Архитектура базы геоданных
Модель хранения данных в базе геоданных основана на наборе простой концепции реляционных баз данных и использует всю мощь системы управления базой данных (СУБД). Простые таблицы и хорошо определенные типы используются для хранения схемы, правил, базовых и пространственно-атрибутивных данных для каждого набора географических данных. Это позволяет использовать формализованную модель для хранения данных и работы с ними. Благодаря такому подходу для создания, изменения и выполнения запросов к таблицам и их элементам данных может использоваться язык структурированных запросов (SQL).
Вы можете понять, как работает такая модель данных, на примере геометрии полигональных объектов в базе геоданных. Класс объектов хранится в виде таблицы, которая называется также базовой или бизнес таблицей. Каждая строка представляет один объект. Столбец shape хранит геометрию для каждого полигонального объекта. Содержимое этой таблицы, в том числе и поле shape, которое хранится как пространственный тип SQL, может быть доступно с помощью SQL.
Однако добавления пространственных типов и поддержки SQL для пространственных атрибутов в СУБД не является достаточным для их поддержки в ГИС. ArcGIS использует многоуровневую архитектуру, используя расширенную логику и поведение в уровне приложения над моделью хранения базы геоданных. Эта логика приложения включает в себя поддержку набора основных объектов в ГИС и их поведения, например, классов пространственных объектов, наборов растровых данных, топологий, сетей и др.
База геоданных является объектно-реляционной моделью
Базы геоданных реализуются с помощью многоуровневой архитектуры приложений, которая используется в продвинутых СУБД-приложениях; ничего необычного об этой реализации сказать нельзя. Многоуровневая архитектура базы геоданных иногда называется объектно-реляционной моделью. Объекты базы геоданных существуют в виде строк в таблицах СУБД, которые имеют идентификацию и поведение, поддерживаемые логикой приложения для базы геоданных. Разделение логики приложения и логики хранения позволяет осуществлять поддержку нескольких различных форматов данных и СУБД.
Хранение базы геоданных в реляционных базах данных
Ядром базы геоданных является стандартная реляционная схема базы данных (набор стандартных таблиц базы данных, типов полей, индексов и других объектов базы данных). Схема существует в виде набора системных таблиц базы геоданных в СУБД, которые определяют целостность и поведение географической информации. Таблицы хранятся либо как файлы на диске, либо внутри содержимого СУБД, например, Oracle, IBM Db2, PostgreSQL или Microsoft SQL Server.
Хорошо определенные типы полей используются для хранения традиционных атрибутов в таблицах. Когда база геоданных хранится в СУБД, пространственные представления, чаще всего представленные векторными или растровыми данными, обычно хранятся с использованием пространственного типа SQL.
В базе геоданных существует два основных набора таблиц – это системные таблицы и пользовательские таблицы.
Системные таблицы – системные таблицы баз геоданных отслеживают содержимое каждой базы геоданных. По сути, они описывают схему базы геоданных, которая указывает все определения, правила и отношения наборов данных. Системные таблицы содержат и управляют всеми метаданными, требующимися для реализации свойств базы геоданных, правил проверки данных и поведения.
Пользовательские таблицы – каждый набор данных в базе геоданных хранится в одной или нескольких таблицах. Для управления данными пользовательские таблицы работают с системными таблицами.
Информация, которая относится к схеме в базе геоданных, хранится в следующих таблицах:
GDB_Items - содержит список всех элементов, которые содержатся в базе геоданных, таких как классы объектов, топологии и домены
GDB_ItemTypes - содержит предварительно настроенный список распознаваемых типов элементов, таких как Table
GDB_ItemRelationships - содержит схему отношений между элементами, такими как классы объектов, содержащиеся в наборе классов
GDB_ItemRelationshipTypes - содержит предварительно настроенный список распознаваемых типов отношений, например DatasetInFeatureDataset (Данные в наборе классов)
Пользовательские таблицы и системные таблицы совместно работают для представления и управления содержимым базы геоданных. Например, при просмотре в базе данных класс объектов выглядит как таблица со столбцом с пространственным атрибутом. Однако, при просмотре в ArcGIS, все правила, которые хранятся в системных таблицах, используются совместно с самими данными для представления класса объектов с определенным настроенным поведением.