1

บทท 5Spatial

Database and Management

2

GIS Data = Spatial Data + Attribute Data

Spatial Data

Attribute Data

Feature

3

1. ขอมลคณลกษณะ (Attribute Data)• ขอมลคณลกษณะ กคอขอมลคณสมบต

(Properties) หรอคณลกษณะเฉพาะ (Characteristic) ทเปนหรอเกยวของกบ Spatial Data

• ยกตวอยางเชน ดน ดนแตละชนด มคณสมบตแตกตางกน เชน สภาพการระบายนำ*า (ด ดปานกลาง ฯลฯ) ความลกของดน, pH, N, P, K, เปนตน

• การเกบขอมลคณลกษณะ ข*นอยกบวตถประสงคของการใชงาน

• ขอมลคณลกษณะ(และขอมลเชงพ*นท) ไดถกจดเกบไว โดยใชหลกการทางดานฐานขอมล

4

5

6

2. Type of Attribute Data• Attribute Data มอย 2 ประเภท

- Feature Attribute Data- Nonspatial Data

Attribute Data/Table

Feature Attribute Table

Nonspatial Data Table

7

2.1 Feature Attribute Data

• เปนขอมลคณลกษณะทผกตดกบ Spatial Data โดยตรงตลอดเวลา

• มเพยง 1 ชดขอมล(หรอไฟลเดยวเทาน*น)• ขอมลแตละแถว จะเปนของแตละ Feature ท

ประกอบข*นเปน Spatial DataSpatial Data

Feature Attribute DataFeature

Feature ID(Map Unit, etc)

8

2.2 Nonspatial Data• เปนขอมลคณลกษณะทเกยวของหรอ

สมพนธกบขอมลเชงพ*นท (Spatial Data) แตไมผกตดโดยตรงตลอดเวลา

• แบงเปน 2 ประเภท1) Data Table เปนไฟลเกบขอมลคณลกษณะตางๆ ทเกยวของกบขอมลเชงพ*นท2) Look-up Table เปนไฟลทเกบขอมลรหสและความหมายหรอรายละเอยดของรหส

9

ตวอยางไฟล Data

ตวอยางไฟล Look-up

10

ความสมพนธระหวาง Attribute Tables

• ท*ง Feature Attribute Table และ Nonspatial Table(s) สามารถเชอมโยงกนได โดยผานทาง Key Field (หรอ Feature ID)Key Field / Feature ID

11

• โปรแกรม GIS สราง Feature Attribute Table

Nonspatial Table

• นอกจากน* Nonspatial Table สามารถสรางข*นจากโปรแกรมประเภทฐานขอมล (Database) ได เชน dBase, Access, Excel หรอ Text File

• หรอจากโปรแกรมจดการฐานขอมล เชน Oracle, Informix, SYBASE, SQL Server, IBM DB2

12

3. องคประกอบตารางคณลกษณะใน GIS

• Attribute data Table• Table Column & Row• แตละแถว ไดแสดงขอมลของ

แตละ spatial feature• แตละคอลมน เปนลกษณะ

เฉพาะอยาง (characteristic)

• แตละคาเซลล ตรงทคอลมนตดกบแถว จะเปนคาคณลกษณะเฉพาะอยางของ feature สงน*น

13

14

4. ฐานขอมล (Database) และระบบการจดการฐานขอมล

• ฐานขอมล (Database) กคอ กลมขอมลทมความสมพนธกน ไดถกนำามาจดเกบไวในทเดยวกนเปนระบบ เพอใหสามารถเรยกใชขอมลไดอยางรวดเรวและมประสทธภาพ

• กลมขอมล ไดจดเกบขอมลแตละชนดไวในรปแบบไฟล ทมลกษณะเหมอนตาราง (Table)

• ตารางประกอบดวย คอลมน (Column) และแถว (Row)

15

องคประกอบของตารางขอมล(column / item / Attribute)Field

Record(row / tuple)

Table / Relation

คำาศพททใชใน Relational Database Management System

Cell

Attribute data ซงอาจจะเรยกอกอยางหนงวา Attribute Table

16

• ฐานขอมล (Database) ประกอบดวยตาราง (Table) มากมาย

• ตารางทอยในฐานขอมล เปนตารางทไดสรางความสมพนธไว กลาวคอ แตละตารางสามารถเชอมโยงซงกนและกนได เมอตองการ

• อาจเรยกตาราง อกอยางหนงวา Relation

17

• DBMS หมายถง ซอฟตแวรระบบทใชในการจดการฐานขอมล

• DBMS ทำาหนาทเปนตวกลาง ระหวางฐานขอมล และผใช

ระบบการจดการฐานขอมล (Database Management System; DBMS)

Database DBMS User

• DBMS ประกอบดวยเครองมอสำาหรบการนำาเขาขอมล คนหา คนคน จดการใหเหมาะสม และนำาขอมลออก

• ซอฟตแวร GIS ม DBMS ใหมาดวย• SQL = Structured Query Language

18

19

5. ประเภทขอมลคณลกษณะ• ประเภทขอมลคณลกษณะ (Type of Attribute

Data) หมายถง ขอมลทจดเกบไวในแตละฟลดในตารางขอมล

5.1 จำาแนกตามชนดขอมล ไดเปน ตวเลข (Number) Integer, Floatsตวอกขระ (Character) String, Textวนเดอนป (Date) dd / mm / yyตรรกะ (Boolean) True / False, Yes / NoBLOB (Binary Large Object) Images, Multimedia, Geometry of Spatial Features

20

5.2 จำาแนกตาม Measurement Scale1) Nominal Data เปนขอมลทบอกถงความ

แตกตางกน เชน ประเภทการใชทดน หรอชนดดน2) Ordinal Data เปนขอมลทไดจดลำาดบความ

สมพนธ (Ranking Relationship) ยกตวอยางเชน ระดบความเหมาะสม

3) Interval Data เปนขอมลทไดจดไวเปนกลมๆ ตามชวงคา

4) Ratio Data เปนขอมลทคลายกบ Interval Data แตวา Ratio Data มความหมายกวา และแสดงขอมลตามความเปนจรงมากกวา

21

ตวอยางNominal data

ตวอยางOrdinal data

ตวอยางInterval data

ตวอยาง Ratio data[AREA_RATIO] x (100 / sum [AREA_RAI] )

22

• จำาแนกใหม ตามการจดกลมขอมลจาก Measurement Scale1) Categorical Data nominal & ordinal data2) Numeric Data interval & ratio data

23

6. แบบจำาลองเชงสมพนธ (Relational Model)• ฐานขอมล เปนทเกบรวบรวมตารางขอมล

มากมายทเกยวของกน ไวในรปแบบเชงเลข• ฐานขอมล มอย 4 แบบจำาลอง (Model)

ไดแก1) Flat File Model2) Hierarchical Model3) Network Model4) Relational Model

24

6.1 Flat File Model• แสดงขอมลคณลกษณะตางๆ ไวในไฟลหรอ

ตารางเดยว ตวอยางเชน Feature Attribute Table หรอแสดงขอมลไวในรปแบบ Spreadsheet

25

6.2 Hierarchical Model

• จดเกบขอมลไวในลกษณะแบงเปนลำาดบข*นหรอหลายระดบ มองดคลายกบโครงสรางตนไมกลบหว เรมเกบขอมลหลกไวทระดบบน ตอจากน*นเกบขอมลในระดบรองลงมา

• ความสมพนธขอมลในแตละระดบข*น(จากบนลงลาง) มลกษณะเปนแบบหนงตอกลม (One-to-many; 1:M)

26

จงหวด

อำาเภอ 1 อำาเภอ 2 อำาเภอ 3

ตำาบล 1

บาน 1

ตำาบล 2 ตำาบล 1 ตำาบล 2 ตำาบล 1 ตำาบล 2

บาน 2 บาน 1 บาน 2 บาน 1 บาน 2 บาน 1 บาน 2 บาน 1 บาน 2 บาน 1 บาน 2

มความสมพนธ แบบ 1:M

27

6.3 Network Model

• เปนแบบจำาลองฐานขอมลทมลกษณะการจดเกบและการดงขอมลแบบไขวกน หมายถงวา ขอมลในระดบลางสามารถอางถงหรอเชอมโยงกบขอมลระดบบนไดมากกวา 1 แหง

• ความสมพนธขอมลแตละช*น เปนแบบ M:N (Many-to-Many) หรออาจเปน 1:M, M:1

28

Polygon Map

Polygon 1 Polygon 2 Polygon 3

Arc 1Arc 2Arc 3Arc 4Arc 5Arc 6Arc 7Arc 8Arc 9Arc 10

Topological Structure

ความสมพนธมท*งแบบ M:N, 1:M, M:1

29

นกศกษา 1

นกศกษา 2

นกศกษา GIS

วชา A

วชา B

วชา C

วชา D วชา E

30

6.4 Relational Model

• แบบจำาลองทมการใชงานกนอยางแพรหลาย ซอฟตแวร GIS Relational Database Management System; RDBMS

• แบบจำาลองน*ไดแสดงขอมลในลกษณะของตาราง ทเรยกวา “Relation” โดยตารางประกอบดวยแถวหรอทปเพล (Tuple) แตละทปเพล จะประกอบดวยหลายคอลมนหรอแอตทรบวต (Attributes)

• แตละตาราง สามารถเชอมโยงกนโดยใช คยฟลด (Key Field)

31

(column / item / Attribute)Field

Record(row / tuple)

Table / Relation

Cell

32

Key Field

Table 1

Table 2

Table 3

33

VILL_CODE

VIL_NM_T

VIL_NM_E

TAM_ID

AMP_ID

PROV_ID

TAM_ID

TAM_NM_T

TAM_NM_E

AMP_ID

PROV_ID

AMP_ID

AMP_NM_T

AMP_NM_E

PROV_ID

Key

Key

Key Key KeyTable: Village

Table: Tambol

Table: Amphoe

34

• คย (Key) หมายถง Attribute หรอ Field ใดทสามารถใชในการบงบอกถงความแตกตางของทปเพลในแตละตารางได

• คย อาจใชเพยง Field เดยว หรอหลาย Field (เรยกวา Composite Key) กได

• RDBMS มคยหลายประเภท เชน Super Key, Candidate Key, Primary Key, Foreign Key, Secondary Key

• GIS Primary Key, Foreign Key

35

• GIS Primary Key, Foreign Key• คยหลก (Primary Key) กคอ Field หรอ

Attribute ทสามารถนำามาใชในการบงบอกถงความแตกตาง (Unique Identify) ของ Record หรอ Tuple ในตารางได โดยใน Field น*จะตองมขอมลทก Record (ตองไมมคาเปน Null [ Null หมายถง ไมมคา] ) ตวอยางเชนขอมลประชาชน ไดใช Field ทเกบขอมล หมายเลขบตร ปชป. เปนคยหลกขอมลนกศกษา ไดใช Field ทเกบขอมล รหสนกศกษา เปนคยหลกขอมลบาน ไดใช Field ทเกบขอมล รหสบาน เปนคยหลก

36

• คยนอก (Foreign Key) หมายถง Field ทเปนคยหลกของตารางอน ในหนงตารางอาจมหลายคยนอก

VILL_CODE

VIL_NM_T

VIL_NM_E

TAM_ID

AMP_ID

PROV_ID

TAM_ID

TAM_NM_T

TAM_NM_E

AMP_ID

PROV_ID

AMP_ID

AMP_NM_T

AMP_NM_E

PROV_ID

PrimaryKey

PrimaryKey

PrimaryKey

ForeignKey

ForeignKeyTable: Village

Table: Tambol

Table: Amphoe

37

7. ชนดของความสมพนธ

• เปนความสมพนธระหวาง Record ของแตละตาราง จำาแนกไดเปน 4 ประเภท1) แบบ One-to-Many (1:M)2) แบบ Many-to-One (M:1)3) แบบ Many-to-Many (M:N)4) แบบ One-to-One (1:1)

38

7.1แบบหนงตอกลม (One-to-Many; 1:M)• หมายถงวา 1 record ในตารางหนง (Table 1) สามารถจบค

กบ Record ของตารางอน (Table 2) ไดหลาย Record

1 M

Area

Length MU

100.9

85.5 17

200.1

56.8 18

MU Depth_cm Texture

17 0-30 Sand17 30+ Loam18 0-30 Loam18 30+ Clay

TABLE: SOILTABLE: SOIL PROPERTIES

TABLE 1 TABLE 2

39

7.2 แบบกลมตอหนง (Many-to-One: M:1)

• หมายถง 1 หรอหลาย Record ในตารางหนง (Table 1) สามารถจบคกบ 1 Record ในอกตารางหนง (Table 2)

M 1TABLE 1 TABLE 2

ปการศกษา

รหสนกศกษา

2550 50112-52550 50122-02550 50123-92550 50129-9

อาจารยสมศกดสมพงษ

TABLE 1 นกศกษา TABLE 2 อาจารยทปรกษา

40

7.3 แบบกลมตอกลม (Many-to-Many; M:N)

• หมายถงวา 1 Record ในตารางหนง (Table 1) สามารถจบคกบ Record ในตารางอน (Table 2) ไดมากกวา 1 Record ในทางกลบกน 1 Record ของตารางน* (Table 2) สามารถจบคไดหลาย Record ในตารางอน (Table 1)

M NTABLE 1 TABLE 2

41

ปการศกษา

รหสนกศกษา

2550 50112-52550 50122-02550 50123-92550 50129-9

รหสวชา324 202324 211324 102322 103

TABLE 1 นกศกษา TABLE 2 รหสวชา

42

7.4 แบบหนงตอหนง (One-to-One; 1:1)

• หมายถงวา 1 Record ในตารางหนง (Table 1) สามารถจบคกบ Record ของตารางอน (Table 2) ไดเพยง 1 Record และ Record น*จะตองไมไปจบคซำ*ากบ Record อนอก

1 1TABLE 1 TABLE 2

43

Area

Length MU

100.9

85.5 17

200.1

56.8 35

MU SYM Depth17 Re Deep18 Kyo Deep20 Ud Deep35 Kt Deep

TABLE: SOILTABLE: SOIL PROPERTIES

Area

Length MU

100.9

85.5 17

200.1

56.8 35

SYM DepthRe DeepKt Deep

record ทไมตรงเงอนไข กจะตดออกไป

44

8. รปแบบการเชอมโยงตารางขอมล• รปแบบการเชอมโยงตารางขอมล(หลาย

ตาราง) เขาเปนหนงเดยว ซงมอย 2 แบบ1) Join เปนการรวมหลายๆ ตารางเขาไวเปนตารางเดยว หรอทตารางหลก (Base Table) ตารางอนๆ เรยกวา Destination Table2) Relate / Link เปนการสรางความเชอมโยงระหวางตารางหลก และตารางอนๆ โดยไมมการรวมตารางเขาเปนหนงเดยว

45

1. Join Table 1 + Table 2 Table 1Join ไดใชความสมพนธแบบ one-to-one หรอแบบ many-to-one

2. Relate/Link Table 1 + Table 2 Table 1, Table 2Relate น*อาจใชความสมพนธไดท*ง 4 แบบ (1:1, 1:M, M:1, M:N)

Table 1

Table 1

Table 2

Table 2

Table 1

Table 1 Table 2

Join

LinkBase TableDestination Table

46

47

9. Normalization• เปนวธการแตกคา (Decomposition) ของ

Attribute ใหเปนคาเดยวหรอเปนคาอะตอมมค (Atomic) โดยเกบไวเปนตารางยอยๆ เพอใหไดโครงสรางของตารางทด สามารถควบคมความซำ*าซอนขอมลไดด และปรบปรงขอมลไดรวดเรว

• การนอรมลไลเซชน มการทำางาน ตามลำาดบข*น ทเรยกวา นอรมลฟอรม (Normal Form) มอย 5 ข*น ดงน*First Normal Form: 1NFSecond Normal Form: 2NFThird Normal Form: 3NF

48

Fourth Normal Form: 4NFFifth Normal Form: 5NF

• การนอรมลไลเซชน ข*นสงกวา จะมคณสมบตทดกวาระดบทตำากวา

• Normalization จนกวาไดคาในแตละ Field / Attribute เปนอะตอมมค

• Normalization อยในข*นตอนของ Logical Data Model(Data Model: Conceptual Logical Physical )

49

VILLAGE

VILL_NM_TVILL_NM_EVILL_CODE

TAM_ID TAMBOL

AMPHOE

TAM_ID

TAM_NM_E

TAM_NM_T

AMP_ID

AMP_ID

UNDER

UNDER

AMP_NM_E

AMP_NM_T

PROV_ID

PROV_IDAMP_ID

PROV_ID

UNDER

= Entity= Attribute

= RelationE-R Model / Conceptual Data Model

50

VILLAGE TABLEVILL_CODE

VIL_NM_T

VIL_NM_E

TAM_ID

AMP_ID

PROV_ID

400101001

มวง Muang

400101

4001

40

400101002

หนองไผ Nong Phai

400101

4001

40

400101003

เกษร Kae Sorn

400101

4001

40

TAMBOL TABLETAM_ID

TAM_NM_T

TAM_NM_E

AMP_ID

PROV_ID

400101

ศลา SILA 4001 40

400102

โนนเรอง NON RUANG

4001 40

400103

คอ KHOR 4001 40

AMPHOE TABLEAMP_ID

AMP_NM_T

AMP_NM_E

PROV_ID

4001

เมอง MUANG 40

4002

นำ*าพอง NAM PHONG

40

4003

บานไผ BAN PHAI

40

Logical Data Model / Relational Data Model

Normalization

51

PIN

Owner

Owner Address

Sale Date

Acres

Zone Code

ZoningP101 Wang

Chang

101 Oak St200 Maple St

1-10-98 1.0 1 Residential

P102 SmithJones

300 Spruce Rd105 Ash St

10-6-68 3.0 2 Commercial

P103 Costello 206 Elm St 3-7-97 2.5 2 CommercialP104 Smith 300 Spruce Rd

7-30-78 1.0 1 Residential

ตารางตวอยางขอมลทยงไมไดทำาการ Normalization

1 NF กำาจด Repeating Group (เตมคาใหเตม ทก Field)PI

NOwner

Owner Address

Sale Date

Acres

Zone Code

ZoningP101P101

WangChang

101 Oak St200 Maple St

1-10-981-10-98

1.01.0

11

ResidentialResidential

P102P102

SmithJones

300 Spruce Rd105 Ash St

10-6-6810-6-68

3.03.0

22

CommercialCommercial

P103 Costello 206 Elm St 3-7-97 2.5 2 CommercialP104 Smith 300 Spruce Rd

7-30-78 1.0 1 Residential

52

2 NF กำาจด Partial Dependency (แยกเปนตารางยอยๆ )

Partial Dependency หมายถง การมบาง Attribute ทข*นอยกบบางสวนของคยหลก กลาวคอ ถารบาง Attribute กสามารถรหรอทราบคาอก Attribute อน

PIN

Sale Date

Acres

Zone Code

Zoning

P101 1-10-98 1.0 1 ResidentialP102 10-6-68 3.0 2 CommercialP103 3-7-97 2.5 2 CommercialP104 7-30-78 1.0 1 Residential

PIN

Owner

P101 WangP101 ChangP102 SmithP102 JonesP103 CostelloP104 Smith

Owner

Owner Address

Wang 101 Oak StChang 200 Maple StSmith

300 Spruce RdJones 105 Ash StCostello 206 Elm StSmith

300 Spruce Rd

ParcelTable

AddressTableOwnerTable

(key)

(key) (key)

53

3 NF กำาจด Transitive Dependencyตาราง Parcel Table ทผาน 2NF มา จะเหนวา Attribute / Field: Zone Code และ Zoning น*น ยงปรากฏขอมลทมคาซำ*ากนอยเปนคๆ หรอกลาวอกนยหนงวา ท*ง 2 Attribute สามารถระบคาระหวางกนได กคอวา เมอระบคาใหกบ Attribute: Zone Code กจะสามารถทราบถงคา Zoning ได ซงความสมพนธในลกษณะน*เรยกวา “Transitive Dependency”

PIN

Sale Date

Acres

Zone Code

ZoningP101 1-10-98 1.0 1 ResidentialP102 10-6-68 3.0 2 CommercialP103 3-7-97 2.5 2 CommercialP104 7-30-78 1.0 1 Residential

ParcelTable

54

PIN

Sale Date

Acres

Zone Code

P101 1-10-98 1.0 1P102 10-6-68 3.0 2P103 3-7-97 2.5 2P104 7-30-78 1.0 1 PI

NOwner

P101 WangP101 ChangP102 SmithP102 JonesP103 CostelloP104 Smith

Owner

Owner Address

Wang 101 Oak StChang 200 Maple StSmith

300 Spruce RdJones 105 Ash StCostello 206 Elm StSmith

300 Spruce Rd

Parcel Table

AddressTableOwnerTable

(key)

(key)(key)

Zone Code

Zoning

1 Residential2 Commercial

Zone Table(key)

55

10. การจดเกบขอมลคณลกษณะ• เปนกระบวนการทกระทำาหลงจาก Normalization

เนองจาก ไดทราบถงประเภทขอมลของแตละ Field • Physical Data Model• ถอไดวาเปนข*นตอนการเกบขอมลคณลกษณะไวในรป

แบบเชงเลขหรอแฟมขอมล ซงประกอบดวยหลายข*นตอน ไดแก1) Field Definition2) วธการนำาเขาขอมล (Methods of Data Entry)3) การทวนสอบขอมล (Data Verification)

56

10.1 กำาหนดประเภทของ Field (Field Definition)

+ Field Name: ต*งชอ Field ไมควรต*งชอซำ*ากน และไมควรต*งชอยาวเกนไป (10 ตวอกษร) และไมมเครองหมาย [ ] ในชอ Field

+ Data Type: Number / String / Boolean / Date

+ Data Width: ควรกำาหนดจำานวนตำาแหนงหรอความยาว(ตวอกษร) ใหครอบคลมหรอมากกวาขอมลทตองการจดเกบ

+ Decimal Places: กำาหนดจำานวนทศนยม

57

Field Name: AREA_RAIData Type: NUMBERDate Width: 12Decimal Places: 2

58

10.2 วธการนำาเขาขอมล (Methods of Data Entry)

• Direct Entry by GIS Software• Import File (Nonspatial Data)

- Text File (Delimited)- Spreadsheet (Excel File)- Datasheet (Access File)

GIS database

59

10.3 การทวนสอบขอมล (Data Verification)

• การทวนสอบม 2 แบบ1) ตรวจสอบการเชอมโยงกบ Spatial Data2) ตรวจสอบความถกตองของขอมลคณลกษณะเพยงอยางเดยว ตรวจสอบไดยาก เนองจากความไมถกตองน*นข*นอยกบความผดพลาดตอเกบขอมล ขอมลไมเปนปจจบน หรอผดพลาดตอนใสคาขอมล