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Geodatenbankentwurf mit UML und CASE- Tools am Beispiel von ArcInfo 29.Januar 2001

b Referent: Sven Naumann

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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

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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

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3 CASE-Tools

4 Entwurfstrategien

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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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Übersicht

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!

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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