Modele danych przestrzennych w UML i ich transformacja do schematów GML i struktur baz danych

Michalak, J.; Chojka, A.; Zwirowicz-Rutkowska, A.; Parzyński, Z.

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!
Sesja wygasła!

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Modele danych przestrzennych w UML i ich transformacja do schematów GML i struktur baz danych

Autorzy

Michalak J. , Chojka A. , Zwirowicz-Rutkowska A. , Parzyński Z.

Treść / Zawartość

Pełne teksty: Pokaż wszystkie zasoby

Identyfikatory

Warianty tytułu

UML geospatial data models and their transformation into GML schemas and database structures

Języki publikacji

Abstrakty

Celem monografii jest przedstawienie czytelnikom podstawowych metodyk, technik i narzędzi przeznaczonych do budowy modeli pojęciowych danych przestrzennych na poziomie pojęciowym i implementacyjnym, a następnie do transformacji tych modeli do schematów XSD bazujących na języku GML i do zapisów struktur baz danych w języku DDL. Całość składa się z dwunastu rozdziałów dotyczących poszczególnych aspektów budowy modeli i ich transformacji. Wstęp wprowadza czytelników w całą przedstawianą problematykę i naświetla szerszy teoretyczny kontekst z zakresu modelowania i wykorzystania modeli w zastosowaniach praktycznych. Rozdział drugi poświęcony jest nowym metodom zapisu danych przestrzennych opartego na językach znacznikowych, a w szczególności na języku GML, objaśnia zasady takiego zapisu, zawiera krótką historię języka GML i przedstawia inne języki znacznikowe z nim powiązane. Rozdziały trzeci i czwarty stanowią wprowadzenie do modelowania informacji przestrzennej opartego o metodykę MDA z wykorzystaniem języka UML i zawierają przegląd standardów i narzędzi służących temu modelowaniu. W rozdziałach piątym i szóstym przedstawione są podstawowe zasady budowy tematycznych schematów aplikacyjnych w metodyce języka UML i języka GML zilustrowane przykładami. Rozdział siódmy poświęcony jest zagadnieniom transformacji schematów aplikacyjnych z UML do GML, a w szczególności wymaganiom i ograniczeniom, jakie muszą być spełnione, a także dostępnym narzędziom. Kolejny ósmy rozdział dotyczy modeli UML dedykowanych komponentowi infrastruktury krajowej, przeznaczonym dla Służby Geodezyjnej i Kartograficznej. W rozdziale dziewiątym dokonany jest przegląd najczęściej popełnianych błędów w budowie modeli UML przeznaczonych do utworzenia schematów bazujących na języku GML. Tematem rozdziału dziesiątego jest zastosowanie metodyki MDA do transformacji modeli UML do struktur relacyjnych baz danych. Rozdział jedenasty zawiera metodyczną analizę różnych przypadków występujących w modelach danych tematów aneksów II i III dyrektywy INSPIRE, w tym porównanie z modelami tematów aneksu I, analizę różnych typów i form danych, jakie tam występują. Dwunasty rozdział to podsumowanie, w którym zwraca się szczególną uwagę na dynamiczny rozwój metod z tego zakresu, zmiany zachodzące w zakresie stosowanej terminologii i skutki, jakie te zmiany za sobą pociągają.

The main objective of the monograph is to present essential methodologies, technologies and software tools dedicated to building conceptual models of geospatial data on conceptual level, and implementation level, and then to be transformed into XSD schemas based on GML language and to encode data bases structures in DDL language. The whole monograph consists of twelve chapters concerning different aspects of models development and their transformation. The introduction familiarizes readers with all issues presented and clarifies broader theoretical context with regard to modeling and exploitation of models in practical applications. The second chapter is dedicated to modern methods of encoding spatial data based on markup languages, in particular on GML language; rules for that encoding are also explained. This chapter contains a short history of GML language and presents other markup languages associated with it. Chapters three and four provide an introduction to spatial information modeling based on MDA methodology with application of UML language and it contains a review of standards and tools dedicated to such modeling. In chapters five and six, essential rules of development of thematic application schemas are presented in the methodology of UML and GML languages. Examples to illustrate them are provided. Chapter seven is dedicated to issues of transformation application schemas from UML to GML, in particular to the requirements and constrains that must be fulfilled and also to available tools. The next chapter eight concerns UML models dedicated to components of the national infrastructure designated for Geodetic and Cartographic Service. In chapter nine, a review of most frequent mistakes committed in drawing up UML models dedicated to generating of schemas based on GML language are presented. The subject of chapter ten is the application of MDA methodology for transformation of UML models into relational databases structures. Chapter eleven contains methodological analysis of various cases occurring in data models for the themes defined in Annex II and III of INSPIRE Directive as well as a comparison with the models for themes defined in Annex I and an analysis of various data forms occuring there. In chapter twelve, the recapitulation is presented, in which dynamic development of methods in this area is taken in consideration. In addition, significant changes in the terminology and the effects of these changes are discussed.

Słowa kluczowe

geoinformacja informacja geograficzna model pojęciowy UML model relacyjny transformacja

geoinformation geographic information conceptual model UML application schema GML relational model transformation

Wydawca

Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej

Czasopismo

Roczniki Geomatyki

Rocznik

2012

Tom

T. 10, z. 1

Strony

5--134

Opis fizyczny

Bibliogr. 72 poz., rys.

Twórcy

autor

Michalak J.

J.Michalak@uw.edu.pl

Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski

autor

Chojka A.

agnieszka.chojka@uwm.edu.pl

Wydział Geodezji i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

autor

Zwirowicz-Rutkowska A.

agnieszka.zwirowicz@uwm.edu.pl

Wydział Geodezji i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

autor

Parzyński Z.

z.parzynski@gik.pw.edu.pl

Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

Bibliografia

1. AB ORMSC (Architecture Board ORMS), 2001: Model Driven architecture (MDA). Document numberormsc/2001-07-01.URL: http:// http://www.enterprise-architecture.info/Images/MDA/MDA%20Technical.pdf
2. Altova, XMLSpy. URL: http://www.altova.com/xml-editor
3. BGWM (Biuro Geodety Województwa Mazowieckiego), 2009: Opis koncepcji identyfikatorów, wersjonowania zmian, stosowania regu³y nil reason. URL: http://www.geointegracja.gov.pl/download/file.php?id=80&sid=f2c1f79e942a2cf12ed12a99aee5eec0
4. Biron P. V., Permanente K., Malhotra A. (W3C), 2004: XML Schema Part 2: Datatypes. Second Edition. W3C Recommendation 28 October 2004. URL: http://www.w3.org/TR/xmlschema-2
5. Boisvert E., Brodaric B., 2008: Ground Water Markup Language Specification v. 1.0. URL: http://ngwd-bdnes.cits.rncan.gc.ca/service/api_ngwds/en/gwml.html
6. Booch G., Rumbaugh J., Jacobson I., 2002: UML . przewodnik użytkownika. Z serii: Inżynieria oprogramowania. Wydanie polskie. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
7. Brink L., Portele C., Vretanos P. A. (OGC), 2011: Geography Markup Language (GML) simple features profile (with Corrigendum). Open GIS Implementation Standard Profile. URL: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=42729
8. Buechler K., McKee L. (ed.), 1996: The Open GIS Guide . Introduction to Interoperable Geoprocessing . Part I of the Open Geodata Interoperability Specification (OGIS). OGIS TC Document 96-001, Open GIS Consortium, Wayland.
9. Burggraf D., 2011: Input to the GML 4 workshop. URL: http://external.opengeospatial.org/twiki_public/GML/Gml4WorkshopInput
10. CEN, 2006: prCEN/TR 15449, Geographic information . Standards, specifications, technical reports and guidelines, required to implement Spatial Data Infrastructure.
11. Chojka A., 2006: Przegl¹d metod, .środków formalnych i narzędzi programowych wspomagających modelowanie pojęciowe informacji geograficznej. Część I . Modelowanie pojęciowe. Magazyn Geoinformacyjny Geodeta, nr 5 (132).
12. Cox S. (ed.) (OGC), 2010: Geographic Information: Observations and Measurements . OGC Abstract Specification Topic 20. URL: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=41579
13. Cox S., 2011: Hollow World: a GML application schema template. Solid Earth and Environment GRID (SEE GRID community website). URL: https://www.seegrid.csiro.au/wiki/AppSchemas/HollowWorld
14. CTWG-O&M (INSPIRE Cross Thematic Working Group on Observations & Measurements), 2011: D2.9 Guidelines for the use of Observations & Measurements and Sensor Web Enablement-related standards in INSPIRE Annex II and III data specification development, Version 1.0. URL: http://inspire.jrc.ec.europa.eu/documents/Data_Specifications/D2.9_O&M_Guidelines_V1.0.pdf
15. DT_DS (INSPIRE Drafting Team .Data Specifications.), 2008: D2.6: Methodology for the development of data specifications, Version 3.0. URL: http://inspire.jrc.ec.europa.eu/reports/ImplementingRules/DataSpecifications/D2.6_v3.0.pdf
16. DT_DS (INSPIRE Drafting Team .Data Specifications.), 2010a: D2.5: Generic Conceptual Model, Version 3.3. URL: http://inspire.jrc.ec.europa.eu/documents/Data_Specifications/D2.5_v3_3.pdf
17. DT_DS (INSPIRE Drafting Team .Data Specifications.), 2010b: D2.7: Guidelines for the encoding of spatial data, Version 3.2. URL: http://inspire.jrc.ec.europa.eu/documents/Data_Specifications/D2.7_v3.2.pdf
18. EC (European Commission), 2009: Guidance Document No. 22 . Updated Guidance on Implementing the Geographical Information System (GIS) Elements of the EU Water policy. Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2000/60/EC). Technical Report . 2009 . 028. URL: http://circa.europa.eu/Public/irc/env/wfd/library?l=/framework_directive/guidance_documents/guidance-no22-_nov08pdf_1/_EN_1.0_&a=d
19. EP&CEU (European Parliament and Council of the European Union), 2007: Directive 2007/2/EC of the European Parliament and of the Council of 14 March 2007 establishing an Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE).
20. Fowler M., Scott K., 2002: UML w kropelce. Oficyna wydawnicza LTP, Warszawa.
21. Gaździcki J., 2004: Leksykon geomatyczny . Lexicon of geomatics. Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej, Warszawa.
22. Gaździcki J., 2011: [W:] (red.) Gaździcki J. Internetowy leksykon geomatyczny. URL: http://www.ptip.org.pl/auto.php?page=Encyclopedia&enc=1
23. Githaiga J., 2010: Project Overview . FullMoon. Solid Earth and Environment GRID (SEE GRID community website). URL: https://www.seegrid.csiro.au/wiki/Siss/FullMoon
24. Huang C-H., Chuang T-R., Deng D-P., Lee H-M, 2009: Building GML-native web-based geographic information systems. Computers&Geosciences, no 35, 1802-1816. URL: http://www.iis.sinica.edu.tw/papers/trc/8843-F.pdf
25. IGW-CGI-IUGS (Commission for the Management and Application of Geoscience Information . CGI, Interoperability Working Group . IWG, International Union of Geological Sciences . IUGS), 2008: GeoSciML Cookbook . How To Map Data to GeoSciML, Version 2. URL: http://www.geosciml.org/geosciml/2.0/cookbook/GeoSciML_Data_CookBook_V2.pdf
26. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2002a: ISO 19101: Geographic information . Reference model. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=26002
27. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2002b: ISO 19108:2002 Geographic information . Temporal schema. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=26013
28. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2003: ISO 19107:2003 . Geographic information . Spatial schema. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=26012
29. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2005a: ISO 19103 Technical Specification, Geographic information . Conceptual schema language. URL: http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=37800
30. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2005b: ISO 19109:2005 Geographic information . Rules for application schema. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=39891
31. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2006: ISO 19110 . Geographic information . Methodology for feature cataloguing. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=39965
32. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2007a: ISO 19136:2007 . Geographic information . Geography Markup Language (GML). URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=32554
33. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2007b: ISO 19139 Technical Specification, Geographic information . Metadata . XML schema implementation. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=32557
34. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2009: ISO 19104:2009 Technical Specification, Geographic information . Terminology URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=32557
35. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2011: ISO 19118, Geographic information . Encoding. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_ics/catalogue_detail_ics.htm?csnumber=44212
36. ISO/TC 211 (Geographic Information/Geomatics), 2012: Introduction:Welcome to the ISO/TC 211 Harmonized Model Web server. URL: http://www.isotc211.org/hmmg/HTML/root.html
37. Lake R., Burggraf D., Trninic M., Rae L., 2004: Geography Markup Language: Foundation for the Geo-Web. Wiley (w znacznej części dostępna bezpłatnie) URL: http://media.wiley.com/product_ancillary/47/04708715/DOWNLOAD/Lake.zip
38. Mark D. M., Skupin A., Smith B., 2001: Features, Objects, and other Things: Ontological Distinctions in the Geographic Domain. Spatial Information Theory, Proceedings of COSIT 2001, Springer. URL: http://wings.buffalo.edu/philosophy/faculty/smith/articles/COSIT01MSS.pdf
39. Michalak J., 2003a: Modele pojęciowe hydrogeologicznych danych geoprzestrzennych . podstawy metodyczne. Biuletyn PIG . Hydrogeologia, z. V, nr 406, monografia.
40. Michalak J., 2003b: Podstawy metodyczne i technologiczne infrastruktur geoinformacyjnych. Roczniki Geomatyki, t. 1, z. 2. PTIP, Warszawa, monografia.
41. Michalak J., 2003c: Geomatics in hydrogeology. Geological Quarterly, 47(1): 69-76.
42. Michalak J., 2005a: Terminologia polska w zakresie technologii interoperacyjnych w geomatyce. [W:] (red.) Gaździcki J. Internetowy Leksykon Geomatyczny. URL: http://www.ptip.org.pl/auto.php?page=Encyclopedia&enc=1
43. Michalak J., 2005b: HGLML . HydroGeoLogical Markup Language . znacznikowy język wymiany geoinformacji hydrogeologicznej. Współczesne Problemy Hydrogeologii, t. XII: 499-504.
44. Michalak J., Nawalany M., Sadurski A., (red.) 2011: Schematyzacja warunków hydrogeologicznych na potrzeby numerycznego modelowania przepływu w JCWPd. Wyd. PIG . PIB, Warszawa. URL: http://www.psh.gov.pl/plik/id,6091,v,artykuł_4556.pdf
45. Michalak J, 2012: Testowanie roboczych wersji specyfikacji danych tematów załączników II i III INSPIRE. Roczniki Geomatyki, t. 10, z. 2, PTIP, Warszawa.
46. Nowicki B., Staniszkis W., 2002: Inteligentny system zarządzania wiedzą . prezentacja projektu. [W:] Mat. Konferencji eDemocracy, VI Konf. Miasta w Internecie, Zakopane.
47. OMG (Object Management Group), 2001: OMG Unified Modeling Language Specification, version 1.4. OMG Document Repository. URL: http://cgi.omg.org/docs/formal/01-09-67.pdf
48. OMG (Object Management Group), 2003: Object Management Group, Model Driven Architecture Guide Version 1.0.1 URL: http://www.omg.org/cgi-bin/doc?omg/03-06-01.pdf
49. OMG (Object Management Group), 2010: Object Constraint Language.URL: http://www.omg.org/spec/OCL/2.2
50. Pachelski W., Parzyński Z. ,2007: Aspekty metodyczne wykorzystania norm serii ISO 19100 do budowy geodezyjnych składników krajowej infrastruktury danych przestrzennych. Roczniki Geomatyki, t.5, z.3, PTIP, Warszawa.
51. Peng Z_R., Zhang C., 2004: The roles of geography markup language (GML), scalable vector graphics (SVG), and Web feature service (WFS) specifications in the development of Internet geographic information systems (GIS). URL: http://gis.geog.uconn.edu/personal/paper1/journal%20paper/3%202004%20GeographicalSystem1.pdf
52. PKN (Polski Komitet Normalizacyjny), 2010: Informacje podstawowe o PN. URL: http://www.pkn.pl/informacje-podstawowe-o-pn
53. Płoski Z., 1999: Słownik Encyklopedyczny . Informatyka. Wyd. Europa, Warszawa.
54. Portele C., 2007: OpenGIS Geography Markup Language (GML) Encoding Standard. OpenGIS Standard. URL: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=20509
55. Portele C., 2008a: Mapping UML to GML Application Schemas. Guidelines and Encoding Rules. Interactive Instruments GmbH. URL: http://www.interactive-instruments.de/ugas/UGAS-Guidelines-and-Encoding-Rules.pdf.
56. Portele C., 2008b: Mapping UML to GML Application Schemas. ShapeChange . Architecture and Description. Interactive Instruments GmbH. URL: http://www.interactive-instruments.de/ugas/ShapeChange.pdf
57. Portele C., 2012: OGC Geography Markup Language (GML) . Extended schemas and encoding rules. OpenGIS Implementation Standard. URL: https://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=46568
58. Refsgaard J. C., Henriksen H. J., 2004: Modelling guidelines . terminology and guiding principles. Advances in Water Resources 27 (2004): 71-82.
59. Schmuller J., 2003: UML dla każdego. Helion, Gliwice.
60. Ustawa z dnia 12 września 2002 r. o normalizacji. URL: http://www.pkn.pl/sites/default/files/ustawa_o_normalizacji_2.pdf
61. Ustawa z dnia 4 marca 2010 r. o infrastrukturze informacji przestrzennej, Dz.U. 2010 Nr 76, poz. 489.
62. Skogan D., 1999: UML as a Schema Language for XML based data Interchange. Materiały konferencji UML.99. URL: http://xml.coverpages.org/skoganUMLpaper-pdf.gz
63. Sparx System, Enterprise Architect. URL: http://www.sparxsystems.com.au
64. Subieta K., 1998: Obiektowość w projektowaniu i bazach danych. Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa.
65. Subieta K., 1999a: Słownik terminów z zakresu obiektowości. Akademicka Oficyna Wyd. PLJ, Warszawa. URL: http://www.ipipan.waw.pl/~subieta/artykuly/slownik_obiektowosci/hasla_slownika.html
66. Subieta K., 1999b: Wprowadzenie do obiektowych metodyk projektowania i notacji UML. Jedenasta Górska Szkoła PTI Szczyrk.
67. Tennakoon W., 2003: Visualization of GML data using XSLT. URL: http://www.itc.nl/library/Papers_2003/msc/gim/tennakoon.pdf
68. TWG GE (INSPIRE Thematic Working Group . Geology), 2011: D2.8.II.4 INSPIRE Data Specification on Geology . Draft Guidelines. Version 2.9.1. URL: http://inspire.jrc.ec.europa.eu/documents/Data_Specifications/INSPIRE_DataSpecification_GE_v2.01.pdf
69. TWG-CP (INSPIRE Thematic Working Group . Cadastral Parcels), 2010: D2.8.I.6 INSPIRE Data Specification on Cadastral Parcels . Guidelines, version: 3.0.1. URL: http://inspire.jrc.ec.europa.eu/documents/ Data_Specifications/INSPIRE_DataSpecification_CP_v3.0.1.pdf
70. WFD WG GIS (Working Group 3.1 . GIS), 2003: Guidance Document No 9 . Implementing the Geographical Information System Elements (GIS) of the Water Framework Directive. Water Framework Directive (WFD) . Common Implementation Strategy. URL: http://www.ec-gis.org/docs/F2305/GIS-GD.PDF
71. Woolf A., 2009: Enterprise Architect instructions, STFC Rutherford Appleton Laboratory. URL: http://wiki.services.eoportal.org/tiki-download_wiki_attachment.php?attId=732
72. Zhang C., Peng Z-R., Li W., Day M. J., 2003: GML-Based Interoperable Geographical Databases. URL: http://www.ucgis.org/summer03/studentpapers/chuanrongzhang.pdf

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPW6-0027-0025