基于Oracle Spatial的空間數(shù)據(jù)存儲及應(yīng)用.doc

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1、摘要:目前,地理數(shù)據(jù)存儲普遍采用空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開存儲的模式,屬性數(shù)據(jù)一般存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,空間數(shù)據(jù)則以文件方式存儲。OracleSpatial推出后,空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)可實現(xiàn)一體化存儲。介紹了如何使用OracleSpatial建立空間數(shù)據(jù)庫,并給出了具體的實例。關(guān)鍵詞:OracleSpatial;空間數(shù)據(jù)庫;對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);四叉樹索引中圖分類號:TP311.132???文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A隨著數(shù)據(jù)庫的不斷發(fā)展,對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為一項新標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在傳統(tǒng)上可以粗略地分為兩大類:關(guān)系型與面向?qū)ο笮?。近來,第三類?shù)據(jù)庫系統(tǒng)開始引人注目。這類系統(tǒng)結(jié)合了關(guān)系數(shù)據(jù)庫和面向?qū)?/p>

2、象數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點,被成為對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(ORDBMS)。對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用用戶定義的函數(shù)和索引方法,方便了數(shù)據(jù)庫中用戶定義數(shù)據(jù)類型的定義、存儲、檢索和處理。這樣,ORDBMS就能夠處理用空間對象數(shù)據(jù)類型表示的空間信息,也能夠處理使用空間索引方法和函數(shù)存取或操作的空間信息。OracleSpatial是ORDBMS的一個代表。它提供一個對象數(shù)據(jù)類型(SDO_GEOMETRY),索引功能和多個針對SDO_GEOMETRY的函數(shù)/運算符,有效地解決了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開存儲的難題。我們可以在Oracle9i中快速有效地存儲、訪問和分析空間數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)的用戶可以利用標(biāo)準(zhǔn)的Oracle9

3、i特性及增強特性,例如更高的數(shù)據(jù)庫大小極限,更快的備份與恢復(fù)以及數(shù)據(jù)庫中的Java存儲過程。1OracleSpatial簡介OracleSpatial支持3種基本集合類型,以及由這些類型組成的幾何體。3種基本類型是:點,線串和N點多邊形,它們都是二維的。二維點是兩個坐標(biāo)X和Y組成的元素。線串由兩個或更多的點按一定的順序排列構(gòu)成,這些點定義了線段。線串可以由直線段,弧線段或二者混合構(gòu)成。多邊形由連接的線串構(gòu)成,這些線串形成封閉環(huán)形,多邊形的內(nèi)部也就因而確定了。因為多邊形由線串構(gòu)成,這就意味著一個多邊形可以包含一些直線邊和一些圓弧邊。空間數(shù)據(jù)模型是一個由元素幾何體和層組成的層次結(jié)構(gòu)。空間

4、層由幾何體構(gòu)成,幾何體又是由元素構(gòu)成。元素是幾何體的基本組成部分。例如,元素可以作為公用事業(yè)供應(yīng)點(點),道路(線串)或者國界(多邊形)的模型。在有洞的多邊形中(例如湖中的小島),多邊形的外環(huán)與內(nèi)環(huán)被視為兩個不同的元素,它們共同構(gòu)成一個復(fù)雜的多邊形。一個幾何體就是一個用戶空間特征的表示,以基本元素的有序集合為模型而構(gòu)成。一個幾何體可以由一個單一元素組成,也可以由多個同類或異類的基本元素積聚體組成。一個復(fù)合多邊形,例如用來表示一組島嶼的多邊形,就是一個同類積聚體。異類積聚體是其中具有不同類型元素的積聚體。層是幾何體的異類積聚體,這些幾何體具有相同的屬性集合。例如,空間信息系統(tǒng)中的某個層可

5、能包括地貌特征,而另外一個層描述人口密度,第三個層則描述某個地區(qū)的道路和橋梁網(wǎng)絡(luò)。層對應(yīng)于一個表或一組表,而幾何體是類型MDSYS.SDO_GEOMETRY的實例,并存儲在表內(nèi)特別的行和列中。類型MDSYS.SDO_GEOMETRY是存儲點、線、多邊形,或者這些元素的同類或異類積聚體的容器。屬性由一個幾何類型標(biāo)識符,一個元素描述符數(shù)組、一個坐標(biāo)數(shù)組以及其他內(nèi)容構(gòu)成。坐標(biāo)數(shù)組包含坐標(biāo)對或三維坐標(biāo)的值,這些坐標(biāo)定義了幾何體元素的頂點。元素描述符數(shù)組定義了這些坐標(biāo)應(yīng)該如何分配到構(gòu)成幾何體的那個或那些元素中。此數(shù)據(jù)還決定了坐標(biāo)對(或三維坐標(biāo))或者頂點是通過直線段連接還是通過圓弧連接?;【€段和弧

6、多邊形是其頂點通過圓弧連接的元素。復(fù)合元素是其頂點通過直線段和弧線段混合連接的元素。1.1空間數(shù)據(jù)對象在Oracle數(shù)據(jù)庫中空間幾何數(shù)據(jù)按照空間圖層、幾何圖形、元素來分層組織??臻g圖層由幾何圖形構(gòu)成,而幾何圖形是由元素來構(gòu)成的。Oracle提供了SDO_GEOMETRY數(shù)據(jù)對象,通過它可完成幾何數(shù)據(jù)的存取。它包括SDO_GTYPE、SDO_SRID、SDO_POINT、SDO_ELEM_INFO、SDO_ORDINATES5個子類型。1.1.1SDO_GTYPESDO_GTYPE是一個NUMBER型的結(jié)構(gòu),在Spatial中,SDO_GTYPE表示幾何實體的類型,以4位數(shù)(d00x)形

7、式表示,d表示維數(shù),x表示幾何實體的類型,具體見表1,如2001表示一個二維數(shù)據(jù)的點,3002表示三維數(shù)據(jù)的一條直線。1.1.2SDO_SRIDSDO_SRID是NUMBER型結(jié)構(gòu),用來存放系統(tǒng)ID,進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)時使用。1.1.3SDO_POINTSDO_POINT是一個具有x,y,z屬性的對象類型,x,y和z都是數(shù)值型。1.1.4SDO_ORDINATESSDO_ORDINATES是一個變長的數(shù)值型數(shù)組,用于存儲空間對象的幾何坐標(biāo),通常和SD

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