Разработка согласованной базы геоданных на основе множественно-реляционной модели

• Автор: Духин, Степан Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.35
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА 1. Анализ проблем разработки баз геоданных сложной структуры

1.1. База геоданных — центральное звено геоинформационной системы

1.2. Использование базы геоданных в составе геоинформационного портала

1.3. О подходе к выбору информационной модели

на основе анализа внутренних спецификаций геоданных

ГЛАВА 2. Моделирование геоданных

2.1. Основные понятия

2.1.1. Структуризация данных

2.1.2 Ограничения целостности

2.1.3. Операции

2.2. Анализ моделей представления данных

2.2.1. Модели данных
2.2.2. Иерархическая модель данных
2.2.3. Сетевая модель данных
2.2.4. Реляционная модель данных
2.2.5. Объектно-ориентированная модель данных
2.2.6. Модель «сущность-связь»
2.2.7. Соотношения между моделями данных
2.3. Согласованное формирование и сопровождение интегрированных
геоинформационных ресурсов
ГЛАВА 3. Множественно-реляционная модель как средство
обеспечения гомоморфизма геоинформационной системы
3.1. Описание множественно-реляционной модели данных
3.2. Операции множественно-реляционной модели
3.3. Представление реляционной модели данных посредством
элементов множественно-реляционная модели. Алгоритм нормализации схем

3.4. Пример отображения существующего иерархического представления геоданных в элементы множественно-реляционная модели. Оптимизация алгоритма обхода
дерева поиска
Глава 4. Применение множественно-реляционной модели
4.1. Улучшение схемы описания данных геоинформационной
системы ОЬуеШЬапб
4.2. Автоматизированная система техническо-распорядительных
актов железнодорожных станций
Заключение
Литература

Состояние проблемы. Эффективность функционирования современных транспортных предприятий целиком зависит от степени развития их информационных инфраструктур. Практически все данные о деятельности такого предприятия соотносятся с информацией о реальном местоположении тех или иных объектов или клиентов на земной поверхности, картами и схемами. Обеспечить тесную интеграцию с подобными видами информации, а также ее совместную обработку и анализ призваны географические информационные системы (ГИС).
Пространственно-распределенную информацию, с которой имеет дело ГИС, можно разделить на три большие группы: семантическую, метрическую и топологическую. Цифровой моделью местности, на основе которой строятся геоинформационные системы, называется структурированная совокупность семантической, метрической и топологической информации об определенной территории, представленной в форме, пригодной для автоматизированной компьютерной обработки.
Связь между объектами цифровой карты и записями в семантической базе данных осуществляется двумя путями: "по идентификатору" и программна. Связь по идентификатору производится путем сравнения идентификаторов или генерацией запросов, тем самым мы можем найти строку в таблице семантической информации для данного графического объекта, и наоборот. Программный способ состоит в том, что программные средства ГИС поддерживают специальные справочные файлы, в которых каким либо образом запоминается связь между объектами цифровых карт и строками в семантических базах данных.
Такое сочетание цифровых карт и реляционных баз данных называют геореляционной структурой. Построение геореляционных структур является на сегодняшний день наиболее часто встречающейся формой организации базы геоданных (БГД). Основной проблемой такой организации является согласованное отображение топологической информации внутри структуры базы геоданных, для чего необходим специальный набор инструментов создания и поддержки топологии. В результате появляется жестко контролируемая среда, в которой последовательность операций диюуется программным обеспечением и строго поддерживается топологическая целостность. Такая модель данных не допускает большой гибкости. Основным препятствием реализации этой модели в ГИС является возможность представления и отображения геоданных только на существующие системы управления базами данных, т.е. практически речь идет о размещении геоданных в среде какой-либо БОБ-подобной СУБД, а именно: ЗС^Ь-сервер, Огас1е, ЭВ2, Мотпх, БуЬазе. Но реляционные модели являются

структурой или форматом сущностей, составляющих этот класс. Экземпляр сущности представляет конкретную сущность; он описывается значениями атрибутов данной сущности. Обычно класс сущностей содержит множество экземпляров сущности. Некоторые сущности имеют подтипы, которые определяют подмножества подобных сущностей. Подтипы наследуют атрибуты от своего родителя, или надтипа.
Атрибуты. У сущностей есть атрибуты или как их иногда называют, свойства, которые описывают характеристики сущности. В модели «сущность-связь» предполагается, что все экземпляры данного класса сущностей имеют одинаковые атрибуты. Исходное определение ЕЛ-модели включает в себя композитные и многозначные атрибуты. Композитным называется атрибут, состоящий из группы атрибутов. Атрибут, имеющий несколько значений, называется многозначным. Атрибут может быть одновременно и композитным, и многозначным.
Идентификаторы. Экземпляры сущностей имеют идентификаторы — атрибуты, с помощью которых эти экземпляры идентифицируются. Идентификатор экземпляра сущности состоит из одного или более атрибутов сущности. Идентификатор может быть уникальным, либо неуникальным. Если идентификатор является уникальным, его значение будет указывать на один и только один экземпляр сущности. Если идентификатор является неуникальным, его значение будет указывать на некоторое множество экземпляров. Идентификаторы, состоящие из нескольких атрибутов, называются композитными.
Связи. Взаимоотношения сущностей выражаются связями. Модель «сущность-связь» включает в себя классы связей и экземпляры связей. Классы связей — это взаимоотношения между классами сущностей, а экземпляры связи — взаимоотношения между экземплярами сущностей. У связей могут быть атрибуты. Класс связей может затрагивать несколько классов сущностей. Число классов сущностей, участвующих в связи, называется степенью связи. Связи степени 2 весьма распространены, их часто называют еще бинарными связями. Имеется три типа бинарных связей:
- 1:1 (один к одному). В связи «один к одному» одиночный экземпляр сущности одного типа связан с одиночным экземпляром сущности другого типа.
- 1ДО (один ко многим) В этой связи, единичный экземпляр сущности одного типа связан со многими экземплярами сущности другого типа.
- Ы:М (многие ко многим). Третий тип бинарной связи, «многие ко многим». Она связывает экземпляры сущностей одного типа с экземплярами сущностей другого типа.