Доклад 2009 030 обща стратегия за изпълнение на рамковата директива за водите (2000/60/ЕО)

5.3Модел на данните

34. Цел на модела на данните

Моделите на данните и моделирането на данните се използват в много части на създаването на информационната система и също така са важен елемент от развитието и документирането на WISE. Моделите на данните определят взаимодействието между обектите и информацията относно свързаните с тях атрибути.

Моделирането на данните е първата стъпка за създаването на базата данни и обмена на данни: това е проектът, на базата на който ще се изградят структури от данни и база данни. С помощта на моделирането сложността се намалява, за да се разбере същността на данните и отношенията им.

Моделите на данните осигуряват основа за общо разбиране на всички характеристики в базата данни и как те могат да бъдат използвани и как се осъществява достъпът до тях. Моделите на данните също така имат за цел да насърчат съгласуваността в структурите от данни и така да се опрости споделянето на данните.

Моделите на данните описват начина, по който обектите се отнасят един към друг и връзката към други обекти, а също и описват информацията за атрибутите, свързани с обектите. Тези описания са наречени "речници на данните".

Използването на езика за моделиране UML (Unified Modelling Language) се препоръчва от Директивата INSPIRE⁴⁴.UML, както и други езици за моделиране, използвани във връзка с речниците на данните, се използват за описване на моделите на данните в WISE.

Има и други конвенции, които описват основните градивни елементи, необходими за моделиране на данните, а именно:

• 
  Структурни диаграми, които описват взаимовръзките между обектите;
  
• 
  Описания на обектите, които описват типа обекти и техните атрибути;
  
• 
  Речници за данните, които предоставят подробности за всеки атрибут.
  

Използването на други конвенции за моделиране следователно за приемливи, ако работата по моделиране на данните е вече приключила, по-специално там, където са определени схеми, които могат да се използват за автоматично генериране на определения за речниците на данните.

Модели на данните и речниците на данните описват взаимовръзките на обектите във всеки от масивите от данни в WISE, или темите, както и свързаната с тях информация за атрибутите. Речникът на данните ще включва следните детайли: поле за име, текстово описание, поле за тип и дължина, флаг, посочващ дали полето е задължително или по избор, всякакви ограничения и изброяване или списък с кодове (вж. Приложение 06).

35. INSPIRE - модели в WISE

Директивата INSPIRE изисква структурите от данни, използвани от множество теми, да са моделирани спрямо общ концептуален модел за европейска инфраструктура за пространствени данни, като се вземе предвид следното:

• 
  За моделиране на свойствата са използвани абстрактни типове, споделяни от обектите в различните теми;
  
• 
  Концептуалният модел включва общи механизми за поддържане на проста интеграция или свързване между обектите на базата на обща методология за референции към други характеристики;
  
• 
  Разработена е схема за прилагане, представляваща минимална основа, и типовете се преместван в базовата схема и стават за обща употреба.
  

Фигура 5.3.1 Концептуален модел на WISE

Целта на концептуалния модел на WISE е да се определят общи черти и да се определят градивни елементи, които ще дават възможност за интегриране и хармонизиране. Не се цели създаване на един единствен модел на данни или база данни, съдържаща всички данни.

36. Описание на концептуалния модел на WISE

Всеки географски обект (разбира се) попада в една от петте групи типове:

• 
  Инфраструктурни характеристики- основата на водната среда, например реки, езера, подземни води, крайбрежни води и др.;
  
• 
  Характеристики за управление - характеристики, които се използват за подразделяне на водната среда в управляеми единици, като например райони на речни басейни, водни обекти и подединици;
  
• 
  Характеристики, оказващи влияние - характеристики, които оказват влияние върху водната среда, напр. пречиствателни станции за градски отпадъчни води, точки на заустване и т.н.;
  
• 
  Измервателни характеристики - местата, на които се правят измервания на горните характеристики, например станции за мониторинг, станции за измерване, точки на вземане на проби и др.;
  
• 
  Фонови характеристики - характеристики и обекти, които осигуряват контекста на по-горе, например кадастралните карти, НКК, Земно покритие Corine и др.
  

Всяка характеристика има специфичен тип характеристика. Всеки тип характеристика попада в йерархията на типовете характеристики. Например, ВоденОбект може да се раздели на Повърхностен ВоденОбект.

• 
  Референтни данни - например описание, име;
  
• 
  Класификационни данни - например типология;
  
• 
  Данни за времеви ред - стойност, например единица за измерване, параметър, и т.н.;
  
• 
  Данни за собствеността - например, отговорният орган, собственик на масив от външни данни за ГИС и т.н.;
  
• 
  Данни от одити - например дата на създаване, дата на актуализация и др.
  

Всеки от тези типове данни може да бъде с маркирана дата и час, като подробностите могат да се променят с течение на времето, а може да се наложи историята да се запази.

Определят се правилата за изчисление и оценка, за да се даде възможност за представяне и анализ.

37. Примери за използване на концептуалния модел на WISE

Различните типове характеристики могат да бъдат групирани в съответствие с цялостната им класификация.

Обектите могат да бъдат групирани в съвкупности от обекти, подтипове и данни атрибутни данни. Отношенията между обектите и типовете характеристики са показани на следната диаграма.

Фигура 5.3.4б Пример за отношенията между обектите и характеристиките

Обектите могат да бъдат част от йерархия, както е показано по-долу.

Обектите могат да са свързани с различни типове атрибутни данни.

За описване на данните в смисъла на концептуалния модел за данните на WISE може да се използва модел за трансформиране. Примерът се отнася за данни, свързани с Директивата за водите за къпане.

38. Диаграма (класова) на структурата на данните за Директивата за водите за къпане

В рамките на концептуалния модел на данните в WISE структурата на данните или диаграмите на класовете описват как логически свързани функции са групирани заедно. Например, в рамките на тема Рамкова директива за водите основните съществуват типове характеристики, които си взаимодействат: водните обекти попадат в районите на речните басейни, които на свой ред се управляват от страна на компетентните органи.

Фигура 5.3.5 Част от концептуалния модел на данните в WISE, свързан с Рамковата директива за водите

39. Класове характеристики

Класовете характеристики групират обекти в рамките на модела на данните, които съдържат ясна геометрия. Следователно класовете характеристики представляват точка, линия или полигон. Всички характеристики в класа характеристики имат геометрия и уникален вътрешен идентификатор в базата данни. Класовете характеристики не могат да смесват типовете геометрия: те трябва да бъдат изключително точки, линии или полигони.

Класовете характеристики могат да се групират и да се разделят допълнително в групирани йерархии.
Пример:
Характеристика:
РайонНаРеченБасейен

Подединица

КомпетентенОрган

РеченБасейн

Подбасейн

Характеристика ВоденОбект

Подземен ВоденОбект

Речен ВоденОбект

РеченУчастък

ВоденОбект канал

Участък от канал

ВоденОбект Езеро

Участък от езеро

ВоденОбект Резервоар

Участък от Резервоар

СоленоводенОбект

ПреходниВоди

КрайбрежниВоди
Характеристика:

ЕкоРегион

ЗащитенаЗона

ЗащитаНаМестообитания

ЗащитаНаПтици

ЗонаЧувствителнаКъмХранителниВещества

НитратноУязвимаЗона

ЗащитаНаИкономическиЗначимиВидове

Защита на питейната вода

ВодиЗаОтдих
Класовете характеристики, посочени в курсив, са абстрактни типове, които никога не се реализират. Наследяването позволява класовете да бъдат свързани с предшествениците си чрез обобщаване. По-специфичният клас наследява атрибутите от по-общия клас. Фигура 5.3.6 показва малка извадка от логическия модел на данните в WISE, наследяването е показано в UML с празен триъгълник.

Фигура 5.3.6 Извадка от логическия модел на данните в WISE

40. Описания на обектите

От практическа гледна точка, всеки клас характеристика в UML се превръща в таблица. Всеки клас характеристика в UML има атрибути, свързани с него.

По-долу са показани два примера за описание на обекти:

ВоденОбект

• 
  ЕвропейскиКод - уникален идентификатор на европейско ниво (виж РГ Системи за кодиране), включително 2 позиционния код на държавата съгласно ISO 3166;
  
• 
  Име;
  
• 
  КодДЧ - уникален код за водния обект, определен от държавата-членка;
  
• 
  КодЕкоРегион - връзката между водни обект и неговия вишестоящ екорегион се осъществява чрез КодЕкоРегион;
  
• 
  ДобавенКога;
  
• 
  ДобавенОт;
  
• 
  КодРеченБасейн - връзката между водния обект и неговия вишестоящ район на речен басейн е чрез КодРеченБасейн;
  
• 
  СъстояниеГодина.
  

ПовърхностенВоденОбект

• 
  ЗначителноИзменен - Вярно/Невярно;
  
• 
  Изкуствен - Вярно/Невярно;
  
• 
  Система - дали водата тялото е от тип А или тип Б.
  

41. Речник на данните

Всички атрибути, които са свързани с всеки ГИС слой и масив от данни или тема в WISE, са описани подробно в речниците на данните. За всеки атрибут се предоставя следната информация:

• 
  Името му;
  
• 
  Типа на данните;
  
• 
  Дължина на данните;
  
• 
  Всички свързани кодове;
  
• 
  Всички свързани ограничения.