Ünite 5: Kadastro ve Plan Verilerinin Coğrafi Bilgi Sistemine Aktarımı, Sorgulama ve Analizler

Veritabanı Tasarımı

Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), mekânsal ve mekânsal olmayan verilerin belli standartlarda üretilmesi, ilişkisel veritabanı yönetim sistemleri içerisinde depolanması ve depolanan verilerin yönetilmesi süreçlerini içeren, bilgiye dayalı karar destek sistemleridir. Coğrafi bilgi sistemlerinde kullanılan veriler; grafik ve sözel olmak üzere iki temel yapıdadır.

Grafik (konumsal, mekânsal) veriler; proje verilerinin koordinat bilgisini içeren konum geometri ve diğer mekânsal veriler ile olan grafik ilişkilerini belirlerler. Konumsal veriler de iki temel yapı altında gruplandırılır. Bu yapılar; vektör ve raster verilerdir.

Sözel (mekânsal olmayan, özniteksel) veriler; grafik verilerle ilişkili olarak, veritabanında tutulan özniteliksel verilerdir. Mekânsal verilerle ilişkileri sayesinde ekonomik, sosyal ve demografik analizlerin mekânsal olarak oluşturulabilmesine imkan sağlarlar. Öznitelik verileri, CBS projeleri için büyük önem taşımaktadır. Grafik veri ile sözel veri arasındaki ilişki sağlanarak tek bir grafik veriden özniteliklere bağlı istenilen sayıda sorgulama ve analiz işlemi gerçekleştirilebilir. CBS projelerinde grafik ve sözel veriler birbirleri ile ilişkili olarak katmansal yapıda yönetilirler. CBS projeleri kavramsal tasarım süreçlerinde tasarlanırken proje katmanları belirlenir.

Coğrafi bilgi sistemleri alt yapısının kurulabilmesi için gerekli temel bileşenler şunlardır:

1. Veriler; coğrafi bilgi sistemleri temel bileşenlerinden biri veridir. Coğrafi bilgi sistem projelerinde veriler en temel gereksinimi oluştururlar. Proje için harcanan toplam süre ve maliyetin %70-80’ini verilerin elde edilmesi ve düzenlenmesi oluşturmaktadır.
2. Yazılımlar; coğrafi bilgi sistemleri projeleri CBS yazılımları ile oluşturulur ve yönetilirler. CBS yazılımları coğrafi verilerin üretilmesi, depolanması, görüntülenmesi ve analiz edilebilmesi için gerekli fonksiyonları ve araçları sağlarlar. Coğrafi bilgi sistem yazılımları temelde bir ilişkisel veritabanı yazılımını yönetirler ve proje sürecinde oluşturulan verileri bu veritabanı yazılımına yazarak depolanmasını sağlarlar.
3. Donanımlar; coğrafi bilgi sistem projeleri amaçlarına göre farklı büyüklükteki verilerden oluşur. Masaüstü, web ve mobil ortamlarda yönetilme gereksinimleri doğrultusunda, üzerinde çalışan yazılımları yöneten CBS donanımları, projelerin performansını bütün bu ortamlarda optimize ederek yönetebilmelidirler. CBS projeleri kurgulanırken kullanılacak yazılım ve bu yazılımların üzerinde çalışacağı donanım alt yapısı yeterli düzeyde kurgulanmalıdır.
4. Yöntemler; coğrafi bilgi sistemleri birçok bileşenin bir arada senkronize yönetilebilmesini gerektirir. Projelerdeki veri, kaynak, insan, para, risk, kalite, standartlar ve zaman bileşenlerinin her birisinin kendi içerisinde ve bir arada yönetilmelerinde proje öncesi, proje süreci ve proje sonrası belirlenecek yöntemler CBS projelerinin başarılı olup olmayacağının da belirleyicisi olacaktır.
5. İnsanlar; coğrafi bilgi sistemlerinin en önemli bileşeni insandır. Bu sistemleri kuran, yöneten, geliştiren ve yaşatan en değerli faktör CBS konusunda yetişmiş iş gücüdür. CBS’nin çok bileşenli bir olgu olması ve her bileşeninin ayrı bir uzmanlık gerektirmesi, bu konuda gereksinim duyulan uzman işgücünün önemini ortaya çıkarır.

Coğrafi bilgi sistemleri, ilişkisel veritabanı yönetim sistemleri üzerinde kurulur. Bu sayede mekânsal olmayan veriler, mekânsal veriler ile ilişkilendirilerek yönetilirler; merkezî kontrol, veri tekrarının azaltılması ve her ortamdan problemsiz veri paylaşımı mümkün hale gelir. CBS projeleri için veritabanı tasarımı ve bu tasarım içerisindeki ilişkiler önemlidir. Her projenin amacına, büyüklüğüne ve projeden beklentilere göre farklı veri tabanı tasarım gereksinimleri vardır. Veritabanı tasarımı yapılırken amaca uygun tasarımın gerçekleştirilmesi büyük önem taşır. Proje ihtiyaçlarını karşılayamayan bir tasarım sonuçta verimsiz bir veri çöplüğüne dönüşecek, çok büyük geri dönüş maliyetleri oluşturacaktır.

Veritabanı; belirli bir amaç için düzenlenmiş kayıtların ve dosyaların bir koleksiyonu, bir dosyada elektronik olarak depolanmış düzenli veri kümesidir. Coğrafi bilgi sitemlerinde olduğu gibi, birçok kullanıcı tarafından kullanılan birbiri ile ilişkili geniş bir veri kümesinin düzenlenmesi, depolanması, paylaşılması ve sorgulanması amacıyla oluşturulur. Gerçekte var olan ve birbirleri ile ilişkili olan nesneleri ve ilişkileri modellerler, veri hiyerarşisi mimarisinin en üst yapısıdır.

Veritabanı yönetim sistemleri; veritabanlarını yaratma, erişim sağlama, istenilen bilgiyi arama, gerektiğinde veri ekleme/çıkartma, ölçekleme, güvenlik/erişim tanımları gerçekleştirme ve her türlü işletim gereksinimini karşılama amacıyla veritabanlarının yönetimi için kullanılan karmaşık yazılımlardır. Dünyada ve ülkemizde kullanılan ilişkisel veritabanı yönetim sistemleri; MS SQL Server, Oracle, IBMDB2, PostgreSQL, MS Access, MySQL, Informix yazılımlarıdır. Bu IVTYS’lerden her biri farklı özelliklere ve veri depolama kapasitelerine sahiptirler.

Tablolar (katmanlar), tek bir konu hakkındaki bilgileri depolar. Örneğin; parsel tablosu parsele ilişkin verileri, jeoloji tablosu jeolojiye ilişkin verileri, malik tablosu maliklere ilişkin verileri depolar.

CBS projelerinde bu ilişkilerin tanımlanabilmesi için uygun yapının veritabanı tasarımında oluşturulması gereklidir. Projelerde dört tip ilişki tanımlanabilir. Bu ilişkiler;

• 1-1 ilişki tipi (bire bir, bir parselin bir maliği vb.)
• 1-N ilişki tipi (bire çok, bir parselin birden çok maliği vb.)
• N-1 ilişki tipi (çoka bir, birden çok parselin bir maliği vb.)
• N-N İlişki tipi (çoka çok, birden çok parsel ve birden çok malik vb.)

CBS projelerinde bu ilişkilerin tanımlanabilmesi için uygun yapının veritabanı tasarımında oluşturulması gereklidir.

• Veritabanı Kavramsal Tasarımı: Coğrafi bilgi sistemi projeleri veritabanı kavramsal tasarımı ile kâğıt üzerinde başlar. Kavramsal tasarım ne kadar iyi yapılırsa projeler de o denli başarılı olacaktır.
• Veritabanı Fiziksel Tasarımı: Fiziksel tasarım aşaması, kavramsal tasarım sonrası belirlenen tablo, kolon ve ilişki tanımlarının CBS yazılımları kullanarak oluşturulmalarını içermektedir. CBS yazılımlarında, proje veritabanlarını kendi arayüzleri üzerinde kolaylıkla oluşturulabilmesi için proje veritabanının seçileceği ve yönetilebileceği veritabanı yönetim fonksiyonları bulunmaktadır.
• Sayısallaştırma Menülerinin Oluşturulması: Sayısallaştırma menüleri, proje ekranında yapılacak olan çizim işlemlerinin, belirli standart başlıklar altında gruplandırma yapıldığı ve oluşturulacak vektör obje özelliklerinin önceden belirlenebildiği menüdür. Sayısallaştırma menüleri (*.ODF uzantılı) hem CAD hem de CBS yapısındaki projelerde kullanılabilmektedir. Sayısallaştırma menüleri iki farklı yapıda (Sayısallaştır ve İlişkilendir) kullanılmaktadır. Sayısallaştır, proje ekranına seçilen sayısallaştırma menüsü ile veri oluşturmak için kullanılır iken; İlişkilendir, grafik ekranda bulunan objeleri ilişkilendirmek için kullanılmaktadır.

Topolojik Düzeltmeler ve CAD - CBS Entegrasyonu

Bu bölümde, örnek uygulama sahasına ait önceki bölümlerde oluşturulmuş CAD yapısındaki kadastro ve plan (imar) verilerinin, CBS yapısındaki veritabanına aktarımı için izlenmesi gereken aşamalarıdır. CAD yapısında hazırlanan verilerin CBS ortamına aktarımı öncesinde, verilerin topolojik olarak kontrol edilmesi gerekmektedir. Örneğin; CAD yapısında hazırlanan projede veriler (ada, parsel, bina vb.) çizgi ile oluşturulmuş ise veritabanına aktarılmadan önce alan geometrisine dönüştürülmesi gerekmektedir. Veriler üzerinde uygulanabilecek topolojik düzeltmeler için Araçlar/Topolojik Düzeltmeler altında bulunan araçlar kullanılabilir. CAD yapısında hazırlanmış kadastro verilerini içeren TOPOLOJI.NCZ dosyasının Uygulama Menüsü/Ekle seçeneği kullanılarak aktif projeye eklenmesi sağlanır. Eklenen proje dosyasında parsel verilerinin çizgi objesi kullanılarak üretildiği görülür. Parsel verilerinin veritabanına aktarımı öncesi alan geometrisine dönüştürülmesi gerekmektedir. Çizgi objelerinin alan geometrisine dönüştürülmesi için Araçlar/Topolojik Düzeltmeler/Otomatik Alan Kapat seçeneği kullanılır. Spatial veri kaynağı; CAD Veri Kaynağı- Çizgi, veri güncelle; yeni PAR_PL katmanı tanımları yapılır.

Tematik Harita Hazırlama

CBS projelerinde, verilere ait özellik ve/veya öznitelik bilgileri kullanılarak tematik harita ve etiket işlemlerinin yürütülmesi mümkündür. Bu bölümde veritabanına aktarımı tamamlanmış ada, parsel, bina, elektrik direği ve yol katmanları üzerinden tematik harita hazırlama ve etiket tanımlama işlemleri hakkında bilgileri içermektedir.

• Tematik Harita: Veritabanında kayıtlı spatial verilerin, belirlenen kriterlere (özellik veya öznitelik bilgilerinin) göre farklı yöntemler kullanılarak sınıflandırılması ve her bir sınıfın ayrı özellikte (renk, tarama, sembol) gösterilmesi tematik harita olarak tanımlanmaktadır. Tematik haritalar CBS projelerinin daha kolay anlaşılabilir ve yorumlanabilir olmasını sağlamaktadır. Tematik harita oluşturmada yaygın olarak Özgün, Sayısal Aralık ve Grafik olmak üzere üç farklı sınıflandırma yöntemi tercih edilmektedir.
• Etiket İşlemleri: Etiketleme; veritabanında kayıtlı özellik ve/veya öznitelik bilgilerinin, grafik ekranda ilgili veri üzerine yazdırılması işlemi olarak tanımlanmaktadır. Referanslar altında bulunan PARSEL tablosu üzerinde Özellikler seçeneği ile açılan Referans Özellikleri/Etiket sekmesi etiket işlemlerinin yürütüldüğü bölümdür. Etiket Ekle seçeneği ile açılan diyalogta; parsel alanları üzerine yazdırılacak PARSELNO makro seçimi gerçekleştirilir. Yazıya ait özellikler (yazı rengi, boyu, yazı tipi vb.) aynı diyalog içerisinde yapılır.

Temel Ve SQL Sorgulamalar

Coğrafi bilgi sistemlerinin temel işlevlerinden biri de sorgulamadır. CBS projelerinde, konumsal ve konumsal olmayan bilgiler (özellik ve öznitelik) tek tek sorgulanabildiği gibi, birbirleriyle olan ilişkileri sayesinde her türlü temel ve ileri düzey sorgulamalar (tablolar ve kolonlar arası) gerçekleştirilebilir.

Temel sorgulamalar; konumsal bilgilerden konumsal olmayan bilgilere, konumsal olmayan bilgiden konumsal bilgiye ve konumsal olmayan bilgiden konumsal olmayan bilgilere şeklinde gerçekleştirilirken; SQL sorgulamalarında ise; SQL cümlecikleri kullanılarak çoklu veri ve çoklu kriterlere göre sorgulama yapılmaktadır.

• Temel Sorgulamalar:
  1. Konumsal bilgilerden konumsal olmayan bilgilerin sorgulanması: Koordinat değerlerine sahip mekânsal veriler üzerinden, konuma bağlı olmayan sözel bilgilere ulaşmak için kullanılan sorgulama türüdür. Bu sorgulama işlemi proje ekranından grafik verinin seçilmesi ile sahip olduğu özellik ve öznitelik bilgilerine ulaşılmaktadır. Grafik bilgiler üzerinden sahip olduğu özellik ve özniteliklere ulaşmak için Giriş menüsü altında bulunan sorgulama araçlarından Obje Özellikleri seçeneği kullanılmaktadır. Sorgulama işlemi, proje ekranından obje seçimi yapılarak objeye ait obje özellikleri diyaloğunun açılması ile sağlanır.
  2. Konumsal olmayan bilgilerden konumsal bilgilerin sorgulanması: Konumsal verilere ait konumsal olmayan bilgiler (öznitelik bilgileri) üzerinden, proje ekranında sorgulanan objeye ulaşmak için kullanılan sorgulama yöntemidir. Referanslar altında yer alan ADA tablosu üzerinden Özellikler seçeneği ile Referans Özellikleri diyaloğu Süzgeç sekmesi altından tanımlanacak kriterlere göre sorgulama işlemi yürütülür. Kriter ekleme butonu (+) ile FONKSIYON kolonu seçilir ve süzgeç operatörü (=) ile sorgulanan değer tanımı (KONUT) yapılır.
  3. Konumsal olmayan bilgilerden konumsal olmayan bilgilerin sorgulanması: Bu sorgulama yöntemi ile konumsal veriye kazandırılmış konumsal olmayan bilgiler (öznitelik bilgileri) arası belirlenen kriterlere göre sorgulamalar gerçekleştirilebilir. Bu sorgulamanın amacı konumsal olmayan veriler arası sorgu yapmak ve sorgu sonucunu listelemektir. Ancak sorgulama iki veya daha fazla konumsal olmayan veri üzerinden yürütülmüş olsa dâhi; sorgu sonucuna ait konumsal veriler de proje ekranında gösterilebilir.
• SQL Sorgulamalar: SQL (Structured Query Language), ilişkisel veritabanı içerisindeki veriler üzerinde sorgulamaların yapılabildiği sorgulama dilidir. SQL cümlecikleri oluşturularak veritabanı üzerinde her türlü karmaşık ve çapraz sorgu işlemleri gerçekleştirilebilir. SQL’in temel yapısı; select (seç), from (…den), where (nerede) sözcüklerden oluşmaktadır. Araçlar/Veritabanı Yönetimi diyaloğunda bulunan veritabanı bağlantısı üzerinden Komut Çalıştır seçeneği ile açılan diyalogta select * from BINA where KATSAYISI>=’4’ and INSAATALANI<=150 yazılarak sorgulama yapılabilir.