Difference between revisions of "Prostorové databáze - cvičení"

From Wikivyuka
Jump to: navigation, search
m (→‎Cvičení 4 - Vytvoření tabulky s prostorovými daty)
m (→‎Cvičení 1 - Instalace prostorové databáze a vizualizačního nástroje)
 
(174 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
−
==Obsah a cíle cvičení z předmětu Objektově orientované technologie==
+
==Obsah a cíle cvičení z předmětu Prostorové databáze==
 +
 
 +
Data a jejich zpracování hrají významnou roli při práci geoinformatika. Cílem tohoto kurzu je předvést možnosti, které jsou k dispozici mimo "klasické" GIS prostředí.
 +
 
 +
Cvičení z předmětu Prostorové databáze je proto zaměřeno na získání zkušenosti se zpracováním prostorových dat v prostředí SŘBD.
 +
K pochopení principů využitých pro ukládání a manipulaci s prostorovou složkou dat, které jsou v databázích implementovány, slouží Oracle Locator. V něm je předvedena řada úloh s použitím SpatialSQL. K vizualizaci zpracovaných úloh slouží extenze v klientském prostředí SQLDevelopera s názvem GeoRaptor. Následně je požadováno využití SpatialSQL při samostatně řešených úlohách, kde je nutno principy uplatnit buď provedením úprav dle typu dat nebo vhodným způsobem zakomponovat jinou kombinaci prostorových operátorů.
 +
 
 +
Důraz je kladen na semestrální projekt, ve kterém studenti získané dovednosti předvedou v tematicky zaměřené úloze.
 +
 
 +
==Požadavky na zápočet==
 +
 
 +
Zápočet (33 bodů) je rozdělen následujícím způsobem:
 +
 
 +
#Písemný test v průběhu semestru - 9 bodů
 +
#Semestrální projekt - úlohy s prostorovými operátory - 24 bodů
 +
 
 +
Body za aktivitu:
 +
Schreier 1
 +
Šajer 1
 +
Karas 1
 +
Frohlich 2 (bonusove za sql dotaz)
 +
 
 +
Bodove hodnoceni 2015 lze nalezt v souboru [[Media:Body2015.pdf | BodyPDB]].
 +
 
 +
Zadání zápočtového projektu je uvedeno na stránce s popisem [http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Z%C3%A1po%C4%8Dtov%C3%A9_%C3%BAkoly úkolů].
  
 
==Cvičení 1 - Instalace prostorové databáze a vizualizačního nástroje==
 
==Cvičení 1 - Instalace prostorové databáze a vizualizačního nástroje==
−
==Cvičení 2 - Prostředí klienta==
 
−
==Cvičení 3 - Opakování SQL==
 
−
==Cvičení 4 - Vytvoření tabulky s prostorovými daty==
 
  
−
Příklad vytvoření tabulky s prostorovými daty
+
Nejprve si připravíme pracovní prostředí, které si stejným způsobem můžete nainstalovat i na svých počítačích. Dodržte uvedené pořadí při instalování produktů, jednotlivé kroky na sebe navazují. Vše potřebné najdete na našem datovém uložišti: adelka-nas.vsb.cz\Temp.
 +
 
 +
*''Instalace databázového prostředí''
 +
Spustíte Virtual PC a ze stránek společnosti Oracle zvolíte [http://www.oracle.com/us/downloads/index.html download databáze]. V případě, že budete  poprvé používat produkt Oracle, je nutno odsouhlasit licenční podmínky a zaregistrovat se jako nový uživatel jejich produktů. Dále budete postupovat  podle pokynů instalátoru. Jako velmi důležité je zapamatovat nebo si někam zapsat heslo administrátora, které bude během instalace požadováno. Bez tohoto hesla nebude možnost zpřístupnit demo databázi a pracovat nad připravenými daty.
  
−
==Příkládek==
+
*''Instalace SQLDeveloper''
 +
Společnost Oracle nabízí nejnovější verzi klientského prostředí pro přístup k databázovému serveru. V našem případě budeme potřebovat verzi trojkovou, ve které pak bude možno využít vizualiční nástroj GeoRaptor. Lze stáhnout ze stránek [http://www.oracle.com/technetwork/developer-tools/sql-developer/downloads/sqldev-downloads-v322-2080107.html SQLDeveloper 3]. Po rozbalení zip souboru bude stačit spustit .exe soubor a klientské prostředí bude k dispozici.
  
−
Vytvořte jednoduchou strukturu dat, která založí evidenci Vlastníků a jejich Parcel. Promyslete tak, aby bylo možné vlastnit více parcel (současně i postupně v čase).
+
*''Instalace GeoRaptor''
 +
Posledním produktem je nástroj pro vizualizaci a manipulaci s prostororovými daty. Tento nástroj je ve Free licenci a je k dispozici na adrese
 +
[http://sourceforge.net/projects/georaptor/ GeoRaptor]. Postup instalace je popsán na stránce [[Instalace GeoRaptor]].
  
−
=== Vytvoření tabulek a vložení dat ===
+
Vymezení funkčnosti Oracle Locator lze nalézt buď pro verzi [http://docs.oracle.com/cd/B19306_01/appdev.102/b14255/sdo_locator.htm  10.2] nebo pro verzi [http://docs.oracle.com/cd/E11882_01/appdev.112/e11830/sdo_locator.htm#SPATL340 11.2] v příloze B v dokumentaci k Oracle Database.
  
−
create table Vlastnik(
+
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
−
id_vla  NUMBER PRIMARY KEY,
 
−
jmenovla varchar2(25) not null,
 
−
prijmenivla varchar2(25) not null,
 
−
adresavla varchar2(30)
 
−
);
 
−
 
−
insert into vlastnik values (1, 'Jan', 'Trčka', 'Frýdek-Místek');
 
  
−
create table parcela
+
==Cvičení 2 - Přístupy k databázi, prostředí klienta==
−
(idParcela number primary key,
 
−
ku varchar2(8),
 
−
tvarParcely sdo_geometry
 
−
);
 
  
−
INSERT INTO parcela VALUES(
+
=====Odemknutí uživatele HR=====
−
0,
 
−
'ova01',
 
−
SDO_GEOMETRY(2003,
 
−
NULL,
 
−
NULL,
 
−
SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,3), --obdelnik
 
−
SDO_ORDINATE_ARRAY(1,1,5,10)
 
−
)
 
−
);
 
  
−
INSERT INTO parcela VALUES(
+
Pro práci s databází nejprve připojíme klientskou stranu k serveru. V prvním připojení změníme práva již definovaného uživatele "HR" a využijeme jej jako přístupový bod do databáze. Jak postupovat je popsáno v části [[Jak zprovoznit uživatele HR]].
−
1,
 
−
'bu02',
 
−
SDO_GEOMETRY(2003,
 
−
NULL,
 
−
NULL,
 
−
SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,3), --obdelnik
 
−
SDO_ORDINATE_ARRAY(2,6, 9,9)
 
−
)
 
−
);
 
  
−
INSERT INTO parcela VALUES(
+
=====Přístupy k databázi=====
−
20,
 
−
'ova005',
 
−
SDO_GEOMETRY( 2003,
 
−
NULL, NULL, SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,1), -- polygon
 
−
SDO_ORDINATE_ARRAY(5,10 , 4,10 , 2,10 , 9,15 , 9,16 , 20,10, 5,10 )
 
−
)
 
−
);
 
  
−
create table vlastnictvi(
+
Ukážeme si různé možnosti, jak lze k databázi, uložené v prostředí Oracle přistupovat. Po instalaci Oracle, je možno komunikovat s prostředím databázového stroje přes webový prohlížeč. Jedná se o součást instalace a popis najdeme pod označením [[APEX]].
−
idVlastnictvi number primary key,
 
−
idVlastnik number(6) not null,  
 
−
idParcela number(6) not null,
 
−
odVlastni date not null, -- datum nabyti parcely
 
−
doVlastni date,  -- datum pozbyti parcely
 
−
constraints vla_vla foreign key (idVlastnik) references vlastnik,
 
−
constraints vla_pa foreign key (idParcela) references parcela
 
−
);
 
  
−
Vložení záznamů do tabulky Vlastnictví - ukázka změn vlastnictví v čase. Tatáž parcela je postupně vlastněna jedním druhým a opět prvním vlastníkem. Pro vložení hodnot datumu je využita konverzní funkce ''to_date'', která umožňuje zadávat datum ve zvoleném formátu (zde DD-MM-YY).
+
Další možností je spojit se s databází přes příkazovou řádku, uvedeno na stránce [[Příkazová řádka]] nebo přes nainstalovaného klienta SQLDeveloper. Ke zvládnutí tohoto prostředí vytvořila firma Oracle tutoriál, který je umístěn na jejich stránkách [http://download.oracle.com/oll/tutorials/SQLDeveloper/index.htm Tutoriál SQLDeveloper].
  
−
insert into vlastnictvi values(1, 2, 0, to_date('01-01-07', 'DD-MM-YY'),  to_date('01-01-08', 'DD-MM-YY'));
+
=====Tvorba tabulky=====
−
insert into vlastnictvi values((2, 4, 0, to_date('01-01-09', 'DD-MM-YY'),to_date('01-01-11', 'DD-MM-YY'));
 
−
insert into vlastnictvi values(3, 2, 0, to_date('01-01-12', 'DD-MM-YY'),null);
 
  
−
Vyhledání aktuálního vlastníka parcely s číslem id=0.  
+
Příkazem jazyka DDL pro vytvoření nové tabulky je CREATE TABLE. Způsob práce s tímto příkazem je uveden na stránce [[Tvorba tabulky]].
  
−
select y.jmenovla, y.prijmenivla
+
=====Samostatný úkol=====
−
from vlastnictvi x, vlastnik y
 
−
where x.id_vla = y.id_vla and x.doVlastni is null and x.id_par = 0;
 
  
−
Vyhledání aktuálního vlastníka parcely s číselným označením 253.
+
V prostředí SQLDeveloper vytvořte
 +
*příkaz SELECT, který k vytvořené tabulce OSOBA naváže tabulku ODDELENI v souladu s již definovaným cizím klíčem.
 +
*příkaz SELECT, kterým vytvoříte tabulku DITE, jako seznam dětí jednotlivých osob.
 +
*příkaz INSERT, kterým vložíte do každé tabulky alespoň 5 záznamů.
 +
Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
  
−
select y.jmenovla, y.prijmenivla
+
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
−
from vlastnictvi x, vlastnik y, parcela z
 
−
where x.id_par = z.id_par and x.id_vla = y.id_vla and x.doVlastni is null and z.cisloparcely = 253;
 
  
−
=== Tvorba prostorového indexu ===
+
==Cvičení 3 - SQL I.==
  
−
Nejprve je nutno "obeznámit" SŘBD s tím, že existuje tabulka s geometrickou složkou. Tyto informace se ukládají v systémové tabulce  ''user_sdo_geom_metadata'', kam je nutno zapsat název tabulky, jméno sloupce obsahujícího geosložku, rámec prostoru, nad kterým bude vytvořen prostorový index a souřadnicový systém, ke kterému jsou data vztažena.
+
Vyhledávání je silnou stránkou databázových systémů. Příkaz SELECT, který je v různých SŘBD implementován, je součástí jazyka SQL. Popis implementace SQL SELECT v Oracle lze najít [http://docs.oracle.com/cd/B10501_01/server.920/a96540/intro.htm zde].
 +
Zopakujeme znalost základů SQL a tím položíme základ k porozumění jeho použití při prostorových dotazech.
  
−
insert into user_sdo_geom_metadata  values ('parcela', 'tvarparcela',
+
=====Dotazování nad jednou tabulkou=====
−
sdo_dim_array(sdo_dim_element('X',0,30,0.005),
+
Použití příkazu SELECT nad jednou tabulkou je popsáno na stránce [[Dotazy nad jednou tabulkou]].
−
sdo_dim_element('Y',0,30,0.005)),
 
−
null
 
−
);
 
  
−
Ověření správně uložených informací:
+
=====Agregační funkce=====
−
select * from user_sdo_geom_metadata;
+
Po zopakování základního použití příkazu SELECT jej rozšíříme o [[Agregační funkce]].
  
−
Požadavek na prostorové zaindexování geometrie parcel:
+
=====Samostatný úkol=====
  
−
create index sp_par_idx on parcela(tvarparcela) indextype is mdsys.spatial_index;
+
V prostředí SQLDevelopera sestavte dotazy, kterými si vyzkoušíte své znalosti. Zadání dotazů je uvedeno na [[Opakování SQL]]. Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
  
−
Teprve nyní je možné klást prostorové dotazy a zobrazit geometrickou složku v GeoRaptoru.
+
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
  
−
=== Dotazy nad daty o vlastnících a parcelách ===
+
==Cvičení 4 - SQL II.==
  
−
Jak bude vypadat průnik dvou parcel? Například, budu chtít postavit na dvou pozemcích (zakreslím si nový objekt přes hranice) a o kolik např. zemědělské půdy přijdu?
+
Při zjišťování údajů z databáze je často nutné využít propojení dat mezi sebou, i když jsou uložené v několika tabulkách. K tomu se využívá referenční integrita zajištěná cizím klíčem nebo propojení tabulek na základě nadefinovaných podmínek.
−
select p1.cisloparcely, p2.cisloparcely, SDO_GEOM.SDO_INTERSECTION(p1.tvarparcela,  p2.tvarparcela,0.005)
 
−
from parcela p1, parcela p2
 
−
where p1.cisloparcely = 1 AND p2.cisloparcely = xx; --xx je nový geoobjekt - tvar chystané stavby
 
  
−
možná i sum
+
=====Dotazy nad více tabulkami=====
  
−
vzdálenost mezi parcelami stejného typu - použít alter table a doplnit do Parcela nový sloupec
+
Dotazování nad více tabulkami je popsáno na stránce [[Dotazy nad více tabulkami]].
−
ALTER TABLE table_name ADD column_name column-definition;
 
−
ALTER TABLE Parcela ADD typParcela varchar2(15);
 
  
−
další
+
=====Vnořené dotazy=====
−
nakrelsit si v Georaptoru nějakou parcelu - napr trojuhelnik, kruh
 
−
zkopirovat si hodnoty geometrie a vlozit do tabulky parcela,  zjisti si definici vloženého prvku - zapsat do tabulky parcel = pomocí insert =   ukázat propojení definice objektu a metod, které s nimi pracují
 
−
spočítat si její obsah - create shape = dole je výsledek
 
−
update obsahu prvně vložených parcel - přes výpočet GeoRaptor
 
−
 
−
update parcela
 
−
set vymera = 34
 
−
where cisloparcely=253;
 
−
 
−
dotázky - kolik je vech parcle, jak velké území zabírají, kolik pozemků ma jeden vlasník
 
−
 
−
kolik pozemku vlastni jeden vlasnik?
 
−
select count (*) from vlastnik group by id_vla;
 
  
−
Protina se zamyslena stavba s moji parcelou?
+
[[Vnořené dotazy]]
−
 
−
select SDO_GEOM.SDO_INTERSECTION(p1.tvarparcela,  p2.tvarparcela, 0.005)
 
−
from parcela p1, parcela p2
 
−
where p1.cisloparcely = 258 AND p2.cisloparcely = 111; -- p1 = 253 je moje parcela, p2 = 111 stavba
 
−
 
−
U kterých parcel dojde k záboru půdy při stavbě?
 
  
−
select sdo_geom.sdo_intersection(p.tvarparcely,p2.tvarparcely,0.005) from parcela p, parcela p2
+
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
−
where p2.cisloparcela=111;
 
−
 
−
 
  
−
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze Zpět na stránku PDB]
+
==Cvičení 5 - Principy práce s prostorovými daty==
 +
=====Definice SDO_GEOMETRY=====
 +
Princip práce s prostorovými daty v prostředí SŘBD Oracle je postaven na objektovém datovém typu SDO_GEOMETRY. Jeho definice a význam struktury je popsán na stránce [[SDO_GEOMETRY]].
 +
 
 +
=====Samostatný úkol=====
 +
 
 +
Navrhněte tabulku, která bude obsahovat několik sloupců, z nichž jeden bude typu SDO_GEOMETRY. V prostředí Oracle tuto tabulku vytvořte a naplňte ji daty. Vytvořte záznamy, které budou obsahovat dvoudimenzionální geoobjekty. Uloženy budou bod, linie, řtězec linií, kruh, obdélník, polygon a polygon s dírou. Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
 +
 
 +
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
 +
 
 +
==Cvičení 6 - Tvorba a ukládání v ORACLE definovaných geometrií==
 +
 
 +
=====Ukládání geometrií=====
 +
 
 +
Specifické kódy, které používá Spatial Oracle pro ukládání různých tvarů geometrií vyzkoušíme tvorbou tabulky jednoduchou strukturou a předpřipravenými ukázkami na stránce
 +
[[Ukázky geometrií]]. Pro vyjasnění kódů používaných v Spatial Oracle pro různé tvary geometrií použijeme příklad z dokumentace Oracle a prvky zobrazíme v prostředí Prohlížeče.
 +
 
 +
=====Samostatný úkol=====
 +
 
 +
V prostředí Oracle napište příkaz insert, který do vytvořené tabulky T1 vloží Vaše vlastní geometrie. Fantazii se meze nekladou. Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
 +
 
 +
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
  
−
==Cvičení 5 - Prostorové dotazy==
 
−
==Cvičení 6 - Import dat s prostorovým kontextem==
 
 
==Cvičení 7 - Vizualizace dat s prostorovým kontextem==
 
==Cvičení 7 - Vizualizace dat s prostorovým kontextem==
−
==Cvičení 8 - ==
+
 
−
==Cvičení 9 - ==
+
=====Vizualizace v prostředí GeoRaptor=====
−
==Cvičení 10 - Zpracování vlastního projektu==
+
 
−
<!--==Cvičení 11 - ==
+
Extenze GeoRaptor nainstalovaná v SQLDeveloperu umožňuje vizualizovat prostorová data podobně, jako v GIS aplikacích. První seznámení s tímto prostředím je popsáno na stránce [[Zobrazení prostorových dat v GeoRaptoru]].
−
==Cvičení 12 - x== -->
+
 
 +
=====Úpravy a práce v prostředí GeoRaptor=====
 +
 
 +
GeoRaptor nabízí možnost různých úprav zobrazených dat a zpracování různých úloh nad prostorovými daty. Blíže uvedeno na stránce [[Prostředí GeoRaptor]].
 +
 
 +
=====Samostatný úkol=====
 +
 
 +
V prostředí GeoRaptor vyhledejte ve vlastnostech vrstvy záložku "Labelling". Změňte atribut "Label" tak, aby
 +
*barva textu byla modrá,
 +
*typ písma ''Italic'',
 +
*bezpatkové písmo,
 +
*a umístěte popisek do levého dolního rohu.
 +
Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
 +
 
 +
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
 +
 
 +
==Cvičení 8 - Práce s bodovými geoobjekty==
 +
 
 +
=====Zpracování bodových dat=====
 +
 
 +
Princip tvorby prostorových dat uživatelem, jejich uložení do databáze a další manipulace s nimi je na příkladu bodových dat popsáno na stránce [[Points]].
 +
 
 +
=====Samostatný úkol=====
 +
 
 +
V prostředí Oracle napište
 +
*příkaz insert, který do vytvořené tabulky STORES vloží Vaše vlastní souřadnice v souladu s použitým SS a další informace o obchodu.
 +
*příkaz insert, který do vytvořené tabulky CUSTOMERS vloží Vámi vytvořené informace o dalších zákaznících včetně souřadnic v souladu s použitým SS.
 +
*příkaz vyhledávající nejbližšího zákazníka a zobrazíte, jak velká je vzdálenost od obchodu 101,
 +
*příkaz, kterým najdete KOLIK zákazníků je v dosahu 50 km.
 +
Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
 +
 
 +
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
 +
 
 +
==Cvičení 9 - Prostorové dotazy==
 +
 
 +
=====Použití prostorových operátorů=====
 +
Pro analýzy nad prostorovými daty budeme používat možnosti, které nabízí rozšíření SQL o prostorové funkce a operátory. [[Prostorové operátory]] ve formě seznamu a jejich významu převzatý ze stránek Oracle nám poslouží jako vodítko pro další práci. Na příkladu "minikatastru" [[Parcely]] si předvedeme využití vybraných operátorů.
 +
 
 +
=====Samostatný úkol=====
 +
 
 +
V prostředí Oracle si vyzkoušejte následující:
 +
*Proveďte kontrolu validnosti pomocí metody SDO_GEOM.VALIDATE_GEOMETRY_WITH_CONTEXT (viz [[Ukázky geometrií]]). V případě chyby najděte význam chybové hlášky a pokuste se chybu opravit. Zdůvodněte případnou chybu a v datech ji nahraďte validními hodnotami.
 +
*Příkaz insert, který do vytvořené tabulky PARCELA vloží parcelu ve tvaru obdélníka se souřadnicemi jednoho rohu
 +
(0,0). Může mít tento úkol dvě různá řešení?
 +
*Vložte do vytvořené tabulky PARCELA parcelu ve tvaru kruhu v souladu s již použitým SS.
 +
*Příkaz insert, kterým vlastníkovi Janu Volnému přidělíte vlastnictví parcely s id=24. Zjistěte dále, zda na této parcele existuje nějaká stavba?
 +
*Příkaz, kterým zjistíte všechny sousedy nové parcely pana Volného.
 +
Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
 +
 
 +
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
 +
 
 +
==Cvičení 10 - Import dat s prostorovým kontextem==
 +
 
 +
=====Import prostorových dat v prostředí GeoRaptor=====
 +
 
 +
Často se stává, že potřebujeme importovat prostorová data mezi různými aplikacemi. V prostředí GeoRaptoru je připraven uživatelsky přívětivý způsob, jak formát shapefile naimportovat do prostředí Oracle. Postup je popsán na stránce [[Loading shapefiles into Oracle Spatial]].
 +
 
 +
=====Import prostorových dat v režimu příkazové řádky=====
 +
Pokud prostředí GeoRaptor nemáme k dispozici, můžeme postupovat pomocí skriptu či příkazy z příkazové řádky, viz [[Import prostorových dat]].
 +
 
 +
Vyzkoušejte si použití prostorových operátorů/funkcí nad importovanými daty, několik příkladů včetně vizualizace výstupů je uvedeno na stránce [[Hledání v MS kraji]].
 +
 
 +
=====Samostatný úkol=====
 +
 
 +
Do prostředí Oracle naimportujte data z ArcCR, kraje, okresy a řeky.
 +
*Vytvořte příkaz, který vyhledá všechny okresy v Severomoravském kraji.
 +
*Vytvořte příkaz, který nalezne řeky, protékající okresem Vsetín.
 +
Výsledky své práce ukažte pedagogovi.
 +
 
 +
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
 +
 
 +
==Cvičení 11 - Zpracování vlastního projektu==
 +
 
 +
Semestrální projekt je koncipován jako samostatně navržený tématický případ, kdy nad prostorovými daty bude vypracováno několik úloh s prostorovými operátory. Možnost výběru zadání je specifikována na stránce s popisem [http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Z%C3%A1po%C4%8Dtov%C3%A9_%C3%BAkoly úkolů].
 +
 
 +
Ukázky předchozích projektů si lze prohlédnout na stránce [[Ukázkový zápočtový úkol]].
 +
 
 +
[http://gis.vsb.cz/wikivyuka/index.php/Prostorov%C3%A9_datab%C3%A1ze_-_cvi%C4%8Den%C3%AD Zpět na začátek stránky]
 +
 
 +
==PostgreSQL a PostGIS==
 +
 
 +
[[Nahrnuto]]
 +
 
 +
<!-- ==Cvičení 12 - GeoRaster==  
 +
 
 +
GeoRaster
 +
 
 +
http://www.gis.zcu.cz/studium/pdb/referaty/2007/Rehak_GeoRaster/ar01s05.html
 +
-->
 +
------------------------------
 +
Financováno z projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0308 Inovace bakalářských a magisterských studijních oborů na Hornicko-geologické fakultě VŠB-TUO, spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Latest revision as of 10:47, 10 April 2015

Obsah a cíle cvičení z předmětu Prostorové databáze

Data a jejich zpracování hrají významnou roli při práci geoinformatika. Cílem tohoto kurzu je předvést možnosti, které jsou k dispozici mimo "klasické" GIS prostředí.

Cvičení z předmětu Prostorové databáze je proto zaměřeno na získání zkušenosti se zpracováním prostorových dat v prostředí SŘBD. K pochopení principů využitých pro ukládání a manipulaci s prostorovou složkou dat, které jsou v databázích implementovány, slouží Oracle Locator. V něm je předvedena řada úloh s použitím SpatialSQL. K vizualizaci zpracovaných úloh slouží extenze v klientském prostředí SQLDevelopera s názvem GeoRaptor. Následně je požadováno využití SpatialSQL při samostatně řešených úlohách, kde je nutno principy uplatnit buď provedením úprav dle typu dat nebo vhodným způsobem zakomponovat jinou kombinaci prostorových operátorů.

Důraz je kladen na semestrální projekt, ve kterém studenti získané dovednosti předvedou v tematicky zaměřené úloze.

Požadavky na zápočet

Zápočet (33 bodů) je rozdělen následujícím způsobem:

  1. Písemný test v průběhu semestru - 9 bodů
  2. Semestrální projekt - úlohy s prostorovými operátory - 24 bodů

Body za aktivitu: 

Schreier 1
Šajer 1
Karas 1
Frohlich 2 (bonusove za sql dotaz)

Bodove hodnoceni 2015 lze nalezt v souboru BodyPDB.

Zadání zápočtového projektu je uvedeno na stránce s popisem úkolů.

Cvičení 1 - Instalace prostorové databáze a vizualizačního nástroje

Nejprve si připravíme pracovní prostředí, které si stejným způsobem můžete nainstalovat i na svých počítačích. Dodržte uvedené pořadí při instalování produktů, jednotlivé kroky na sebe navazují. Vše potřebné najdete na našem datovém uložišti: adelka-nas.vsb.cz\Temp.

  • Instalace databázového prostředí

Spustíte Virtual PC a ze stránek společnosti Oracle zvolíte download databáze. V případě, že budete poprvé používat produkt Oracle, je nutno odsouhlasit licenční podmínky a zaregistrovat se jako nový uživatel jejich produktů. Dále budete postupovat podle pokynů instalátoru. Jako velmi důležité je zapamatovat nebo si někam zapsat heslo administrátora, které bude během instalace požadováno. Bez tohoto hesla nebude možnost zpřístupnit demo databázi a pracovat nad připravenými daty.

  • Instalace SQLDeveloper

Společnost Oracle nabízí nejnovější verzi klientského prostředí pro přístup k databázovému serveru. V našem případě budeme potřebovat verzi trojkovou, ve které pak bude možno využít vizualiční nástroj GeoRaptor. Lze stáhnout ze stránek SQLDeveloper 3. Po rozbalení zip souboru bude stačit spustit .exe soubor a klientské prostředí bude k dispozici.

  • Instalace GeoRaptor

Posledním produktem je nástroj pro vizualizaci a manipulaci s prostororovými daty. Tento nástroj je ve Free licenci a je k dispozici na adrese GeoRaptor. Postup instalace je popsán na stránce Instalace GeoRaptor.

Vymezení funkčnosti Oracle Locator lze nalézt buď pro verzi 10.2 nebo pro verzi 11.2 v příloze B v dokumentaci k Oracle Database.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 2 - Přístupy k databázi, prostředí klienta

Odemknutí uživatele HR

Pro práci s databází nejprve připojíme klientskou stranu k serveru. V prvním připojení změníme práva již definovaného uživatele "HR" a využijeme jej jako přístupový bod do databáze. Jak postupovat je popsáno v části Jak zprovoznit uživatele HR.

Přístupy k databázi

Ukážeme si různé možnosti, jak lze k databázi, uložené v prostředí Oracle přistupovat. Po instalaci Oracle, je možno komunikovat s prostředím databázového stroje přes webový prohlížeč. Jedná se o součást instalace a popis najdeme pod označením APEX.

Další možností je spojit se s databází přes příkazovou řádku, uvedeno na stránce Příkazová řádka nebo přes nainstalovaného klienta SQLDeveloper. Ke zvládnutí tohoto prostředí vytvořila firma Oracle tutoriál, který je umístěn na jejich stránkách Tutoriál SQLDeveloper.

Tvorba tabulky

Příkazem jazyka DDL pro vytvoření nové tabulky je CREATE TABLE. Způsob práce s tímto příkazem je uveden na stránce Tvorba tabulky.

Samostatný úkol

V prostředí SQLDeveloper vytvořte

  • příkaz SELECT, který k vytvořené tabulce OSOBA naváže tabulku ODDELENI v souladu s již definovaným cizím klíčem.
  • příkaz SELECT, kterým vytvoříte tabulku DITE, jako seznam dětí jednotlivých osob.
  • příkaz INSERT, kterým vložíte do každé tabulky alespoň 5 záznamů.

Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 3 - SQL I.

Vyhledávání je silnou stránkou databázových systémů. Příkaz SELECT, který je v různých SŘBD implementován, je součástí jazyka SQL. Popis implementace SQL SELECT v Oracle lze najít zde. Zopakujeme znalost základů SQL a tím položíme základ k porozumění jeho použití při prostorových dotazech.

Dotazování nad jednou tabulkou

Použití příkazu SELECT nad jednou tabulkou je popsáno na stránce Dotazy nad jednou tabulkou.

Agregační funkce

Po zopakování základního použití příkazu SELECT jej rozšíříme o Agregační funkce.

Samostatný úkol

V prostředí SQLDevelopera sestavte dotazy, kterými si vyzkoušíte své znalosti. Zadání dotazů je uvedeno na Opakování SQL. Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 4 - SQL II.

Při zjišťování údajů z databáze je často nutné využít propojení dat mezi sebou, i když jsou uložené v několika tabulkách. K tomu se využívá referenční integrita zajištěná cizím klíčem nebo propojení tabulek na základě nadefinovaných podmínek.

Dotazy nad více tabulkami

Dotazování nad více tabulkami je popsáno na stránce Dotazy nad více tabulkami.

Vnořené dotazy

Vnořené dotazy

Zpět na začátek stránky

Cvičení 5 - Principy práce s prostorovými daty

Definice SDO_GEOMETRY

Princip práce s prostorovými daty v prostředí SŘBD Oracle je postaven na objektovém datovém typu SDO_GEOMETRY. Jeho definice a význam struktury je popsán na stránce SDO_GEOMETRY.

Samostatný úkol

Navrhněte tabulku, která bude obsahovat několik sloupců, z nichž jeden bude typu SDO_GEOMETRY. V prostředí Oracle tuto tabulku vytvořte a naplňte ji daty. Vytvořte záznamy, které budou obsahovat dvoudimenzionální geoobjekty. Uloženy budou bod, linie, řtězec linií, kruh, obdélník, polygon a polygon s dírou. Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 6 - Tvorba a ukládání v ORACLE definovaných geometrií

Ukládání geometrií

Specifické kódy, které používá Spatial Oracle pro ukládání různých tvarů geometrií vyzkoušíme tvorbou tabulky jednoduchou strukturou a předpřipravenými ukázkami na stránce Ukázky geometrií. Pro vyjasnění kódů používaných v Spatial Oracle pro různé tvary geometrií použijeme příklad z dokumentace Oracle a prvky zobrazíme v prostředí Prohlížeče.

Samostatný úkol

V prostředí Oracle napište příkaz insert, který do vytvořené tabulky T1 vloží Vaše vlastní geometrie. Fantazii se meze nekladou. Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 7 - Vizualizace dat s prostorovým kontextem

Vizualizace v prostředí GeoRaptor

Extenze GeoRaptor nainstalovaná v SQLDeveloperu umožňuje vizualizovat prostorová data podobně, jako v GIS aplikacích. První seznámení s tímto prostředím je popsáno na stránce Zobrazení prostorových dat v GeoRaptoru.

Úpravy a práce v prostředí GeoRaptor

GeoRaptor nabízí možnost různých úprav zobrazených dat a zpracování různých úloh nad prostorovými daty. Blíže uvedeno na stránce Prostředí GeoRaptor.

Samostatný úkol

V prostředí GeoRaptor vyhledejte ve vlastnostech vrstvy záložku "Labelling". Změňte atribut "Label" tak, aby

  • barva textu byla modrá,
  • typ písma Italic,
  • bezpatkové písmo,
  • a umístěte popisek do levého dolního rohu.

Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 8 - Práce s bodovými geoobjekty

Zpracování bodových dat

Princip tvorby prostorových dat uživatelem, jejich uložení do databáze a další manipulace s nimi je na příkladu bodových dat popsáno na stránce Points.

Samostatný úkol

V prostředí Oracle napište

  • příkaz insert, který do vytvořené tabulky STORES vloží Vaše vlastní souřadnice v souladu s použitým SS a další informace o obchodu.
  • příkaz insert, který do vytvořené tabulky CUSTOMERS vloží Vámi vytvořené informace o dalších zákaznících včetně souřadnic v souladu s použitým SS.
  • příkaz vyhledávající nejbližšího zákazníka a zobrazíte, jak velká je vzdálenost od obchodu 101,
  • příkaz, kterým najdete KOLIK zákazníků je v dosahu 50 km.

Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 9 - Prostorové dotazy

Použití prostorových operátorů

Pro analýzy nad prostorovými daty budeme používat možnosti, které nabízí rozšíření SQL o prostorové funkce a operátory. Prostorové operátory ve formě seznamu a jejich významu převzatý ze stránek Oracle nám poslouží jako vodítko pro další práci. Na příkladu "minikatastru" Parcely si předvedeme využití vybraných operátorů.

Samostatný úkol

V prostředí Oracle si vyzkoušejte následující:

  • Proveďte kontrolu validnosti pomocí metody SDO_GEOM.VALIDATE_GEOMETRY_WITH_CONTEXT (viz Ukázky geometrií). V případě chyby najděte význam chybové hlášky a pokuste se chybu opravit. Zdůvodněte případnou chybu a v datech ji nahraďte validními hodnotami.
  • Příkaz insert, který do vytvořené tabulky PARCELA vloží parcelu ve tvaru obdélníka se souřadnicemi jednoho rohu

(0,0). Může mít tento úkol dvě různá řešení?

  • Vložte do vytvořené tabulky PARCELA parcelu ve tvaru kruhu v souladu s již použitým SS.
  • Příkaz insert, kterým vlastníkovi Janu Volnému přidělíte vlastnictví parcely s id=24. Zjistěte dále, zda na této parcele existuje nějaká stavba?
  • Příkaz, kterým zjistíte všechny sousedy nové parcely pana Volného.

Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 10 - Import dat s prostorovým kontextem

Import prostorových dat v prostředí GeoRaptor

Často se stává, že potřebujeme importovat prostorová data mezi různými aplikacemi. V prostředí GeoRaptoru je připraven uživatelsky přívětivý způsob, jak formát shapefile naimportovat do prostředí Oracle. Postup je popsán na stránce Loading shapefiles into Oracle Spatial.

Import prostorových dat v režimu příkazové řádky

Pokud prostředí GeoRaptor nemáme k dispozici, můžeme postupovat pomocí skriptu či příkazy z příkazové řádky, viz Import prostorových dat.

Vyzkoušejte si použití prostorových operátorů/funkcí nad importovanými daty, několik příkladů včetně vizualizace výstupů je uvedeno na stránce Hledání v MS kraji.

Samostatný úkol

Do prostředí Oracle naimportujte data z ArcCR, kraje, okresy a řeky.

  • Vytvořte příkaz, který vyhledá všechny okresy v Severomoravském kraji.
  • Vytvořte příkaz, který nalezne řeky, protékající okresem Vsetín.

Výsledky své práce ukažte pedagogovi.

Zpět na začátek stránky

Cvičení 11 - Zpracování vlastního projektu

Semestrální projekt je koncipován jako samostatně navržený tématický případ, kdy nad prostorovými daty bude vypracováno několik úloh s prostorovými operátory. Možnost výběru zadání je specifikována na stránce s popisem úkolů.

Ukázky předchozích projektů si lze prohlédnout na stránce Ukázkový zápočtový úkol.

Zpět na začátek stránky

PostgreSQL a PostGIS

Nahrnuto

Financováno z projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0308 Inovace bakalářských a magisterských studijních oborů na Hornicko-geologické fakultě VŠB-TUO, spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Retrieved from "http://gisak.vsb.cz/wikivyuka/index.php?title=Prostorové_databáze_-_cvičení&oldid=3551"