způsoby uložení prostorových dat v GDB

formáty OGC

bez použití prostorových datových typů
- atributy ve feature table (sloupce s atributy, geometry column ID - jsko číselná data a to řetězec souřadnic nebo jako binární data)
s použitím prostorových datových typů
- feature table obsahuje geometrii prvků jako jeden ze sloupců
- tabulky geometry_columns (popisuje všechny feature tables v databázi) a spatial_ref_sys (popisuje všechny SS použité v databázi) obsahují metadata k prostorovým datům v databázi
- neuvádí, jak to indexovat (dlaždicový nebo quadtree index)

formáty DBMS

ORDBMS s podporou ukládání geografických dat, požívají pouze jednu tabulku
formáty vychází ze standardů OGC SF nebo SQL/MM Spatial

Oracle Spatial

z OGC specifikace (uložení prostorových dat pomocí prostorových datových typů)
objektově-relační datový model
SDO_GEOMETRY:
- Point, LineString - buď straight nebo arc, Polygon
- atributy:
  - sdo_gdtype: typ geom popisu prvku dltt - dimenze,lineární odkazování,geomtyp
  - sdo_srid
  - sdo_point: x,y,z
  - sdo_elem_info: způsob interpretace souřadnic
  - sdo_ordinates: uložení souřadnic bodu, který vytváří geom popis prvku hranice
  - sdo_dim_array
- vrstva: kombinace tabulka plus sloupec
operace:
- contains, covers, touch, overlapintersect, overlapdisjoin, equal, dijoint, cover
- filter (disjunktní?), within_distance, sdo_nn (NN nejbližších sousedů)
topologické vztahy:
- dsys_sdo_relate, sdo_geom.relate
Oracle locator:
- prostorová nadstavba databáze oracle
- sdo_geometry, prostorové indexy a operátory, vybrané geometrické a agregační fce, podporu pro transformace SS,
- fce: area, lenght, mbr,ordinate
- umožňuje použít quadtree a rtree k indexaci
- SS, tolerance

SQLite

relační databázový systém
hašovací techniky
SQLite:
- podpora prostorových dat podle OGC SF
- OGC WKT a WKB
- implementuje SQL prostorové funkce
- import a export shp
- transformace pomocí projč a epsg
- implementuje index založený na r-tree
VirtualShape
- umožňuje přístup SQLite
- standardní SQL dotazy na externí shp bez nutnosti importu nebo konverze
Spatial extender
- OGC SF i SQL MM/Spatial
- svázán s esri
- používá dlaždicový index
Geodetic extender
- prostorová nadstavba DB2
- data vztažená k elipsoidu
- voroni prostorový index

IBM Imformix

podobný IBM DB2
OGC SF
Spatial DataBlade:
- pro práci s daty v rovině
- R-tree
Geodetic DataBlade:
- pro práci s daty na povrchu elipsoidu
- OGC WKT, WKB, GML, SHP
- R-tree v kombinaci s Voronoi

PostreSQL

předností je rozšiřitelnost
PostGIS, Tseach2 (fulltext vyhledávání), Slony-I
řízení přístupu uživatelů:
- vytvoření DB uživatele, právo čtení, aktulizace dat, zápis dat, skupina uživatelů

POSTGIS

prostorový index GiST (R.tree index implementované na základě GiST zápisu seznamu GIS dat)
fce pro analýzu a zpracování geografických dat
umožňuje zachovávat prostorová data v relační databázi
nezávislý na platformě
pdpůrné knihovny:
- proj4
- geos (geometrie)
  - touches, contains, intersect
  - buffer, union, difference

postgis a OGC SF for SQL

point, line, ,polygon, multixxx, geometrycollections
wkb, wkt
extended wkb a wkt
- ukládání 2.5D
- dynamicky segmentované prvky (s M hodnotou)
  - třeba čas nebo kilometráž
- uložení i údajů o SS
umožňuje uložení i 3D/4D souřadnic
rozšíření: sql-mm (interpolované křivky)
- circularstring, compoundcurve, curvepolygon, multicurve, multisurface

definice geom objektů OGC

definice: info o typu objektu, souřadnice lomových bodů objektu
rozhraní: wkt, wkb
kontruktory
geometrie
- ST_GeomFromWKB, ST_GeomFromText
wkt, wkb
- st_asbinary, st_astext

množiny tabulek s metadaty

spatial ref sys
- srid, auth name (epsg e.g.), auth srid (5514), srtext, proj4text
geometry columns
- table catalog, table schema (public), table name
- geometry column
- coord dimension (2d, 3D, 4D)
- srid (cizí klíč tabulky spatial ref)
- type

prostorový index

B-tree
- indexování dat podle jedné osy (ne pro geodata)
R-tree
- jednotkou je minimální ohraničující obdélník
GiST
- generalized seach tree

aktualizace geodat

update, insert, delete

MySQL

cizí klíče, transakce, poddotazy, uložené procedury, triggery, views
MyGIS:
- prostorové rozšíření
- zčásti specifikace SQL with geometry types → sloupcový typ geometry, který dokáže převádět na WKB a WKT
- R-tree
- geometry: body, čáry, polygony
- geometry → point, curve (→ linestring → linearring, line), surface (→ polygon multipoint), geometrycollection (multicurve, multisurface → multilinestring, multipolygon)

ArcSDE (Spatial Database Engine)

klient/server technologie fy Esri pro ukládání a správu prostorových dat v prostředí RDBMS
→ DB2, Informix, Oracle, PostgreSQL, SQL Server, SQL Express
middleware: prostředník při komunikaci mezi databázovým serverem a klientem
- 3vrstvá architektura
dobré při správě objemných geogrfckých databází (víceuživatelská editace)
vlastnosti: správa dat, uchování dat, uložení rastrů, sdílení dat, verzování, víceuživatelská editace, analýza dat, podpora velkých databází, multiplatformní systém, zálohování a zabezpečení dat, znovuobnovení dat, klient/server architektura, jednotný databázový systém, dva typy připojení klienta:
- přímé připojení klienta (direct connect): SDE se připojí přímo a ne přes aplikační server, výhodou je jednodušší instalace
- připojení přes aplikačního klienta: je rychlejší

binární formát dat

SDE geodatabase
prvky:
- body, linie, polygony, jednoduché i složení
- spojnicemi vrcholů linií a polygonů mohou být i křivky
- i Z a M hodnoty
- 1 prvková třída smí obsahovat jen 1 prostorový sloupec (jedna sata atributových dat smí mít jen jednu prostorovou reprezentaci)
ArcSDE binární formát:
- pro ukládání grgf dat do rdbms, které ukládání prostorových dat implicitně nepodporují
- k tabulkám jako je business table, feature table přistupuje pouze ArcSDE
Opaque types
- vypadají jako binární ale mají složitější strukturu

reprezentace třídy:
- bussiness table: obsahuje slupce s atributy a spatial column
- feature table: název začíná vždycky na f, fid!, obsahuje vlastní geometrii prvku, s bussiness table je 1:1
- spatial index table: název na s, obsahuje prostorový dlaždicový index prvkové třídy

struktura ESRI geodatabáze

feature dataset → feature class (→ subtype, feature), topology, relationship class
FC
table
raster dataset
cad dataset
survey dataset
geometric network
relationship class
domain - doménové integritní omezení

feature řádek tabulky
subtype: prvky v jedné prvkové třídě
feature dataset: prvkové třídy se stejným SS, definice topologických vztahů

multiuser gdb:
- ArcSDE personal pro SQL server
- ArcSDE Workgroup pro SQL server
  - 10 nebo méně současně pracujících uživatelů
- Enterprise GDB

dlaždicový index

rozdělení na dlaždice
v db je pak zaznamenáno, které prvky do které dlaždice zasahují
velikost dlaždice je důležitý parametr
3x průměrná velikost obáálky je jako výchozí hodnota
prostorový dotaz (zadaný pomocí souřadnic):
- 1. výběr prvků, které zasahují do stejné dlaždice jako dotaz (index table, geometry table, …)
- 2. prvky, které zasahují do obálky dotazu
- 3. obálky zasahující do geometrie dotazu
- 4. prvy, jejichž geometrie zasahuje do geometrie dotazu

quadtree

rekurzivní dělení na kvadranty
každý uzel, který není listem, má č potomky
prohledá uzel → vyhovující obáce (geometrii) → dotazu
point quadtree
- v uzlech jsou uloženy souřadnice
- pro body
region quadtree
- linie, polygon, rastr
- pravidelné čtverce
- souvislá oblast
- vzájemně disjunktní

voroného geodetický index

voronoi polygony místo dlaždic
kruhová obálka

r-tree

seskupuje prvky, aproximované svou obálkou, podle jejich polohy do hiearchické stromové struktury
v listech jsou uloženy ukazatele na prvky (geom i atributy) a obálky prvků
uzly obsahují obálky všech obálek
v kořenu je obálka celého indexovaného prostoru
prvky můžou být nrozměrné

GiST indexy

dovoluje uživateli vybrat index
B-stromy se data seskupují do uzlů podle svých hodnot
R-stromy jsou obálky prvků sdružovaných v uzlech porle své prostorové blízkosti
pro gist můžeme zvolit vlastnost, jak budou data seskupována

replikace

kopíruje změny na jiné datové úložiště
pouze jednostranný proces
pak se to synchronizuje (kopírují se všechny změny které nastanou
master-slave

Table of Contents

způsoby uložení prostorových dat v GDB

formáty OGC

formáty DBMS

Oracle Spatial

SQLite

IBM Imformix

PostreSQL

POSTGIS

postgis a OGC SF for SQL

definice geom objektů OGC

množiny tabulek s metadaty

prostorový index

aktualizace geodat

MySQL

ArcSDE (Spatial Database Engine)

binární formát dat

struktura ESRI geodatabáze

dlaždicový index

quadtree

voroného geodetický index

r-tree

GiST indexy

replikace