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vor 4.1 Vom Geodatum zum Geoinformationssystem
In Vorlesung werden die Konzepte und Grundlagen für das Verständnis von Daten und Informationen hinsichtlich ihrer Vorhaltung in Datenbanken behandelt. Da Datenbanksysteme ein komplexes Gebiet der Informatik darstellen, soll für die GIS-Praxis nur die unbedingt notwendigen Grundregeln zu erarbeitet werden. Bevor wir uns mit der Architektur von Datenverwaltungslösungen beschäftigen ist es sinnvoll kurz die Begriffe Information und Daten aus der Lerneinheit 1 in Erinnerung zu bringen.
Nach ISO/IEC 2382 sind Daten Konstrukte aus Zeichen oder kontinuierlichen Funktionen, die aufgrund bekannter oder unterstellter Konventionen Informationen repräsentieren. In der Geoinformatik und Datenverarbeitung setzt man zusätzlich voraus, dass Daten maschinenlesbare und bearbeitbare, digitale Repräsentation von Information darstellen. Die Kodierung von Daten folgt strikten Regeln (Syntax).
Wir haben bereits erfahren, dass von Informationen gesprochen wird, wenn
nach Übermittlung einer Nachricht das Verständnisniveau des Rezipienten im Vergleich
zu vorher erhöht ist. Dies kann heißen das die Rezipienten befähigt werden, ein
bestimmtes Problem zu lösen, eine Frage zu beantworten oder sogar Wissen und
Erkenntnis zu generieren. Vor diesem Hintergrund hat, im Zusammenhang mit
GI-Systemen, Information eine strukturelle,
syntaktische, semantische und pragmatische
Dimensionen.
Um aus Daten Informationen zu gewinnen, müssen diese folglich einen (maschinen)interpretierbaren Bedeutungskontext aufweisen. So kann die Zahlenfolge „064212824950“ zum Beispiel in Abhängigkeit vom Kontext eine Telefonnummer, eine Losnummer oder die Kennziffer für einen Katastereintrag stehen. Betrachtet man diese Reihung von Ziffern als Datum (sing. für Daten), so ist die Zuordnung von Bedeutung ohne Kontext nicht möglich.
Mit Datenbanken sollen abstrahierte Sachverhalte und Prozesse aus der Realwelt mit dem Anspruch maschinenverarbeitbare Informationen erzeugen zu können, beschrieben und gespeichert werden. Die dazu erforderliche Konzeptualisierung erfolgt wiederum mit Hilfe von Modellen (Datenbankmodellen).
Gegenüberstellung von räumlichen Modellen und Datenbankmodellen
Bislang haben wir uns vornehmlich um Konzepte Modelle zur Repräsentation raumbezogener Phänomene der Realwelt bemüht. Räumliche Modelle ermöglichen eine Modellierung bzw. Abbildung von raumbezogenen Phänomenen der Realität (Gegebenheiten, Prozesse) auf einer konzeptuellen Stufe, d. h. es wird in der Regel noch keine Aussage über die Realisierung dieser Modelle gemacht. Beispiele für räumliche Modelle sind:
- das Vektormodell (Objektmodell)
- das Rastermodell (kontinuierlich, räumliches Modell)
Die nun im Unterschied hierzu nun behandelten Datenbankmodelle gehören in die Kategorie der Informatikmodelle und werden auch als konkrete Modelle oder Implementierungsmodelle bezeichnet. Datenbankmodelle sind sehr allgemein einsetzbar und nicht auf raumbezogene Aufgabenstellungen beschränkt. Das in der GIS-Praxis wichtigste Datenbankmodells ist das sogenannte Relationale Datenbankmodell.
Das Verständnis der o.a. räumlichen Modelle und ihre Realisation mit Hilfe von Geodatenbank-Systemen stellen den Grundlage zur eigenständigen Arbeit mit GI-Systemen dar.
Die effiziente Arbeit mit relationalen Datenbanken erfordert ein
grundlegendes Verständnis von Relationen. Für die Praxis ist weniger die
mathematische Theorie von Bedeutung als vielmehr das Verständnis der Begriffe und
und Werkzeuge zur Schaffung und Bearbeitung von strukturierten Datenbeständen, da
sowohl das Anlegen und Modifizieren als auch abfragen, identifizieren und
manipulieren über die Grundelemente Tabelle, Feld, Datensatz, Wert und Verbindungen
der jeweiligen Merkmalsausprägungen erfolgt.
Die Vorlesung soll in die wichtigsten Bereiche relationaler Datenstrukturierung einführen. Es wird auf die Notwendigkeit der Datenintegrität und den Vorgang der Normalisierung eingegangen.
Lernziele
- Sie verstehen das Konzept von Datenbanksystemen und können diese z.B. gegenüber einer Tabellenkalkulations-Software abgrenzen.
- Sie können zwischen Datenschema, Datenbankmodell und Datenbankinstanz unterscheiden
- Sie können die Drei-Schema-Architektur aufzeichnen und erläutern
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