Особливості інтеграції геопросторових даних автомобільних доріг із застосуванням операції з’єднання (JOIN)

Abstract

Метою статті є дослідження інтеграції атрибутивної інформації набору геопросторових даних “Автомобільні дороги”, створеного на основі бази топографічних даних Основної державної топографічної карти, та геоінформаційної системи автомобільних доріг Державного агентства автомобільних доріг України (далі – Укравтодор) для створення та ведення базових геопросторових даних автомобільних доріг національної інфраструктури геопросторових даних (далі – НІГД) за допомогою операції тета-з’єднання JOIN в об’єктно-реляційних системах керування базами даних (далі – ОР СКБД). Методика. Основою дослідження є аналіз можливостей застосування теорії баз геопросторових даних і баз знань, міжнародних і національних гармонізованих стандартів у сфері “Географічна інформація/Геоматика” для вирішення питання інтеграції геопросторових даних за допомогою операції з’єднання JOIN реляційної алгебри в об’єктно-реляційних системах керування базами даних. Результати. У статті проаналізовано геоінформаційну модель автомобільної дороги, на основі даних якої можна приймати управлінські рішення під час планування, проєктування, експлуатації, управління, організації безпеки дорожнього руху тощо. Вимоги до подання цієї моделі визначено у стандарті GDF 5.1, який використовується під час моделювання дорожньої інфраструктури у геоінформаційному середовищі за допомогою технологій уніфікованої мови моделювання (UML) й архітектури керованої моделі (MDA). Це дає змогу забезпечити сумісність даних на різних рівнях, наприклад, національному та пан’європейському. Геоінформаційна модель автомобільної дороги загального користування державного значення у базі топографічних даних – суцільний об’єкт, який є агрегацією об’єктів дорожньо-транспортної мережі, через які проходить ця модель. Також на основі нормативно-технічного забезпечення встановлено географічний ідентифікатор автомобільної дороги – індекс дороги, структуру і принципи формування якого визначено у проєкті національного стандарту ДСТУ хххх:20хх “Геоінформаційна система автомобільних доріг загального користування. Частина 1. Склад, зміст та вимоги до бази даних”. За допомогою операції тета-з’єднання JOIN було об’єднано два набори геопросторових даних БТД Основної державної топографічної карти та ГІС автомобільних доріг Укравтодор у ОР СКБД PostgreSQL/PostGIS. Наукова новизна та практична значущість полягають у тому, що досліджено інтеграцію наборів базових і тематичних геопросторових даних автомобільних доріг із використанням операції тета-з’єднання (JOIN) реляційної алгебри, яку реалізовано в сучасних ГІС та СКБД для розвитку національної інфраструктури геопросторових даних. Це дасть змогу розширити атрибутивні характеристики об’єктів автомобільної дороги, які містяться у БТД, за рахунок офіційних даних Укравтодору, з’єднавши ці набори географічним ідентифікатором, індексом дороги.

The purpose of the article is to research the integration of attributes of the set of geospatial data “Roads”, which was created on the basis of the topographic database of the Main State Topographic Map, and the geoinformation system of roads of the State Agency of Roads of Ukraine (hereinafter – Ukravtodor) for the creation and maintenance of core reference data of roads of the national spatial data infrastructure (hereinafter – NSDI) using an operation Theta-JOIN in object-relational database management systems (hereinafter referred to as DBMS). Method. The basis of the research is the analysis of the possibilities of applying the theory of spatial databases and knowledge bases, international and national harmonized standards in the field of Geographic Information/Geomatics to solve the issue of integration of spatial data using the Theta-JOIN operation in object-relational database management systems. The results. The article analyzes the geo-information model of the road, based on the data of which it is possible to make management decisions during planning, design, operation, management, organization of road safety, etc. The requirements for the presentation of this model are defined in the GDF 5.1 standard, which is used for modeling road infrastructure in a geographic information environment using the Unified Modeling Language (UML) and Model Management Architecture (MDA) technologies. This allows for data interoperability at different levels, for example, national and pan-European. The geoinformation model of a public road of state importance in the topographic database is a continuous feature that is an aggregation of the features of the road and transport network through which this model passes. Also, on the basis of regulatory and technical support, the geographic identifier of the highway was established – the road index, the structure and principles of which are defined in the draft of the national standard DSTU xxx:20xx “Geoinformation system of public highways. Part 1. Composition, content and requirements for the database”. Two sets of spatial data TDB of the Main state topographic map and GIS roads of Ukravtodor were combined using the theta-JOIN operation in the PostgreSQL/PostGIS. The scientific novelty and practical significance is in the fact that the integration of sets of core reference and thematic spatial data of roads was investigated using the theta-join operation of relational algebra, which is implemented in modern GIS and DBMS for the development of the national spatial data infrastructure. This will make it possible to expand the attributes of road features contained in TDB, due to the official data of Ukravtodor, joining these sets with a geographic identifier, road index.