Beschreibung des verwendeten Datenmodells
Die Daten der geotechnischen Untersuchung aus der Region Tjumen liegen als reines Textdokument vor. Für eine Auswertung müssen die Daten manuell in gängige digitale Formate umgewandelt werden. Die Daten sind zum einen in ihre räumliche Lage und zum anderen in eine Beschreibung der Untersuchungsergebnisse unterteilt.
Grundlegend arbeiten geografische Informationssysteme mit Geodaten. Dabei stellt der Begriff Geodaten einen Oberbegriff für digitale Informationen dar, denen auf der Erdoberfläche eine bestimmte räumliche Lage zugewiesen werden kann. Es kann sich dabei um direkt ermittelte Primärdaten oder um bereits weiterverarbeitete Sekundärdaten handeln. Neben der räumlichen Zuordnung über die Geometrie und einen Sachbezug haben die Metadaten bei der Definition von Geodaten eine entscheidende Bedeutung.
Da außer der zeitlichen Angabe in den Daten keine weiteren qualitätsbeschreibenden Merkmale aufgeführt und diese auch nicht nachzuprüfen sind, können die Datensätze hinsichtlich ihrer vorgegebenen Trennung als Geometriedaten und als Sachdaten bezeichnet werden. Trotzt der späteren Zusammenführung dieser beiden Datensätze, fehlt eine ausreichende Beschreibung der Qualität in den Metadaten. Im weiteren Verlauf wird deshalb auf die Bezeichnung Geodaten verzichtet und die Differenzierung zwischen Geometrie- und Sachdaten vorgenommen.
Die Verknüpfung beider Tabellen soll dabei nicht nur in einer relationalen Datenbank, sondern
auch in einem GIS selbst durchgeführt werden. In der folgenden Tabelle sind alle für die Implementierung der Daten notwendigen Softwarepakete aufgeführt, die für die Bearbeitung der konkreten Aufgabenstellung benutzt wurden. Dabei handelt es sich ausschließlich um Open-Source Programme.
Die Datenhaltung einer räumlichen Tabelle in PostgreSQL mit PostGIS folgt den Open Geospatial Consortium (OGC) Simple Feature Specifications für SQL. Die OGC Spezifikation definiert ein SQLSchema zurVerwaltung von Geodaten. Ein Datensatz enthält in der Regel einen Geometrietyp (Punkt, Linie, Polygon). Die Ausnahme stellt hierbei die Geometrycollection dar. Die Geometrieobjekte werden dabei in eigenem Tabellenfeld gespeichert. Das Format der Geometrieobjekte ist das WKT-Format (Well Known Text), intern werden die Geometrien im WKB-Format (Well Known Binary) gehalten. Tabelle 9 enthält eine Übersicht der Geometrietypen im WKT-Format.
Das OGC ist eine internationale gemeinnützige Organisation aus mehr als 523 beteiligten Organisationen, Regierungsbehörden, Forschungseinrichtungen und Universitäten. Das Ziel ist die Entwicklung von rumbezogener Informationsverarbeitung (insbesondere Geodaten) auf Basis allgemeingültiger Standards mit dem Zweck der Auffindbarkeit, Zugänglichkeit, Interoperabilität und Wiederverwendbarkeit (FAIR). Die Entwicklung der offenen Standards beruht auf der Basis frei verfügbarer Spezifikationen, die von abstrakten Beschreibungen des Aufbaus, bis hin zu detaillierten Spezifikationen der Implementierung der Dienste reichen.
PostgreSQL ist eine hoch entwickelte objektrelationale Open Source
Datenbankmanagementsystem (ORDBMS). Es wird zu Recht als "das fortschrittlichste Open-Source-Datenbanksystem" bezeichnet. PostgreSQL unterstützt die SQL92 (SQL 2) und SQL99 (SQL 3) Standards und darüber hinaus bietet es eine Reihe eigener Erweiterungen an.
PostGIS ist eine Erweiterung für PostgreSQL zur Speicherung, Organisation und Abfrage von Geodaten. Ein wichtiger Bestandteil für die Verwendung einer räumlichen Datenbank (oder allg. einer Datenbank) ist das Laden und Exportieren von Daten.
DBeaver ist ein weiterer SQL-Client und ein Datenbankmanagementtool mit einer grafischen Benutzeroberfläche (ähnlich pgAdmin). Es bietet eine automatische Code-Vervollständigung (code completion) und Syntaxhervorhebung (syntax highlighting).
QGIS ist ein Open-Source geografisches Informationssystem (GIS). Es hat sich unter den frei verfügbaren GIS-Anwendungen als Quasistandard etabliert. Das Programm unterliegt der GNU General Public License und bezeichnet eine Software-Lizenz, die der Allgemeinheit den (kosten-) freien Zugang zur Software sowie das Recht auf Modifikationen sichert.
Einzelne Entitäten (Tabellen) einer Datenbank und deren Beziehung kann über ein Entity Relational Model (ER Model) beschrieben und über ein Entity-Relationship Diagram (ERD) dargestellt werden. Das ERD stellt dabei lediglich eine Teilmenge des ER Models, den darstellen Teil, dar. Die andere Teilmenge ergibt sich aus dem beschreibenden Teil der im ERD enthaltenen Elemente.
Geometriedaten- und Sachdatentabelle sind in der Datenbank erzeugt und miteinander verknüpft worden. In der nachfolgenden Abbildung ist das relationale Datenbankmodell beider Tabellen dargestellt.