Geodatabase-Typen

Die Geodatabase ist ein "Container" für Dataset-Sammlungen. Es gibt drei Typen:

1. File-Geodatabases – Diese werden als Ordner in einem Dateisystem gespeichert. Die einzelnen Datasets sind in Dateien gespeichert, die jeweils eine Größe von bis zu 1 TB erreichen können. Die File-Geodatabase sollte Personal-Geodatabases möglichst vorgezogen werden.
2. Personal-Geodatabases – Alle Datasets sind in einer Microsoft Access-Datendatei gespeichert, für die eine Größenbeschränkung von 2 GB gilt.
3. ArcSDE-Geodatabases – Auch bekannt als Mehrbenutzer-Geodatabases. Diese werden mit Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2, IBM Informix oder PostgreSQL in einer relationalen Datenbank gespeichert. Für diese Geodatabases ist ArcSDE erforderlich, und es gelten keine Einschränkungen bezüglich Größe und Benutzeranzahl.

Die drei Geodatabase-Typen im Vergleich

Wichtigste Eigenschaften	ArcSDE-Geodatabase	File-Geodatabase	Personal-Geodatabase
Beschreibung	Eine Sammlung verschiedener Typen von GIS-Datasets, die als Tabellen in einer relationalen Datenbank gespeichert sind. (Dies ist das empfohlene native Datenformat für ArcGIS. Die Daten werden in einer relationalen Datenbank gespeichert und verwaltet.)	Eine Sammlung verschiedener Typen von GIS-Datasets, die in einem Dateisystemordner gespeichert sind. (Dies ist das empfohlene native Datenformat für ArcGIS. Die Daten werden in einem Dateisystemordner gespeichert und verwaltet.)	Das ursprüngliche Datenformat für ArcGIS-Geodatabases. Die Daten werden in Microsoft Access-Datendateien gespeichert und verwaltet. (Für diesen Typ gilt eine Größenbeschränkung und das Betriebssystem Windows ist Voraussetzung.)
Anzahl an Benutzern	Mehrere Benutzer: Mehrere Benutzer mit Schreib- und/oder Lesezugriff	Einzelbenutzer und kleine Arbeitsgruppen: Mehrere Benutzer mit Lesezugriff und ein Benutzer mit Schreibzugriff pro Feature-Dataset, Standalone-Feature-Class oder Tabelle. Wenn eine große Anzahl an Benutzern mit Lesezugriff auf die gleiche Datei zugreift, wird die Performance beeinträchtigt.	Einzelbenutzer und kleine Arbeitsgruppen mit kleineren Datasets: Einige Benutzer mit Lesezugriff und ein Benutzer mit Schreibzugriff. Wenn eine große Anzahl von Benutzern mit Lesezugriff auf Daten zugreift, wird die Performance möglicherweise beeinträchtigt.
Speicherformat	Oracle Microsoft SQL Server IBM DB2 IBM Informix PostgreSQL	Jedes Dataset ist in einer eigenen Datei auf der Festplatte gespeichert. Die File-Geodatabase ist der Dateiordner, der die Dataset-Dateien enthält.	Der gesamte Inhalt einer Personal-Geodatabase ist in einer Microsoft Access-Datei (.mdb) gespeichert.
Größeneinschränkungen	Es gelten lediglich die DBMS-Einschränkungen.	Ein Terabyte (TB) pro Dataset. Eine File-Geodatabase kann viele Datasets enthalten. Die Beschränkung von 1 TB kann für sehr große Bild-Datasets auf 256 TB erhöht werden. Eine Feature-Class kann Hunderte Millionen Vektor-Features pro Dataset umfassen.	Zwei Gigabyte (GB) pro Access-Datenbank. In der Regel wird die Performance einer Access-Datenbankdatei ab einer Größe zwischen 250 und 500 MB beeinträchtigt.
Versionierungsunterstützung	Volle Unterstützung in allen DBMS-Systemen. Beinhaltet datenbankübergreifende Replikation, Aktualisierungen mit Auschecken und Einchecken und Archivierung historischer Daten.	Wird nur als Geodatabase für Clients unterstützt, die Aktualisierungen mit Aus- und Einchecken senden, sowie als Client, an den Aktualisierungen mit unidirektionaler Replikation gesendet werden können.	Wird nur als Geodatabase für Clients unterstützt, die Aktualisierungen mit Aus- und Einchecken senden, sowie als Client, an den Aktualisierungen mit unidirektionaler Replikation gesendet werden können.
Plattformen	Windows, UNIX, Linux und direkte Verbindungen zu DBMS-Systemen, die auf fast allen Plattformen im lokalen Netzwerk des Benutzers ausgeführt werden können.	Plattformübergreifend	Nur Windows.
Sicherheit und Berechtigungen	Bereitgestellt über DBMS	Betriebssystemsicherheit	Windows-Dateisystemsicherheit
Funktionen zur Datenbankadministration	Voller DBMS-Funktionsumfang für Backups, Wiederherstellung, Replikation, SQL-Unterstützung, Sicherheit usw.	Dateisystemverwaltung	Windows-Dateisystemverwaltung
Beschreibung	Erfordert die Verwendung der ArcSDE-Technologie; ArcSDE for SQL Server Express ist enthalten in: ArcGIS for Desktop Standard und Advanced ArcGIS Engine ArcGIS for Server Workgroup ArcSDE für alle anderen DBMS-Systeme, die in ArcGIS for Server enthalten sind	Sie können optional Daten in einem schreibgeschützten, komprimierten Format speichern, um die Speicheranforderungen zu reduzieren.	Wird häufig zur Verwaltung von Attributtabellen (über Microsoft Access) verwendet. Benutzer schätzen die Handhabung von Textattributen als Zeichenfolgen.

Ein Vergleich der drei Geodatabase-Typen.

Weitere Informationen zum Erstellen von Geodatabases

File-Geodatabases und Personal-Geodatabases

File- und Personal-Geodatabases, die allen Benutzern von ArcGIS for Desktop Basic, Standard und Advanced frei zur Verfügung stehen, unterstützen das gesamte Informationsmodell der Geodatabase. Dazu gehören Topologien, Raster-Kataloge, Netzwerk-Datasets, Terrain-Datasets, Adressen-Locators usw. File- und Personal-Geodatabases sind für Einzelbenutzer konzipiert und bieten keine Unterstützung für die Geodatabase-Versionierung. Bei einer File-Geodatabase können mehrere Editoren gleichzeitig arbeiten, vorausgesetzt, sie arbeiten an verschiedenen Feature-Datasets, Standalone-Feature-Classes oder Tabellen.

Bei der File-Geodatabase handelt es sich um einen neuen Geodatabase-Typ, der in ArcGIS Version 9.2 eingeführt wurde. Dieser Typ wurde für folgende Aufgaben entwickelt:

• Bereitstellen einer allgemein verfügbaren, einfachen und skalierbaren Geodatabase-Lösung für alle Benutzer.
• Bereitstellen einer leicht übertragbaren Geodatabase mit Unterstützung für mehrere Betriebssysteme.
• Skalierbarkeit zur Handhabung sehr großer Datasets.
• Bereitstellen einer herausragenden Leistung und Skalierbarkeit, zum Beispiel Unterstützung von einzelnen Datasets mit weit über dreihundert Millionen Features sowie Datasets, die Größen von über 500 GB pro Datei erreichen können – und all das ohne Beeinträchtigung der Leistung.
• Verwenden einer effizienten Datenstruktur für optimale Performance und Speicherung. File-Geodatabases verwenden etwa ein Drittel des für Shapefiles und Personal-Geodatabases erforderlichen Speichers für Feature-Geometrie. Um Speicherplatzanforderungen zu reduzieren, können Sie mit File-Geodatabases Vektordaten auf ein schreibgeschütztes Format komprimieren.
• Bessere Attributverarbeitung und viel höhere Datengrößenbegrenzung als Shapefiles.

Personal-Geodatabases werden seit ihrer ersten Einführung mit Version 8.0 in ArcGIS verwendet und unterstützen die Microsoft Access-Datendateistruktur (MDB-Dateien). Sie unterstützen Geodatabases mit einer Größe von maximal 2 GB. Die Performance wird jedoch schon ab einer Größe zwischen 250 und 500 MB beeinträchtigt. Personal-Geodatabases unterstützen nur das Betriebssystem Microsoft Windows. Für Benutzer sind besonders die Tabellenaufgaben interessant, die sie mit Microsoft Access in Personal-Geodatabases durchführen können. Viele Benutzer möchten die Funktionen zur Textbearbeitung in Microsoft Access bei der Arbeit mit Attributwerten nicht missen.

Personal-Geodatabases werden aus verschiedenen Gründen in ArcGIS auch weiterhin unterstützt. In den meisten Fällen wird von Esri jedoch eine File-Geodatabase empfohlen, da sie besser skaliert werden kann, bedeutend schneller ist und auf verschiedenen Plattformen eingesetzt werden kann. Die File-Geodatabase eignet sich ideal für die Arbeit mit dateibasierten Datasets für GIS-Projekte, für den privaten Gebrauch und die Verwendung in kleinen Arbeitsgruppen. Die File-Geodatabase weist eine hervorragende Performance auf und bietet Unterstützung für extrem große Datenmengen ohne DBMS. Darüber hinaus kann sie mit verschiedenen Betriebssystemen verwendet werden.

In der Regel setzen Benutzer mehrere File- oder Personal-Geodatabases für ihre Datensammlungen ein, auf die sie bei der Arbeit im GIS gleichzeitig zugreifen.

ArcSDE-Geodatabases

Wenn Sie eine große Geodatabase benötigen, in der mehrere Benutzer gleichzeitig arbeiten können, ist die ArcSDE-Geodatabase die richtige Lösung für Sie. Sie können die Geodatabase für die Arbeit durch mehrere Benutzer freigeben und eine Reihe wichtiger, versionsbasierter GIS-Workflows verwalten. Ein großer Vorteil der ArcSDE-Geodatabase besteht in der Möglichkeit, die relationalen Datenbanken Ihres Unternehmens nutzen zu können.

ArcSDE-Geodatabases unterstützen eine große Auswahl an DBMS-Speichermodellen (IBM DB2, Informix, Oracle, PostgreSQL und SQL Server). ArcSDE-Geodatabases werden in einer Vielzahl von Einzelbenutzer-, Arbeitsgruppen-, Abteilungs- und Unternehmensumgebungen eingesetzt. Hierbei wird die zugrunde liegende DBMS-Architektur optimal genutzt:

• Extrem große, zusammenhängende GIS-Datenbanken
• Unterstützung mehrerer Benutzer zur gleichen Zeit
• Lange Transaktionen und versionierte Workflows
• Unterstützung relationaler Datenbanken für das GIS-Datenmanagement (Nutzung der Vorteile relationaler Datenbanken im Hinblick auf Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Backup-Möglichkeiten, Integrität usw.)
• SQL-Typen für Spatial in allen unterstützten DBMS (Oracle, SQL Server, PostgreSQL, Informix und DB2)
• Hohe Performance, die auf viele Benutzer skaliert werden kann

Viele aufwändige Geodatabase-Implementierungen haben gezeigt, dass sich DBMS-Systeme hervorragend für die Übertragung der für GIS-Daten erforderlichen BLOBs (Binary Large Objekts) in und aus Tabellen eignen. Darüber hinaus unterstützen sie viel größere GIS-Datenbanken und eine größere Benutzeranzahl als dateibasierte GIS-Datasets.

Weitere Informationen über die Architektur der ArcSDE-Geodatabases und den Einsatz der relationalen Datenbanktechnologie in ArcSDE-Geodatabases finden Sie unter Architektur der Geodatabase.

ArcSDE bietet die Verwaltung langer und kurzer Transaktionen in der DBMS-Transaktionsumgebung

Eine der wichtigsten Rollen von ArcSDE ist die Unterstützung der Geodatabase-Versionsumgebung in jedem DBMS.

Häufig kann eine einzelne Bearbeitungstransaktion im GIS Änderungen an mehreren Zeilen in mehreren Tabellen mit sich bringen. Beispielsweise kann es für das Aktualisieren eines Flurstücks erforderlich sein, dass Sie die Polygondarstellung sowie die zugehörigen Grenzlinien und Flurstückecken ändern. Zusätzlich müssen die Attributdatensätze für diese Features ebenfalls aktualisiert werden. Diese Bearbeitung umfasst Änderungen an mehreren Datensätzen in vielen Tabellen. In diesen Fällen möchten Benutzer diese Sammlung von Änderungen als einzelne Transaktion handhaben. Wenn die Änderungen übernommen oder rückgängig gemacht werden, werden sie gemeinsam als ein Vorgang durchgeführt.

Gleichzeitig möchten Benutzer die Möglichkeit haben, einzelne Bearbeitungsvorgänge in einer Editiersitzung rückgängig zu machen oder wiederherzustellen. Hinzu kommt noch, dass die Bearbeitungsvorgänge möglicherweise in Systemen ausgeführt werden, die nicht mit der zentralen Datenbank verbunden sind.

Neben diesen spezialisierten GIS-Datenverwaltungsprozessen muss die GIS-Datenbank für tägliche Abläufe ununterbrochen verfügbar sein, wobei die einzelnen Benutzer möglicherweise mit verschiedenen Ansichten und Statusversionen der gemeinsam genutzten GIS-Datenbank arbeiten.

Die ArcSDE-Geodatabase unterstützt die Verwaltung und Aktualisierung für diese und viele andere Datenmanagement-Szenarien in einer Mehrbenutzerumgebung mit einer Methode, die als Versionierung bezeichnet wird. Versionierung ist ein Mechanismus, mit dem alle Datenbankänderungen als Zeilen in Tabellen erfasst werden. Beispiel: Immer wenn Sie einen Wert in einer Zeile aktualisieren, wird die alte Zeile außer Kraft gesetzt und eine neue aktualisierte Zeile hinzugefügt.

Auf diese Weise verwaltet die ArcSDE-Technologie diese übergeordneten komplexen GIS-Transaktionen in der einfachen DBMS-Transaktionsumgebung durch Speichern der Informationen als Delta-Datensätze in der Datenbank.

Hinweis:

Dieser Mechanismus zum Erfassen aller Änderungen mit ihren Metadaten ist der Ursprung des Begriffs Versionierung.

ArcSDE verwendet Metadaten zu Versionen, um mehrere Editiersitzungen zu isolieren, komplexe Transaktionen zu unterstützen, Replikate freizugeben, Inhalte mehrerer Datenbanken zu synchronisieren, die automatische Archivierung durchzuführen und historische Abfragen zu unterstützen.

Weitere Informationen finden Sie unter Überblick über das Bearbeiten und Verwalten von Daten.

Inwiefern ist die ArcSDE-Technologie in ArcGIS integriert?

In der Vergangenheit wurde ArcSDE als separates Esri-Produkt verkauft. Ab ArcGIS Version 9.2 ist die ArcSDE-Technologie als Funktion in ArcGIS integriert und wird nicht mehr als separates Produkt angeboten. Die ArcSDE-Technologie wurde in ArcGIS for Desktop, ArcGIS Engine und ArcGIS for Server integriert, sodass Benutzer ihre DBMS-basierten Geodatabases entsprechend ihren Unternehmen skalieren können.

Ab ArcGIS 9.2 umfassen ArcGIS for Desktop Standard und Advanced eine Installation von Microsoft SQL Server Express. Diese Softwareprodukte verfügen zudem über ArcSDE-Funktionen zur Unterstützung von ArcSDE-Geodatabases in SQL Server Express für bis zu drei Desktop-Benutzer gleichzeitig.

Ab ArcGIS 9.3 umfasst ArcGIS Engine eine Installation von SQL Server Express. Die optionale Erweiterung Geodatabase Update for ArcGIS Engine wird für ArcGIS Engine-Anwendungen benötigt, die Geodatabases bearbeiten.

SQL Server Express kann nur auf 1 CPU (oder Core-Prozessor mit Socket) ausgeführt werden und belegt max. 1 GB RAM. Die maximale Datenbankgröße bei SQL Server 2005 oder 2008 Express beträgt 4 GB. Die maximale Datenbankgröße bei SQL Server 2008 Express R2 beträgt 10 GB. (In Ihrer Esri Lizenzvereinbarung finden Sie weitere Informationen zu Einschränkungen der Instanzgröße für Ihre Implementierung.)

ArcCatalog unterstützt die vollständige Verwaltung von ArcSDE-Geodatabases mit SQL Server Express in ArcGIS for Desktop Standard und Advanced. Damit wird die volle ArcSDE-Geodatabase-Funktionalität für einen oder mehrere Benutzer bereitgestellt. Diese ArcSDE-Geodatabases konfigurieren und verwalten Sie in ArcCatalog oder im Fenster "Katalog". Es sind keine zusätzlichen Software- oder Datenbankverwaltungskenntnisse erforderlich.

ArcGIS for Server Workgroup bietet auch ArcSDE-Unterstützung for SQL Server Express. Mit dieser ArcSDE-Version können Sie SQL Server Express für bis zu 10 Windows-Desktop-Benutzer und -Editoren gleichzeitig verwenden (Benutzer von ArcGIS for Desktop Basic, Standard, Advanced, einer benutzerdefinierten ArcGIS Engine-Anwendung, AutoCAD, MicroStation usw.) sowie eine beliebige Anzahl an zusätzlichen Serververbindungen über Webanwendungen. (In Ihrer Lizenzvereinbarung finden Sie weitere Informationen zur Anzahl der Verbindungen für Ihre Implementierung.)

Bei ArcGIS for Server Workgroup können Sie ArcGIS for Desktop Standard oder Advanced verwenden, um ArcSDE-Geodatabases for SQL Server Express in ArcCatalog oder im Fenster "Katalog" zu erstellen und zu verwalten. Es sind keine Datenbankverwaltungskenntnisse erforderlich.

ArcGIS for Server umfasst die gesamte Enterprise ArcSDE-Technologie ohne Einschränkungen. Sie können weiterhin die herkömmliche ArcSDE-Technologie für Oracle, SQL Server, PostgreSQL, IBM DB2 und IBM Informix ausführen. ArcSDE-Unterstützung auf Enterprise Server-Ebene kann auf beliebige Datenbankgrößen und Benutzerzahlen skaliert werden und auf Computern beliebiger Größe und Konfiguration ausgeführt werden. Mit ArcGIS for Server stellen Sie eine eigene DBMS-Lizenz für diese Art der ArcSDE-Nutzung bereit. Folgende Auswahlmöglichkeiten sind verfügbar:

• Oracle
• Microsoft SQL Server
• IBM Informix
• IBM DB2
• PostgreSQL

Das DBMS-System wird in der Regel von einem Datenbankadministrator (DBA) verwaltet.

Zusammenfassung

Sie müssen die Verwendung des Speichers und des Prozessors für SQL Server Express nicht überwachen und verwalten. Die Nutzung wird durch die SQL Server Express-Software automatisch auf 1 GB RAM, einen Prozessor und eine maximale Datengröße von 4 GB oder 10 GB (abhängig von der verwendeten SQL Server Express-Version) begrenzt.

Im Gegensatz zur Microsoft Access-Datenbank verschlechtert sich die Leistung von SQL Server Express nicht, wenn die Datenbank ihre maximale Größe fast erreicht hat.

ArcSDE for SQL Server Express ist kostenlos im Lieferumfang von ArcGIS for Desktop Standard und Advanced enthalten. Wenn Sie SQL Server Express installieren, können Sie die SQL Server Express-Datenbanken über ArcCatalog verwalten.

Bei der Installation von ArcGIS for Server Workgroup können Sie SQL Server Express installieren und verwenden. Nach der Installation von SQL Server Express können Sie die SQL Server Express-Datenbanken für Ihren Workgroup-Server über ArcCatalog in ArcGIS for Desktop Standard oder Advanced verwalten.

Durch die verschiedenen Ebenen können Benutzer aller Größenordnungen (viele oder wenige) die Vorteile der ArcSDE-Geodatabases voll nutzen. Unternehmen erhalten eine skalierbare Datenarchitektur, die von Einzelbenutzersystemen bis hin zu großen Unternehmensnetzwerken alle Varianten unterstützt.

Zusammenfassung zu den ArcSDE-Stufen.