FIREs Datamodel

Introduktion

Datamodellen i FIRE består af to lag: Et datalag og et metadatalag. Datalaget indeholder de egentlige geodætisk relevante data, og metadatalaget indeholder historikken af disse data. Tilsammen består de to lag af en række objekter som har indbyrdes relationer. Et objekt i denne sammenhæng kan løseligt forstås som en række i en relationel database.

Datamodellen er udviklet efter princippet om at det skal være muligt at genskabe indholdet i databasen som det så ud på en vilkårlig dag tilbage i tiden. Dette følger god forvaltningsskik i staten, samt understøtter inkrementelle opdateringer af en tilknyttet udstillingsmodel.

For at kunne bestemme indholdet af databasen på et givent tidspunkt er det en forudsætning at intet data slettes. Hvis data først er landet i databasen, må det altså ikke forsvinde igen. Dette gælder også for fejlbehæftede data. Det forhindrer dog ikke at fejl rettes, det betyder bare at istedet for at fjerne data, erstattes det af nyt så man kan følge udviklingen over tid. Til dette bruges "Fikspunktregisterobjekter". Alle de geodætiske data i FIRE er Fikspunktsregisterobjekter, fx Punkter, Koordinater og Observationer (markeret med blåt i figurerne herunder). At et objekt er et Fikspunktsregisterobjekt betyder at det har fire attributter tilknyttet sig: registreringfra, registreringtil, sagseventidfra og sagseventidtil. Tilsammen giver disse fire attributter muligheden for at holde styr på historikken i databasen.

Fikspunktregisterobjektet - det grundliggende object i FIRE

I praksis holdes der styr på data ved at registrere hvornår det er indsat i databasen (registreringfra). Når et objekt, fx en koordinat, erstattes af en nyere, angives det på det tidligere objekt hvornår det er blevet erstattet (registreringtil). Tilsvarende, hvis et objekt skal "slettes" sættes registreringtil til det tidspunkt hvor det er besluttet, at objektet ikke længere er i brug. Den slags ændringer i objekter kaldes hændelser. En gruppe af logisk sammenhængende hændelser udgør en Sag.

I databasen er hændelserne navngivet "Sagsevents" (og ikke "Sagshændelser", da danske tegn fungerer dårligt i databasen). Ved hver hændelse indsættes der et Sagsevent i databasen. Disse kan identificeres ved ID'er. Det er disse ID'er Fikspunktsregisterobjekter benytter i attributterne sagseventidfra og sagseventidtil. Det vil sige at hver gang et objekt registreres eller ændres i databasen, er der tilknyttet metadata til hændelsen. Håndtering af Sager og Sagsevents beskrives yderligere i afsnittet Sager og historik.

Grundliggende objekter

Alt i FIRE er bygget op omkring Punkter. Punktet er det mest simple objekt i FIRE, da dets primære funktion er at være bindeled til andre objekter og derfor i praksis kun består af en nøgle andre objekter kan henvise til. Der findes fem objekter der direkte kan knyttes til et punkt: Koordinat, Observation, Punktinformation, Geometriobjekt og Grafik. De indbyrdes forhold ses på figuren herunder og omtales yderligere i separate afsnit længere nede i teksten.

Grundliggende dataobjekter i FIRE

Da der kan være mange forskellige typer Koordinater, Observationer og Punktinformationer, findes der for hver af de tre objekter typer som bruges til at bestemme hvilke egenskaber et givent objekt har. På figuren herunder ses skematisk hvordan typerne for hver af de tre objekter er bygget op.

Typer

Punktinformationer og Punktinformationstyper

Punktinformationer er, som navnet antyder, information om et punkt. Punktinformation dækker over mange aspekter af et punkter: Identer, afmærkningstyper, attributter, skitser, geografisk område og så videre. Hver af disse aspekter er registreret som en separat Punktinformationstype, der identificeres ud fra en nøgle på formen: <kategori>:<attribut>. Eksempler på Punktinformationstyper er IDENT:landsnr, NET:10KM og AFM:højde_over_terræn.

Tabellen herunder viser hvilke punktinformationskategorier der findes.

Kategori	Beskrivelse
AFM	Afmærkningstyper
ATTR	Attributter
IDENT	Identer
NET	Netforhold
REGION	Geografisk region
SKITSE	Information vedr. punktskitser

Overordnet set kan Punktinformationer bruges på tre måder: Tekst, tal og markering. Eksempler på tekst er IDENT:GNSS, ATTR:bemærkning og SKITSE:sti. Punktinformationer der indeholder tal er AFM:højde_over_dæksel og AFM:højde_over_jordoverfladen. Markeringer er "enten/eller"-attributter. Hvis en markering er angivet, er attributten aktuel for det givne punkt. Eksempler herpå er ATTR:tabtgået, NET:5D og REGION:DK.

Mere information om en bestemt Punktinformationstype kan fås ved hjælp af kommandoen:

fire info infotype <punktinfotype>

Koordinater og koordinatsystemer

Koordinater og koordinatsystemer går hånd i hånd. Derfor har enhver koordinat i FIRE et koordinatsystem, eller en SRID [1], tilknyttet sig. Det er SRID'en der definerer hvilke dimensioner en given koordinat har. Fx en DVR90-kote der kun består af et enkelt koordinatelement vinkelret på geoiden. En SRID kan være både et-, to- eller tre-dimensionel. Dertil kommer at alle Koordinater i FIRE også har en tidslig dimension. Tidspunktet for Koordinatens skabelses registreres altid sammen med koordinaten i feltet t. Afhængig af formålet vil t være angivet enten til beregningstidspunktet eller opmålingstidspunktet.

Der kan knyttes mange Koordinater til et Punkt, men for hvert koordinatsytem kan der kun være en gældende koordinat per punkt. Når en ny Koordinat tilføjes et Punkt afregistreres dens forgænger automatisk.

Ligesom Punktinformationstyperne er SRID'er opdelt efter kategori. Som udgangspunkt benyttes EPSG-koder for de systemer der er registreret i EPSG-databasen. De resterende er navngivet efter region eller særligt formål. Se en oversigt over kategorierne i tabellen herunder.

Kategori	Beskrivelse
EPSG	Koordinatsystemer registreret i EPSG-databasen
DK	Danske koordinatsystemer
GL	Grønlandske koordinatsystemer
TS	Lokale tidsseriekoordinatsystemer, fx på Jessen-punkter

Mere information om et bestemt koordinatsystem kan fås ved hjælp af kommandoen:

fire info srid <SRID>

Observationer og observationstyper

Ligesom for Punktinformation og Koordinater defineres forskellige typer af Observationer. Der kan knyttes op til 15 værdier til en Observation; præcist hvor mange og deres betydning defineres i Observationstypen. Der findes væsentligt færre observationstyper end der findes SRID'er og Punktinformationstyper hvorfor de ikke organiseres under forskellige kategorier. De tilgængelige Observationstyper vises i tabellen herunder.

Type	Beskrivelse
geometrisk_koteforskel	Koteforskel fra fikspunkt1 til fikspunkt2 (h2-h1) opmålt geometrisk
trigonometrisk_koteforskel	Koteforskel fra fikspunkt1 til fikspunkt2 (h2-h1) opmålt trigonometrisk
retning	Horisontal retning med uret fra opstilling til sigtepunkt (reduceret til ellipsoiden)
horisontalafstand	Horisontal afstand mellem opstilling og sigtepunkt (reduceret til ellipsoiden)
skråafstand	Skråafstand mellem opstilling og sigtepunkt
zenitvinkel	Zenitvinkel mellem opstilling og sigtepunkt
vektor	Vektor der beskriver koordinatforskellen fra punkt 1 til punkt 2 (v2-v1)
absolut_tyngde	Absolut gravimetrisk observation
nulobservation	Observation nummer nul, indlagt fra start i observationstabellen, så der kan refereres til den i de mange beregningsevents der fører til population af koordinattabellen

Observationer foretages i de fleste tilfælde mellem to punkter: Et opstillingspunkt og et sigtepunkt. Observationstypen afgør om der er behov for både et opstillingspunkt og et sigtepunkt eller om der kun er brug for et opstillingspunkt. Der kan knyttes mange Observationer til et Punkt eller et sæt af Punkter.

Mere information om en bestemt observationstype kan fås ved hjælp af kommandoen:

fire info obstype <type>

Geometriobjekt

Et Geometriobjekt indeholder et Punkts omtrentlige placering i form af en GIS-læsbar punktgeometri. Et Punkt kan kun have ét aktivt Geometriobjekt knyttet til sig ad gangen. Geometriobjekter bruges fx i forbindelse med udstilling af fikspunkter i Valdemar. Koordinater i Geometriobjekter er angivet som WGS84-koordinater, da det er det mest gængse koordinatsystem i diverse GIS-applikationer, især webapplikationer som Valdemar.

Et Punkts Geometriobjekt kan ses i form af en WKT-geometri ved at kalde:

fire info punkt <ident>

Grafik

Et Grafik objekt bruges til at registrere fikspunktsskitser og fotos af relevans for et givent fikspunkt eller geodætisk station. Et Grafik objekt er karakteriseret ved en billedefil i enten PNG eller JPEG, hvilket eksplicit registreres i felterne grafik, mimetype og filnavn. grafik indeholder selve det binære data der udgør billedefilen, mimetype og filnavn holder rede på filens type og navn.

Herudover er grafikkens type også registreret i et felt i tabellen. Der skælnes mellem to typer: skitse og foto.

Det gælder for grafikobjekterne at filnavnet er unikt, så det er ikke muligt at lægge to billeder ind med samme navn. Dette princip er indført for at gøre det simplere at eksportere fikspunktskitser til fx Valdemar.

Beregninger

I FIRE kobles koordinater til Observationer ved hjælp af Beregninger. Herunder ses skematisk hvordan forholdet mellem de tre objekter er. Bemærk de to krydsreferencetabeller Beregning_koordinat og Beregning_observation, der gør det muligt at tilknytte et vilkårligt antal Koordinater til et vilkårligt antal Observationer. Ved hjælp af Beregninger er det altså muligt at bestemme præcist hvilke observationer der ligger til grund for en bestemt Koordinat.

Beregninger

Tidsserier og PunktSamlinger

Til understøttelse af tidsserieanalyser findes der i FIRE objekterne Tidsserie og PunktSamling. En tidsserie kan stå alene eller flere tidsserier kan grupperes ved hjælp af en PunktSamling. Funktionaliteten af de to objekter forklares nemmest med afsæt i to forskellige slags tidsserieanalyser: GNSS og Nivellement. En GNSS- tidsserie er relativt simpel, da den udelukkende består af en række koordinater knyttet til samme Punkt. Nivellementstidsserien derimod vil involvere flere punkter, hvoraf et er udpeget som Jessenpunkt hvis stabilitet analyseres. Det vil sige at vi for hvert punkt i PunktSamlingen har en Tidsserie bestående af koter relative til Jessenpunktet. Herunder ses sammenhængene mellem tabellerne der ligger til grund for Tidsserie- og Punktsamlingobjekterne.

Tidsserier og PunktSamlinger

Sager og historik

I FIRE findes der to overordnede objekter der bruges til at håndtere historik i databasen: Sager og Sagsevents. En Sag bruges til at gruppere beslægtede indsættelser i databasen. Typisk vil en Sag følge en opmålingskampagne fra opmåling til beregning af koordinater, en sådan kampagne kunne fx bestå af en række hændelser: Oprettelse af nye fikspunkter, opdatering af skitser, opmåling, og beregning. Hver af disse hændelser afføder indsættelse af nye data i databasen. Disse hændelser kaldes i FIRE-terminologi Sagsevents.

En Sag er, ligesom et Punkt, et meget simpelt objekt hvis primære funktion er at knytte andre objekter sammen. For Sagens vedkommende er det Sagsevents der knyttes sammen.

Som det kan ses på figuren herunder, findes der "info"-objekter til både Sager og Sagsevents. Disse gør det muligt at ændre på status af en Sag og lave ændringer i den tilknyttede beskrivelse på en måde hvor kravet om ikke at slette indformation fra databasen overholdes. For Sagsevents giver det også muligheden for at tilknytte materiale til Sagen. Et eksempel her på kunne være en beregningsrapport i forbindelse med indsættelse af nye koordinater. Eller et notat der forklarer hvorfor et punkt er nedlagt.

Sagsobjekter i FIRE

Der findes en række sagsevents i FIRE. I tabellen herunder er de alle kort beskrevet.

Type	Beskrivelse
koordinat_beregnet	Bruges når koordinater indsættes efter en beregning. Vil typisk resulterere i indsættelse af n koordinater og 1 beregning
koordinat_nedlagt	Bruges når en koordinat nedlægges
observation_indsat	Indsættelse af en eller flere observationer
observation_nedlagt	Bruges når en observation aflyses, fordi den er fejlbehæftet
punktinfo_tilføjet	Bruges når der tilføjes Punktinfo til et eller flere punkter
punktinfo_fjernet	Bruges når Punktinfo fjernes fra et eller flere punkter
punkt_oprettet	Bruges når et punkt og tilhørende geometri oprettes
punkt_nedlagt	Bruges når et punkt og tilhørende geometri nedlægges. Bemærk at når et punkt nedlægges, afregistreres desuden alle tilknyttede koordinater, observationer og punktinformationer, da disse ikke længere har et tilhørsforhold
kommentar	Bruges til at tilføje fritekst-kommentarer til sagen i tilfælde af at der er behov for at påhæfte sagen yderligere information, som ikke passer i andre hændelser. Bruges fx også til påhæftning af materiale på sagen
grafik_indsat	Bruges når en grafik indsættes eller opdateres i databasen
grafik_nedlagt	Bruges når en grafik nedlægges

Eksempel på en sag

Hvis man ser på en hel sag for fx en simpel kommunal vedligeholdsopgave, så vil det gå nogenlunde sådan her i databasen:

• Opret Sag (+ Sagsinfo)

• Opret Sagsevent af typen punkt_oprettet (+ Sagseventinfo)

• Indsæt Punkter og Geometriobjekter, henvis til Sagsevent fra linjen ovenfor

• Opret Sagsevent af typen punktinfo_tilføjet (+Sagseventinfo)

• Indsæt Punktinformationer (fx ATTR:tabtgået), henvis til Sagsevent fra linjen ovenfor

• Opret Sagsevent af typen observation_indsat (+ Sagseventinfo)

• Indsæt Observationer, henvis til Sagsevent på linjen ovenfor

• Opret Sagsevent af typen koordinat_beregnet (+ Sagseventinfo, beregningsrapport vedlægges).

• Indsæt Koordinater og Beregning, henvis til Sagsevent på linjen ovenfor

• Opdater aktiv-feltet til "false" på Sagens Sagsinfo.

Der tilføjes beskrivelser af Sag og Sagsevent i forbindelse med at de oprettes. Beskrivelse for Sag kan fx lyde noget i stil med "Kommunal vedligehold Vejle 2020" og for Sagsevents fx "Indsættelse af observationer" og "Indsættelse af koordinater". Tilsammen gør det det muligt at få et hurtigt overblik over hvad der er sket på en Sag.

Ovenstående eksempel er meget databasenært. Brugere af FIRE skal ikke forholde sig aktivt til Sagsevent i samme grad som beskrevet ovenfor.

Footnotes

[1]

Spatial Reference ID, eksempelvis EPSG:25832.