Konumsal Veritabanı Bileşenleri ve Tasarımı

Coğrafi Bilgi Sistemleri ortamında gerçekleştirilecek projeleri diğer projelerden üstün
kılacak temel özellik, konumsal verilerin birbirleriyle ve sözel verilerle ilişkilendirilerek
analiz edilebilmesine imkân sağlamasıdır.

Seçilen bölge ile ilgili belirli bilgileri aktaran bu tür haritalara tematik harita denilmektedir.

Haritalar ile konumsal veritabanları yapısal olarak pek çok açıdan benzeşmektedir. Nasıl haritalar tematik katmanların birleştirilmesinden oluşmaktaysa konumsal veritabanları da tematik veri kümelerinin birleştirilmesiyle elde edilmektedir (Zeiler ve Murphy, 2010). Konumsal veritabanındaki veri kümeleri, haritadaki tematik katmanlar gibidir. Bu katmanlar verilerin mantıksal şekilde gruplanması olarak da düşünülebilir. Üst üste çakışan tematik haritakatmanları aynı ölçek ve projeksiyon özelliklerine sahip olmalıdır. Benzer şekilde konumsal veritabanındaki veri kümeleri de aynı konumsal referanslara sahip olmalıdır.

Konumsal veritabanını oluşturan elemanlara genel olarak bakıldığında temel olarak
üç veri kümesinden bahsetmek mümkündür:
• Tablolar: Öznitelik verileri gibi tanımlayıcı metin verilerini içermektedir.
• Konumsal Nesne Tabloları: Tabloların görsel temsili olarak tanımlanabilirler.
Tablodaki sütunlarda nokta, çizgi ya da poligon gibi geometrik bilgiler saklanır.
• Raster Veri Kümeleri: Raster veri kümeleri ayrı tematik katmanlar olarak konumsal veritabanında saklanan görsellerdir.

Konumsal veritabanı tablo kabiliyetlerini geliştirmek için tablolara bazı özellikler eklemektedir. Bu özellikler aşağıdaki gibi listelenebilir;
• Öznitelik Değer Alanları (Attribute Domains)
• İlişki Tabloları (Relationship Classes)
• Alt Tipler (Subtypes)

Öznitelik Değer Alanları (Attribute Domains): Tablolara öznitelik verileri girilirken
veri alanının alabileceği değerleri kısıtlayan kurallardır. Bu kurallar aralık değer alanı
(range domain) ve kodlanmış değer alanı (coded domain) olarak iki türe ayrılmaktadır.

İlişki Tabloları (Relationship Classes): Tablolar ve konumsal nesneler arasındaki tüm
ilişkileri saklayan tablolardır. Bu tablolar ilişkili nesneler arasında bilgi tutarlığının sağlanmasına yardımcı olmaktadır.

Alt Tipler (Subtypes): Alt tipler aynı geometrik temsile ve özniteliksel özelliklere sahip
nesnelerin, aynı tablo içinde gruplanmasını sağlamaktadır. Örneğin yollar otoyol, anayol, sokak gibi gruplara ayrılabilir. Alt tipler sayesinde bu farklı tipteki yol nesnesi aynı tablo içinde gruplanabilmektedir.

Konumsal nesne tabloları aynı geometrik temsile sahip nesneleri, bunların öznitelik verilerini ve konumsal referanslarını saklayan tablolardır.

Konumsal nesne tabloları nokta (point), çizgi (line), poligon (polygon), çoklu nokta (multipoint), çoklu yama (multipatch), etiket (annotation) ve ölçüm
(dimension) olarak oluşturulabilmektedir.

Bu elemanlar;
• Konumsal nesne veri kümeleri (Feature Datasets)
• Topolojiler (Topologies)
• Ağ veri kümeleri (Network Datasets)
• Geometrik ağlar (Geometric Networks)
• Etiket (Annotation)
• Ölçüm (Dimension)
• Çoklu Yama (Multipatch)
olarak sıralanabilir.

Raster veri, temelde bir resmin veya bir fotoğrafın dijital ortama aktarılmış, piksellerden oluşan hâlidir.

Raster veriler, konumsal veritabanında özgün veri kümeleri, birbirine bağlı veri kümeleri ya da sadece bir konumsal nesnenin öznitelik verisi olarak saklanabilmektedir. Bu saklama şekilleri aşağıdaki gibi sıralanabilir;
• Raster Veri Kümeleri
• Raster Katalog (Raster Catalog)
• Mozaik Veri Kümeleri (Mosaic Datasets)
• Öznitelik Olarak Raster

Veritabanı türü, kullanım yeri (kişisel bilgisayarlar ya da büyük işletmeler), saklanacak verilerin boyutları, veritabanı üzerinde çalışacak insan sayısı veya veri erişiminin sağlanacağı yere göre çeşitlilik göstermektedir. Bu konumsal veritabanı çeşitleri aşağıdaki gibi sıralanabilir;
• Dosya Konumsal Veritabanı (File Geodatabase)
• Kişisel Konumsal Veritabanı (Personal Geodatabase)
• Kurumsal Konumsal Veritabanı (Enterprise Geodatabase)
• Web Tabanlı Konumsal Veritabanı (Web-based Geodatabase)

Söz konusu projede veri boyutları büyük ancak kullanıcı sayısı bir ile sınırlıysa dosya konumsal veritabanı tercih edilebilir.

Kişisel Konumsal Veritabanı (Personal Geodatabase): Üzerinde çalışılacak veri kümesinin boyutları küçük ise tercih edilebilecek konumsal veritabanı tipidir.

Kurumsal konumsal veritabanı, çok kullanıcılı proje veya kurumlar için tasarlanmış bir
veritabanı yapısıdır.

Konumsal veritabanının özelleştirilmiş bir sürümünün, web sunucusu üzerine kurulmuş hâline Web tabanlı konumsal veritabanı denir. Sunucu üzerinden internet ortamına yapılan yayın sayesinde verilere internetin bulunduğu tüm ortamlardan erişme imkânı sağlamaktadır.

Herhangi bir tasarım yapmadan ya da doğru olmayan bir tasarımla oluşturulacak veritabanı;
• Proje gereksinimlerini karşılamaz. Bu sebeple proje süresi uzayacak hatta projenin
sonuçlanmama ihtimali doğacaktır.
• İhtiyaç duyulan veriler net şekilde bilinmediği için eksik ya da gereksiz veri toplanır. Eksik veri yapılan işleri yeniden ilk aşamaya döndürerek zaman kaybı yaratır.
Gereksiz veri ise kapladığı yer sebebiyle veritabanının performansını etkileyecektir.
Ayrıca gereksiz veri, veri toplama aşamasında da zaman kaybı yaratmış olacaktır.
• Veri organizasyonunda hatalara yol açar. Toplanan veriler eksik ya da gereksiz olmasa bile bu verilerin organizasyonunda yapılacak hatalar benzer sonuçlara yol açacaktır.
• Yapılacak analizlerin hatalı olmasına yol açabilir. Bu da karar vericileri yanlış yönlendirecek ve karar verme sürecine zarar verecektir. Karar verme sürecinde oluşacak hatalar kuruma geri döndürülemeyecek zararlar verebilir.

Kavramsal tasarım, veritabanı için bir ön hazırlık aşamasıdır. Bu aşamada gerçekleştirilecek adımlar projenin temelini ve kapsamını belirleyecektir.
1. İlk aşamada CBS için kullanılacak bilgi kaynakları tanımlanmalıdır. Proje genelinde kullanılacak tüm harita ürünleri, modeller ve verilerin bir envanterinin oluşturulması projenin bütününün görülebilmesi için gereklidir.
2. Bu aşamada ihtiyaç duyulacak verilerin biraz daha detaylandırılması gereklidir. Hangi veri kümelerinin ne için kullanılacağı bu aşamada belirlenmelidir. Örneğin; kullanılacak bir imar planı verisi, nereden elde edilecektir, hangi amaçla kullanılacaktır, hangi konumsal referansa sahip olacaktır gibi sorular bu aşamada cevaplanmalıdır.
3. Üçüncü aşamada her bir verinin ölçeği ve konumsal temsilleri belirlenmelidir. Ölçek, veritabanında pek çok şeyi belirler. Örneğin bir binanın poligonla mı yoksa
nokta ile mi temsil edileceği ölçeğine göre belirlenecektir. Dolayısıyla hangi detayda çalışılacağı önceden belirlenmelidir. Proje başladıktan sonra bu tür değişikliklerin yapılması büyük zaman kaybına yol açacaktır.
4. Bu aşamada her bir verinin veri modelleriyle beraber, bir veya birden fazla coğrafi veri kümesi hâlinde düzenlenmesi gerekir. Konumsal nesnelerin vektör tipleri
(nokta, çizgi ya da poligon), topolojiler, ağlar ve de veritabanı elemanları arasındaki ilişkiler belirlenmelidir. Raster veri kümeleri için de mozaik mi katalog mu
kullanılacağı belirlenmelidir.

1. Mantıksal tasarımın ilk aşamasında veritabanının yapısı tablo şeklinde düzenlenir.
Bu aşamada öznitelik alanları ve sütunların tipleri belirlenmelidir. Hazırlanacak
tabloda öznitelik değer alanları, ilişkiler ve alt tipler de belirtilebilir. Öznitelik değer alanları için belirlenecek aralık ya da kodlar da tablo şeklinde gösterilebilir.
2. İkinci aşamada konumsal özellikler, konumsal ilişkiler ve veri kümelerinin bütünlük kuralları tanımlanır. Konumsal nesneler için topoloji kuralları belirlenerek veritabanının bütünlüğü sağlanabilir.
3. Bu aşamada her veri katmanı için sorumlular belirlenmelidir. Veri girişini yapacaklar, veri düzenlemesi yapacaklar teker teker belirlenmelidir.

Fiziksel tasarım aşaması, konumsal veritabanı tasarımının son aşamasıdır. Yani sonuç
ürünü olan veritabanının, oluşturularak işler hâle getirildiği aşama budur. Bu aşamada tasarım test edilir ve konumsal veritabanı kullanıcılara sunulduğunda oluşabilecek muhtemel sorunlar öngörülmeye çalışılır. 

1. Fiziksel tasarımın ilk aşamasında çalışan bir prototip üretilir. Bu prototipe dayanarak yapılacak testler ve sonuçlarına göre, tasarımın hataları görülerek düzeltilebilir.
2. Son aşama olarak, çalışan konumsal veritabanı tasarımının bir rapor hâline getirilmesi faydalı olacaktır. Bu aşama için UML (Birleşik Modelleme Dili – Unified Modelling Language) ya da Visio gibi yazılımlar kullanılabilir. Ancak UML’de yeterli
grafik destek olmadığı için konumsal veritabanının sahip olduğu farklı özelliklerin
grafiklerde gösterilmesi çok mümkün değildir. Sonuç raporunda veritabanında
kullanılmış çizimler, harita katman örnekleri gibi pek çok veri kullanılabilir.