บทที่ 5 : 5.3ความสัมพันธ์ในฐานข้อมูล

บทที่ 5 : 5.3ความสัมพันธ์ในฐานข้อมูล

๕.๓ ความสัมพันธ์ในฐานข้อมูล (Database Relationships)

(ในระบบฐานข้อมูลของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ – GIS)

ในระบบฐานข้อมูลของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geospatial Database System) การจัดเก็บข้อมูลจะดำเนินการในรูปของ “ตารางข้อมูล (Table)” ซึ่งแต่ละตารางจะประกอบด้วย:

• เอนทิตี (Entity) หรือชื่อแฟ้มข้อมูล เช่น village, district, population
• แอตทริบิวต์ (Attribute) หรือคุณลักษณะของข้อมูล เช่น village_name, population_total, district_code

ระบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Database) จะอนุญาตให้มีการเชื่อมโยงระหว่างตารางต่าง ๆ ผ่าน ค่ารหัสที่ตรงกัน (Key Matching) โดยเฉพาะการกำหนด Primary Key และ Foreign Key เพื่อสร้าง “ความสัมพันธ์ของข้อมูล” อย่างมีนัยยะ

รูปที่ 5.5 โครงสร้างตารางในแฟ้มข้อมูล

---

🔗 โครงสร้างความสัมพันธ์ระหว่างตารางในระบบ GIS

ตัวอย่าง: การจัดการข้อมูลประชาชนระดับหมู่บ้าน ในโครงสร้าง GIS

• ตาราง population เก็บข้อมูลระดับบุคคล เช่น person_id, name, village_code
• ตาราง village เก็บข้อมูลหมู่บ้าน เช่น village_code, village_name, subdistrict_code
• ตาราง subdistrict เชื่อมโยงไปยัง district และ province

โดยใช้รหัสร่วม เช่น village_code เป็น Foreign Key ที่เชื่อมกับตาราง village

textCopyEdit[ population ] ← village_code → [ village ] ← subdistrict_code → [ subdistrict ]

---

🧾 ตัวอย่างความสัมพันธ์ใน GIS (Entity-Relationship: E-R)

ตาราง (Table)	Primary Key	เชื่อมโยงกับตารางใด (Foreign Key)
population	person_id	village_code → village.village_code
village	village_code	subdistrict_code → subdistrict.subdistrict_code
subdistrict	subdistrict_code	district_code → district.district_code
district	district_code	province_code → province.province_code

ความสัมพันธ์นี้ช่วยให้สามารถ:

• ค้นหาว่าบุคคลหนึ่งอยู่ที่ใดได้อย่างรวดเร็ว
• แสดงข้อมูลเชิงพื้นที่ เช่น Highlight เขตตำบลที่มีประชากรเกิน 10,000 คน
• วิเคราะห์ข้อมูลเชิงสถิติในแต่ละระดับพื้นที่
  

รูปที่ 5.6 โครงสร้างการเชื่อมต่อตารางในแฟ้มข้อมูล

---

📌 บทบาทของรหัสในการสร้างความสัมพันธ์

ค่าของรหัส เช่น village_code จะเป็น คีย์หลัก (Primary Key) ในตาราง village
และเป็น คีย์ต่างประเทศ (Foreign Key) ในตาราง population
จึงสามารถใช้เป็นจุดเชื่อมในการ สืบค้น (Query) และ เชื่อมข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Join) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในฐานข้อมูลอาจจะมีความสัมพันธ์อยู่ 3 ประเภทดังนี้

๕.๔.๑ ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่ง (One-to-One Relationship)

(One-to-One Relationship in GIS Relational Databases)

🔎 คำนิยามทางวิชาการ

ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่ง คือ ความสัมพันธ์ระหว่างสองตารางข้อมูล (Table A และ Table B) โดยที่:

“แต่ละระเบียน (record) ในตาราง A มีความสัมพันธ์กับระเบียนเพียงหนึ่งเดียวในตาราง B และในทางกลับกัน ระเบียนในตาราง B ก็มีความสัมพันธ์เพียงหนึ่งเดียวกับตาราง A”

ในระบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Database System) ความสัมพันธ์ประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะว่า ค่าของ Primary Key จากตารางหนึ่งจะสัมพันธ์กับค่าของ Primary Key อีกตารางหนึ่งโดยตรง

---

🗺️ การประยุกต์ใช้ในระบบฐานข้อมูล GIS

✅ ตัวอย่างในระบบ GIS

ชุดข้อมูลที่แสดง ขอบเขตการปกครองระดับอำเภอ ของจังหวัดปทุมธานี มีทั้งหมด 7 อำเภอ โดยในชุดข้อมูลประกอบด้วย:

• ตาราง amphoe_map: เก็บรูปแผนที่ (geometry) ของแต่ละอำเภอ
  • amphoe_code (Primary Key)
  • geometry (Polygon)
• ตาราง amphoe_info: เก็บข้อมูลคำอธิบายเฉพาะของแต่ละอำเภอ
  • amphoe_code (Primary Key)
  • amphoe_name, population, area_sqkm, etc.

ความสัมพันธ์ของตารางนี้คือ 1 อำเภอ → 1 geometry และ 1 ข้อมูลเฉพาะ
(ไม่มีการซ้ำซ้อนทั้งสองฝั่ง)

🔗 ภาพจำลองโครงสร้าง (Conceptual Relationship)

textCopyEdit[ amphoe_map ]                [ amphoe_info ]
+--------------+             +------------------+
| amphoe_code  |◄───────────►| amphoe_code       |
| geometry     |             | amphoe_name       |
+--------------+             | population        |
                             | area_sqkm         |
                             +------------------+

---

🎯 ประโยชน์ของ One-to-One ใน GIS

• เหมาะสำหรับการแยกข้อมูลเฉพาะทาง เช่น ข้อมูลสุขภาพ, เศรษฐกิจ หรือข้อมูลลับออกจากตารางหลัก
• ใช้จัดการ ข้อมูล metadata หรือ รายงานการปรับปรุงแผนที่รายเขต
• ช่วยลดขนาดของตารางหลัก โดยเก็บเฉพาะข้อมูลจำเป็น และแยกข้อมูลเสริมไว้ตารางเฉพาะ
• เพิ่มความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวของข้อมูล เช่น แยก amphoe_geometry ออกจาก sensitive_demographics

---

✅ ข้อควรระวัง

• ความสัมพันธ์ประเภทนี้ไม่ควรใช้หากมี ข้อมูลฝั่งใดฝั่งหนึ่งสามารถมีมากกว่าหนึ่งระเบียน
• ในกรณีที่ข้อมูลอาจเพิ่มจำนวนในอนาคต เช่น ผู้ใช้งานหลายคนในตำบลหนึ่ง → ควรใช้ความสัมพันธ์แบบ 1:N

รูปที่ 5.7 การประยุกต์ใช้ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งในระบบ GIS

๕.๔.๒ ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่ม (One-to-Many Relationship)

(One-to-Many Relationship in Geospatial Databases)

🔎 คำนิยามทางวิชาการ

ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่ม (One-to-Many) คือ ความสัมพันธ์ที่:

แต่ละระเบียนในตาราง A (ต้นทาง) สามารถเชื่อมโยงกับหลายระเบียนในตาราง B (ปลายทาง)
ในขณะที่ แต่ละระเบียนในตาราง B จะสัมพันธ์กับ เพียง 1 ระเบียนในตาราง A เท่านั้น

ความสัมพันธ์ประเภทนี้เป็นโครงสร้างหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบฐานข้อมูล โดยเฉพาะในการจัดการ ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data) ที่มีหน่วยย่อยหลายระดับ เช่น จังหวัด → อำเภอ, ประเภทดิน → หลายพื้นที่ ฯลฯ

---

🗺️ ตัวอย่างในระบบ GIS: ชุดดินในจังหวัดปทุมธานี

กรณีศึกษา:

ในการจัดทำแผนที่ ขอบเขตชุดดิน (Soil Series Boundaries) ของจังหวัดปทุมธานี มีหลาย polygon ที่แสดงพื้นที่ของชุดดินชนิดเดียวกัน เช่น:

• ชุดดินรหัส 141 ปรากฏอยู่ใน 2 ตำแหน่งบนแผนที่ → 2 Polygon
• แต่ ตารางข้อมูลรายละเอียดชุดดิน จะมีข้อมูลของชุดดินรหัส 141 เพียง หนึ่งระเบียน

✳ โครงสร้างข้อมูล:

• ตาราง soil_map
  • polygon_id (PK), soil_code (FK), geometry
• ตาราง soil_series
  • soil_code (PK), soil_name, texture, depth, etc.

textCopyEdit[ soil_series ]         [ soil_map ]
+-------------+        +-----------------+
| soil_code   |◄───────| soil_code (FK)  |
| soil_name   |        | polygon_id      |
| texture     |        | geometry        |
+-------------+        +-----------------+

---

💡 การใช้งานในระบบ GIS

• สามารถใช้ในการ เชื่อมโยงคุณลักษณะ (Attribute Join) จากตาราง soil_series ไปยัง shapefile หรือ feature class ที่มีหลาย Polygon ได้
• ใช้ในกรณีที่ entity เชิงพื้นที่ซ้ำ แต่มีคุณลักษณะอ้างอิงชุดเดียวกัน เช่น
  • แปลงปลูกพืช → ชนิดพืช
  • พื้นที่ป่าต่างกัน → ประเภทป่าเดียวกัน
  • พื้นที่น้ำหลายจุด → ประเภทเดียวกัน (เช่น บึง, หนอง)

---

✅ ข้อดีของ One-to-Many ใน GIS

• ช่วยลดความซ้ำซ้อนของข้อมูลคุณลักษณะ (เช่น soil properties)
• ช่วยให้ระบบฐานข้อมูลมีโครงสร้างที่ มีประสิทธิภาพและประหยัดเนื้อที่
• รองรับการ Query หรือ Filter ข้อมูลที่มีโครงสร้างย่อยซ้ำกันได้ง่าย
• รองรับการทำ Symbology และ Labeling โดยอิงจากข้อมูลเชื่อมโยง

---

🧭 แนวทางการสร้างความสัมพันธ์ในโปรแกรม GIS

ใน QGIS หรือ ArcGIS, ความสัมพันธ์นี้มักสร้างผ่าน:

• Attribute Join (เชื่อมด้วย soil_code)
• Relate Table (ใน ArcGIS Pro → แบบ One-to-Many)
• Virtual Layer (ใน QGIS → SQL Join)

รูปที่ 5.8 การประยุกต์ใช้ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มในระบบ GIS

๕.๔.๓ ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่ม (Many-to-Many Relationship)

(Many-to-Many Relationship in GIS Relational Databases)

🔎 คำนิยามทางวิชาการ

ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่ม หรือ Many-to-Many (M:N) หมายถึง:

แต่ละระเบียนในตาราง A สามารถเชื่อมโยงกับ หลายระเบียนในตาราง B
และในทางกลับกัน แต่ละระเบียนในตาราง B ก็สามารถเชื่อมโยงกับ หลายระเบียนในตาราง A

---

🗺️ การประยุกต์ใช้ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS)

กรณีศึกษาจาก แผนที่ขอบเขตการปกครองระดับอำเภอของ จ.ปทุมธานี:

▶ ตัวอย่าง:

• ในตาราง amphoe_map (ตารางแผนที่อำเภอ):
  • อำเภอทุกแห่งในจังหวัดปทุมธานีมี รหัสจังหวัดเดียวกัน คือ 28
  • อำเภอหนึ่งอาจมีหลายตำบล
• ในตาราง tambon_info (ข้อมูลตำบล):
  • แต่ละตำบลมี รหัสอำเภอซ้ำกัน เช่น 2802 (คลองหลวง) มีหลายตำบล
  • และแต่ละตำบลก็มีรหัสจังหวัดเหมือนกัน คือ 28

ผลลัพธ์:

• 1 จังหวัด → หลายอำเภอ
• 1 อำเภอ → หลายตำบล
• 1 ตำบล → มีรหัสจังหวัดร่วมกับหลายอำเภอ → ก่อให้เกิด ความซ้อนทับของความสัมพันธ์

---

🔗 การจัดการความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มในฐานข้อมูล GIS

เนื่องจาก ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (RDBMS) ไม่สามารถแสดงความสัมพันธ์แบบ M:N ได้โดยตรง
วิธีที่ใช้แก้ปัญหา คือการใช้ ตารางเชื่อมกลาง (Join Table) หรือที่เรียกว่า:

Associative Entity หรือ Link Table

ตัวอย่าง:

Table A (project)	Table B (village)	Link Table (project_village)
project_id	village_id	project_id, village_id

ในระบบ GIS:

• ตาราง amphoe เชื่อมกับ tambon โดยผ่าน amphoe_tambon_relation
• ตารางนี้จะมีหลาย tambon_code ที่สัมพันธ์กับ amphoe_code หนึ่งเดียว และในทางกลับกัน

---

📘 ประโยชน์ของความสัมพันธ์แบบ M:N ใน GIS

• ช่วยวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่าง หน่วยเชิงพื้นที่กับกิจกรรม/ข้อมูลเสริม
  เช่น:
  • 1 ตำบลมีหลายโครงการ
  • 1 โครงการดำเนินในหลายตำบล
• ใช้เชื่อมโยงกับข้อมูลเชิงคุณลักษณะ เช่น:
  • แผนที่พื้นที่เสี่ยงภัย กับหลายประเภทของภัยพิบัติ
  • แผนที่ใช้ที่ดินกับหลายกิจกรรมเกษตรกรรม
• เหมาะกับการวิเคราะห์ในระบบ Overlay และ Thematic Mapping

---

✅ ข้อควรระวัง

• ความสัมพันธ์แบบ M:N ซับซ้อนและอาจเข้าใจยาก
• ต้องออกแบบฐานข้อมูลอย่างมีโครงสร้าง โดยใช้ ตารางกลาง (Intermediate Table) เสมอ
• ต้องกำหนดคีย์ร่วม (Composite Key) เพื่อให้การเชื่อมโยงสมบูรณ์

---

📊 เปรียบเทียบรูปแบบความสัมพันธ์ในฐานข้อมูล GIS

ประเภทความสัมพันธ์	ลักษณะการเชื่อมโยง	วิธีการใช้ใน GIS
One-to-One (1:1)	1 → 1	เก็บข้อมูลเฉพาะเพิ่มเติมแบบไม่ซ้ำ
One-to-Many (1:N)	1 → หลาย	พื้นที่เดียวมีหลายองค์ประกอบ (ex. ที่นา)
Many-to-Many (M:N)	หลาย ↔ หลาย	พื้นที่/ข้อมูลเชื่อมโยงหลายรายการ

---

🧾 สรุปเชิงวิชาการ

ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่ม (M:N) เป็นโครงสร้างที่จำเป็นต่อการจัดการข้อมูล GIS ที่มีลักษณะซับซ้อน เช่น การจัดการพื้นที่โครงการ, พื้นที่ที่อยู่ภายใต้หน่วยงานหลายฝ่าย หรือการวิเคราะห์พื้นที่ที่มีคุณลักษณะทับซ้อนหลายประเภท ซึ่งจำเป็นต้องใช้ตารางกลางในการอธิบายความสัมพันธ์ดังกล่าวอย่างชัดเจน

รูปที่ 5.9 การประยุกต์ใช้ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มในระบบ GIS

ตัวอย่างโครงสร้างฐานข้อมูลแบบ Many-to-Many (M:N) สำหรับใช้ใน QGIS โดยเฉพาะเมื่อคุณต้องการจัดการความสัมพันธ์ระหว่าง ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial) กับ ข้อมูลเชิงคุณลักษณะ (Attribute) ที่มีความซับซ้อน เช่น:

“หลายพื้นที่สามารถเชื่อมโยงกับหลายกิจกรรม”
เช่น: 1 หมู่บ้านอาจเข้าร่วมหลายโครงการ และ 1 โครงการอาจดำเนินในหลายหมู่บ้าน

---

🧱 1. โครงสร้างฐานข้อมูล M:N ใน QGIS

📘 ตารางหลัก: village (Feature Layer)

Field Name	Type	Key	Description
village_id	Integer	PK	รหัสหมู่บ้าน
village_name	Text		ชื่อหมู่บ้าน
geometry	Geometry		Polygon (ขอบเขตหมู่บ้าน)

---

📗 ตารางรอง: project (Attribute Table)

Field Name	Type	Key	Description
project_id	Integer	PK	รหัสโครงการ
project_name	Text		ชื่อโครงการ
year	Integer		ปีงบประมาณ

---

🔗 ตารางกลาง: village_project_link (Relational Table)

Field Name	Type	Key	Description
link_id	Integer	PK	ลำดับการเชื่อมโยง
village_id	Integer	FK → village.village_id	รหัสหมู่บ้าน
project_id	Integer	FK → project.project_id	รหัสโครงการ
role	Text		บทบาทของหมู่บ้านในโครงการ

---

🔧 2. การใช้งานใน QGIS

ขั้นตอนการเชื่อมข้อมูล (Relational Join)

1. เปิด Project ใน QGIS
2. ไปที่เมนู Project > Properties > Relations
3. สร้างความสัมพันธ์ดังนี้:

ความสัมพันธ์ที่ 1:

• ชื่อ: village_has_projects
• Referencing Layer: village_project_link
• Referenced Layer: village
• Field Match: village_project_link.village_id → village.village_id

ความสัมพันธ์ที่ 2:

• ชื่อ: project_in_villages
• Referencing Layer: village_project_link
• Referenced Layer: project
• Field Match: village_project_link.project_id → project.project_id

4. เมื่อสร้างความสัมพันธ์เสร็จแล้ว ให้กลับไปดูที่ Attribute Form ของแต่ละหมู่บ้านหรือโครงการ จะพบ แท็บย่อยที่แสดงความสัมพันธ์แบบหลายรายการ ซึ่งสามารถดูหรือเพิ่มได้

---

🧪 ตัวอย่างการใช้งาน

• สืบค้นว่าหมู่บ้านใดเข้าร่วมโครงการ “เกษตรพอเพียง” ปี 2566
• ดูว่ามีโครงการใดดำเนินการใน village_id = 106501 ตั้งแต่ปี 2564–2567
• ใช้ form widget ใน QGIS เพื่อ เพิ่มโครงการใหม่ให้หมู่บ้านได้โดยตรง

---

✅ ข้อดีของ M:N Structure ใน QGIS

• รองรับการแสดง ข้อมูลซ้อนกัน (overlay) เช่น โครงการซ้อนทับกัน
• รองรับการวิเคราะห์แบบ relational เช่น การหาความถี่ของโครงการในแต่ละพื้นที่
• ใช้ form view ใน QGIS สำหรับการป้อนข้อมูลแบบ relational ได้ทันที