geodatenbankenentwurf mit uml und visio - allgem. aufbau - Überblick: uml und visio
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Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio
- allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio
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Vortrag I
GeodatenbankenDas Entstehen von GeodatenbankenUML (Unified Modeling Language) -
kurzer RückblickCASE - Tools in ArcInfo
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Geodatenbanken
Was ist eine Geodatenbank ?
Geodatenbanken sind die Datengrundlagen eines jeden GIS (engl.: geodatabase)
Beispiel: Verkehrsnetz für einen Routenplaner
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Zwei Fragestellungen zu Beginn
Was macht eine gute Datenbank aus ?
Wofür soll die spezielle Geodatenbank verwendet werden ?
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Alle nötigen Daten sind vorhandenGute Organisation der Daten
( mehrere Benutzer sollten auf dieselben Daten zugreifen können)
Flexible und übersichtliche Nutzungsmöglichkeiten
Möglichst wenig SpeicheraufwandZukunftsorientierte Nutzbarkeit
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Modellentwicklung
Zielsetzung: Welche Funktionen sollen mit Hilfe der Datenbank ausgeführt werden
Ermittlung oder zusammentragen der benötigten Daten
Organisieren der Daten in logische Gruppen
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Zielsetzungen und Datengrundlagen
Routenplanung Straßennetz
Kataster Flurstücke, Besitzer
Bodenordnung Bodenschätzung
Bauleitplanung ...
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Datenquellen
Daten Datenquelle
Grundstück Katasteramt
Grundstücksbeschrei-bung
Landtitel
Besitzer Grundbuch
Adresse Telefonbuch
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Zusammenfassen
StraßenGeländeartenGewässerGrundstücke
Objektklassen (UML)
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Definieren von Objekten
Bsp.: Gebäudeinformationssystem
Raum: Arbeitsplatz für PersonFlur: verbindet 2 oder mehr RäumeEtage: Komposition aus Räumen und
FlurenLabor: Spezialfall eines Raumes
(Unterklasse)
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Beziehungen
Viele Klassen haben direkte Beziehungen zueinander
Bsp.: GebäudeinformationssystemEin Raum listet einen einen
bestimmten „Benutzer“ aufEine Person arbeitet in einem
bestimmten Raum
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Dokumentation in UML (Geoinformation I)
Flur Raum
Verbindet 2...*
0...*
Raum
Labor Büro
Oberklasse
Unterklasse
Name
Kardinalität
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Beachte:
Unterklassen:
... Spezialisieren das Konzept einer Oberklasse
... „erben“ Attribute und Methoden der jeweiligen Oberklasse
Kardinalitäten:
1 genau 1 0...4 0 bis 4 3,7 3 oder 7 0...* größer
oder gleich null
0...3,7...9 ...
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Aggregation vs. Komposition
Aggegation:
eine Aggregation ist eine spezielle Assoziation, deren beteiligte Klassen eine Ganzes - Teile Hierarchie darstellen
Komposition:
eine Komposition ist strenge Form der Aggregation, bei der die Teile vom Ganzen existenzabhängig sind
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... In Visio
Aggregation in Visio (UML-Darstellung)
Komposition: Ganzes und Teile sind existenzabhängig
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Attribute und Methoden
Attribute: Attribute stellen die
speziellen „Eigenschaften“ einer Klasse dar.
Bsp.: Länge, Breite, XY-Koordinaten ...
Attribute sind nur innerhalb der Klasse sichtbar
privat vs. public
Methoden:
Methoden stellen die „Operatoren“ einer Klasse dar
Bsp.: getLänge, getBreite, anzeigen, verschieben, entfernen ...
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Klassen und Methoden
Kreis
- Mittelpunkt- Radius
+ anzeigen+ entfernen+ verschieben
Klassenname
Attribute
Methoden
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Visio
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Aber Vorsicht...
Symbolik für „Aggregat“ und „Verfeinerung“ sind vertauscht
Erkennbar an:
KardinalitätenPfeil- /
Rautensymbol
!
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Verfeinerung Unterklasse) mit Pfeilsymbol und ohne Kardinalitäten
Aggregat (bzw. hier eine Komposition) mit Rautensymbol und Kardinalitäten
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Aber...
„Oh glücklich wer noch Hoffen kann, aus diesem Meer des Irrtums aufzutauchen!“
Goethe, Faust (Der Tragödie erster Teil), Vor dem Tore
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Idee:
Übersichtliche Planung und einfache Veranschaulichungfür Mitarbeiter undKunden bzw. User
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Darstellung der Objekte
Unterschiedliche Repräsentierung der unterschiedlichen Klassen
Alphanumerisch repräsentierte KlassenGeometrisch repräsentierte Klassen
Alphanumerisch: Texte, Werte, Zahlen...
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Geometrische Darstellungen von Klassen
Punkt: repräsentiert die Lage eines Objekts mit min. Ausdehnung
Linie: repräsentiert die Lage eines Objekt welches zu schmal für eine Fläche ist
Fläche: repräsentiert ein Polygon
Oberfläche: wie Fläche, jedoch auch Erhebungen (Berg)
Raster: ... Eine Fläche die in rechteckige Felder unterteilt ist (für Analysen brauchbar)
Bild/Photo: ...jedes andere digitale Bild
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Hefte raus: Klassenarbeit (Aufgabe 1)
Pünktlich zum neuen Semester will die Uni Bonn zur Orientierung der Erstsemester einen Routenplaner für die Poppelsdorfer Institute.
Welche Daten werden zur Routenplanung benötigt und aus welchen Quellen können diese Daten gewonnen werden?
Dokumentiert die Ergebnisse in einfachen UML - Diagrammen
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Problem:
Leider ist Visio nur auf „Wolga“ installiertVorschlag: bastelt die UML - Diagramme
in PowerPoint zusammenBeispielklassen und Relationen findet Ihr
unter V:/Dennis/Aufgabe 1, Kardinalitäten müssen mit Textfeldern ergänzt werden
Vervollständigt das UML - Diagramm mit eigenen Klassen und Relationen
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Mögliche Lösung
Grundstück
Straße
FakultätInstitut
Name
Enthält
Gehört zu
Bezeichnet
Liegt an
Bezeichnet
Bezeichnet
Liegt an1...n
0...n
1...n
0...n
1..1
0..n
1..1
1..1
1..1
1..11..1
1..1
1..1
1..1
1..n
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Erstellen von Datenpaketen
Wie sollen Daten in ArcInfo repräsentiert werden ?
Umsetzen der Benutzeransprüche in ein Datenbank Schema
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Möglichkeiten in ArcInfo
Punktklassen:Punkt: ein nichtverbundener Punkt
(Statuen etc.)Knoten: ein verbundener Punkt
(Straßenkreuzungen etc.)Komplexer Knoten: ein verbundener
Punkt mit eigener inneren Topologie (Wasseraufbereitungsanlagen etc.)
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Möglichkeiten in ArcInfo
Punkt:
Knoten:
Komplexer Knoten:
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Möglichkeiten in ArcInfo
Linienhafte Klassen:
Linie: alleinstehende Linie (Zäune etc.)Kante: ein verbundenes Teil eines
Liniensystems (wie in einem Straßennetz)
Komplexe Kante: Lineare Klasse mit verbundenen Sektionen (Polylinie)
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Möglichkeiten in ArcInfo
Linie:
Kante:
Komplexe Kante:
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Möglichkeiten in ArcInfo
Flächenhafte Klassen:
Polygon: alleinstehende Fläche (Parks etc.)
Auch für platzausfüllende Gebiete, wie ausgebreitete Vegetation (Wälder etc.)
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Möglichkeiten in ArcInfo
Oberflächenklassen:
TIN (Triangulated Irregular Network)(siehe Vortrag): detaillierte
Darstellung des Terrains Raster: geeignet für größere Gebiete
(gröbere Auflösung, geringere Datenmengen)
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Organisieren der Struktur (Schritt 1)
Gruppierung der Klassen in logische Zusammenhänge (Datensätze)
Eine einzelne Klasse kann durchaus eine eigene Gruppe sein, falls sie sich nicht zuordnen läßt
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Datensatz „Straßen“
Klasse Bezug zu Typ ArcInfoStraße - Linie KanteBrücke - Punkt KnotenName Straße Text TextAmpel - Punkt Punkt
Bus Route - Linie Kompl.Kante
Haltestelle - Punkt Punkt
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Topologische Regeln
Alle Klassen eines geometrischen Netzwerkes müssen sich im gleichen Datensatz befinden (Straßen vs. Wasserleitungen)
Klassen, die ganze Flächen einnehmen, oder wenn sich überschneidende Elemente eine Kreuzung haben sollen, sollten sie im selben Datensatz gespeichert werden.
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Mögliche Topologien
Fall 1: sich kreuzende Linien haben
Kreuzungsknoten
Fall 2: Linien können „untereinander“
verlaufen ohne sich zu schneiden
![Page 42: Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio - allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d7449795902118c8a64/html5/thumbnails/42.jpg)
Organisieren der Struktur (Schritt 2)
Zusammenfassen der einzelnen Datensätze in Geodatenbanken
Geodatenbank enthält schließlich alles um einen speziellen Bereich zu Modellieren (siehe Beispiel: Stadt)
![Page 43: Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio - allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d7449795902118c8a64/html5/thumbnails/43.jpg)
Einbetten in Geodatenbanken
Umgebung Grundstücke Straßen
Stadt
Geodatenbank
Datensatz
![Page 44: Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio - allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d7449795902118c8a64/html5/thumbnails/44.jpg)
UML in ArcInfo: CASE - Tools
CASE - Tools: Computer Aided Software Engineering
Software - EntwicklungsumgebungCASE - Tools fassen sonst isolierte
Software -Entwicklungswerkzeuge (z.B. Editoren, Übersetzer, Verwaltungsprogramme) in einer vollständigen benutzerfreundlichen Arbeitsumgebung zusammen
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... Und nicht nur für UML
Weitere Einsatzmöglichkeiten:
Datenflußpläne, Netze ...In Visio auch Modellierung von
Kartenobjekten möglich
![Page 46: Geodatenbankenentwurf mit UML und Visio - allgem. Aufbau - Überblick: UML und Visio](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d7449795902118c8a64/html5/thumbnails/46.jpg)
Die Strategie von CASE - Tools (1)
Das hier angewandte: 1. Entwurf der Geodatenbank in UML -
Diagrammen 2. Benutzen des Creation Wizard in
ArcCatalog um Schema der Geodatenbank Aufgrund des UML - Diagramms zu erstellen
3. Benutzen von ArcMap - Tools zur Integration ins Programm
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Die Strategie von CASE - Tools (2)
Der umgekehrte Ansatz: 1. Importieren bereits vorhandener
Daten (ArcCatalog, ArcToolbox) 2. Aufbau des geometrischen
Netzwerkes 3. Hinzufügen des UML - Diagramms zu
den existierenden Daten mittels des CreationWizards
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Graphisch:
MS Repository
Shape FilesCoverages
Geodatenbank
CreationWizardImport von Daten
Hinzufügen des UML
Erstellen des UML-Schemas
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... Das war´s für´s erste
Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit
Viel Spaß mit Till