Příručka k datovému modelu pro ÚAP

T-MAPY spol. s r.o.
Nezvalova 850
500 03 Hradec Králové
tel.: +420 495 513 335
fax: +420 495 513 371
e-mail: [email protected]
http://www.tmapy.cz
http://www.tmapserver.cz
Příručka k datovému modelu pro ÚAP
V Praze, červen 2007
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 1
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
Obsah:
1.
2.
Úvod ......................................................................................................................................................................................3
Vývoj datového modelu .....................................................................................................................................................4
2.1. Namapování jevů ÚAP_VYHL na katalog HKH ..........................................................................................................4
2.2. Tvorba konceptuálního datového modelu....................................................................................................................4
2.3. Tvorba logického datového modelu .............................................................................................................................4
2.4. Fyzický datový model....................................................................................................................................................5
3.
Obecný popis DM................................................................................................................................................................5
3.1. Konceptuální datový model (KDM) ..............................................................................................................................5
3.2. Logický datový model (LDM) ........................................................................................................................................5
3.3. Fyzický datový model (FDM) ........................................................................................................................................7
4.
Struktura a vazby DM .........................................................................................................................................................8
4.1. Unikátní identifikátory ....................................................................................................................................................8
4.2. Grafické vrstvy, jejich atributy a domény......................................................................................................................8
5.
6.
7.
Dokumentace DM................................................................................................................................................................9
Návaznosti............................................................................................................................................................................9
Obsah předání .....................................................................................................................................................................9
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 2
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
1. Úvod
S platností nového stavebního zákona (186/2006 Sb.) a k němu příslušných vyhlášek vznikla pro úřady
územního plánování (ÚÚP) a krajské úřady povinnost pořizovat, spravovat, aktualizovat a vyhodnocovat podklady pro
rozbor udržitelného rozvoje území – územě analytické podklady (ÚAP). Ač to zákon přímo neukládá, jediným
rozumným řešením v dnešní době je ÚAP evidovat v digitální formě, nejlépe prostředky GIS. Nutností pro jednotnou
evidenci těchto jevů a jejich vlastností je tvorba datového modelu (DM).
Vzhledem k tomu, že jevy ÚAP nemají sloužit pouze jako podklad pro tvorbu rozboru udržitelného rozvoje území,
ale zároveň jako podklad pro tvorbu územně plánovací dokumentace (ÚPD) je zdrojem navrhovaného datového
modelu katalog jevů „HKH“ z projektu sjednocení v oblasti digitálního zpracování územně plánovací dokumentace
(ÚPD). Datový model tak pokrývá všechny jevy stanovené v přílohách 1A,1B vyhlášky 500/2006 Sb. (ÚAP_VYHL),
které doplňuje o jevy nezbytné pro tvorbu ÚPD.
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 3
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
2. Vývoj datového modelu
Výchozím dokumentem pro tvorbu datového modelu ÚAP (DM ÚAP) je katalog jevů „HKH“, který je v ČR
nejrozšířenějším standardem digitálního zpracování ÚPD (přistoupilo k němu 5 krajů). Vývoj DM ÚAP lze rozdělit do
těchto kroků
-
namapování jevů ÚAP_VYHL na katalog HKH
tvorba konceptuálního datového modelu
tvorba logického datového modelu
vygenerování fyzických datových struktur
2.1. Namapování jevů ÚAP_VYHL na katalog HKH
Katalog jevů HKH definuje v hierarchické struktuře jevy pro tvorbu ÚPD a zároveň stanovuje, které z těchto jevů
je vhodné sledovat jako ÚAP a které jsou limitem. V hierarchické struktuře jsou zde uspořádány všechny jevy
využitelné při tvorbě ÚP a ZÚR s rozlišením úrovně v jaké ÚPD je jev vhodné sledovat. Tento katalog byl porovnán se
seznamem grafických jevů ÚAP_VYHL. S pomocí definic k jednotlivým jevům v metodických návodech ÚUR byl
proveden průnik jevů z HKH s jevy ÚAP_VYHL: Výsledek byl konzultován s architekty.Všechny jevy HKH významově
odpovídající jevům ÚAP_VYHL byly označeny. Katalog jevů přitom byl rozšířen o ty z jevů ÚAP_VYHL, které v něm
nenašly svůj obraz. Výsledkem je hierarchicky uspořádaný katalog jevů ÚAP ve struktuře katalogu pro digitální
zpracovíní ÚPD s definicí jevu, určením typu grafického prvku a přílušnosti k ID jevu ÚAP_VYHL.
2.2. Tvorba konceptuálního datového modelu
Konceptuální datový model (KDM) de facto představuje hierarchicky uspořádaný seznam jevů ÚAP. Základem je
rozšířený katalog jevů HKH, který byl zjednodušen do následující struktury.
téma
podtéma
název jevu ÚAP
Pro každý grafický jev byla navíc určena topologie (typ grafického prvku), které může nabývat a označení, zda je
prvek součástí ÚAP_VYHL. KDM tvoří základ celého DM ÚAP. Do KDM byly zahrnuty i jevy ÚAP kraje, které jsou
většinou negrafické a jejich využitelnost při tvorbě ÚPD je minimální.
KDM byl zpracován v MS Excel v rolovací stromové struktuře. KDM je též zpracován ve webové apliakci T-WIST –
SDZP (Správa Datových Zdrojů Poskytovatelů) s vazbami na poskytovatele sledovaných jevů ÚAP. Tato aplikace
není předmětem dodávky datového modelu ÚAP.
2.3. Tvorba logického datového modelu
Logický datový model má za úkol co nejvěrněji popsat sledovanou část reálného světa bez ohledu na
implementaci a fyzické uložení dat. Je tedy nezávislý na cílovém programovém vybavení.
Logický datový model byl vytvořen pomocí UML diagramů v aplikaci Enterprise Architect (EA). Souhrnný diagram
zobrazuje všechny jevy reprezentované vrstvami sloučené do logických celků (viz obr 1). Kromě toho jsou definována
atributová pole, řídící tabulky a vazby mezi nimi a jejich atributy. Diagram je pro uživatele vyexportován do rastrového
obrázku. V případě zájmu může být dodán ve zdrojovém formátu EA.
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 4
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
2.4.
Fyzický datový model
Fyzický datový model vznikl převodem logického datového modelu do cílových struktur (geodatabáze, souborový
systém). Vedení logického datového modelu v EA umožňuje automatické založení fyzických struktur včetně atributů,
což představuje výhodu při řešení aktualizací DM. DM ÚAP byl v první řadě vytvořen souborový systém prázdných
vrstev ve formátu ESRI shapefile (SHP); následně byl logický datový model implementován do datových struktur
geodatábáze v ArcSDE.
Fyzický datový model GIS je navržen s ohledem na:
•
•
•
činnost aplikace pro kontrolu a konverzi (K&K),
generování vizualizačních projektů (mapových kompozic) v prostředí ArcGIS,
dokumentaci uložení dat
3. Obecný popis DM
3.1. Konceptuální datový model (KDM)
Je tvořen seznamem jevů ÚAP, které jsou řazeny do podtémat a sdruženy v tématech. Celkem je navrženo 18
témat s 66 podtématy, které obsahují 541 grafických jevů ÚAP s rozlišením typu grafiky prvku. (To znamená, že jevy,
které mohou být zobrazeny více grafickými typy – např. plochou či bodem, plochou či linií - jsou v modelu evidovány
vícekrát).
V datovém modelu jsou rozlišovány následující typy topologie:
- point (bod)
- line (linie)
- polygon (plocha)
Vedle grafických jevů je do modelu zahrnuto 31 jevů, které nemají přímou prostorovou reprezentaci. Jedná se
především o statistické a ekonomické údaje sledované v rámci ÚAP kraje a „počet dokončených bytů k 31.12.
každého roku“ z ÚAP obcí.
Vzájemné namapování jevů ÚAP_VYHL na HKH umožňuje provést jednoduše separaci jevů, které stanovuje
vyhláška. Pro tento účel byl do KDM vložen atribut udávající vazbu mezi jevy KDM a konkrétními jevy ÚAP_VYHL.
Jedná se o ID_VYHL v rozsahu (1A-119A; 1B-37B). Je nutné zdůraznit, že vazby mezi jevy HKH a UAP_VYHL
mohou být 1-1, n-1, 1-0. To znamená, že k jednomu jevu UAP_VYHL se připojuje více jevů HKH, které jsou vlastně
jeho podmnožinou. Naopak některé jevy v HKH svůj obraz v UAP_VYHL vůbec nemají, vyhláška je nestanovuje.
Konceptuální datový model dále odlišuje jevy ÚAP kraje, které jsou označeny zelenou barvou.
3.2. Logický datový model (LDM)
Logický datový model je tvořen logicky uspořádanými celky jevů s definovanými vlastnostmi (atributy). Tyto celky
ve fyzické struktuře představují jednotlivé vrstvy. Platí přitom, že vazba mezi jevy KDM a LDM je n –1 a 1 –1. To
znamená, že v LDM došlo k sloučení některých jevů se stejnou tematikou a stejnými sledovanými vlastnostmi a
shodným geometrickým typem grafického vyjádření. Kromě specifických vlastností každého jevu jsou definovány
základní tabulky (číselníky), které představují povinné atributy a jsou vzájemně propojeny přes jednoznačný
identifikátor.
•
logický celek (TEMA),
•
skupina jevů (PODTEMA),
•
sledovaný jev ÚAP (UAP, JEV_ID),
•
jev stanovený vyhláškou (VYHL, VYHL_ID),
•
časové hledisko jevu (STAV, STAV_ID)
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 5
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
Obrázek 1: Ukázka konceptuálního a logického datového modelu – Téma přírodní hodnoty a jejich ochrana
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 6
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
3.3. Fyzický datový model (FDM)
Souborový systém vychází z logického datového modelu. Prioritně je FDM navržen pro platformu ESRI. Uživateli
jsou k dispozici prázdné datové struktury ve formátu SHP, který je také doporučován jako formát výměnný a
databázová struktura v ArcSDE. Je navržena struktura adresářů (Datasets v ArcSDE) odpovídající tématům z KDM,
pro logické rozčlenění souborů. V 18 adresářích jsou umístěny jednotlivé soubory (feature classes v ArcSDE), které
představují vrstvy GIS.
Logické celky podtémata v KDM jsou součástí názvu jednotlivých vrstev. Další adresářové dělení není použito
z důvodu pravidel struktury geodatabáze, které dovolují jen 1 úroveň adresářů (datasetů). Podtéma je zahrnuto do
názvu vrstvy jako zkratka ve formě počátečních písmen a jednoznačně určuje zařazení vrstvy ve struktuře KDM.
ZCHU_nazev_vrstvy – podtéma zvláště chráněné území, téma přírodní hodnoty
SD_nazev_vrstvy – podtéma silniční doprava, téma doprava
Každý jev je reprezentován určitým grafickým typem. Některé jevy, mohou vzhledem ke svým rozměrům a
možnostem kartografického vyjádření nabývat více grafických typů. Pro jednoznačné odlišení vrstev se stejným
názvem je dodržena konvence s použitím následujících přípon popisujících grafický typ vrstev:
_B – pro bod
_L – pro linii
_P - pro polygon
Každý jev z KDM je obsažen ve fyzické struktuře DM a existuje k němu příslušný grafický symbol. Většinou je
jeden jev reprezentován jednou samostatnou vrstvou různé topologie. Kromě vazby 1 :1, existuje i vazba n:1, tedy více
příbuzných jevů je sloučeno do jedné vrstvy (viz LDM).
U vrstev reprezentujících více jevů je jejich rozlišení řešeno pomocí povinného atributu JEV_ID. Názorným
příkladem je soubor pro základní funkční plochy zakladni_plocha_P, kde jsou shrnuty všechny funkční plochy do jedné
vrstvy (souboru) a rozlišeny pomocí atributu.
Obr.2 Ukázka prázdné fyzické struktury (soubory SHP) s předdefinovanými poli atributů
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 7
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
4. Struktura a vazby DM
4.1. Unikátní identifikátory
Pro funkčnost celého systému je nutné vytvořit unikátní identifikátory mezi jeho jednotlivými objekty a položkami.
Logický datový model definuje tyto identifikátory a vazby mezi objekty a jejich atributy. Dále uvádíme všechny
používané identifikátory s vysvětlivkami.
Identifikátor
Tabulka
Další atributy
Význam
Tema
TEMA_NAZEV
logický celek
TEMA_ID
Podtema
PODTEMA_NAZEV
skupina jevů
GIS_ID
PODTEMA_ID
Podtema_GIS
GIS_NAZEV, GIS_TABLE
4
JEV_ID
GIS_ID,
UAP
JEV_NAZEV, JEV_ATR
5
6
7
STAV_ID
TOPO_ID
VYHL_ID
ENTITA_ID
ENTITA_ID
JEV_ID,
Up_stav
Up_topo
Up_entita
položka ve struktuře GIS
(shapefile, FeatureClass)
identifikace jevů ÚAP –
grafické vrstvy, symbolika
časový horizont
typ grafického prvku
identifikace jevu ve
vyhlášce
1
TEMA_ID
2
PODTEMA_ID
3
Vazba k
K jednoznačné definici vlastností reálného jevu v prostředí GIS je v DM kromě vlastního číselníku jevů UAP
použit další základní číselník, pomocí něhož je definován stav jevu.
1. UP_STAV
STAV_ID
STAV
STAV_POPIS
0
1
2
3
S
N
V
nerozlišeno
stav
návrh
výhled (rezerva)
4.2. Grafické vrstvy, jejich atributy a domény
Vrstvy GIS (v terminologii ESRI) jsou množiny mapových prvků popisujících stejný jev. Každý sledovaný jev má
své charakteristické vlastnosti, které se dají vyjádřit atributy. V rámci jedné vrstvy mají všechny prvky stejné atributy a
stejný typ grafiky.
Datové typy atributů v DM UAP
Int – celé číslo
Dbl – desetinné číslo
Str – řetězec znaků, text
Date – datum
Atributy ve smyslu unikátních identifikátorů slouží pro jednoznačné začlenění všech jevů do hierarchické struktury
datového modelu a stanovení základních vlastností, kterých mohou nabývat všechny jevy. Atributy charakterizující
daný jev jsou pro každou vrstvu specifické. U všech jevů obecně platí, že by měly obsahovat:
ID – identifikátor sledovaného objektu, pokud existuje nějaká centrální evidence, pak tento identifikátor (toto je
důležité zejména u objektů s ochrannými pásmy pro určení jednoznačné vazby a při analýzách nad daty).
NAZEV – všude, kde je účelné pojmenování objektu
POPIS – slovní charakteristika objektu
Atributy, které mají předem definovaný rozsah hodnot, kterých mohou nabývat, nebo jsou nějakým způsobem
kategorizovány jsou v datovém modelu vyjádřeny pomocí domén. Typickým příkladem domény je třída silnice (I., II.,
III.). Hlavní výhodou domén je jednoznačné plnění atributů, které lze navíc v ArcSDE přednastavit a předejít tak
vyplnění hodnot atributu mimo existující kategorie, nebo rozsah.
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 8
Dokumentace datového modelu pro ÚAP
Na tomto místě je nutné podotknout, že navržené atributy jsou minimálním standardem a tedy nemusí být
konečné a to hlavně u dat od lokálních poskytovatelů. Záměrem je vytvořit co nejúplnější přehled všech atributů
sledovaných poskytovateli, aby bylo předejito nereálným požadavkům na rozsah popisných vlastností poskytovaných
dat a naopak do modelu mohly být zahnuty i specifické atributy lokálních poskytovatelů Průběžně probíhá
vyhodnocování dat od lokálních poskytovatelů. Veškeré aktualizace jsou součástí předávaného díla.
5. Dokumentace DM
Kromě této úvodní příručky k DM je zpracována podrobná dokumentace DM UAP
-
technická dokumentace – určená zejména pro pracovníky GIS
uživatelská dokumentace – určená zejména pro pracovníky úřdů územního plánování a urbanisty
Technická dokumentace představuje popis fyzických struktur datového modelu včetně atributů a jejich domén
Uživatelská příručka popisuje jednoznačné začlenění vrstev do struktury datového modelu (téma, podtéma). Je
členěna podle seznamu jevů stanovených ve vyhlášce. U každého jevu je navíc doplněna definice jevu a právní
předpis, který sledovaný jev upravuje.
6. Návaznosti
Dodávaný datový model nestojí sám o sobě, ale vznikl a je součástí mnoha dalších dokumentů a aplikací. Tyto
dokumenty tento stručný text doplňují a vytvářejí ucelené řešení projektu ÚAP.
1. Identifikace jevů ÚAP
Obsahuje definice všech jevů ÚAP_VYHL a prověřené kontakty na poskytovatele těchto jevů.
2. Analýza proveditelnosti a návrh řešení projektu ÚAP
Dokument popisující datové sady poskytovatelů zjištěné dotazníkovým šetřením a návrh organizačního a
technického řešení projektu.
3. Sjednocení v oblasti digitálního zpracování ÚPD - katalog jevů HKH
Výchozí dokument k určení a definování jevů ÚAP, které navrhujeme sledovat a které tvoří základ DM.
Jevy jsou navrhnuty tak, aby je bylo možné bez dalšího doplnění použít pro tvorbu ÚPD.
Kromě dokumentů na DM přímo navazuje tato systémová část:
1. SDZP (Správa Datových Zdrojů Poskytovatelů)
Služba dávající uživateli pravidelně aktualizovaný přehled kontaktů na poskytovatele jednotlivých jevů
ÚAP, včetně lokalizace poskytovatelů. Součástí této aplikace je konceptuální datový model, který
umožňuje snadnou orientaci ve struktuře DM včetně vyhledávání požadovaných vrstev. K aplikaci SDZP
je navíc dodáván plug-in Pasport údaje o území, který zajišťuje evidenci poskytovateli vyplněných
pasportů.
2. Symbolové sady k jednotlivým jevům ÚAP definovaných v DM pro programy ArcGIS a Microstation.
Symbolika byla zpracována pro ArcGIS s možným využitím jak v ArcMap Server, tak v ArcGIS Server.
Přiřazení symbolů (včetně případné klasifikace) je realizováno pomocí tzv. layers (souborů *.lyr), ze
kterých je (mimo jiné) pro příslušnou hodnotu atributu přiřazen konkrétní symbol daného typu. Přiřazení
symbolů je řešeno přes atribut JEV_ID. Konstrukční prvky pro požadované symboly jsou uloženy ve
fontech (*.TTF) jejich přiřazení obrazům prvků v GIS pak v souborech *.lyr
7. Obsah předání
1. Konceptuální datový model ve formátu XLS
2. Logický datový model ve formátech EMF (JPG), HTML, XML
3. Fyzický datový model
– souborový systém ve formátu SHP
– databázové struktury v ArcSDE
4. Dokumentace DM
–
–
–
příručka k datovému modelu pro ÚAP
uživatelská dokumentace
technická dokumentace
© 2007 T-MAPY spol. s r.o.
strana 9