oracle spatial

首先，oracle 支持自定义的数据类型，你能用数组，结构体或带有构造函数，功能函数的类来定义自己的对象类型。这样的对象类型能用于属性列的数据类型，也能用来创建对象表。而oracle spatial也正是基于此种特性所研发的一套空间数据处理系统。

 

　　spatial 的自定义数据类型有非常多，都在mdsys方案下，经常使用的是sdo_geometry类型。sdo_geometry表示一个几何对象，能是点、线、面、多点、多线、多面或混合对象。

 

　　spatial 在此数据类型的基础上，实现了r树空间索引和四叉树空间索引，还以sql函数的形式实现了多种空间分析功能。

 

　　ORACLE SPATIAL 是 Oracle 数据库强大的核心特性，包含了用于存储矢量数据类型、栅格数据类型和持续拓扑数据的原生数据类型。ORACLE SPATIAL使得我们能够在一个多用户环境中部署地理信息系统（GIS），并且与其它企业数据有机结合起来，统一部署电子商务、政务。有了 ORACLE SPATIAL之后，即可用标准的 SQL 查询管理我们的空间数据。

 

　　ORACLE SPATIAL功能由于传统的 GIS 技术已达到其本身可伸缩性和可*性的极限，用户越来越多地转向以数据库为中心的空间计算。ORACLE SPATIAL将空间过程和操作直接转移到数据库内核中，从而提高了性能和安全性。ORACLE SPATIAL从1995年ORACLE7.1.6开始发展到2003年的10G版本，空间数据处理能力越来越强大。

 

　　ORACLE SPATIAL将所有的地理空间数据类型（矢量、栅格、网格、影像、网络、拓扑）统一在单一、开放的、基于标准的数据管理环境中， 这就减少了管理单独、分离的专用系统的成本、复杂性和开销。

Step1. 创建一张表，其中shape用来存放空间数据
CREATE TABLE mylake (
    feature_id NUMBER PRIMARY KEY,
    name VARCHAR2(32),
    shape MDSYS.SDO_GEOMETRY);

Step2. 在user_sdo_geom_metadata 表中插入新记录，用于描述空间字段
INSERT INTO user_sdo_geom_metadata VALUES (
    'mylake',    //---表名
    'shape',    //---字段名
    MDSYS.SDO_DIM_ARRAY(   
        MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('X', 0, 100, 0.05),    //---X维最小，最大值和容忍度。
        MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('Y', 0, 100, 0.05)    //---Y维最小，最大值和容忍度
    ),
    NULL    //---坐标系，缺省为笛卡尔坐标系
);

Step3. 创建空间索引
CREATE INDEX mylake_idx ON mylake(shape)
    INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX

Step4. 插入空间数据
Oracle Spatial用MDSYS.SDO_GEOMETRY来存储空间数据,定义为：CREATE TYPE 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);
SDO_GTYPE：用四个数字定义了所有的形状


            第一位:维数
           

第二位:线性表示。用于3，4维数据，二维为0
            最后两位:

Value	Geometry	Description
00	UNKNOWN_GEOMETRY	Spatial ignores this value
01	POINT	A single point element
02	LINE or CURVE	Contains one line string element that may be linear, curved or both
03	POLYGON	Contains one polygon element with or without other polygon elements in it
04	COLLECTION	A heterogeneous collection of elements
05	MULTIPOINT	Contains one or more points
06	MULTILINE or MULTICURVE	Contains one or more line string elements
07	MULTIPOLYGON	Contains multiple polygon elements that maybe disjoint

SDO_SRID：坐标系，NULL为笛卡尔坐标系。
SDO_POINT：Oracle Spatial也可定义单个的点，SDO_POINT的定义:
    CREATE TYPE sdo_point_type AS OBJECT (X NUMBER,Y NUMBER,Z NUMBER);
    如果是二维，Z为NULL。
SDO_ELEM_INFO：每三个值描述一个元素。
                第一个值：第一个顶点在SDO_ORDINATES_ARR开始位置
                第二个值：元素类型
                第三个值：顶点连接方式：1-通过直线连接，2-通过圆弧连接
    定义为
    CREATE TYPE sdo_elem_info_array AS VARRAY (1048576) of NUMBER;
SDO_ORDINATES：几何图形所有顶点列表。定义为
    CREATE TYPE sdo_ordinate_array AS VARRAY (1048576) of NUMBER;


FONT color=#003366>// 插入包含一个岛屿的湖泊
INSERT INTO mylake VALUES(
    10, 
    'Lake Calhoun', 
    MDSYS.SDO_GEOMETRY(
        2003,
        NULL,
        NULL,
        MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,1, 19,2003,1),
        MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(0,0, 10,0, 10,10, 0,10, 0,0, 4,4, 6,4, 6,6, 4,6, 4,4)
    ));

// 插入两艘小船
INSERT INTO mylake VALUES(
    11, 
    'The Windswept', 
    MDSYS.SDO_GEOMETRY(
        2003,
        NULL,
        NULL,
        MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,1),
        MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(2,2, 3,2, 3,2, 2,3, 2,2)
    )
);

INSERT INTO mylake VALUES(
    12, 
    'Blue Crest', 
    MDSYS.SDO_GEOMETRY(
        2003,
        NULL,
        NULL,
        MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,1),
        MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(7,7, 8,7, 8,7, 7,8, 7,7)
    )
);

Step4. 查询
Oracle Spatial查询数据包括二个处理过程：
1.只通过索引查询候选项。通过函数SDO_FILTER实现：
SDO_FILTER(geometry1 MDSYS.SDO_GEOMETRY, geometry2 MDSYS.SDO_GEOMETRY, params VARCHAR2)
geometry1： 必须是被索引的几何数据
geometry2：不一定是表中的空间字段，也不要求被索引
params：Filter类型
        querytype=WINDOW：geometry2不要求来自表
        querytype=JOIN：geometry2必须来自表

SELECT name boat_name
FROM mylake t
WHERE feature_id = 12
AND SDO_FILTER(t.shape, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL,
    mdsys.sdo_elem_info_array(1,1003,1),
    mdsys.sdo_ordinate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2)),
    'querytype=WINDOW') = 'TRUE';

2.再检查每个候选项是否和条件精确匹配。通过函数SDO_RELATE实现：
SDO_RELATE(geometry1 MDSYS.SDO_GEOMETRY, geometry2 MDSYS.SDO_GEOMETRY, params VARCHAR2)
params：masktype类型

• DISJOINT — the boundaries and interiors do not intersect
• TOUCH — the boundaries intersect but the interiors do not intersect
• OVERLAPBDYDISJOINT — the interior of one object intersects the boundary and interior of the other object, but the two boundaries do not intersect. This relationship occurs, for example, when a line originates outside a polygon and ends inside that polygon.
• OVERLAPBDYINTERSECT — the boundaries and interiors of the two objects intersect
• EQUAL — the two objects have the same boundary and interior
• CONTAINS — the interior and boundary of one object is completely contained in the interior of the other object
• COVERS — the interior of one object is completely contained in the interior of the other object and their boundaries intersect
• INSIDE — the opposite of CONTAINS. A INSIDE B implies B CONTAINS A.
• COVEREDBY — the opposite of COVERS. A COVEREDBY B implies B COVERS A.
• ON — the interior and boundary of one object is on the boundary of the other object (and the second object covers the first object). This relationship occurs, for example, when a line is on the boundary of a polygon.
• ANYINTERACT — the objects are non-disjoint.

  // 选择在定义矩形内的所有小船
SELECT name boat_name
FROM mylake t
WHERE feature_id = 12
AND SDO_FILTER(t.shape, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL,
    mdsys.sdo_elem_info_array(1,1003,1),
    mdsys.sdo_ordinate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2)),
    'querytype=WINDOW') = 'TRUE'
AND SDO_RELATE(t.shape, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL,
    mdsys.sdo_elem_info_array(1,1003,1),
    mdsys.sdo_ordinate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2)),
    'masktype=INSIDE querytype=WINDOW') = 'TRUE'

  // masktype可联合使用
  SELECT feature_id id
FROM mylake t
WHERE feature_id = 12
AND SDO_FILTER(t.shape, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL,
    mdsys.sdo_elem_info_array(1,1003,1),
    mdsys.sdo_ordinate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2)),
    'querytype=WINDOW') = 'TRUE'
AND SDO_RELATE(t.shape, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL,
    mdsys.sdo_elem_info_array(1,1003,1),
    mdsys.sdo_ordinate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2)),
    'masktype=INSIDE+TOUCH querytype=WINDOW') = 'TRUE'

  Oracle Spatial 提供的其他查询函数：


  Query	Description
  SDO_NN	Nearest neighbor
  SDO_SDO_WITHIN_DISTANCE	All geometries with a certain distance
  Functions	Description
  SDO_GEOM.SDO_MBR	The minimum bounding rectangle for a geometry
  SDO_GEOM.SDO_DISTANCE	The distance between two geometries
  SDO_GEOM.SDO_INTERSECTION	Provides the intersection point of two geometries