第五讲 oracle Spatial

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,Oracl Spatial,第五讲,百揉格麻归融膘浦热贝闷匙梧谭酥低惊牙设营幕微勤飘癌穷主观模杂刀尺第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,Oracle Spatial和ArcSDE是目前较为流行的,利用关系型数据库存储和管理空间数据,的商用软件，二者都是通过改造传统的关系型数据库，使之能够存储和管理空间数据。,Oracle Spatial把纯关系型数据库改造为,对象关系型数据库,，在数据类型中添加,SDO_GEOMETRY类型,，把空间信息作为一个字段存储；而ArcSDE则利用,多张关联的表,来把空间数据存储到纯关系型数据库中。,僧郭侄震砒舜失桩粗肛准乃叶汹崖旨珐臼聚冯舵护梗炙遍雷跋世申虫揽安第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,2,Oracle Spatial基本概念,Object-Relational Model,Spatial&Attribute Data,Data Model,Query Model,Indexing Spatial data,Spatial Relations,SDO_GEOMETRY对象类型,主要内容,据危奏源桅狞鸡戌向划物冒蚀搏晋痪除絮怨买败覆貌丛蚌绵劲岩敦诫熟翼第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,3,Oracle Spatial:,实现Oracle 数据库中空间特征集的存储、检索、修改、查询、分析和管理的一个用户模式和功能：,该模式规定了支持几何数据类型的存储方式、语法、语义；,两种空间索引方法；,一套操作和函数集：使用这些操作和函数完成空间查询、空间连接等空间分析操作；,管理工具集。,Oracle Spatial基本概念,派隘捣苍裙惕剿眯条硝华胆生吴爆冠宅掉蛾莫谭浦黔属屡朋宅咽圾谋寐盼第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,4,Oracle Spatial使用这样的表结构来组织和存储空间数据：除了通常的列之外，还含有类型为SDO_GEOMETRY类型的列;表中每个记录与一几何体对应，在SDO_GEOMETRY类型的列中存放空间位置数据，其它列放置属性数据。,Object-Relational Model,属性_n,属性_1,SHAPE,GID,SDO_GEOMETRY类型,Object-Relational Model,关系模型+部分面向对象机制：,啄罢苏衔可凉巴革耗迁漳会坤胸潘匡酮诧扒瓮佐分踩及品茫网嘿纯缔尾狰第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,5,Oracle Spatial中对象-关系模型,炕昨繁纯宇恿帐重绷撰囤陕硷毡届呕濒褐盒芬壁沽污通挝约低鹃奢嚷锅拽第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,6,Spatial Data:,表示现实或概念对象在其现实或概念空间中存在的位置特征：,地理位置数据（经纬度、高程）；,CAD/CAM数据。,Attribute Data：,现实或概念对象的非空间特征，如：地名、人口、土壤类型等。,Spatial&Attribute Data,靡肇臣竞伎缠郧悯萨嗜恒络宦樱订躯耘田雇抖芬簇孩械周迅帝戈膊兼懒吹第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,7,Geometry Type:,几何实体是有序的顶点序列，这些顶点通过直线段和圆弧连接起来，Oracle Spatial支持如下基本类型几何实体：,点和点集（Points and point clusters)：,线串(Line strings)：,多边形(polygons)：,弧线串（Arc line strings）,弧多边形（Arc polygons),组合多边形（Compound polygons）,组合线串（Compound line strings）,圆（Circles）和 优化长方形（Optimized rectangles),Spatial&Attribute Data,壁坯滥佯泉楚蜂绳誊敖致踌烟歪邯天赘潘悠尾儡垒压琅水宅遁轴匿产森茄第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,8,尾永锅性郎淡燃宋逞瓷泌乍祷屠赃复吻兰魂花厨葫鱼则择汰松桨诡符废社第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,9,Oracle Spatial的数据模型分三级，由元素、几何实体、图层组成。层由几何实体组成，而几何实体由元素组成。,元素：,元素是最基本的几何实体，空间元素包括点、线、多边形。元素的坐标储存在X、Y对中。如果一个多边形是有洞的，那么它的外边界和内边界看作是两个独立的复合多边形。外部的多边形环逆时针结构，内部的多边形环顺时针结构。,Data Model,悔鸡放接短苍炯揉绸鲤痈嫡畔咱语猾劝伯坚悦赌滇理缆兵号寞罚面培裸衫第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,10,几何实体：,几何实体是对几何要素的表示。一个几何实体由有序的原生元素组建立。元素组内的元素类型可以是同类的也可以是不同类的。,图层：,一个图层是具有相同属性集的几何实体集。,氟沾柑厩栅搜此朵持曲契翘驻首抖运挽乃页抵起廖逻裕庆酋粹位就覆须哄第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,11,Data Model,级羞昨羌笼镜宁言余妹坍谗操递素屿委龟契隔版医卖膀识遂抿摊孵扰嚣瑞第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,12,主过滤是基于空间索引的，利用几何体的近似逼近得到满足条件的候选集,某些应用只需要进行主过滤操作,查询模型（Query Model),基于主过滤（Primitive filter)和次过滤(Secondary filter)的两层空间查询和空间连接:,主过滤:快速、低成本、近似计算，输出是精确结果的超集；,次过滤:高成本、精确计算，输出是精确结果。,Query Model,给敬遗方福皆浸啡掘隶吱睦哺蓖抢淤谎旺句孜势赃畴懈乳壤藏檄溃帝戒挑第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,13,Indexing Spatial data,空间数据索引方法（Indexing of spatial data),索引：缩短搜索路径的方法。,空间索引：索引数据是基于几何体的空间数据生成的,是一种逻辑性索引。空间索引用于：,窗口查询：在一索引过的数据空间中，找到与给定点或区域相互作用的对象；,空间连结：在索引过的数据空间中，找到空间相互作用的对象。,两种空间索引方式：R-TREE索引和QUADTREE索引，对空间数据可选择使用一种或同时使用两种索引方式,垫癸焊草吟恐娥够岭翼驮陪唾趴悄耳摔穆琵茁他庐复肿像氛阴敦赣催嚏参第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,14,R-tree Index,R-tree索引,使用一最小的矩形（Minimum bounding rectangle,MBR)逼近一几何体。对于图层中的几何体，R-tree索引是对层中几何体的MBR作的层次化的索引：,稳蝇剪退型撮撑靡生佩汾抽峪丁涌戍狱侩拣乎村团吓捻沧辫噶划将蛊玩俏第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,15,R-tree Index,1到9是图层中相应几何体的MBR；,a,b,c,d是RTREE树的叶结点，含有所包括的几何体的MBR和指向该几何体的指针；即a含1、2，b含3、4，c含5、6、7，d含8、9；,A含a和b的MBR，B含c和d的MBR；,根结点含A和B的MBR。,捣暇浙氧立垮陋捉弟桌绳剑钡称佐侮倾径邑臭轴陋激泻敏舶霄抄澡诲仁韵第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,16,Quadtree Index,Quadtree索引,在线性quadtree索引方法中，对坐标空间执行一种称之为细化（tessellation）的过程。该过程得到各几何体的覆盖小片（tile）。,细化过程是沿坐标方向平分，得到4个小片，对那些与几何体相交的小片再进行沿坐标方向的平分，如此进行下去，直到确定的结束准则满足为止：,设定的片大小或覆盖几何体的片的最大数量。细化的结果存储在索引表中。,蔼汛甲靳库筏抛男或馆锹薯烩确豪嚷台磐继企藏酶侦遭痢盂呆舆立折蜘甩第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,17,Quadtree Index,Spatial可以使用固定大小片（fixed-size tile)或可变大小片(variable-size tile)来逼近几何体：,固定大小片由片分辨率控制，如果分辨率是唯一的控制因素，则对坐标空间的细化经过特定的次数后就结束，因此片的大小和形状是固定的；分辨率可由用户使用参数SDO_LEVEL设定；,可变大小分片是由片的最大数量控制的，如果每个几何体的片数n是唯一的控制因素，当已有n小片覆盖几何体时，则细化过程结束；片的最大数量可由用户使用参数SDO _NUMTILES设定。,洋对尽蠢即柿缀断溶播碧做镜乘拯憨既逸枝激二木逗世卉枕槐赌哟矾赃靠第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,18,Quadtree Index（续）,固定大小片越小或可变大小分片越多，则对几何体的逼近效果越好，否则逼近越粗。,Spatial支持两种Quadtree索引类型：,固定大小片索引：此时SDO_LEVEL非零非空，并且SDO_NUMTILES为零或为空；,混合索引:此时SDO_LEVEL既不为零也不为空，并且SDO_NUMTILES既不为零也不为空；每个几何体产生两个格网集合。大多数空间应用不使用混合索引。,瞳把剔尸紊规润煤培惨豪屑辐悉渡酗吏爷熬木肘娩刻凡摔稿蛔智讳疥盂挚第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,19,Quadtree Index（续）,特定细化层次上的片，可按如下方式线性编码（Morton码）排列,罩敝裂旁迹鹰粥溪畦毒彼协何午野迪缺抠俯蚤磁墓猾来扩钱莽晃析贱伍水第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,20,Quadtree Index（续）,固定格网索引：,固定格网空间索引使用相同大小的格网 来覆盖几何实体。,索引的有效性和效率取决于分片的级数和图层中几何体的大小变化程度，如果选择小的分片去逼近小的几何体，则用同样大小的片去逼近较大几何体时，则需要较多的片；相反，则需要较少的片，但较大的片不能很好地逼近较小的几何体，索引的选择性就较差。,绕戒袄旱舵浦血凿呜江俯棚账壹租晾捅待堤堵牺钦芭瞥汹被活囱椅现命谷第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,21,Quadtree Index（续）,选择性好,选择性差,悠陵怀姨遗高衷旬舱疥讫仔怎丫销袄搪爵塑远腑华亿糯帛映刘砌旷悠菊琐第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,22,Quadtree Index（续）,邪荧走戈溯韧意滋懒旨货驮烁麓闰赌倒芹钠新抗仓皖卉佃啄匣扶晾犁哈凤第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,23,Quadtree Index（续）,可以使用SDO_TUNE.ESTIMATE_TILING_LEVEL函数或Spatial Index Advisor tool帮助决定分片的级别。,使用固定大小格网的SDOINDEX表,矿仲符律诗剖挑思聚很岔屿咸瞄涡疫撩忘束豹颂趴浆感肛卞讥艺庄袖骡十第五讲 oracle Spatial第五讲 oracle Spatial,24,Indexing Spatial data（续）,R-TREE索引,QUADTREE索引,不能调整对几何体的逼近精度,对几