基于Oracle Spatial的空间数据存储及应用.doc

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1、摘要：目前，地理数据存储普遍采用空间数据和属性数据分开存储的模式，属性数据一般存储在关系型数据库系统中，空间数据则以文件方式存储。ＯｒａｃｌｅＳｐａｔｉａｌ推出后，空间数据和属性数据可实现一体化存储。介绍了如何使用ＯｒａｃｌｅSｐａｔｉａｌ建立空间数据库，并给出了具体的实例。关键词：ＯｒａｃｌｅＳｐａｔｉａｌ；空间数据库；对象关系数据库系统；四叉树索引中图分类号：TP311.132   文献标识码：Ａ随着数据库的不断发展，对象关系数据库已经成为一项新标准。数据库管理系统在传统上可以粗略地分为两大类：关系型与面向对象型。近来，第三类数据库系统开始引人注目。这类系统结合了关系数据库和面向对

2、象数据库的优点，被成为对象关系数据库系统（ＯＲＤＢＭＳ）。对象关系数据库系统采用用户定义的函数和索引方法，方便了数据库中用户定义数据类型的定义、存储、检索和处理。这样，ＯＲＤＢＭＳ就能够处理用空间对象数据类型表示的空间信息，也能够处理使用空间索引方法和函数存取或操作的空间信息。ＯｒａｃｌｅＳｐａｔｉａｌ是ＯＲＤＢＭＳ的一个代表。它提供一个对象数据类型（ＳＤＯ＿ＧＥＯＭＥＴＲＹ），索引功能和多个针对ＳＤＯ＿ＧＥＯＭＥＴＲＹ的函数/运算符，有效地解决了空间数据和属性数据分开存储的难题。我们可以在Ｏｒａｃｌｅ９ｉ中快速有效地存储、访问和分析空间数据。空间数据的用户可以利用标准的Ｏｒａｃｌｅ９

3、ｉ特性及增强特性，例如更高的数据库大小极限，更快的备份与恢复以及数据库中的Ｊａｖａ存储过程。１ＯｒａｃｌｅSｐａｔｉａｌ简介ＯｒａｃｌｅＳｐａｔｉａｌ支持３种基本集合类型，以及由这些类型组成的几何体。３种基本类型是：点，线串和Ｎ点多边形，它们都是二维的。二维点是两个坐标Ｘ和Ｙ组成的元素。线串由两个或更多的点按一定的顺序排列构成，这些点定义了线段。线串可以由直线段，弧线段或二者混合构成。多边形由连接的线串构成，这些线串形成封闭环形，多边形的内部也就因而确定了。因为多边形由线串构成，这就意味着一个多边形可以包含一些直线边和一些圆弧边。空间数据模型是一个由元素几何体和层组成的层次结构。空间

4、层由几何体构成，几何体又是由元素构成。元素是几何体的基本组成部分。例如，元素可以作为公用事业供应点（点），道路（线串）或者国界（多边形）的模型。在有洞的多边形中（例如湖中的小岛），多边形的外环与内环被视为两个不同的元素，它们共同构成一个复杂的多边形。一个几何体就是一个用户空间特征的表示，以基本元素的有序集合为模型而构成。一个几何体可以由一个单一元素组成，也可以由多个同类或异类的基本元素积聚体组成。一个复合多边形，例如用来表示一组岛屿的多边形，就是一个同类积聚体。异类积聚体是其中具有不同类型元素的积聚体。层是几何体的异类积聚体，这些几何体具有相同的属性集合。例如，空间信息系统中的某个层可

5、能包括地貌特征，而另外一个层描述人口密度，第三个层则描述某个地区的道路和桥梁网络。层对应于一个表或一组表，而几何体是类型ＭＤＳＹＳ．ＳＤＯ＿ＧＥＯＭＥＴＲＹ的实例，并存储在表内特别的行和列中。类型ＭＤＳＹＳ．ＳＤＯ＿ＧＥＯＭＥＴＲＹ是存储点、线、多边形，或者这些元素的同类或异类积聚体的容器。属性由一个几何类型标识符，一个元素描述符数组、一个坐标数组以及其他内容构成。坐标数组包含坐标对或三维坐标的值，这些坐标定义了几何体元素的顶点。元素描述符数组定义了这些坐标应该如何分配到构成几何体的那个或那些元素中。此数据还决定了坐标对（或三维坐标）或者顶点是通过直线段连接还是通过圆弧连接。弧线段和弧

6、多边形是其顶点通过圆弧连接的元素。复合元素是其顶点通过直线段和弧线段混合连接的元素。１．１空间数据对象在Ｏｒａｃｌｅ数据库中空间几何数据按照空间图层、几何图形、元素来分层组织。空间图层由几何图形构成，而几何图形是由元素来构成的。Ｏｒａｃｌｅ提供了ＳＤＯ＿ＧＥＯＭＥＴＲＹ数据对象，通过它可完成几何数据的存取。它包括ＳＤＯ＿ＧＴＹＰＥ、ＳＤＯ＿ＳＲＩＤ、ＳＤＯ＿ＰＯＩＮＴ、ＳＤＯ＿ＥＬＥＭ＿ＩＮＦＯ、ＳＤＯ＿ＯＲＤＩＮＡＴＥＳ５个子类型。１．１．１ＳＤＯ＿ＧＴＹＰＥＳＤＯ＿ＧＴＹＰＥ是一个ＮＵＭＢＥＲ型的结构，在Ｓｐａｔｉａｌ中，ＳＤＯ＿ＧＴＹＰＥ表示几何实体的类型，以４位数（ｄ００ｘ）形

7、式表示，ｄ表示维数，ｘ表示几何实体的类型，具体见表１，如２００１表示一个二维数据的点，３００２表示三维数据的一条直线。１．１．２ＳＤＯ＿ＳＲＩＤＳＤＯ＿ＳＲＩＤ是ＮＵＭＢＥＲ型结构，用来存放系统ＩＤ，进行系统维护时使用。１．１．３ＳＤＯ＿ＰＯＩＮＴＳＤＯ＿ＰＯＩＮＴ是一个具有ｘ，ｙ，ｚ属性的对象类型，ｘ，ｙ和ｚ都是数值型。１．１．４ＳＤＯ＿ＯＲＤＩＮＡＴＥＳＳＤＯ＿ＯＲＤＩＮＡＴＥＳ是一个变长的数值型数组，用于存储空间对象的几何坐标，通常和ＳＤ