Теоретичний матеріал та презентація до Теми №1

Інтеграція баз даних (БД) та систем управління базами даних (СУБД) із геоінформаційними системами (ГІС) є фундаментальною передумовою для побудови сучасних просторово-аналітичних комплексів. Основна мета такої інтеграції полягає в забезпеченні єдиного, узгодженого та високопродуктивного середовища для збереження, маніпулювання, аналізу та візуалізації як просторової (геометричної та топологічної) складової геоданих, так і складних масивів атрибутивної (семантичної) інформації [12].

В історичному та технологічному аспекті формування архітектури зв'язку між ГІС та СУБД проходило декілька етапів — від розширення файлових систем до створення повнофункціональних об'єктно-реляційних баз геоданих та хмарних розподілених середовищ [8].

Концептуальні архітектури інтеграції СУБД та ГІС

Виділяють три базові архітектурні моделі, які визначають спосіб взаємодії між геоінформаційним ПЗ та базах даних:

Гібридна (подвійна) архітектура (Dual / Hybrid Architecture) У гібридній архітектурі, характерній для ранніх ГІС-пакетів (наприклад, ранні версії ArcView, PC ARC/INFO), просторова та атрибутивна інформація розділені на системному рівні: Просторові дані (координати точок, вершин полігонів, топологія) зберігаються у спеціалізованих бінарних файлах розробника ГІС (наприклад, ESRI Coverage або Shapefile). Атрибутивні дані зберігаються у зовнішній реляційній СУБД або таблицях dBase (.dbf). Зв'язок між геометрією та атрибутами здійснюється через унікальний системний ідентифікатор об'єкта (Feature ID / FID).

Повноінтегрована (об'єктно-реляційна) архітектура (Integrated Spatial DBMS Architecture) Сучасний галузевий стандарт, за якого і геометрія, і атрибути зберігаються в єдиному просторі реляційної або об'єктно-реляційної СУБД (PostgreSQL/PostGIS, Oracle Spatial, Microsoft SQL Server) [29]. Геометрія подається як спеціальний тип даних (ST_Geometry, GEOMETRY, GEOGRAPHY) відповідно до специфікацій OGC Simple Feature Access [27].

Розподілена та сервіс-орієнтована архітектура (Service-Oriented Architecture, SOA). Базується на використанні веб-протоколів та специфікацій Open Geospatial Consortium (OGC)  для передачі просторових даних між СУБД та ГІС-клієнтами через проміжне програмне забезпечення (Middleware) — картографічні сервери (GeoServer, MapServer, ArcGIS Enterprise): WMS (Web Map Service): Передача растрового зображення картографічного шару, згенерованого на сервері на основі даних із СУБД. WFS / WFS-T (Web Feature Service / Transactional): Передача безпосередньо векторних об'єктів (у форматі GML або GeoJSON) із можливістю їх редагування на клієнті та зворотної транзакції у СУБД. OGC API - Features: Сучасний RESTful-стандарт, що замінює класичний WFS для роботи з просторовими даними через JSON/GeoJSON.

Концептуальні архітектури інтеграції СУБД та ГІС

Виділяють три базові архітектурні моделі, які визначають спосіб взаємодії між геоінформаційним ПЗ та базах даних:

Порівняльна характеристика моделей інтеграції