Hydrogeologické databáze založené na GIS a modelování podzemních vod | Článek v časopise Young Scientist

Proces vytvoření databáze pro lokální informační systém s jedním uživatelem obvykle zahrnuje následující kroky:

• návrh databáze;
• tvorba databáze (vytváření a propojování tabulek, zadávání dat);
• tvorba obrazovkových formulářů, dotazů a reportů;
• vytvoření nabídky aplikace;
• generování aplikace jako spustitelného programu.

• každému promotérovi a propagačnímu předmětu je přiřazeno vlastní jedinečné číslo;
• jeden promotér může mít libovolný počet klientů;
• klient může uzavřít smlouvu pouze s jedním promotérem;
• jedna objednávka může specifikovat pouze jeden typ produktu (voda) a jeden typ zařízení; pokud je nutné objednat dva různé typy zařízení nebo několik různých typů produktů, bude nutné uzavřít novou smlouvu;
• množství produkce se měří celým počtem měrných jednotek;
• Na propagačních akcích může pracovat mnoho promotérů.

2. Analýza dokumentů v dané oblasti

Vstupní informace pro tento úkol jsou rozděleny na podmíněně trvalé a provozně-účetní. Podmíněně trvalé informace zahrnují referenční údaje o produktech a zařízeních dodávaných společností, jakož i údaje o promotérovi a propagačních bodech. Provozně-účetní informace zahrnují údaje o objednávce. Smlouva obsahuje všechny informace o budoucím zaměstnanci, a to celé jméno zaměstnance, údaje o jeho pasu, DIČ, číslo důchodového průkazu a ve smlouvě je uvedeno i číslo promotéra. Toto číslo je pro každého promotéra jedinečné. Formulář 1. Objednávka dodávky čisté pitné vody
Informace o produktech a zařízeních jsou obsaženy v ceníku produktů a zařízení dodávaných podnikem (Formulář 2, 3). Ceníky jsou primárním nosičem těchto informací, proto je nutné je do databáze načíst z nich. Formulář 2. Ceník produktů Formulář 3. Ceník zařízení
Formulář 4. Účetní list

Informace o počtu plných a prázdných lahví, počtu ceníků atd. obsažené v tomto formuláři nebudeme brát v úvahu, protože se netýkají vybrané tematické oblasti.

3. Vytvoření logického datového modelu

1. Identifikace všech entit, jejich atributů a primárních klíčů.
2. Identifikace všech vztahů mezi entitami a uvedení jejich síly.
3. Transformace identifikovaných vztahů N:N na vztahy 1:N přidáním nových (přidružených) entit.

1. Uveďte seznam podrobností o každém dokumentu v dané oblasti ve formě tabulky.
2. Na základě popisu dané oblasti a analýzy formulářů dokumentů stanovte funkční závislosti mezi rekvizitami. Pokud existuje funkční závislost, nakreslí se komunikační čára se šipkou od klíčové rekvizity k závislé rekvizitě.
3. Rozdělte všechny rekvizity na deskriptivní (závislé) a klíčové. V případě tranzitivní závislosti jsou některé rekvizity závislé i klíčové a budou proto zahrnuty do různých skupin.
4. Seskupte popisné atributy, které jsou stejně závislé na jednom (nebo několika) atributech. Do každé skupiny zahrňte atributy se společným klíčem. Každá taková skupina popisných atributů (atributů) se společným klíčem tvoří jednu alokovanou entitu.

Všechny identifikované entity lze snadno detekovat pomocí intuitivního přístupu. Dokument Objednávka je spojnicí mezi všemi ostatními dokumenty, zohledňuje číslo promotéra, číslo propagace a informace o vybraném zařízení a produktech. Funkční závislosti detailů dokumentu Objednávka na dodávku čisté pitné vody jsou uvedeny v tabulce 5. Tabulka 5

Korespondence identifikovaných entit informačního modelu a datových úložišť funkčního modelu je uvedena v tabulce 6. Tabulka 6

Popis entit uchovávajících referenční informace s úplným seznamem atributů a uvedením primárních klíčů je uveden v tabulce 7. Datový typ každého atributu bude vyžadován později, ve fázi fyzického modelování. Tabulka 7

Popis entit uchovávajících účetní informace s úplným seznamem atributů a uvedením primárních klíčů je uveden v tabulce 8. Tabulka 8

Entity VODA, VYBAVENÍ, ZÁKAZNÍK, POSKYTOVATEL a AKCE jsou nezávislé, protože každá z jejich instancí je jednoznačně identifikována svým kódem (číslem), aniž by byly definovány její vztahy s ostatními entitami. Entita SMLOUVA je závislá, protože primárními klíči jsou zde Číslo poskytovatele a Číslo akce. Definujme vztahy mezi entitami dané oblasti. Vztahy POSKYTOVATEL — SMLOUVA a AKCE — SMLOUVA jsou identifikační s mocninou jedna k mnoha. Jeden poskytovatel může uzavřít mnoho smluv a na jednu akci lze uzavřít mnoho smluv. Při vytváření takových vztahů se klíčové atributy Číslo poskytovatele a Číslo akce přesunou do primárního klíče podřízené entity SMLOUVA. Vztahy KLIENT – SMLOUVA, VODA – SMLOUVA a SMLUVA VYBAVENÍ jsou neidentifikující kardinalitou jedna k mnoha, protože kód vody, kód smlouvy a číslo smlouvy (entita KLIENT) se nepodílejí na identifikaci instance smlouvy. Jeden klient může mít několik smluv a v jedné smlouvě může být uveden pouze jeden klient. Při vytváření vztahu migruje klíčový atribut číslo smlouvy na neklíčové atributy entity SMLOUVA, totéž se děje s klíči entit VODA a ZAŘÍZENÍ. Použití formálního přístupu k identifikaci entit domény umožnilo okamžitě vyloučit relační vztahy typu „mnoho k mnoha“, které nejsou specifické, a proto lze v tomto bodě dokončit konstrukci logického modelu. Kompletní atributový model dat předmětné oblasti s uvedením vztahů pojmenovaných slovesnými frázemi je znázorněn na obr. 1. Obr. 1. Kompletní atributový model dat Na obr. 2 je znázorněno rozhraní nástroje CASE ER/Studio. Posloupnost akcí při vytváření logického modelu je typická pro jakékoli prostředí vizuálního návrhu. Požadovaná komponenta (entita, vztah, textový blok atd.) je vybrána na panelu nástrojů a umístěna do okna logického modelu. Přidané entity a atributy jsou zobrazeny v Průzkumníku.

4. Generování fyzického datového modelu

1. Je určen název fyzického modelu, ze seznamu je vybrána cílová platforma budoucí databáze a je rozhodnuto o kontrole správnosti modelu.
2. Jsou vybrány objekty (tabulky) zahrnuté ve fyzickém modelu. Je určena metoda pro zpracování cizích klíčů z tabulek, které nejsou zahrnuty v modelu.
3. Je rozhodnuto, zda do fyzického modelu zahrnout submodely a textové bloky logického modelu. Je stanovena metoda pro řešení vztahů typu „mnoho k mnoha“.
4. Určuje, které indexy budou generovány pro zahrnuté tabulky (pro primární klíče, alternativní klíče, inverzní položky atd.). Rozhoduje se, zda bude k názvu tabulky přidána předpona.
5. Určuje, jak budou v názvech zpracovávány mezery a velká a malá písmena.
6. Je vybrána logika pro kontrolu úplnosti a integrity tabulek (tabulky bez sloupců, tabulky bez primárních klíčů, tabulky s výchozím datovým typem, překročení povoleného počtu sloupců).
7. Je vybrána logika pro kontrolu konvencí pojmenování (délka názvů, kontrola klíčových slov, která by neměla být použita jako názvy atd.).
8. Je vybrána metoda pro kontrolu integrity indexů tabulek (kontrola tabulek bez indexů, kontrola tabulek s indexy překračujícími limity).

Obr. 3. Vygenerovaný fyzikální model

5. Generování databáze

1. Tabulky a pohledy jsou vybrány pro zahrnutí do generování kódu databáze.
2. Určuje, jak budou implementovány primární a alternativní klíče.
3. Určuje, zda budou generovány nejedinečné indexy a triggery a jak bude vynucena referenční integrita.
4. Jsou stanoveny parametry dostupných fyzických úložných zařízení.
5. Kromě tabulek, indexů a triggerů jsou vybrány i další typy databázových objektů. Můžete generovat pravidla, výchozí hodnoty, uživatelem definované datové typy, uložené procedury atd.
6. Je vybrána možnost generování zdrojového textu SQL nebo generování objektů databáze. Generování SQL skriptu umožňuje vytvořit databázi kdykoli jindy.
7. Rozhodne se, zda bude pro generování použita existující databáze, nebo zda bude vytvořena nová. Vytvoří se zdroj dat ODBC.

Obr. 4. Zpráva o generování databáze

1. Upevnil/a jsem si své dovednosti v práci s aplikací ER/studio.
2. Naučil/a jsem se, jak analyzovat dokumenty a identifikovat entity
3. Naučil se navrhovat logický model databáze
4. Vygenerujte fyzický model databáze z logického modelu.
5. Z výsledného fyzického modelu vytvořte hotovou databázi.

1. O. B. Malkov, E. V. Belimova Vývoj databází s využitím CASE TECHNOLOGIES ID č. 06039 ze dne 12.10.2001
2. Bekarevič Ju. B., Pushkina N. V., Smirnova E. Yu. Správa databáze. — St. Petersburg: Nakladatelství St. Petersburg State University, 1999.
3. Vendrov A. M. Návrh softwaru pro ekonomické informační systémy: Učebnice. – M.: Finance a statistika, 2000.
4. Technologie Kalyanov G. N. CASE. Poradenství v oblasti automatizace obchodních procesů. – 3. vyd. – M.: Goryachaya Liniya – Telecom, 2002.
5. Maklakov S. V. BPwin a ERwin. CASE nástroje pro vývoj informačních systémů. – M.: Dialog-MIFI, 2001

Podobné stránky:

Návrh obchodního plánu pro agenturu Chabarovsk-město

Zpráva >> Ekonomika

elektřina, plyn a voda, les a . společnosti pro komplexní zákaznický servis s s přihlédnutím specifika dané sféry aktivita služby za účelem vytváření základy data manažeři, TOR. se stanou – administrátoři, promotérů, kancelář – . za účelem zisku)/ čistou zisk pro .

Výstavní činnost cestovních kanceláří

Abstrakt >> Tělesná výchova a sport

. vytváření výstavy v aktivita společnosti a. společnostfederální letoviska Soči, Kavkazské minerály voda legálně čistý, . registrace a účetnictví návštěvníci (. Promotéři 10.–14. listopadu – Příprava harmonogramu schůzek úředníků a partnerů Báze data .

Řízení reklamních aktivit obchodního podniku

Abstrakt >> Management

. činnostiTeoretický báze pro dané . vody čistou . promotéři atd. Zapnuto daný moment společnost . aktivita Společnost, jako je interní reklama. Jedná se o poměrně širokou škálu manažerských aktivit Společnost na tvorba . ), S s přihlédnutím sezónnost,.

Organizační charakteristiky společnosti JSC Wimm-Bill -Dann Foods

Abstrakt >> Management

. promotéři1. Charakteristika Společnost a.s. Wimm-BillDunn potravinářské výrobky“ 1.1. O Společnost a.s. Wimm-BillDunn“ společnost „Vimm. a minerální voda z ekologicky šetrného čistý přírodní zdroje, zejména „Jessentuki“. Podle Podle agentury „Business.

Vypracování podnikatelského plánu pro cestovní kancelář

Obchodní plán >> Marketing

. dané druh podnikání. Druhým důvodem krátké životnosti vytvořené cestovní kanceláře – „otřepaný“ profil. Cestovní kancelář aktivita . Společnost, s ohledem na zájmy spotřebitelů. Marketér kontaktuje produkční reklamní agentury, promotéři,.

Nikolaev, S. N. Hydrogeologické databáze založené na GIS a modelování podzemních vod / S. N. Nikolaev, N. N. Atnabaev, I. V. Muratshina. — Text: direct // Mladý vědec. – 2024. – č. 21 (520). – s. 169-170. — URL: https://moluch.ru/archive/520/114580/.

Spolehlivost a validita analýzy podzemních vod do značné míry závisí na dostupnosti velkého množství vysoce kvalitních dat. Uspořádání všech dat do konzistentní a logické struktury, založené na výpočetních zdrojích pro řešení problémů s velkým počtem, je mocným nástrojem pro hydrogeologické studie. Hydrogeologická data uložená v databázi lze snadno použít v různých numerických modelech podzemních vod.

Klíčová slova: správa podzemních vod, správa databází, geografické informační systémy, numerické modelování.

V posledních letech se v oblasti managementu a výzkumu podzemních vod rapidně rozrostlo využívání geografických informačních systémů (GIS). GIS se nyní široce používá k vytváření digitálních geografických databází.

Data a informace potřebné pro hydrogeologické studie jsou komplexní. Informace o geologii, hydrologii, geomorfologii, půdě, klimatu, využití půdy, topografii a antropogenních prvcích je nutné analyzovat a kombinovat. Data se shromažďují ze stávajících databází a map, stejně jako z nových terénních měření. Stále častěji se používá automatizovaný sběr dat o některých fyzikálních a chemických parametrech. Totéž platí pro metody dálkového průzkumu Země pro hodnocení parametrů souvisejících s půdou, vadózní zónou, geomorfologií a klimatem. Některé metody měření hydrogeologických parametrů (odběr vzorků, hydrodynamické prvky proudění (spády, průtoky, rychlosti), geofyzikální metody) se neustále zlepšují. Všechna tato data je nutné spravovat, čehož lze dosáhnout pomocí databází, zejména databází GIS.

Ukládání dat zahrnuje analýzu dat, předzpracování surových dat a jejich zobrazení. V hydrogeologii je vzhledem k omezenému počtu odběrných míst nutné zpracovávat i data o kvalitě odběrných míst pomocí adekvátních typů interpolace nebo modelovacích algoritmů. Odvozená data je také třeba spravovat.

Sestavování modelů podzemních vod a GIS. Zpracování geografických dat lze obecně považovat za podoblast zpracování dat. Existuje jasný rozdíl mezi zpracováním geografických dat a procesně orientovaným modelováním. Pro vytvoření digitální verze skutečného geografického tvaru nebo vzoru je nutné modelovat geografické prvky a atributy. Procesně orientované modelování používá rovnice popisující fyzikální nebo biochemické procesy k pochopení a předpovědi chování. Mezi těmito dvěma formami modelování lze navázat užitečné vztahy.

Většina GIS systémů snadno zvládne operace překrývání a indexování, ale nedokáže zvládnout funkce modelování podzemních vod založené na procesech souvisejících s prouděním a transportem podzemní vody. Kombinace GIS s „procesně založenými“ modely však může být efektivním nástrojem pro zpracování, ukládání, manipulaci a zobrazování hydrogeologických dat. Ačkoli procesně založené modely nevyžadují použití GIS, dobře navržený GIS může výrazně zkrátit čas potřebný k přípravě a prezentaci dat.

Mezi procesní modely používané v hydrogeologii patří modelování ustáleného nebo přechodného proudění podzemní vody, advekce, hydrodynamické disperze, adsorpce, desorpce, retardace a vícesložkových chemických reakcí. Velmi často se také uvažuje o výměnách s nenasycenou zónou a řekami. Tyto modely řeší rovnice založené na fyzikálních procesech.

Modelování proudění podzemní vody a transportu kontaminantů ve zvodnělých vrstvách je prostorový a časový problém, který vyžaduje integraci deterministických procesních modelů s GIS. Pro modelování fyzikálních a chemických procesů ve zvodnělých vrstvách je každý parametr nebo proměnná modelu reprezentován na trojrozměrné nebo čtyřrozměrné (x, y, z a čas) informační vrstvě. Vzhledem k heterogenitě zvodnělých vrstev, které reprezentují prostorové rozložení parametrů a proměnných, jež se podílejí na konstitutivních zákonech popisujících modelované procesy, se generuje obrovské množství dat. Tato data lze nejefektivněji spravovat pomocí GIS.

Data používaná při modelování podzemní vody se skládají ze čtyř kategorií: (1) průtok zvodnělé vrstvy, (2) geometrie zvodnělé vrstvy a vrstev, (3) hydrogeologické parametry modelovaného procesu; a (4) klíčové měřené proměnné. V modelování transportu kontaminantů jsou vstupní a výstupní hmotnostní toky kontaminantů stresovými faktory. Tyto stresové faktory jsou modelu vnuceny pomocí „hraničních“ nebo „zdrojových/propadových“ podmínek. Vhodnou geometrii zvodnělé vrstvy lze určit pomocí geologických informací (map a řezů), topografických map a vrstevnicových map horní a dolní hranice zvodnělé vrstvy. Počáteční odhady distribuovaných hodnot a prostorového rozložení hydrogeologických parametrů (hydraulická vodivost, koeficient akumulace, disperzivita atd.) musí být provedeny s využitím vstupních dat a interpretací. Interpretace je samozřejmě založena na znalostech geologie a hydrogeologie zvodnělé vrstvy. Mapy a řezy se používají k znázornění prostorových variací hodnot hydrogeologických parametrů. V problému proudění je hlavní měřenou proměnnou hydraulický spád a v problému transportu znečištění koncentrace znečišťujících látek. Skládají se z bodových hodnot naměřených v různých časech v celém vodonosném pásmu. Jsou potřebné ke kalibraci a validaci modelu.

Propojení mezi modely a GIS lze organizovat třemi metodami: volné propojení, těsné propojení a vložené propojení. Volné propojení nastává, když jsou GIS a model samostatné softwarové balíčky a přenos dat probíhá prostřednictvím předdefinovaných vstupních/výstupních souborů modelu. Software GIS se používá pro předběžné a následné zpracování prostorových dat. Výhodou tohoto řešení je, že propojené softwarové balíčky jsou nezávislé systémy, což umožňuje nezávislé provádění potenciálních budoucích změn. Při těsném propojení se data exportují do modelu z GIS, ale nástroje GIS mohou interaktivně přistupovat ke vstupním rutinám modelu. V tomto případě dochází k výměně dat zcela automaticky. Vložené propojení se používá, když je model vytvořen pomocí programovacího jazyka GIS nebo když je jednoduchý GIS insertován složitým modelovacím systémem. Těsné propojení, stejně jako vložené propojení, vyžaduje značné investice do programování a správy dat, což není vždy opodstatněné. Může také odrazovat od nutnosti provedení změn.

Aplikace zpracování dat GIS pro numerické modelování podzemních vod. Existují čtyři hlavní různé aplikace GIS pro studium podzemních vod: (1) správa hydrogeologických dat a obecná hydrogeologická analýza, (2) tvorba hydrogeologických map, (3) hodnocení zranitelnosti (na základě metod překrývání a indexování) a (4) údržba hydrogeologických databází pro numerické modelování. První tři představují vývoj klasické technologie GIS v hydrogeologii. Poslední spočívá především ve vývoji rozhraní mezi GIS a dynamickými modely používanými ve studiích podzemních vod.

Dobrým příkladem vytvoření hydrogeologické databáze je studium dopadu klimatických změn na hydrologický cyklus.

1. Základy geoinformatiky: Ve 2 knihách: učebnice pro studenty vysokých škol / E. G. Kapralov a kol. – M.: Akademie, 2004. – 480 s.
2. Šestakov V. M. Hydrogeodynamika: učebnice – M.: Nakladatelství KDU, 2009. – 334 s.
3. Ruminin V. G. Geomigrační modely v hydrogeologii. Petrohrad, nakladatelství SCIENCE, 2011. – 1158

Svůj vědecký článek můžete rychle a snadno publikovat v časopise „Mladý vědec“. Obratem vám poskytneme preprint a certifikát o publikaci.