4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.4.5. Cấu trúc dữ liệu trong GIS
- Mô hình cơ sở dữ liệu không gian:
Bản đồ thực chất là sản phẩm thu được trong việc đơn giản hóa một thực thể. Bản đồ được phản ánh đồng thời những thông tin đặc trưng và các thông tin tổng hợp. Thông tin tổng hợp thường được thể hiện dưới dạng các ký hiệu, ngược lại, các đối tượng hình ảnh được biểu diễn theo tọa độ không gian. Dữ liệu không gian thường được hiển thị theo hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất biểu diễn dưới dạng các đơn vị bản đồ. Phương pháp thứ hai biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay ma trận. Hai phương pháp này gọi là mô hình vector và mô hình raster tương ứng.
- Mô hình cơ sở Dữ liệu thuộc tính
Khái niệm: Là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại vị trí địa lí xác định mà chúng khó hoặc không thể biểu thị trên bản đồ được. Cũng như các hệ thống thông tin địa lý khác, hệ thống này có 4 loại dữ liệu thuộc tính:
kết với các hình ảnh đồ thị thông qua các chỉ số xác định chung, thông thường gọi là mã địa lý và được lưu trữ trong cả hai mảng đồ thị và phi đồ thị. Hệ thống thông tin địa lý còn có thể xử lý các thông tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các bản đồ chuyên đề trên cơ sở các giá trị thuộc tính. Các thông tin thuộc tính này cũng có thể được hiển thị như là các ghi chú trên bản đồ hoặc là các tham số điều khiển cho việc lựa chọn hiển thị các thuộc tính đó như là các ký hiệu bản đồ.
+ Quan hệ không gian giữa các đối tượng: rất quan trọng cho các chức năng xử lý của hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ này có thể đơn giản hay phức tạp như sự liên kết, khoảng cách tương thích, mối quan hệ topo giữa các đối tượng.
Cách thức tổ chức
Có nhiều mô hình dữ liệu liên quan đến các Hệ quản trị dữ liệu (DBMS) : kiểu bảng, phân cấp, mạng, quan hệ và đối tượng.
- Mô hình kiểu bảng (tabular model)
Mô hình này lưu trữ dữ liệu theo dạng các file tuần tự với độ rộng dữ liệu thuộc tính cố định hay bảng tính. Đây là mô hình của các GIS đầu tiên và nay đã lỗi thời (không kiểm tra được tính toàn vẹn dữ liệu, …).
+ Mô hình phân cấp (hierarchial model)
Dữ liệu được tổ chức theo cấu trúc cây (tree). Mỗi vị trí có nhiều thành phần con nhưng chỉ có một thành phần cấp cao hơn. Không được áp dụng trong GIS.
+ Mô hình mạng (network model)
Dữ liệu được tổ chức theo cấu trúc mạng. Mỗi vị trí có thể có nhiều thành phần con và nhiều thành phần cấp cao hơn. Tuy cấu trúc này có khả năng thể hiện quan hệ của dữ liệu nhưng còn hạn chế, nên cũng không được khuyến khích sử dụng trong GIS.
+ Mô hình quan hệ (relational model)
Dữ liệu được tổ chức thành các bảng (table). Mỗi bảng gồm: + Các cột (column) : các chỉ tiêu, tính chất.
+ Các hàng (row) : các thực thể, đối tượng địa lý.
Các bảng liên hệ với nhau qua cột tham chiếu (key column).
+ Khóa chính (primary key): gồm 1 (hay nhiều) cột, giá trị của khóa chính trong 1 bảng là duy nhất.
+ Khóa ngoại (foreign key): là 1 (hay nhiều) cột trong 1 bảng tham chiếu đến cột (hay các cột) khóa chính trong 1 bảng khác.
Mô hình dữ liệu quan hệ tỏ ra thích hợp đối với dữ liệu địa lý và đang được ứng dụng rộng rãi trong việc quản trị dữ liệu GIS.
Cách thức lưu trữ
+ Dữ liệu thuộc tính thường được lưu trữ trong các bảng quan hệ, trong đó một trường chứa ID của các đối tượng không gian.
+ Dữ liệu thuộc tính có thể được lưu trong các hệ qủan trị cơ sở dữ liệu như Postgesql, Oracle,….hoặc có thể được lưu trữ trong các phần mềm GIS như MapInfo, Arcview…
Mối quan hệ giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính
Hệ thống thông tin địa lý sử dụng phương pháp chung để liên kết hai loại dữ liệu đó thông qua bộ xác định, lưu trữ đồng thời trong các thành phần đồ thị và phi đồ thị. Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc là các chỉ báo địa lí hay dữ liệu vị trí lưu trữ. Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa tọa độ phân bố của nó, số hiệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc là một con trỏ đến vị trí lưu trữ của dữ liệu liên quan.