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Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo 29.Januar 2001
b Referent: Sven Naumann
jh
1 Geodatenbank2 UML
3 CASE-Tools
4 Entwurfstrategien
Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo
Übersicht
1 Geodatenbank2 UML
3 CASE-Tools
4 Entwurfstrategien
Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo
Übersicht
ArcInfo
ArcMap ist für die Visualisierung zuständig
ArcToolbox Wizards
ArcCatalog ist ein Geodatenbrowser
ArcCatalog
ArcMap
Datenmodelle
Shapefiles
Coverages
Geodatenbasis
layer, features
Geodatenbasis
Ein Datenmodell seit der Version 8 von ArcInfo
Objektorientiertes Konzepte gebunden
Geometrie, Topologie und Sachattribute werden in Tabellen verwaltet.
Relationen
Geodatenbanken
Was ist eine Geodatenbank ?
Geodatenbanken sind die Datengrundlagen eines jeden GIS (engl.: geodatabase)
Beispiel: Verkehrsnetz für einen Routenplaner
Alle nötigen Daten sind vorhandenGute Organisation der Daten
( mehrere Benutzer sollten auf dieselben Daten zugreifen können)
Flexible und übersichtliche Nutzungsmöglichkeiten
Möglichst wenig SpeicheraufwandZukunftsorientierte Nutzbarkeit
Modellentwicklung
Zielsetzung: Welche Funktionen sollen mit Hilfe der Datenbank ausgeführt werden
Ermittlung oder zusammentragen der benötigten Daten
Organisieren der Daten in logische Gruppen
Zielsetzungen:
Routenplanung Straßennetz
Kataster Flurstücke, Besitzer
Bodenordnung Bodenschätzung
Datenquellen
Daten Datenquelle
Grundstück
Grundstücksbeschrei-bungBesitzer
Adresse
Zusammenfassen
StaßenGeländeartenGewässerGrundstücke
Objektklassen (UML)
3 Strategien zur Erzeugung
einer Geodatenbank in Arcinfo
1. Existierende Daten und Datenbanken in eine Geodatenbank laden.
2. Benutze ArcCatalog und ArcToolbox, um ein Schema für eine Geodatenbank zu entwerfen.
3. Benutze „Schema Creation Wizard“ in ArcCatalog, um bereits existierende Daten auf das UML anzuwenden.
1 Geodatenbank2 UML
3 CASE-Tools
4 Entwurfstrategien
Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo
Übersicht
UML Beispiel
UML: Unified ModelingLanguage
Definieren von Objekten
Bsp.: Gebäudeinformationssystem
Raum: Arbeitsplatz für PersonFlur: verbindet 2 oder mehr RäumeEtage: Komposition aus Räumen und
FlurenLabor: Spezialfall eines Raumes
(Unterklasse)
Beziehungen
Viele Klassen haben direkte Beziehungen zueinander
Bsp.: GebäudeinformationssystemEin Raumbezeichnung listet einen
einen bestimmten „Benutzer“ aufEine Person arbeitet in einem
bestimmten Raum
Dokumentation in UML
Flur Raum
Verbindet 2...*
0...*
Raum
Labor Büro
Oberklasse
Unterklasse
Kardinalität
Name
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 ...
Aggregation vs. Komposition
Aggregation:
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
Idee:
Übersichtliche Planung und einfache Veranschaulichungfür Mitarbeiter undKunden bzw. User
Darstellung der Objekte
Unterschiedliche Repräsentierung der unterschiedlichen Klassen
Alphanumerisch repräsentierte KlassenGeometrisch repräsentierte Klassen
Alphanumerisch: Texte, Werte, Zahlen...
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
Raster: ... Eine Fläche die in rechteckige Felder unterteilt ist (für Analysen brauchbar)
Bild/Photo: ...jedes andere digitale Bild
Erstellen von Datenpaketen
Wie sollen Daten in ArcInfo repräsentiert werden ?
Umsetzen der Benutzeransprüche in ein Datenbank Schema
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.)
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
Datensatz „Straßen“
Klasse Bezug zu Typ ArcInfoStraße - Linie KanteBrücke - Punkt KnotenName Straße Text TextAmpel - Punkt Punkt
Bus Route - Linie LinieHaltestelle - Punkt Punkt
Topologische Regeln
Alle Klassen eines geometrischen Netzwerkes müssen sich im gleichen Datensatz befinden (Straßen vs. Wasserleitungen)
Klassen, die ganze Flächen einnehmen, oder wenn sich überschneidene Elemente eine Kreuzung haben sollen, sollten sie im selben Datensatz gespeichert werden.
Organisieren der Struktur (Schritt 2)
Zusammenfassen der einzelnen Datensätze in Geodatenbanken
Geodatenbank enthält schließlich alles um einen speziellen Bereich zu Modellieren (siehe Beispiel: Stadt)
Einbetten in Geodatenbanken
Umgebung Grundstücke Straßen
Stadt
Geodatenbank
Datensatz
1 Geodatenbank2 UML
3 CASE-Tools
4 Entwurfstrategien
Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo
Übersicht
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
CASE - Tools in ArcInfo
CASE-Tools in ArcInfo erlaubt es eigene Objektklassen (custom objects) zu schaffen
Diese „custom objects“ erben ihr Verhalten von bereits bestehenden ESRI-Datenobjekten
mit C++ kann man das Verhalten der „ESRI Objects“ verändern.
Custom object innerhalb der Geodatenbank speichern. Schema UML-Design anwendbar auf feature classes und tables
Was ist Visio Professional?
Visio ist eine Software zur Erstellung von Zeichnungen und Datenmodelle verschiedenster Art
Professional
Visio Professional 5.0
Allgemeines über Visio
Die Oberfläche bestehtaus:
- einem Zeichenblatt
- den Werkzeugen (Tools)
- der/den Schablone/n
Die Schablonen enthalten: - Shapes
Anwendung
Zum Erstellen eines Diagramms o.ä. werden die Shapes einfach „rübergezogen“!
Drag & Drop
Starten von Visio
Startbildschirm: Auswahl des
Diagrammtyps (Schablone)
Hier Software-Diagramm auswählen
UML-Diagramm
Schablone fürUML-Diagramme
UML in Visio
UML: Unified ModelingLanguage
Zur Veranschaulichung: Ein Beispiel-
UML-Diagramm
UML-Oberfläche
Nun ist die Visio-zeichenfläche geöffnet
Mit der in grün gefassten Schablone
Die in der Schabloneenthaltenen Shapeslassen sich in diesemFall unterteilen in:- Klassen - Verbinder
1 Geodatenbank2 UML
3 CASE-Tools
4 Entwurfstrategien
Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo
Übersicht
Graphisch:
MS Repository
Shape FilesCoverages
Geodatenbank
Wizard (Tool in ArcInfo)
Datenimport
UML anwenden auf Daten
UML mit CASE
Erzeuge Schema
Die Strategie von CASE - Tools (1)
1. Entwurf der Geodatenbank in UML - Diagrammen
2. Benutzen des Creation Wizard in ArcCatalog um Schema der Geodatenbank Aufgrund des UML - Diagramms zu erstell
3. Um die Geodatenbank zu füllen benutze Data Loader in ArcCatalog , Object Loader in Arc Map
Die Strategie von CASE - Tools (2)
1. Importieren bereits vorhandener Daten (ArcCatalog, ArcToolbox)
2. Aufbau des geometrischen Netzwerkes
3. Benutze Schema Creation Wizard in ArcCatalog, um bereits existierende Daten auf das UML anzuwenden.
Die Strategie von CASE - Tools (2)
1. Importieren bereits vorhandener Daten (ArcCatalog, ArcToolbox)
2. Aufbau des geometrischen Netzwerkes
3. Benutze Schema Creation Wizard in ArcCatalog, um bereits existierende Daten auf das UML anzuwenden.
„ESRI Class“ und „Custom object“
EDRI Class
Custom object Object
Feature Hersteller
Network Feature Paket
Kreuzung feature Kanten feature
Paket Paket
Ventil Rohr
Einfaches
Kreuzung featureEinfaches
Kanten feature
table
Feature class and geometric network
Feature class
Packages
5. User Features
Das „ArcInfo Model Diagramm“ enthält das „object model“, das benötigt wird um die Geodatenbank zu modellieren.
Dieses object model besteht aus 5 Paketen 1. Logical View
2. ESRI Classes 3. ESRI Interfaces 4. ESRI Network
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4 Entwurfstrategien
Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo
Übersicht
Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!
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Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo 29.Januar 2001
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... In Visio
Aggregation in Visio (UML-Darstellung)
Komposition: Ganzes und Teile sind existenzabhängig
Verfeinerung mit Pfeilsymbol und ohne Kardinalitäten
Aggregat (bzw. hier eine Komposition) mit Rautensymbol und Kardinalitäten
Was kann man mit Visio machen?
Entwerfen und Abbilden von Netzwerken
Planen und karthographisches Erfassen von Intranet und Web-Sites
Beschreiben von Geschäftsprozessen
Abbilden und Erstellen von Datenbanken
Modellieren von Softwaresystemen
Besonderheiten von Visio
Einfache Bedienung durch CASE-Tools Schablonen
dienen als Vorlagenenthalten Shapes
ShapesGestaltungsobjekte
und der Drag & Drop-
Zeichentechnik
Mögliche Topologien
Fall 1: sich kreuzende Linien haben
Kreuzungsknoten
Fall 2: Linien können „untereinander“
verlaufen ohne sich zu schneiden
Das Erstellen eines Diagramms
Zur Veran-schaulichung: Visio-Vorführung
Non-attributed relationship class