутствует в принимающей. Содержимое этих записей копируется согласно правилам описанным выше.

Затем оставшиеся записи исходной таблицы добавляются в принимающую таблицу. Записи принимающей таблицы, которые не присутствовали в исходной таблице не удаляются.

Импорт топографических связей

При импорте топосвязей существующие топосвязи сохраняются. Добавляются топосвязи, отсутствующие в существующем списке топосвязей. Не будут добавляться топосвязи с объектами, которые отсутствуют в принимающей БД.

Импорт топографических отношений

При импорте топологических отношений существующие топологические отношения сохраняются. Добавляются топологические отношения, отсутствующие в существующем списке топологических отношений. Не будут добавляться топоотношения со слоями, которые отсутствуют в принимающей БД.

Технология импорта представляет собой автоматизированную процедуру конвертирования наборов данных в формате Shape, созданных на основе данных проекта OpenStreetMap по странам бывшего СССР и регионам РФ во внутренний формат ГИС "Панорама", с дальнейшей возможностью применения данных в серверных приложениях GIS WebServer и ГИС Сервер 2011. Для начала работы, нужно просто скачать полный набор данных и запустить задачу импорта векторных данных из формата ArcView в программном обеспечении ГИС "Карта 2011" и Профессиональный векторизатор "Панорама-редактор" (Файл - Импорт векторных данных из - Формат ArcView (SHP). В технологию входят специализированные файлы настроек и процедура постобработки данных.

Импорт баз данных на карту

Значительно удобнее управлять информацией, произведя импорт баз данных на карту из файла Excel или другого программного приложения. Чтобы импорт прошел корректно необходимо выполнить несколько действий в разделе предварительные настройки импорта.

Импорт баз данных на карту из Excel производится посредством закладки «Объект» и строки меню «Импорт». После небольшой паузы программа предложит на выбор список файлов из компьютера для импорта.

Затем для привязки к карте соответствующего столбца из таблицы Excel выделяем его в открывающемся списке у каждого поля MosMap-Marker. Во избежание ошибок или отображения не тех полей при импорте, рекомендуется все необходимые данные из Excel скопировать и записать в новом файле. Программа позволяет проводить импорт баз данных на карту сразу из нескольких столбцов Excel, привязывая их через пробел к одному текстовому полюMosMap-Marker.

Точность установки объектов может указываться в отчетном поле, которое предварительно настраивается в полях БД. Для более точного распознавания адресов в импортируемой базе, разбитых на отдельные поля «город», «улица», «дом», «корпус», в программе галочкой отмечается пункт «Адрес разбит на отдельные поля», и привязываются соответствующие поля к полям из верхней строки. Если для отображения объектов точность установки не важна, выбирается «Устанавливать по ближайшему адресу», и все точки, отобразятся на карте по принципу приближенности или центру улицы, города и т.д. Стоит заметить, что значки устанавливаются тогда, когда адреса в базе данных были указаны без ошибок или опечаток.

Импорт на карту из иной базы данных производится путем введения строки инициализации базы данных, строки SQL запроса и заполнения поля импорта для каждого из полей базы данных.

Конвертирование данных

Конвертирование данных выполняется средствами импорта в ГИС "Карта 2011" или Профессиональный векторизатор "Панорама - редактор" (Файл - Импорт векторных данных из - Формат ArcView (SHP).

В качестве классификатора при создании выходной карты следует указать цифровой классификатор открытой карты. В качестве файла настроек следует указать файл параметров OSM.SHI.

Постобработка

Постобработка заключается в уточнении кодов отдельных объектов и обработке пересечений объектов дорожной сети. Необходимость в уточнении кодов возникает в связи с тем, что в слое poi-point содержатся объекты различных типов и их принадлежность к определенному типу базируется на наличии у объекта значения одной из нескольких характеристик.

Подпись названий улиц и номеров домов производится стандартными средствами ГИС "Карта 2011" или Профессиональный векторизатор "Панорама-редактор".



Заключение

ГИС, как и другие информационные технологии, подтверждает известную поговорку о том, что лучшая информированность помогает принять лучшее решение. Однако, ГИС - это не инструмент для выдачи решений, а средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений, обеспечивающее ответы на запросы и функции анализа пространственных данных, представления результатов анализа в наглядном и удобном для восприятия виде. ГИС помогает, например, в решении таких задач, как предоставление разнообразной информации по запросам органов планирования, разрешение территориальных конфликтов, выбор оптимальных (с разных точек зрения и по разным критериям) мест для размещения объектов и т. д. Требуемая для принятия решений информация может быть представлена в лаконичной картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами. Наличие доступной для восприятия и обобщения информации позволяет ответственным работникам сосредоточить свои усилия на поиске решения, не тратя значительного времени на сбор и осмысливание доступных разнородных данных. Можно достаточно быстро рассмотреть несколько вариантов решения и выбрать наиболее эффектный и эффективный.



Список использованной литературы:

1. http://www.gisinfo.ru/ ГИС ПАНОРАМА.

2. http://www.gisa.ru/ ГИС - Ассоциация.

3. http://www.cadacademy.ru/ Академия ГИС И САПР.

4. http://investor.kirov.ru/ «ГИС инвестора».

5. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. и др. Основы геоинформатики. Книга 2. Учебное пособие / М: “Академия”, 2004.

6. Материалы международной конференции “ГИС для устойчивого развития окружающей среды”, Новосибирск, 1997.

7. Салищев К.А., Картоведение / М: Изд. МГУ, 1990 (стр. 388-390).

Размещено на Allbest.ru