Подсистемы ГИС

Содержание 

1. Подсистемы ГИС……………………………………………………………2
2. Системы управления базами данных ……………………………………..4
3. Список литературы …………………………………………………………12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Подсистемы ГИС

 

  ГИС имеют следующие подсистемы: 

1. Подсистема сбора  данных, которая собирает и проводит предварительную обработку данных из различных источников. Эта подсистема также в основном отвечает за преобразования различных типов пространственных данных (например, от изолиний топографической карты к модели рельефа ГИС).    

 2. Подсистема хранения и выборки данных, организующая пространственные данные с целью их выборки, обновления редактирования.  
     3.   Подсистема манипуляции данными и анализа, которая, выполнив различные задачи на основе этих данных, группирует и разделяет их;  
устанавливает параметры и ограничения и выполняет моделирующие функции.  
       4.    Подсистема вывода, которая отображает всю базу данных или часть ее в табличной, диаграммной или картографической форме.    

     Первая подсистема ГИС может быть соотнесена с первым и вторым шагом процесса картографирования - сбором данных и компиляцией (составлением) карт. Исходная информация берется из таких источников, как аэрофотосъемка, цифровое дистанционное зондирование, геодезические работы, словесные описания и зарисовки, данные статистики и т. д. Использование компьютера и других электронных устройств, например дигитайзера или сканера, позволяет проводить подготовку исходных данных для записи, или кодирования точек, линий и областей к их дальнейшему использованию. Кроме того, источниками могут быть готовые цифровые карты, цифровые модели рельефа, цифровые ортофотоснимки и многие другие.   

     Вторая подсистема - подсистема хранения и выборки полностью соответствует нашим представлениям о функциях компьютера, как хранителя информации. В ГИС подсистема хранения и выборки позволяет делать запросы, возвращающие только нужную, контекстно-связанную информацию, она переносит акцент с общей интерпретации информации на формулирование адекватных запросов. В общих словах, эта подсистема хранит либо явно, либо неявно, геометрические координаты точечных, линейных и площадных геометрических объектов и связанные с ними характеристики (атрибуты). Компьютерные методы поиска естественным образом присущи самому программному обеспечению ГИС.   

     Анализ данных чаще всего является преимуществом человека – пользователя. Подсистема анализа позволяет значительно упростить и облегчить анализ пространственно-связанных данных, практически исключить ручной труд и в значительной мере упростить расчеты, выполняемые пользователем. Подсистема анализа является "сердцем" ГИС. Необходимость анализа карт для выделения и сравнения картин распределения земных феноменов дал импульс для поиска новых, более удобных, быстрых и мощных методов. ГИС-анализ использует потенциал современных компьютеров, сравнения и описания информации, хранящейся в базах данных которые дают быстрый доступ к исходным данным и позволяют агрегировать и классифицировать данные для дальнейшего анализа. Они способны комбинировать выбранные наборы данных уникальными и ценными способами.    

     После выполнения анализа, нужно представить как-то его результаты. В картографии, будь то традиционная бумажная картография или ее цифровой эквивалент, компьютерная картография, выходной продукт в целом тот же - карта. Подсистема вывода позволяет компоновать результирующие данные в любой удобной для пользователя форме. Среди примеров выходных данных - печать адресов на конвертах по результатам поиска в базе данных потенциальных клиентов с целью распространения рекламы; базы данных некоторых служб могут быть подключены в единую систему, результатом чего будет максимальная информационная насыщенность данных на выдаче. В действительности типы выдачи часто продиктованы больше областью применения ГИС, нежели используемым программным обеспечением. И, как и пользователи карт, выдачи бывают самые разные.

2. Система управления базами данных (СУБД) — специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных. Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию;

•  процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;

• подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД;

• сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Формы, отчеты и страницы доступа  к данным предназначены для типовых  процессов обработки данных –  просмотра, обновления, поиска по заданным критериям, получения отчетов. Эти  объекты приложений конструируются из графических элементов, называемых элементами управления. Основные элементы управления служат для связи объектов с записями таблиц, являющихся источниками  данных.

Для автоматизации доступа к  объектам и их взаимодействия используется  программный код. Только с помощью программного кода получается полноценное приложение пользователя, функции которого доступны через меню, панель инструментов и формы. Каждый объект и элемент управления имеет набор свойств. Определяя свойства, можно настраивать объекты и элементы управления. С каждым объектом и элементом управления связывается набор событий, которые могут обрабатываться макросами и процедурами на VBA, входящими в состав модулей.

Объекты СУБД

Таблицы создаются пользователем для хранения данных об одной сущности – одном информационном объекте модели данных предметной области. Таблица состоит из полей (столбцов) и записей (строк). Каждое поле содержит одну характеристику информационного объекта предметной области. В записи собранны сведения об одном экземпляре информационного объекта.

Запросы. Запросы на выборку служат для выборки нужных данных из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса является таблица, которая может быть использована наряду с другими таблицами базы данных при обработке данных. В запросе можно указать, какие поля выбранных таблиц нужно выбрать, как на их основе сформировать записи и выбрать нужные. Запросы действия позволяют обновлять, удалять или добавлять данные в таблицы, а также создавать новые таблицы на основе уже существующих.

Схемы данных, определяют с помощью каких полей таблицы связываются между собой, как будет выполняться объединение данных этих таблиц, нужно ли проверять связную целостность при добавлении и удалении записей, изменении ключей таблиц.

Формы являются основным средством создания  диалогового интерфейса приложения пользователя. Форма может создаваться для ввода и просмотра взаимосвязанных данных базы на экране в удобном виде, соответствующем привычному для пользователя документу. Кнопочные формы могут использоваться  для создания панелей  управления в приложении. В формы могут вставляться рисунки, диаграммы, звуковые фрагменты, видео. Форма может включать подчиненные формы. В форму могут включаться процедуры обработки событий, которые позволяют управлять процессом ввода, просмотра и корректировки данных. Такие процедуры хранятся в модуле формы.

Страницы доступа к данным  являются диалоговыми Web – страницами, которые поддерживают динамическую связь с базой данных и позволяют просматривать, редактировать и вводить данные в базу, работая в окне браузера.

Макросы позволяют автоматизировать некоторые действия в приложении пользователя. Макрос является программой, состоящей из последовательности макрокоманд, которая выполняется при наступлении некоторого события в объекте приложения или его элементе управления. Создание макросов осуществляется в диалоговом режиме путем выбора нужных макрокоманд и задании параметров, используемых ими при выполнении.

Модули могут создаваться процедуры-подпрограммы, процедуры-функции, которые разрабатываются пользователем для реализации нестандартных функций в приложении пользователя, и процедуры для обработки событий. Использование процедур позволяет создать законченное приложение, которое имеет собственный графический интерфейс, позволяющий запросить выполнение всех функций приложения.

В СУБД поддерживаются различные модели данных.

Модель данных - это метод (Принцип) логической организации данных используемой СУБД. Наиболее известными являются иерархическая, сетевая и реляционная модели.

В СУБД для  персональных компьютеров поддерживается преимущественно реляционная модель, которую отличает простота и единообразие представления данных простейшими двумерными таблицами. Реляционная модель обеспечивает возможность использования в разных простейшими двумерными таблицами. Реляционная модель обеспечивает возможность использования в разных СУБД операций обработки данных, имеющих единую основу – алгебру отношений(реляционную алгебру), и универсального языка структурированных запросов –SQL (Sequential Query Language).

Основной логической структурной  единицей манипулирования данными  является строка таблицы – запись. Структура записи определяется составом входящих в неё полей. Совокупность полей записи соответствует логически связанным реквизитам, характеризующим некоторую сущность предметной области.

Типовыми функциями СУБД по манипулированию данными являются:

выборка, добавление, удаление, изменение данных. 

Выборка данных – выборка записей из взаимосвязанных таблиц в соответствии с заданными условиями.

Добавление и удаление данных – добавление новых записей в  таблице и удаление существующих.

Изменение данных – модификация значений данных в полях существующих записей.

Данные из одной или  нескольких взаимосвязанных таблиц могут  подвергаться обработке. К операциям обработки  относятся, например, расчеты в пределах каждой записи, группировка записей в соответствии с заданным критерием группировки и применение записям выделенных групп статических функций, таких как суммирование, определение максимального подсчета числа записей в группе и т.п.

СУБД Microsoft Access является системой управления реляционной базой данных, включающей все необходимые инструментальные средства для  создания локальной базы данных, общей базы данных в локальной сети с файловым сервером или базы данных на SQL – сервере, а так же для создания приложения пользователя, работающего с этими базами данных. База данных Access, создаваемая на локальном компьютере, отличается от баз данных других настольных СУБД. В её файле могут храниться не только данные, но и объекты интерфейса – формы, отчёты, а так же программный код. Благодаря этому можно создать приложение, целиком хранящееся в одном – единственном MDB – файле, что существенно упрощает как создание, так и распространение приложений для работы с базами данных.

СУБД Access включает разнообразные и многочисленные относительно автономные программные средства, ориентированные на создание объектов базы данных и приложений пользователя.

Средством графического конструирования позволяет пользователю создавать объекты базы данных и объекты приложений с помощью многочисленных графических элементов, и прибегая к программированию.

Диалоговые средства представлены разнообразными мастерами, который в режиме ведения диалога с пользователем позволяет создавать объекты  и выполнять разнообразные функции по реорганизации и преобразованию баз данных.

Среди многочисленных средств  графического конструирования и  диалоговых средств Access следует выделить средства для создания:

• Таблиц и схем баз данных;
• Запросов выборки, отбирающих и объединяющих данные нескольких таблиц в виртуальную таблицу, которая может использоваться во многих задачах приложения;
• Запросов на изменение данных базы;
• Экранных форм, предназначенных для ввода, просмотра и обработки данных в диалоговом режиме;
• Отчетов, предназначенных для просмотра и вывода на печать данных из базы и результатов их обработки в удобном для пользователя виде;
• Страниц доступа к данным, обеспечивающим работу с базами данных в среде Internet и intranet;
• Интерфейса управления приложением пользователя: меню, кнопочных форм, панелей управления приложением, позволяющих объединить различные операции по работе с базой данных в единый технологический процесс.

База данных является организованной на машинном носителе совокупностью взаимосвязанных данных и содержит сведения о различных сущностях одной предметной области – реальных объектах, процессах, событиях или явлениях.