Oracle Spatial Option - cs.put.poznan.pl · • W bazie danych Oracle warstwa jest z reguły tożsama z pojedynczą kolumną w tabeli. 6 . Geometria • Jest strukturą przestrzenną

Wykorzystanie mechanizmów obiektowych – przykład

przetwarzanie danych przestrzennych

Krzysztof Jankiewicz [email protected]

Dane przestrzenne – zastosowania

• Zastosowania

– GIS – Geographic Information System

– CAM – Computer-Aided Manufacturing

– CAD – Computer-Aided Design

• A co poza tym?

– Wszelkie systemy zawierające dane pochodzące z rozproszonych geograficznie lub przestrzennie miejsc (urzędy pracy, ZUS, marketing, reklama, spedycja, lecznictwo, …)

2

Dane przestrzenne – dlaczego?

• Relacje Dlaczego nie tak:

• Dane przestrzenne A tak:

3

fips_cntry cntry_name

PL Poland

EZ Czech Republic

GM Germany

fips_cntry city_name

PL Szczecin

PL Gorzow Wielkopolski

GM Berlin

GM Potsdam

EZ Prague

Dane przestrzenne – dlatego

Pytanie Relacje Spatial Option

W jakim państwie leży Praga?

Czy Praga jest w tym samym państwie co

Pilzno? Co leży bliżej Berlina, Gorzów

Wielkopolski czy Szczecin? Czy Polska graniczy z Republiką Czeską?

Jakie Państwa sąsiadują z Polską?

Jakie miasta znajdują się w odległości do

200 km od Poznania? Które państwo jest większe Republika

Czeska czy Słowacja? 4

Dane przestrzenne hierarchia obiektów

5

Warstwa przestrzenna

Geometria Geometria Geometria

Element Element Element

Punkt Wielokąt Złożony ciąg linii Ciąg linii ...

... ...

... ...

Warstwa przestrzenna (layer)

• Jest zbiorem geometrii posiadających podobny zestaw atrybutów (np. związanych znaczeniowo)

• Przykłady warstw przestrzennych: – Mapy krajów, miast;

– Sieć dróg, sieć wodociągów, obszary leśne, obszary zurbanizowane, obszary o określonej gęstości zaludnienia;

– Sieć sklepów, sieć hurtowni;

– Sieć nośników reklamowych, obiekty określonego typu znaczącego dla reklamodawców;

• W bazie danych Oracle warstwa jest z reguły tożsama z pojedynczą kolumną w tabeli.

6

Geometria • Jest strukturą przestrzenną zbudowaną ze zbioru

prostych elementów geometrycznych, takich jak łuki, proste czy punkty.

• Jest atomowa z punktu widzenia większości operacji dostępnych w ramach Opcji Przestrzennej (Oracle Spatial)

• Reprezentowana przez obiekt typu SDO_GEOMETRY

• Przykłady geometrii: – Wyspa, jezioro, województwo, obszar zalesiony; – Ulica, rzeka, granica; – Sklep, hurtownia, nośnik reklamowy, apteka, szkoła – Konstelacja gwiazd, zbiór szkół, archipelag

7

SDO_GEOMETRY(2007, 8307, NULL,

SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1, 1003, 1, 277, 1003, 1, 421, 1003, 1, 609, 1003, 1, 695, 1003, 1),

SDO_ORDINATE_ARRAY(12.603676, 50.408755, 12.620972, 50.411942, 12.671389, …) )

Element • Składowa geometrii – fragment jej

struktury • Z reguły nie jest przetwarzany w

oderwaniu od geometrii. • Elementy mogą być różnego typu:

– Punkt, – Linia, – Wielokąt

• W zależności od typu elementu do jego opisu wykorzystywany jest jeden lub cały zbiór punktów (współrzędnych)

8




1

2

3

4

5

1 2 3 4 5

Typ obiektowy - SDO_GEOMETRY

• Typ SDO_GEOMETRY – pozwalający na zdefiniowanie i przechowywanie geometrii

• Przechowywany w schemacie użytkownika MDSYS

9

MDSYS.SDO_GEOMETRY AS OBJECT (

SDO_GTYPE NUMBER,

SDO_SRID NUMBER,

SDO_POINT SDO_POINT_TYPE,

SDO_ELEM_INFO MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY,

SDO_ORDINATES MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY);

CREATE TABLE "COUNTRY_BOUNDARIES"

( "FIPS_CNTRY" VARCHAR2(2),

"CNTRY_NAME" VARCHAR2(40),

"GEOM" "MDSYS"."SDO_GEOMETRY");

SDO_GEOMETRY atrybut SDO_GTYPE

• SDO_GTYPE – określa typ geometrii w formacie dltt – d – liczba wymiarów wykorzystywanych do opisu geometrii – l – dotyczy systemu LRS (linear referencing system) – tt – typ geometrii.

• Prawidłowe wartości to: – dl00 – UNKNOWN_GEOMETRY – geometria ignorowana przez funkcje i operatory

przestrzenne

– dl01 – POINT – geometria składająca się z jednego punktu.

– dl02 – LINESTRING – geometria składająca się z jednego ciągu linii.

– dl03 – POLYGON – jeden wielokąt.

– dl04 – COLLECTION – różnorodna kolekcja elementów.

– dl05 – MULTIPOINT – geometria składająca się z wielu punktów.

– dl06 – MULTILINESTRING – wiele ciągów linii.

– dl07 – MULTIPOLYGON – wiele rozłącznych wielokątów lub powierzchni.

– dl08 – SOLID – bryła – geometria składająca się z wielu płaszczyzn zamykających przestrzeń.

– dl09 – MULTISOLID – geometria składająca się z wielu brył.

10

SDO_GEOMETRY AS

SDO_GTYPE

SDO_SRID

SDO_POINT

SDO_ELEM_INFO

SDO_ORDINATES




SDO_GEOMETRY atrybut SDO_GTYPE – przykłady

11

insert into MAJOR_CITIES(FIPS_CNTRY, CITY_NAME, GEOM)

values ('PL', 'Poznan',

MDSYS.SDO_GEOMETRY(2001, 8307,

MDSYS.SDO_POINT_TYPE(16.8869994, 52.3960002, NULL),

NULL, NULL);

insert into COUNTRY_BOUNDARIES(FIPS_CNTRY, CNTRY_NAME, GEOM)

values ('PL','Poland',

MDSYS.SDO_GEOMETRY(2003, 8307, NULL,

MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1, 1003, 1),

MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(22.686068, 49.577095, …) );

insert into RIVERS(ID, NAME, GEOM)

values (51,'Vistula',




SDO_GEOMETRY atrybut SDO_SRID

• SDO_SRID – definiuje geodezyjny układ odniesienia (odwzorowanie)

• Wartość pusta oznacza, że żaden układ odniesienia nie jest wykorzystywany – współrzędne są współrzędnymi kartezjańskimi.

• SDO_SRID musi zawierać wartość znajdującą się w kolumnie SRID w tabeli SDO_COORD_REF_SYS

• W bazie danych Oracle 11g dostępnych jest prawie 4,5 tysiąca układów odniesienia

12

SDO_GEOMETRY AS

SDO_GTYPE

SDO_SRID

SDO_POINT

SDO_ELEM_INFO

SDO_ORDINATES

SRID COORD_REF_SYS_NAME

2171 Pulkovo 1942(58) / Poland zone I

2172 Pulkovo 1942(58) / Poland zone II

2173 Pulkovo 1942(58) / Poland zone III

2174 Pulkovo 1942(58) / Poland zone IV

2175 Pulkovo 1942(58) / Poland zone V

2176 ETRS89 / Poland CS2000 zone 5




2180 ETRS89 / Poland CS92

8307 Longitude / Latitude (WGS 84)

4327 WGS 84 (geographic 3D)




SDO_GEOMETRY atrybut SDO_POINT

• SDO_POINT – zoptymalizowana metoda przechowywania pojedynczych punktów przestrzennych

• Jest definiowany za pomocą typu SDO_POINT_TYPE posiadającego trzy atrybuty (X,Y,Z)

• Nie jest uwzględniany gdy parametry SDO_ELEM_INFO i SDO_ORDINATES są wypełnione

13

SDO_GEOMETRY AS

SDO_GTYPE

SDO_SRID

SDO_POINT

SDO_ELEM_INFO

SDO_ORDINATES




SDO_POINT_TYPE(16.8869994, 52.3960002, NULL),

NULL, NULL);

SDO_GEOMETRY atrybut SDO_ELEM_INFO

• Jeżeli geometria nie jest pojedynczym punktem przechowywanym w parametrze SDO_POINT wówczas SDO_ELEM_INFO zawiera opis poszczególnych elementów wchodzących w skład geometrii.

• Każdy element opisywany jest przez trzy parametry: – SDO_STARTING_OFFSET – pozycja pierwszej koordynaty w SDO_ORDINATES

– SDO_ETYPE – definiujący typ elementu – SDO_INTERPRETATION – interpretacja, posiada różne znaczenie w

zależności od typu elementu

14

SDO_GEOMETRY AS

SDO_GTYPE

SDO_SRID

SDO_POINT

SDO_ELEM_INFO

SDO_ORDINATES




SDO_ETYPE i SDO_INTERPRETATION czyli typy elementów i ich interpretacje

Typ obiektu Wartości SDO_ETYPE Wartości SDO_INTERPRETATION

nieznany element 0

punkt 1 1 – punkt

0 – orientacja (kierunek) dla punktu

# – liczba punktów w kolekcji

ciąg linii 2 1 – linie proste, 2 – łuki

wielokąt 1003 – zewnętrzny

2003 – wewnętrzny

1 – linie proste, 2 – łuki, 3 – zoptymalizowany prostokąt, 4 – koło

złożony ciąg linii 4 # – liczba składowych (ciągów linii) tworzących złożony ciąg linii

złożony wielokąt 1005 – zewnętrzny

2005 – wewnętrzny

# – liczba składowych (ciągów linii) tworzących złożony wielokąt

płaszczyzna 1006 – zewnętrzna

2006 – wewnętrzna

# – liczba wielokątów tworząca płaszczyznę (współdzielone krawędzie mogą należeć co najwyżej do dwóch wielokątów)

bryła 1007 # – liczba płaszczyzn tworząca bryłę – bryła może się składać z jednej płaszczyzny zewnętrznej oraz dowolnej liczby płaszczyzn wewnętrznych

3 – zoptymalizowany prostopadłościan 15

Pełne wsparcie dla danych 3D pojawiło

się w wersji 11g (dotyczy to głównie

elementów, operatorów, indeksowania)

SDO_ETYPE i SDO_INTERPRETATION przykłady

(1,2,1)

(1,2,2)

(1,1003,1)

(1,1003,2)

(1,1003,3)

(1,1003,4)

(1,4,3, 1,2,1, 5,2,2, 13,2,1)

(1,1,7)

(1,1005,8,…)

(1,1003,1, 9,2003,1)

(1,1005,2, …)

SDO_GEOMETRY atrybut SDO_ORDINATES

• Zawiera koordynaty (współrzędne poszczególnych punktów) wszystkich elementów tworzących geometrię

• Liczba wartości służących do opisania współrzędnych każdego punktu jest uzależniona wartości atrybutu SDO_GTYPE

• Atrybut SDO_ELEM_INFO wyznacza, które punkty w SDO_ORDINATES należą do których elementów

17

SDO_GEOMETRY AS

SDO_GTYPE

SDO_SRID

SDO_POINT

SDO_ELEM_INFO

SDO_ORDINATES

SDO_GEOMETRY atrybut SDO_ORDINATES – przykłady

18

(1,2,1)

(1,2, 22,9, 41,2, 43,9, 71,1)

(1,4,3, 1,2,1, 5,2,2, 13,2,1)

(17,1, 1,1, 1,9, 2,14, 13,9, 15,5, 19,3, 31,3, 36, 8)

(1,1003,4) (10,20, 4,17, 1,10)

(1,1,7)

(1,12, 3,6, 14,6, 17,12, 22,15, 26,15, 30,13)

(1,1003,1, 11,2003,1)

(1,1, 30,5, 20,12, 7,12, 1,1, 8,5, 8,10, 18,10, 18,5, 8,5)

SDO_GEOMETRY przykłady

19




MDSYS.SDO_POINT_TYPE(16.8869994, 52.3960002, NULL),

NULL, NULL);

insert into COUNTRY_BOUNDARIES(FIPS_CNTRY, CNTRY_NAME, GEOM)

values ('PL','Poland',



MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(22.686068,49.577095,

22.717216,49.604439,22.779999,49.674995,23.110828,49.954994,

23.146107,49.983047,23.228189,50.046661,23.303608,50.10083,

…));

insert into RIVERS(ID, NAME, GEOM)

values (51,'Vistula',




Metadane i indeksowanie

• Poszczególne kolumny typu SDO_GEOMETRY mogą zostać opisane (zarejestrowane) dzięki umieszczeniu w bazie danych odpowiednich informacji w tzw. metadanych

• Metadane pozwalają aplikacjom podejmować decyzje odnośnie technik obsługi (np. indeksacji, wizualizacji) określonych kolumn

• Dostęp do metadanych jest możliwy za pomocą perspektyw systemowych [USER|ALL|DBA]_SDO_GEOM_METADATA

• Zarejestrowanie kolumny typu SDO_GEOMETRY pozwala na założenie na niej indeksu

• Indeksy są często niezbędne do przetwarzania danych przestrzennych

• Najpopularniejszym indeksem przestrzennym jest indeks r-tree

20

INSERT INTO

USER_SDO_GEOM_METADATA

VALUES (

'COUNTRY_BOUNDARIES',

'GEOM',

MDSYS.SDO_DIM_ARRAY(

MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('X',

12.603676, 26.369824, 1),

MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('Y',

45.8464, 58.0213, 1) ),

8307

);

create index

COUNTRY_BOUNDARIES_IDX

on COUNTRY_BOUNDARIES(GEOM)

INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX;

12.603676, 45.8464

26.369824, 58.0213

Przykład podsumowujący (1/2)

CREATE TABLE geometrie1 (

id NUMBER PRIMARY KEY,

nazwa VARCHAR2(32),

geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY);

INSERT INTO geometrie1 VALUES(

1,

'figura_a',

MDSYS.SDO_GEOMETRY(

2003,

NULL,

NULL,

MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,3),

MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(1,1, 5,7)

)

);


2,

'figura_b',

MDSYS.SDO_GEOMETRY(

2003,

NULL,

NULL,


MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(5,1, 8,1, 8,6,

5,7, 5,1) ) );


3,

'figura_c',

MDSYS.SDO_GEOMETRY(

2003,

NULL,

NULL,


MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(3,3, 6,3, 6,5,

4,5, 3,3) ) );

21

Przykład podsumowujący (2/2)


4,

'figura_d',

MDSYS.SDO_GEOMETRY(

2003,

NULL,

NULL,


MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(8,7, 10,9,

8,11) ) );

INSERT INTO USER_SDO_GEOM_METADATA

VALUES (

'geometrie1', 'geometria',

MDSYS.SDO_DIM_ARRAY(

MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('X', 0, 20, 0.005),

MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('Y', 0, 20, 0.005) ),

NULL );

CREATE INDEX figura_spatial_idx

ON geometrie1(geometria)

INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX;

22

Przetwarzanie danych przestrzennych w praktyce

• Interfejs dla danych przestrzennych

– Metody podstawowe

– Operatory

– Funkcje jednowierszowe

– Funkcje grupujące

23

Podstawowe metody typu SDO_GEOMETRY

• Jak większość wbudowanych typów obiektowych SDO_GEOMETRY oprócz atrybutów posiada również metody.

• Wszystkie metody typu SDO_GEOMETRY są funkcjami.

• Do najbardziej podstawowych metod należą: – GET_GTYPE – daje w wyniku typ geometrii (tt),

– GET_DIMS – liczba wymiarów geometrii (d),

– GET_LRS_DIM – liczba wymiarów związana z LRS (l).

24

select T.CNTRY_NAME, T.GEOM.GET_GTYPE(), T.GEOM.GET_DIMS(), T.GEOM.GET_LRS_DIM()

from COUNTRY_BOUNDARIES T

CNTRY_NAME T.GEOM.GET_GTYPE() T.GEOM.GET_DIMS() T.GEOM.GET_LRS_DIM()

Poland 3 2 0

Czech Republic 3 2 0

Germany 7 2 0

Slovakia 3 2 0

Russia 7 2 0

Estonia 7 2 0

Sweden 7 2 0

…

Operatory i funkcje

• Dane przestrzenne można przetwarzać za pomocą bardzo bogatego zbioru operatorów i funkcji.

• Podział ich jest następujący:

– Operatory przestrzenne (Spatial Operators)

– Funkcje geometryczne (Geometry Functions)

– Przestrzenne funkcje grupujące (Spatial Aggregate Functions)

25

Operatory przestrzenne

• SDO_FILTER – sprawdza czy dwa obiekty występują w określonej zależności. Wykorzystuje tylko filtr podstawowy, wymaga indeksu.

• SDO_NN – służy do identyfikacji najbliższego sąsiedztwa, wymaga indeksu.

• SDO_NN_DISTANCE – funkcja zwracająca odległość od obiektów zwróconych przez operator SDO_NN.

• SDO_RELATE – wykorzystuje indeks do wyznaczenia obiektów będących w określonym stosunku przestrzennym z geometrią.

• SDO_WITHIN_DISTANCE – wykorzystuje indeks do wyznaczenia zbioru geometrii znajdującej się w ramach określonej odległości od obiektu.

• W przypadku każdego z operatorów, pierwszym argumentem musi być kolumna na której został założony indeks r-tree.

26

SDO_FILTER

• Podstawowym i wymaganym parametrem jest querytype. Może on przyjmować dwie wartości: WINDOW i JOIN – WINDOW – zalecany w większości przypadków, może służyć do

porównywania pojedynczej geometrii (2) z kolumną w tabeli (1)

– JOIN – służy do wykonywania połączeń pomiędzy dwoma tabelami zawierającymi geometrie, rzadziej wykorzystywany

27

SDO_FILTER( geometria1, geometria2, parametry)

select A.CNTRY_NAME A_NAME, B.CNTRY_NAME B_NAME

from COUNTRY_BOUNDARIES A, COUNTRY_BOUNDARIES B

where SDO_FILTER(A.GEOM, B.GEOM, 'querytype=JOIN') = 'TRUE'

and B.CNTRY_NAME = 'Poland';

A_NAME B_NAME

Lithuania Poland

Byelarus Poland

Russia Poland

Poland Poland

Ukraine Poland

Germany Poland

Slovakia Poland

Czech Republic Poland

SDO_NN i SDO_NN_DISTANCE

• Parametr sdo_num_res operatora SDO_NN określa liczbę obiektów z najbliższego sąsiedztwa jaką należy zwrócić w zapytaniu.

• Parametr unit operatora SDO_NN pozwala wyrazić odległość przez operator SDO_NN_DISTANCE w pożądanych jednostkach.

• Jedyny parametr operatora SDO_NN_DISTANCE musi być liczbą podaną w operatorze SDO_NN jako ostatni parametr.

28

SDO_NN(geometria1, geometria2, parametry [, numer])

select A.CITY_NAME, ROUND(SDO_NN_DISTANCE(1)) DISTANCE

from MAJOR_CITIES A

where SDO_NN(GEOM,MDSYS.SDO_GEOMETRY(2001, 8307, NULL,


MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(16.91673,52.38237)),

'sdo_num_res=4 unit=km',1) = 'TRUE';

SDO_NN_DISTANCE(numer)

CITY_NAME DISTANCE

Pila 86

Poznan 3

Konin 93

Leszno 65

SDO_RELATE

• W operatorze SDO_RELATE wyróżniamy dwa podstawowe parametry: – mask – jedna z dziewięciu zależności geometrycznych:

TOUCH, OVERLAPBDYDISJOINT, OVERLAPBDYINTERSECT, EQUAL, INSIDE, COVEREDBY, CONTAINS, COVERS, ANYINTERACT, ON. Możliwe jest łączenie zależności za pomocą logicznego operatora OR np.: ‘mask=inside OR touch’

– querytype – prawidłowymi wartościami są WINDOW lub JOIN (został omówiony wcześniej). Wymagany gdy geometria2 jest kolumną tabeli.

© Politechnika Poznańska,

Instytut Informatyki, KJ 29

SDO_RELATE(geometria1, geometria2, parametry)

select B.CNTRY_NAME, count(*)

from COUNTRY_BOUNDARIES B, MAJOR_CITIES C

where SDO_RELATE(C.GEOM, B.GEOM,

'mask=INSIDE querytype=JOIN') = 'TRUE'

group by B.CNTRY_NAME;

CNTRY_NAME COUNT(*) Poland 50 Slovakia 3 Denmark 1 Slovenia 1 Austria 6 Germany 3 Byelarus 2 Hungary 19 Latvia 1 Romania 13 Czech Republic 7 Russia 1 Sweden 7 Ukraine 7 Lithuania 1

Zależności pomiędzy geometriami

• ANYINTERACT – wówczas gdy obiekty nie są rozłączne.

• CONTAINS – jeśli drugi obiekt całkowicie zawiera się wewnątrz pierwszego obiektu, granice obiektów się nie stykają

• COVEREDBY – jeśli pierwszy obiekt jest całkowicie zawarty wewnątrz drugiego obiektu, granice obiektów stykają się w jednym lub wielu punktach.

• COVERS – jeśli drugi obiekt jest całkowicie wewnątrz pierwszego obiektu, granice nakładają się w jednym lub wielu miejscach.

• DISJOINT – jeśli obiekty nie mają wspólnych granic ani wewnętrznych elementów.

• EQUAL – jeśli obiekty współdzielą każdy punkt swoich granic i wnętrza włączając w to dziury wewnątrz obiektów.

• INSIDE – jeśli pierwszy obiekt całkowicie zawiera się wewnątrz drugiego obiektu, granice nie stykają się.

• OVERLAPBDYDISJOINT – jeśli obiekty zachodzą na siebie lecz ich granice nie mają części wspólnych.

• OVERLAPBDYINTERSECT – jeśli obiekty zachodzą na siebie a ich granice mają części wspólne w jednym lub wielu fragmentach.

• TOUCH – jeśli dwa obiekty współdzielą wspólne punkty graniczne, i jednocześnie nie współdzielą żadnych punktów wewnętrznych.

30

SDO_RELATE(geometria1, geometria2,…)

SDO_WITHIN_DISTANCE

• Podstawowe parametry operatora SDO_WITHIN_DISTANCE: – distance – odległość od geometria2 – querytype – deklaracja dotycząca wykorzystania filtru dokładnego. Wartość

równa FILTER powoduje wykorzystanie tylko filtru podstawowego

31

SDO_WITHIN_DISTANCE(geometria1, geometria2, parametry);

select C.CITY_NAME

from MAJOR_CITIES C

where SDO_WITHIN_DISTANCE(C.GEOM,

SDO_GEOMETRY(2001,

8307,

null,


MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(16.91673, 52.38237)),

'distance=100 unit=km') = 'TRUE';

CITY_NAME

Pila

Poznan

Konin

Leszno

Funkcje geometryczne (1/2)

• Funkcje geometryczne można pogrupować następująco: – Wyznaczające relacje pomiędzy dwoma obiektami:

• RELATE – określa zależność pomiędzy obiektami,

• WITHIN_DISTANCE – sprawdza czy obiekty znajdują się w określonej odległości

– Walidujące: • VALIDATE_GEOMETRY – sprawdza poprawność geometrii,

• VALIDATE_LAYER – sprawdza poprawność warstwy (wszystkich geometrii w kolumnie określonej tabeli)

– Operacje na dwóch obiektach: • SDO_DISTANCE – oblicza odległość od geometrii

• SDO_DIFFERENCE – różnica topologiczna dwóch geometrii,

• SDO_INTERSECTION – część wspólna dwóch geometrii,

• SDO_UNION – suma topologiczna dwóch geometrii,

• SDO_XOR – symetryczna różnica dwóch geometrii

32

Funkcje geometryczne (2/2)

– Operacje na pojedynczych obiektach: • SDO_ARC_DENSIFY – zamienia łuki i okręgi na przybliżone

odpowiedniki wyrażone za pomocą linii prostych,

• SDO_AREA – wyznacza powierzchnię dwuwymiarowej geometrii,

• SDO_BUFFER – generuje wielokąt otaczający geometrię,

• SDO_CENTROID – zwraca punkt georeferencyjny obrębu (tzw. controid) geometrii,

• SDO_CONVEXHULL – zwraca obiekt reprezentujący powłokę wypukłą (convex hull) geometrii,

• SDO_LENGTH – wylicza długość obwodu,

• SDO_MBR – wyznacza najmniejszy prostokąt obejmujący geometrię,

• SDO_[MIN|MAX]_MBR_ORDINATE – wyznacza "dolną" ("górną") krawędź MBR obejmującego geometrię dla określonego wymiaru,

• SDO_POINTONSURFACE – zwraca punkt należący do powierzchni geometrii

33

SDO_GEOM.RELATE

• Wyniki działania funkcji SDO_GEOM.RELATE mogą być następujące: – Jeśli w parametrze mask określono oczekiwany

związek pomiędzy obiektami, wówczas funkcja zwraca ciąg reprezentujący ten związek lub ciąg znaków ‘FALSE’

– Jeśli w parametrze mask został podany ciąg ‘DETERMINE’ wówczas funkcja daje w wyniku ciąg reprezentujący związek pomiędzy geometriami

– W przypadku mask równego ‘ANYINTERACT’ funkcja daje w wyniku ‘TRUE’ pod warunkiem, że mamy do czynienia z nierozłącznymi geometriami

34

SDO_GEOM.RELATE(

geometria1 MDSYS.SDO_GEOMETRY, mask VARCHAR2,

geometria2 MDSYS.SDO_GEOMETRY, tolerancja NUMBER ) RETURN VARCHAR2;

select distinct B.CNTRY_NAME, R.name,

SDO_GEOM.RELATE(B.GEOM, 'DETERMINE', R.GEOM, 1) RELATION

from COUNTRY_BOUNDARIES B, RIVERS R

where B.CNTRY_NAME = 'Poland'

Wyznaczające relacje pomiędzy dwoma obiektami

CNTRY NAME RELATION Poland Nogat CONTAINS Poland Vistula CONTAINS Poland Odra CONTAINS Poland Bug CONTAINS Poland Dniester DISJOINT Poland Oder-Spree-Kanal DISJOINT Poland Vistula OVERLAPBDYDISJOINT Poland San OVERLAPBDYDISJOINT Poland Odra OVERLAPBDYINTERSECT Poland Morava OVERLAPBDYINTERSECT Poland Oder OVERLAPBDYINTERSECT Poland Oder-Havel-Kanal TOUCH

SDO_GEOM.VALIDATE_GEOMETRY

• Funkcja weryfikująca spójność geometrii. • Sprawdza reprezentację geometrii na podstawie definicji elementu • Zalecanym jej odpowiednikiem jest funkcja

GEOM.VALIDATE_GEOMETRY_WITH_CONTEXT

• Wyniki działania funkcji są następujące: – TRUE – jeśli geometria jest prawidłowa – Jeśli posiada błędy wówczas uzyskujemy numer błędu Oracle określający

przyczynę błędu – W przypadku funkcji GEOM.VALIDATE_GEOMETRY_WITH_CONTEXT

otrzymujemy dodatkowo kontekst błędu – informacje w jakim miejscu definicji geometrii błąd został znaleziony

• Funkcja weryfikuje zarówno spójność typu jak i spójność geometrii

© Politechnika Poznańska,

Instytut Informatyki, KJ 35

SDO_GEOM.VALIDATE_GEOMETRY(

geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY, tolerancja NUMBER ) RETURN VARCHAR2;

SQL> select SDO_GEOM.VALIDATE_GEOMETRY_WITH_CONTEXT(WO_KSZTALT,0.01) VALID,

2 WO_NAZWA from SO_WOJEWODZTWA

3 where SDO_GEOM.VALIDATE_GEOMETRY(WO_KSZTALT,0.01) <> 'TRUE';

VALID WO_NAZWA

---------------------------------------- --------------------

13367 [Element <1>] [Ring <1>] opolskie

Funkcje walidujące

ORA-13367 Wrong orientation for interior/exterior rings

SDO_GEOM.VALIDATE_LAYER

• Zalecanym odpowiednikiem jest SDO_GEOM.VALIDATE_LAYER_WITH_CONTEXT

• Procedura wypełnia tabelę wynikową informacjami o rezultatach walidacji wszystkich geometrii w warstwie

• Tabela wynikowa powinna być utworzona przed wywołaniem procedury

36

SDO_GEOM.VALIDATE_LAYER_WITH_CONTEXT(

tabela VARCHAR2, kolumna_geom VARCHAR2,

tabela_wynikowa VARCHAR2[, częstość_zatwierdzania NUMBER]);

CREATE TABLE val_results (sdo_rowid ROWID, result varchar2(1000));

EXECUTE SDO_GEOM.VALIDATE_LAYER_WITH_CONTEXT('SO_WOJEWODZTWA','WO_KSZTALT','VAL_RESULTS');

PL/SQL procedure successfully completed.

SQL> SELECT * from val_results;

SDO_ROWID RESULT

------------------ ----------------------------------------

Rows Processed <16>

AAAKl7AABAAANMyAAD 13367 [Element <1>] [Ring <1>]

ORA-13367 Wrong orientation for interior/exterior rings

Funkcje walidujące

SDO_GEOM.SDO_DISTANCE

37

SDO_GEOM.SDO_DISTANCE(

geometria1 MDSYS.SDO_GEOMETRY, geometria2 MDSYS.SDO_GEOMETRY,

toleracja IN NUMBER [, jednostki IN VARCHAR2]) RETURN NUMBER;

select A.CITY_NAME, B.CITY_NAME,

ROUND(SDO_GEOM.SDO_DISTANCE(A.GEOM, B.GEOM, 1, 'unit=km')) ODL

from MAJOR_CITIES A, MAJOR_CITIES B

where A.CITY_NAME = 'Poznan'

and B.CITY_NAME in ('Berlin', 'Warsaw');

SDO_GEOM.SDO_INTERSECTION

SDO_GEOM.SDO_INTERSECTION(


tolerancja NUMBER ) RETURN NUMBER;

select SDO_GEOM.SDO_INTERSECTION(A.GEOM, B.GEOM, 1) GRANICA


where A.CNTRY_NAME = 'Poland'

and B.CNTRY_NAME = 'Germany';

Operacje na dwóch obiektach

CITY_NAME CITY_NAME ODL Poznan Berlin 242 Poznan Warsaw 281


SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1, 2, 1, 125, 2, 1),

SDO_ORDINATE_ARRAY(14.275627, 53.699066, 14.309721, 53.55555, 14.413261, 53.33 8959, …) )

SDO_GEOM.SDO_UNION

38

SDO_GEOM.SDO_UNION(


tolerancja IN NUMBER ) RETURN MDSYS.SDO_GEOMETRY;

select SDO_GEOM.SDO_UNION(A.GEOM, B.GEOM, 1) CZECHOSLOWACJA


where A.CNTRY_NAME = 'Czech Republic'

and B.CNTRY_NAME = 'Slovakia';

CZECHOSLOWACJA

------------------------------------------------------


SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1, 1003, 1),

SDO_ORDINATE_ARRAY(18.851246, 49.517357, 18.852219, 49.527771, 18.847775, 49.554161,

18.839443, 49.594994, 18.810831, 49.673328, 18.786942, 49.681938, …) )

Operacje na dwóch obiektach

SDO_GEOM.SDO_AREA

39

SDO_GEOM.SDO_AREA(

geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY,

tolerancja NUMBER[, jednostki VARCHAR2] ) RETURN NUMBER;

select A.CNTRY_NAME,

ROUND(SDO_GEOM.sdo_area(A.GEOM, 1, 'unit=SQ_KM')) POWIERZCHNIA

from COUNTRY_BOUNDARIES A

order by 2 desc

SDO_GEOM.SDO_BUFFER SDO_GEOM.SDO_BUFFER(

geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY, odległość NUMBER,

tolerancja NUMBER[, parametry VARCHAR2] ) RETURN MDSYS.SDO_GEOMETRY;

select SDO_GEOM.SDO_BUFFER(A.GEOM, 100, 1, 'unit=km') GEOM



Operacje na pojedynczych obiektach

CNTRY_NAME POWIERZCHNIA Poland 311664 Ukraine 100551 Hungary 92498 Romania 84721 Czech Republic 77447 Austria 68551

SDO_GEOM.SDO_CENTROID

40

select A.CNTRY_NAME,

B.CNTRY_NAME,

ROUND(SDO_GEOM.SDO_LENGTH(SDO_GEOM.SDO_INTERSECTION(A.GEOM, B.GEOM, 1), 1, 'unit=km'))

from COUNTRY_BOUNDARIES A,

COUNTRY_BOUNDARIES B

where A.CNTRY_NAME = 'Poland';

SDO_GEOM.SDO_CENTROID(

geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY, tolerancja NUMBER) RETURN MDSYS.SDO_GEOMETRY;

select SDO_GEOM.SDO_CENTROID(B.GEOM,1) SRODEK_POLSKI

from COUNTRY_BOUNDARIES B

where B.CNTRY_NAME = 'Poland';

SRODEK POLSKI

--------------------------------

SDO_GEOMETRY(2001, 8307,

SDO_POINT_TYPE(19.4302985, 52.1100187, NULL), NULL, NULL)

SDO_GEOM.SDO_LENGTH SDO_GEOM.SDO_LENGTH( geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY,

tolerancja NUMBER [, jednostki VARCHAR2]) RETURN NUMBER;


CNTRY_NAME CNTRY_NAME DLUGOSCI_GRANIC Poland Lithuania 82 Poland Russia 197 Poland Byelarus 322 Poland Slovakia 374 Poland Germany 376 Poland Ukraine 391 Poland Czech Republic 525

Pomiędzy Goślubem a Siemieniczkami, na południe od Kutna

SDO_GEOM.SDO_MBR

41


SDO_GEOM.SDO_MBR( geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY

[, definicje_wymiarów IN MDSYS.SDO_DIM_ARRAY] ) RETURN MDSYS.SDO_GEOMETRY;

select SDO_GEOM.SDO_MBR(A.GEOM) GEOM



--------------------------------------------------------------------------------

SDO_GEOMETRY(2003, NULL, NULL, SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1, 1003, 3), SDO_ORDINATE_ARR

AY(14.147637, 49.002914, 24.143469, 54.836037))

Przestrzenne funkcje grupujące

• SDO_AGGR_CENTROID* – zwraca punkt georeferencyjny (środek ciężkości) zbioru geometrii

• SDO_AGGR_CONVEXHULL* – obiekt reprezentujący powłokę wypukłą (convex hull) zbioru geometrii,

• SDO_AGGR_LRS_CONCAT* – wyznacza geometrię LRS będącą konkatenacją zbioru geometrii LRS

• SDO_AGGR_MBR – wyznacza najmniejszy prostokąt obejmujący zbiór geometrii

• SDO_AGGR_UNION* – wyznacza topologiczną sumę zbioru geometrii

* - Większość funkcji agregujących akceptuje parametr typu MDSYS.SDOAGGRTYPE a nie bezpośrednio MDSYS.SDO_GEOMETRY.

42

Typ MDSYS.SDOAGGRTYPE

• Wiele funkcji agregujących przyjmuje jako parametr obiekt typu MDSYS.SDOAGGRTYPE

• Definicja typu MDSYS.SDOAGGRTYPE jest następująca:

• Tolerancja ma wpływ na wyniki działania wielu funkcji przestrzennych, w tym funkcji agregujących. Definiuje ona odległość, która ma być "pomijana" w obliczeniach

43

CREATE TYPE sdoaggrtype AS OBJECT (

geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY,

tolerancja NUMBER);

SDO_AGGR_UNION

Tolerancja

SDO_AGGR_UNION

SDO_AGGR_UNION

44

SDO_AGGR_UNION(

AggregateGeometry MDSYS.SDOAGGRTYPE) RETURN MDSYS.SDO_GEOMETRY;

select SDO_AGGR_UNION(MDSYS.SDOAGGRTYPE(B.GEOM,1)) GEOM

from COUNTRY_BOUNDARIES B


SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1, 1003, 1, 31, 1003, 1, 219, 1003, 1, 269, 1003, 1, 277, 1003, 1,

381, 1003, 1, 703, 1003, 1, 805, 1003, 1, 843, 1003, 1, 865, 1003, 1),

SDO_ORDINATE_ARRAY(12.900692, 54.442356, 12.803333, 54.442497, 12.680777, 54.444942,

12.660443, 54.44611, 12.63 8611, 54.448944, 12.603676, 54.452486, …) )

Bibliografia

• Oracle® Spatial Developer's Guide 11g Release 1 (11.1), Oracle 2007 • ISO/IEC 13249-3:2006: SQL/MM Part 3 – Spatial • OpenGIS Simple Features Specifications for SQL • Stolze K.: SQL/MM Spatial: The Standard to Manage Spatial Data in Relational

Database Systems. BTW 2003, 2003. • Spatial Extender and Geodetic Data Management Feature User's Guide and

Reference, IBM 2006 • Oprogramowanie do wizualizacji danych przestrzennych autorstwa Michała

Reja (studenta PP) [email protected]

45

SDO_GEOMETRY

XSQL Server

Pages

XSL

XSL

Transformation XML

XSQL Page

SVG

Documents

Oracle Spatial Option - cs.put.poznan.pl · • W bazie danych Oracle warstwa jest z reguły tożsama z pojedynczą kolumną w tabeli. 6 . Geometria • Jest strukturą przestrzenną