CHƯƠNG 2. HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ PHẦN MỀM ARCGIS
2.1. Tổng quan về hệ thông tin địa lý
2.1.4. Cơ sở dữ liệu không gian (Geodatabase)
Mô hình geodatabase là mô hình dựa vào topology của dữ liệu và hiện được dụng rộng rãi trong các phần mềm GIS, trong đó có ArcGIS. Trong mô hình này, các đối tượng, hiện tượng và quá trình được mô tả thông qua các đối tượng (feature). Các đối tượng này được tập hợp thành các lớp đối tượng (feature class) và được cơ cấu thành các tệp dữ liệu lớn (Feature DataSet). Mô hình Geodatabase là tập hợp có tổ chức của geodataset.
Các thành phần của cơ sở dữ liệu không gian bao gồm:
• Tập hợp các dữ liệu dạng vector (điểm, đường và vùng)
• Tập hợp các dữ liệu dạng raster (dạng mô hình DEM hoặc ảnh)
• Tập hợp các dữ liệu dạng mạng lưới (ví dụ như hệ thống cấp thoát nước, giao thông, lưới điện…)
• Tập hợp các dữ liệu địa hình ba chiều và bề mặt khác
• Dữ liệu đo đạc
• Dữ liệu dạng địa chỉ
• Các bảng dữ liệu là thành phần quan trọng của cơ sở dữ liệu không gian được liên kết với các thành phần đồ họa với nhiều kiểu liên kết khác nhau.
Về khía cạnh công nghệ, hình thể, vị trí không gian của các đối tượng cần quản lý, được miêu tả bằng các dữ liệu không gian. Trong khi đó, tính chất của các đối tượng này được miêu tả bằng các dữ liệu thuộc tính.
Mô hình cơ sở dữ liệu không gian không những quy định mô hình dữ liệu với các đối tượng đồ họa, đối tượng thuộc tính mà còn quy định liên kết giữa chúng thông qua mô hình quan hệ và định nghĩa hướng đối tượng bao gồm các tính chất như thừa kế (inherit), đóng góp (encapsulation) và đa hình (polymorphism).
Ngoài ra, cơ sở dữ liệu không gian hiện đại còn bao gồm các ràng buộc các đối tượng đồ họa ngay trong cơ sở dữ liệu, được gọi là topology.
1. Geodatabase
Geodatabase là một loại cơ sở dữ liệu với các tính năng mở rộng cho việc lưu trữ, truy vấn và thao tác với các thông tin địa lý và dữ liệu không gian.
Trong một cơ sở dữ liệu không gian, dữ liệu không gian được đối xử như mọi loại dữ liệu khác. Dữ liệu vector được lưu trữ theo kiểu dữ liệu hình học như điểm (point), đường thẳng (line) hoặc đa giác (polygon), những dạng mà có sự gắn kết với hệ tọa độ không gian. Một bản ghi của geodatabase có thể dùng kiểu dữ liệu hình học để thể hiện vị trí của một đối tượng trong thế giới thực và sử dụng các kiểu dữ liệu chuẩn để lưu trữ các thuộc tính liên quan của đối tượng đó. Một vài geodatabase có hỗ trợ việc lưu trữ dữ liệu ảnh số (raster).
Nhiều loại geodatabase có những chức năng tùy chỉnh mà cho phép dữ liệu không gian được điều khiển và truy vấn bằng việc sử dụng SQL(
Structured Query Language), ví dụ như tìm tất cả các ngôi nhà trong một vùng tiềm ẩn hiểm họa môi trường…
Trong hệ thống thông tin địa lý, một cơ sở dữ liệu không gian là thành phần dùng để thao tác và lưu trữ dữ liệu. Điển hình cho một hệ thống hoàn thiện sẽ phải bao gồm cả phần mềm client để thể hiện và chỉnh sửa dữ liệu lưu trong cơ sở dữ liệu. Như bất kỳ định dạng dữ liệu không gian khác, geodatabase cũng có thể được sử dụng để cung cấp dữ liệu trực tiếp tới một phần mềm web map server, như ARGIS Internet Map Server của ESRI, MapServer và mapping API của Google.
Lợi ích quan trọng của những cơ sở dữ liệu không gian là chúng cho phép một hệ thống GIS xây dựng trên những khả năng sẵn có của hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS). Bao gồm việc hỗ trợ SQL và khả năng tạo ra những truy vấn không gian phức tạp. Ngoài ra, một cấu trúc client/server của cơ sở dữ liệu đó hỗ trợ đa người dùng cùng một lúc và cho phép họ xem, sửa và truy vấn dữ liệu mà không bị xung đột.
2. So sánh các loại Geodatabase
Bảng 0-2: So sánh các loại Geodatabase Đặc điểm ArcSDE
Geodatabase File Geodatabase Personal Geodatabase Mô tả Định dạng lưu trữ
và quản lý dữ liệu GIS trong các CSDL quan hệ
Định dạng được lưu trong thư mục hệ
thống file
Định dạng chuẩn đầu tiên quản lý
trong file Microsoft Access Số lượng
người dùng
Đa người dùng, nhiều người đọc
và biên tập
Một người dùng, nhiều người có thể truy cập và một người
biên tập
Một người dùng, nhiều người có thể truy cập và một người biên
tập Định dạng
lưu trữ
- Oracle -Microsoft SQL
server - IBM DB2 - IBM Infomix
Mỗi một nhóm dữ liệu được lưu vào một file
riêng biệt. Một File Geodatabase là một thư mục chứa các file
Tất cả dữ liệu lưu trong Microsoft
Access, file có đuôi mở rộng là
“.mdb”
Giới hạn dung lượng
Rất lớn, phụ thuộc vào DBMS
Có thể lên đến TB Tối đa 2G
Hỗ trợ Versioning
Có Không Không
3. Cấu trúc Geodatabase trong ArcGIS
Geodatabase là một cơ sở dữ liệu được chứa trong một file có đuôi là
“*.mdb” (định dạng của Microsoft Access). Khác với Shape file, geodatabase cho phép lưu giữ topology của các đối tượng.
Cấu trúc của một geodatabase như sau:
Hình 2.5. Cấu trúc một geodatabase
Trong Geodatabase có một hay nhiều Feature Dataset. Feature Dataset là một nhóm các loại đối tượng có chung một hệ quy chiếu và hệ tọa độ. Feature Dataset khi khai báo bắt buộc phải được định nghĩa về mặt cơ sở toán học(
phép chiếu).
Một Feature Dataset có thể chứa một hay nhiều Feature Class. Feature Class chính là đơn vị chứa các đối tượng không gian của bản đồ và tương đương với một lớp (layer) trong ArcMap.
Mỗi Feature Class chỉ chứa một dạng đối tượng (điểm, đường hoặc vùng).
Mỗi Feature Class sẽđược gắn chặt với một bảng thuộc tính (Attibute Table). Khi tạo một Feature Class thì bảng thuộc tính cũng tựđộng được tạo theo.