GIS Data Storage Trends ESRI White Paper (1997) 한국에스리 고객지원센터

목 차 GIS vs. DBMS GIS vs. DBMS 기존 DBMS 가 갖는 GIS 적 한계 기존 DBMS 가 갖는 GIS 적 한계 현행 GIS 데이터 모델 현행 GIS 데이터 모델 ORDBMS ORDBMS OpenGIS 표준과의 관계 OpenGIS 표준과의 관계

개 요 GIS vs. DBMS GIS vs. DBMS 년대 중반까지 독자적으로 발전 - 오늘날 양 기술의 급속한 융합을 목격 GIS 와 DBMS 기술의 융합 GIS 와 DBMS 기술의 융합 - GIS 측면 : 전사적 정보시스템으로 발전함에 따라 정보시스템 자체와의 긴밀한 통합이 요구됨 자체와의 긴밀한 통합이 요구됨 - DBMS 측면 : ORDBMS 등장과 함께 GIS 데이터를 DB 기술 본류에 결합 본류에 결합 현행 GIS 데이터모델 현행 GIS 데이터모델 ORDBMS 의 전망 ORDBMS 의 전망

기존 DBMS 가 갖는 GIS 적 한계 가변적인 크기를 갖는 지형지물 좌표쌍 가변적인 크기를 갖는 지형지물 좌표쌍 - 선형 / 면형 feature 의 좌표싸은 지형지물에 따라 가변적 - 가변적인 크기를 원활히 처리하는 장치 부재 공간 색인체계 공간 색인체계 - 2/3D 공간 색인체계가 필요 - 1D 색인체계만 제공 공간 데이터 처리를 위한 연산자 공간 데이터 처리를 위한 연산자 - 근접성분석, 폴리곤 중첩, 네트워크 추적 처리함수등 부재 - 상상할 수 없었던 기대

GIS 벤더의 접근방법 GIS 벤더의 예리한 타협 GIS 벤더의 예리한 타협 - 새로운 DB 기술을 독자개발하지는 않음 - 속성데이터 관리 필요성에 공간데이터를 위한 특화된 요구기능 을 덧붙임 을 덧붙임 ’80 년대 및 ’90 년대 초 무렵에 제시된 데이터 모델 ’80 년대 및 ’90 년대 초 무렵에 제시된 데이터 모델 - Hybrid data model - Integrated data model - Object-oriented data model

Hybrid Data Model Georelational 데이터 모델이라고도 불림 Georelational 데이터 모델이라고도 불림 특징 특징 - 공간데이터와 속성데이터의 저장을 동시에 최적하지는 못한다는 전제하에, 못한다는 전제하에, - 좌표데이터와 위상관계를 파일구조로 저장하고, - 속성데이터는 DBMS 테이블에 저장 - 고유한 식별자에 의해 feature 와 테이블의 row 를 연결

Hybrid Data Model 상업적으로 가장 성공한 데이터 모델 상업적으로 가장 성공한 데이터 모델 장점 장점 - 탁월한 공간분석, 신속한 디스플레이, 속성데이터의 활용 - GIS 소프트웨어가 제공하는 single database 활용 Hybrid data model 을 적용한 GIS 소프트웨어 사례 Hybrid data model 을 적용한 GIS 소프트웨어 사례 - ESRI: ArcInfo - Integraph: IGDS, MGE - Bentley: Microstation √ CAD-based 시스템 : IGDS, Microstation √ Topological 시스템 : ArcInfo, MGE

Integrated Data Model 특징 특징 - 순수 RDBMS 기반 위에서 구현 - GIS 기능은 query process 에 집중 - JOIN 메커니즘 활용을 극대화 ( 공간데이터와 속성데이터 연결 알고리즘 지양 ) ( 공간데이터와 속성데이터 연결 알고리즘 지양 ) √ 신속한 데이터 검색을 위해 공간데이터 좌표쌍을 bulk 형태로 wide 칼럼에 저장하게 되었고, 이는 RDBMS 의 정규화 이론에 wide 칼럼에 저장하게 되었고, 이는 RDBMS 의 정규화 이론에 위배된 non-normalized database 로 귀결 위배된 non-normalized database 로 귀결

Integrated Data Model 장점 장점 - RDBMS 의 조회, 검색, 데이터 통합 장점을 활용 √ RDBMS 데이터 타입 한계에 직면  새로운 데이터 타입과 SQL 확장 가능성을 제시 SQL 확장 가능성을 제시 Integrated data model 을 적용한 GIS 소프트웨어 사례 Integrated data model 을 적용한 GIS 소프트웨어 사례 - IBM: GFIS - SHL Systemhouse: VISION* - Unisys: System/9 (  SpatialWare) - ESRI: SDE 초기 버전 (BLOB 이용 )

Object-Oriented Data Model 특징 특징 - 관리대상 지형지물에 대한 behavior 를 object 로써 구현하고, object store 에 저장, object store 에 저장, - Object 의 class 계층을 정의하고 property 를 상속 √ 응용프로그램 개발과 데이터 모델링 측면에서 객체지향기술의 장점에 힘입었으나, 데이터 저장구조에 있어서 기로에 섬 장점에 힘입었으나, 데이터 저장구조에 있어서 기로에 섬 1) 순수 객체지향 데이터 저장구조 도입 1) 순수 객체지향 데이터 저장구조 도입 2) RDBMS 기반위에 object 저장 메커니즘 구현 2) RDBMS 기반위에 object 저장 메커니즘 구현

Object-Oriented Data Model 순수 객체지향 데이터 저장구조 도입시 문제 순수 객체지향 데이터 저장구조 도입시 문제 - 상용 O-O 데이터베이스의 표준 질의어 결여 RDBMS 기반위에 object 저장 메커니즘 구현시 문제 RDBMS 기반위에 object 저장 메커니즘 구현시 문제 - OODBMS 벤더가 제공하는 것 대신 새로룬 class 를 생성해야 하는 부담 하는 부담 - 전용 (proprietary) RDBMS 를 사용할 경우, 전사적 용도의 상용 RDBMS 와 상호운용성 결여 RDBMS 와 상호운용성 결여 O-O data model 을 적용한 GIS 소프트웨어 사례 O-O data model 을 적용한 GIS 소프트웨어 사례 - GDS - LaserScan: Gothic ADE - SmallWorld

현행 GIS Data Model 요약 Hybrid data model Hybrid data model - 시장에서 가장 좋은 비교우위를 점함  성숙한 알고리즘과 강력한 처리속도 Integrated data model Integrated data model - 데이터베이스 통합환경의 장점 - 기존 RDBMS 가 갖는 데이터 타입의 한계에 직면  전사적 차원에서 정보의 통합 Object-Oriented data model Object-Oriented data model - 복잡한 feature 를 유연하게 모델링 - RDBMS 기반의 전사적 정보시스템과 통합의 한계  데이터 모델링과 응용프로그램 개발환경  새로운 GIS 데이터 모델 : Object-relational data model

DB 기술 본류의 변화 기존 RDBMS 가 GIS 데이터 관리상 갖는 취약점 기존 RDBMS 가 GIS 데이터 관리상 갖는 취약점 - 공간데이터 타입의 부재 - 공간인덱스 체계의 부재 - 공간데이터 처리를 위한 SQL 의 부재 ORDBMS 의 등장 ORDBMS 의 등장 - 인터넷을 통한 멀티미디어 데이터의 보급과 수요로 인해 DBMS 에서 complex 데이터타입 지원 지원토록 움직임 DBMS 에서 complex 데이터타입 지원 지원토록 움직임 - 기존 RDBMS 벤더는 기존 기술에 complex 데이터타입을 지원 토록 extension 을 제공하는 방식으로 대응 토록 extension 을 제공하는 방식으로 대응  Object-relational, Extended-relational, Universal

ORDBMSORDBMS SQL3 적용 – SQL/MM(Multimedia) SQL3 적용 – SQL/MM(Multimedia) 핵심기능 핵심기능 - Object : database 내부에 생성, relational 테이블의 row 에 저장, object class 계층간에 상속이 이루어 짐 저장, object class 계층간에 상속이 이루어 짐 - 공간색인 : R-tree 또는 quadtree 방식에 의한 공간색인 - 사용자 / 개발자 정의함수 : SQL 또는 C 기반의 함수 제공 Spatial extension 형태 Spatial extension 형태 - Object library: 데이터타입 & 함수를 패키지화 - Informix (Informix Universal Server)  spatial blade - IBM (DB2 Universal Database)  spatial extender - Oracle (Universal Server)  spatial (cartridge)

ORDBMSORDBMS GIS 벤더 ? GIS 벤더 ? - GIS 본연의 기술에 열중 - 공간데이터베이스 사용이 편리, 빠른 처리 - 저렴한 비용

OpenGIS 표준과의 관계 OpenGIS Consortium(OGC) Implementation Spec. OpenGIS Consortium(OGC) Implementation Spec. - SQL - OLE/COM - CORBA √ simple feature OGC SQL Standard OGC SQL Standard - Binary geometry: WKT, WKB, (ESRI compressed binary) - Normalized schema: Oracle spatial - Spatial data type & function: Informix, DB2

GIS Data Storage Trends