Über den Einsatz objektorientierter Datenbankverwaltungssysteme bei Geoinformationssystemen

Insbesondere seit der Mitte der 80'er Jahre finden sich viele Artikel und Arbeiten, die sich mit dem Einsatz von Datenbanken für sogenannte Non-Standard-Anwendungen auseinandersetzen. Als Beispiele werden in [HäRe85] wissenschaftliche Anwendungen (Versuchsdatenerfassung und -auswertung), Bild- und Sprachverarbeitung, Textverarbeitung und Information Retrieval, Prozeßdatenverwaltung, Landinformationssysteme (Geographie und Geodäsie), Expertensysteme sowie Entwurf und Fertigung (CAD/CAM) genannt. Nachdem sich die Konzepte für die sogenannten konventionellen Datenbanken im Bereich der kommerziellen Anwendungen bewährt haben, taucht die Frage auf, ob nicht die Vorteile von Datenbanken auch für die oben angeführten Bereiche nutzbar zu machen sind. Computerunterstützte Systeme für Non-Standard-Anwendungen existierten und existieren, benutzen jedoch jeweils nur lokale File-Systeme für ihre Daten.

Der naheliegende Ansatz, bestehende konventionelle Datenbanksysteme für Non-Standard-Anwendungen zu verwenden, stößt auf eine Reihe von Problemen. So führt beispielsweise [HäRe85] folgende Problemkreise an:

• mangelnder Anwendungsbezug bei der Datenmodellierung,
• fehlende Mechanismen zur Erhaltung komplexer Integritätsbedinungen,
• schlecht angepaßte Datenbankoperationen, die zu einer umständlichen Programmierung führen,
• ein unbrauchbares Transaktionskonzept
• und schlechtes Leistungsverhalten (insbesondere bei Interaktion mit dem Benutzer).

Die vorliegende Arbeit greift aus dem großen Gebiet der Non-Standard-Anwendungen den immer noch sehr allgemeinen Teilbereich "Geographische Anwendungen" heraus und beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit objektorientierte Datenbankverwaltungssysteme eine grundsätzlich besser geeignete Architektur für geographische Systeme bieten. Nach wie vor finden sich in der Literatur und besonders in der Praxis auch Ansätze (konventionelle) relationale Datenbanksysteme für GIS zu verwenden. Aus diesem Grund möchte ich auch dieser Frage - wenn auch nicht in der gleichen Ausführlichkeit - nachgehen, und sie der Grundfrage der Arbeit zur Seite stellen.

Zur Klarstellung möchte ich am Beginn noch anführen, daß ich den Begriff Objekt hauptsächlich im allgemeinen sprachlichen Sinn als Begriff für eine Sache, ein Ding, etc. verwende. Nur an wenigen Stellen ist der technische Begriff des Objektes des objektorientierten Paradigmas gemeint. So etwas klarerweise in Abschnitt 1.2, der eine Einführung in das objektorientierte Datenmodell liefert. Die Unterscheidung scheint mir durchwegs aus dem Zusammenhang klar zu sein. Bei jenen Stellen, wo ich die allgemein sprachliche Bedeutung eindeutig betonen wollte, habe ich den Begriff des Realweltobjektes (im Unterschied zum Objekt im Modell) verwendet.

Die Arbeit gliedert sich in fünf Hauptabschnitte:

1. Einführung:Diese gibt einen Überblick über die verwendeten Begriffe und bearbeiteten Sachgebiete.
2. Anforderungen:Dieses Kapitel biete eine Gliederung und Übersicht der Anforderungen, die an ein GIS gestellt werden.
3. Konzepte:Die im vorhergehenden Abschnitt erarbeiteten Anforderungen werden konkreten Lösungsansätzen und Konzepten für GIS gegenübergestellt.
4. Systemvergleich:Ein Kriterienkatalog wird anhand der erarbeiteten Anforderungen und Konzepte erstellt und mit seiner Hilfe eine Antwort auf die Grundfrage der Arbeit gesucht.
5. Zusammenfassung und Ausblick:Dieser Abschnitt faßt die erzielten Ergebnisse zusammen und bietet einen Ausblick auf weitere Forschungsschwerpunkte, die in Zusammenhang mit der bearbeiteten Thematik stehen.