空间数据库 第六章 空间数据库应用 Oracle Spatial (2)
Oracle spatial 和ST_Geometry的简要对比
Oracle Spatial 空间数据库建设流程
2、填写空间元数据 INSERT INTO USER_SDO_GEOM_METADATA VALUES ( 'cola_markets', 'shape', MDSYS.SDO_DIM_ARRAY( -- 20X20 grid MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('X', 0, 20, 0.005), MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT(‘Y’, 0, 20, 0.005)), NULL -- SRID );
该 表 告 知 用 户 Oracle 数 据 库 中 是 否 有 Oracle Spatial数据表定义
元数据视图的基本定义为： ( TABLE_NAME VARCHAR2(32), COLUMN_NAME VARCHAR2(32), DIMINFO MDSYS.SDO_DIM_ARRAY, SRID NUMBER );
Oracle Spatial 空间数据库建设流程
3、创建空间索引 CREATE INDEX cola_spatial_idx ON cola_markets(shape) INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX;
4、插入空间数据
5、空间数据查询及分析
Oracle Spatial 第三方平台建库
Thank You
Oracle Spatial 简介
1 Part
Oracle Spatial 概述
Oracle Spatial 概述
1、是Oracle公司推出的空间数据库组件 2、通过Oracle数据库系统存储和管理空间数据 3、提供函数完成 （1）直接访问Oracle数据库的空间数据 （2）建立空间索引 （3）进行空间数据分析 等复杂的GIS功能
ORACLESPATIAL常见使用错误解决办法
ORACLESPATIAL常见使用错误解决办法ORACLESPATIAL是一个基于Oracle数据库的空间数据管理系统，它提供了强大的空间数据处理和分析功能。
然而，在使用ORACLESPATIAL时，可能会遇到一些常见的问题和错误。
以下是一些常见的ORACLESPATIAL使用错误以及解决办法：1.几何数据插入错误：当向ORACLESPATIAL中插入几何数据时，可能会遇到以下错误：解决办法：这个错误通常是由于LRS（Linear Referencing System）点的格式错误导致的。
请确保LRS点的格式正确，并遵循ORACLESPATIAL的要求。
解决办法：这个错误通常是由于图层的空间参考标识符（SRID）与几何数据的SRID不匹配导致的。
请确保图层的SRID与要插入的几何数据的SRID相匹配。
2.空间索引错误：空间索引是ORACLESPATIAL中提高空间查询效率的重要组成部分。
以下是一些常见的空间索引错误和解决办法：-索引不可见：如果空间索引不可见，可能会导致空间查询的性能下降。
可以通过使用'SDO_GEOM.RETRY_DEFERRED_INDEXING'函数来强制使索引可见，从而解决此问题。
-索引创建失败：如果创建空间索引时失败，可能是由于多个原因引起的。
可以通过以下步骤来解决此问题：-检查空间表的几何数据是否符合ORACLESPATIAL的要求。
-确保空间表的SRID正确设置，并与索引的SRID相匹配。
-确保空间表的几何列没有空值。
-检查是否有足够的空间和权限来创建索引。
3.空间查询错误：当使用ORACLESPATIAL进行空间查询时，可能会遇到以下错误：解决办法：这个错误通常是由于查询中的列名拼写错误或不存在导致的。
请检查查询中的列名拼写，并确保列名存在。
解决办法：这个错误通常是由于没有为查询创建适当的空间索引引起的。
请确保空间表的几何列有适当的空间索引，以便进行空间查询。
基于Oracle Spatial的空间数据存储及应用
２
３ ４ ５
６ ７
１ １２ Ｓ Ｓ Ｄ ． ． ＤＯ Ｒ１ Ｓ ＤＯ
—
直 线
多 边 形 多 种 形 状 集 合 多 点
多 线 多种 多 边 形
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
２０ ０６年
第１ ６卷
第 １ 期 ４
收稿 日期 ： ０ － ２ １ ２ ６０ —２ ０
基 于 Ｏ ａｌ Ｓ ａ ａ 的空 ， 肖锋 ， 李 王 飞
（ 江西理工大学环境与建筑工程学 院 ， 江西赣州 ，４ ０ ０ ３ １０ ） 摘
一
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
何实体 的类 型 ， 具体见表 １如 ２０ 表示一个 二维数 据的点 ， ０ ， ０１ ３ ２表示 ０
１ Ｏ ａｌ Ｓ ａ ａ 简 介 ｒｃｅ ｐ ｔ ｌ ｉ
ＯａｌＳａａ支持 ３ ｒ ｅ ｐｔ ｃ ｉ １ 种基本集合类型 ， 以及 由这些 类型组成 的几何 体。 种基本类型是 ： ， 串和 Ｎ点多边形 ， ３ 点线 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 ， 些点定义 了线段 。线串可 以由直 线段 ， 这 弧线段或二 者混 合构
三维数据的一条直线 。 表 １ ｒ ｌ Ｓ ａ ａ 数据 类型表示 Ｏ ａ ｅ ｐｔ ｃ ｉ ｌ
Ｓａ ａ 中 的数 据 类 型 ｐｔ ｉ ｌ
中图分类号 ：Ｐ １．３ Ｔ ３ １２ １ 文献标识码 ： Ａ
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 ） 者顶点是通过 直线 段连接还是通过 圆 或 弧连接。 弧线段 和弧多边形是其顶点通过圆弧 连接 的元素 。 复合元素是
用oracleSpatial实现分布式空间数据传输
Ｃ ｅ ｔ ｐ ＤＯ ＤＩ ｒ ａ ｅＴｙ ｅ Ｓ Ｍ
—
随着 Ｉ ｅ ｅ 的普 及和 Ｉ ｎｒｔ ｔｎ Ｔ技术的迅速发展 ， 统的地理信息 系统 传 软件模式正从 “ 系统与功能” 服务与应用 ” 向“ 的趋势演变 。分 布式 的地 理信 息服务是未来 Ｇ Ｓ Ｉ 发展 的一个重要 方向 。分布式地理信 息指分布 式发 布在互联 网上 以多种形式 的地理信 息， 如地图 、 图像 、 数据集 合 、 分 析操 作和报告等 ， 数据是整个 Ｇ Ｓ Ｉ 的基 础同时也是 最 昂贵 的部分， 一 般而 言擞 据 占整个系统成本 的 ５ ％～ ０ 目 ０ ８ ％ 。因此建立一个有效的数据 管理 系统是地理信息系统成败 的关键 。 目前 ， 地理信息系统普遍采用 空间数据和属性数据 分开存储 ， 然后 通过 唯一标识符把两者联 系起来 的模 式 。其 中属性数 据存 储在关系型 数据库系统 中， 空间数据则 以文件方式存储 。这种模式在单机 版的 Ｇ Ｓ Ｉ 中表现不出多大的缺陷 ， 但在 Ｗｅ Ｉ ｂ Ｓ中却 表现出很 大的问题 。 Ｇ 由于空 间数据和属性不在 同一个 表或文件里 ，因此 空间数据和属性数据 的一 致性维护 、 并发控制 以及海量 空间数据的存储管理 等方面能力就较弱 。 随着地理信息服务 的深 入发展和空间数据共 享的更 进一步需求 ，分布 式的地理信息服务就提到 日 程上了。分布式的地理信息服务主要是指利 用分布式数据库 系统存 储地理 空间数据 ， 通过通 信网络（ 有线和无线 ） ， 为用户提供 多样性 的地球全部或部分 的地理空间信息 ，辅助用 户决策 规划 。分布式 空间数据库系统 的发展为分布 式地理信息服务提供 了契
科技信息
计算机 与 网络
用 ｏ ａ ｌＳ ａ ｉｌ 坝分布 式空间数据 传输 ｒｃｅ ｐ ｔ 实 ａ
oracle spatial
二、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ORACLE 7.1.6开始发展到2003年的10G版本，空间数据处理能力越来越强大。
AND c_ = 'cola_a' AND c_ = 'cola_c';
一、ORACLE SPATIAL概述
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。
SELECT SDO_GEOM.SDO_DIFFERENCE(c_a.shape, m.diminfo, c_c.shape, m.diminfo)
FROM cola_markets c_a, cola_markets c_c, user_sdo_geom_metadata m
WHERE m.table_name = 'COLA_MARKETS' AND m.column_name = 'SHAPE'
5) 大地坐标支持
就地表测量而言，无论坐标系统是什么，空间函数、操作符和公用程序都提供正确的结果。距离、面积和角度等单位都获得了全面的支持。
基于Oracle Spatial的空间数据库的索引与查询优化
ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ． ｃ － Ｓ — ａ ， ｏ ｒ ｇ ． ｃ ｎ
２ ０ １ ４年 第 ２ ３卷 第Ｓ ｐ ａ ｉ ｔ ａ ｌ 的空间数据库 的索引与查询优
钟伟清 。 ，武 伟 ，杜国伟 。
（ 西 南大 学 计 算机 科 学 与 信 息 学 院，重 庆 ４ ０ ０ ７ ０ ０ ） （ 西南大学 资源环境学 院，重庆 ４ ０ ０ ７ ０ ０ ）
空 间数据 是 以坐标 和 拓扑 关系 的形 式存 储 的用
于描述有关空 间实体的位置 、 形状 和相互关系 的数据 ， 在地理信 息系统 中有着 不可替代 的位置ｌ １ 】 ．随着地理
１ 查 询模 型
Ｏ ｒ ａ ｃ ｌ ｅ Ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ 使用双 层查询模型 ， 来解决空 间查
操作符．
① 基 金项 目： 重庆 市 自然科 学基 金（ Ｃ Ｓ Ｔ Ｃ ， ２ ０ １ ０ Ｂ Ｂ１ ０ ０ ８ ）
收稿 时间 ： ２ ０ １ ３ － ０ ６ － ０ ７ ； 收 到修 改稿 时间 ： ２ ０ １ ３ － ０ ７ ． ２ ６
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ Ｏｒ ａ ｃ ｌ ｅ ｌ Ｏｇ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ’ Ｓ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｈ ｏ ｗ ｔ ｏ ｕ ｓ ｅ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎｄ ｅ ｘ ｔ ｏ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ． Ｔｈｅ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｑ ｕ ｅ ｒ ｙ ｉ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｂ ｙ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐａ ｔ ｉ ａ ｌ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｐａ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｑ ｕ ｅ ｙ ｒ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｓ ｐａ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ； ｓ ｐａ ｔ ｉ ａ ｌ ｑ ｕ ｅ ｙ； ｒ ｏ ｒ ａ ｃ ｌ ｅ ｓ ｐａ ｔ ｉ ａ ｌ ； ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ
空间数据库
全 关 系 式 数 据 库 管 理 方 案
属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理 空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快 属间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象 嵌套等复杂的空间操作 GIS软件：System9，Small World、Geovision等
)
空间数据库的优势
统一的数据格式标准 查询功能和效率强大 海量空间数据存储 并发控制机制 安全机制 空间操作
空间数据管理是以给定的内部数据结构或空间图形实 体的数据结构为基础，通过合理的组织管理，力求有 效地实现系统的应用需求。假如说内部数据结构是寻 求一种 描述地理实体的有效的数据表示方法，那么空 间数据管理就是根据应用要求建立实体的数据结构和 实体之间的关系，并把它们合理的组织起来，以便于 应用。显然， 数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）应该是解决这 一问题的主要途径。但是，由于地理信息系统具有空 间信息的特性，而目前通用的DBMS系统（如 FoxPro,MS SQL Server,ORACLE等）并不支持空间 信息的管理，所以，DBMS系统在GIS中并未得到全 面的采用。
空间数据库：
Spatial空间数据库考试重点
1.空间数据库与传统数据库的区别1、数据量庞大。
空间数据库面向的是地学及其相关对象，而在客观世界中它们所涉及的往往都是地球表面信息、地质信息、大气信息等及其复杂的现象和信息，所以描述这些信息的数据容量很大，容量通常达到GB级。
2、具有高可访问性。
空间信息系统要求具有强大的信息检索和分析能力，这是建立在空间数据库基础上的，需要高效访问大量数据。
3、空间数据模型复杂空间数据库存储的不是单一性质的数据，而是涵盖了几乎所有与地理相关的数据类型，这些数据类型主要可以分为3 类：（1）属性数据：与通用数据库基本一致，主要用来描述地学现象的各种属性，一般包括数字、文本、日期类型。
（2）图形图像数据：与通用数据库不同，空间数据库系统中大量的数据借助于图形图像来描述。
（3）空间关系数据：存储拓扑关系的数据，通常与图形数据是合二为一的。
4、属性数据和空间数据联合管理。
5、空间实体的属性数据和空间数据可随时间而发生相应变化。
6、空间数据的数据项长度可变，包含一个或多个对象，需要嵌套记录。
7、一种地物类型对应一个属性数据表文件。
多种地物类型共用一个属性数据表文件。
8、具有空间多尺度性和时间多尺度性。
9、应用范围广泛。
2.空间数据库定义空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。
空间数据库的研究始于20 世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。
由于传统的关系数据库在空间数据的表示、存储、管理、检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一数据库研究领域。
而传统数据库系统只针对简单对象，无法有效的支持复杂对象（如图形、图像）。
3.GIS和SDBMS的区别GIS和SDBMS的区别与联系:利用GIS可以对某些对象和图层进行多种操作，而利用SDBMS则可以对更多的对象集和图层集进行更为简单的操作。
Oracle数据库管理与应用实例教程(第2版)
Oracle提供了exp和imp工具用于数 据的导入和导出。这些工具可以将数 据库对象和数据导出为二进制文件， 然后导入到另一个数提供的新一代数据导入导出 工具，具有更高的性能和更多的功能 。可以使用expdp和impdp命令进行 数据泵的导出和导入操作。
冷备份与热备份
冷备份是在数据库关闭状态 下进行的备份，而热备份是 在数据库运行状态下进行的 备份。热备份需要借助 Oracle提供的在线备份功能 。
恢复策略及实施方法
完全恢复
将数据库恢复到故障发生前的状 态，包括所有的数据和结构。可 以使用RMAN或imp工具进行完 全恢复。
不完全恢复
将数据库恢复到故障发生前的某 个时间点或某个SCN（系统改变 号）。这种恢复通常用于解决逻 辑错误或人为错误。
Python连接
使用Python的cx_Oracle模块，通过Python程序连接 Oracle数据库。
PHP连接
使用PHP的OCI8扩展或PDO_OCI扩展，通过PHP程序连 接Oracle数据库。
JDBC连接Oracle数据库示例代码展示
01
加载JDBC驱动程序
02
```java
03
Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver") ;
Java池
用于存储Java代码和数据。
进程结构
用户进程
与Oracle数据库实例交互的进程，如应用程序 或工具。
服务器进程
处理用户进程的请求并执行相应的数据库操作 。
后台进程
执行特定任务的进程，如日志写入进程（LGWR）、检查点进程（CKPT）等。
04
SQL语言基础与应用
Oracle Spatial与ArcSDE空间数据上载及应用比较
Ｓ ＯＮ Ｅ Ｄ Ｉ Ｄ Ｘ。这些表 并 不 包 括 属性 数据 ， 属性 数 据
用户 可 以使用 交互 式 的 Ｓ Ｌ语 句上 载 Ｇ 空 间 Ｑ Ｓ Ｉ 数据 ， 使用 这种 方法 也 就 是 使 用 各 种 应 用 程序 编 程 接 口（ Ａ Ｏ， Ｄ Ｃ等等 ） 上 载 ， 户可 以以 自己 如 Ｄ ＯＢ 来 用 的应 用需 要为导 向 ， 用 开 发 语 言 调 用 这些 接 口开 使 发 出各种 各样 的上 载工具 ， 即实现 手工 方式 的加 载 。 （） １使用 Ｊｖ Ｐ 上 载 Ｏａｌ Ｓａａ 的 Ｊｖ Ｐ ａａ Ｉ Ａ ｒｃ ｐｔｌ ａａＡ Ｉ ｅ ｉ
（ ． ｓｔｔ ｆ ｉｌ ￣ ， ｒ ｇａｄＳ ｒｅｉ ，ｉ ｇｉ ｎ ｅｓｙｏ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ ａ ｚｏ ４００ Ｃ ｉａ １１ ｌｕｅｏ Ｃｖ ， ｅｉ ｎ ｕｖｙｎ Ｊ ｎ ｘ Ｕ ｉ ｒｉ ｃ ｎｅａ ｄＴ ｃｎｌｇ ，Ｇ ｎｈ ｕ３ １０ ， ｈ ； ｎｉ ｉｗ， ｅ ｎ ｇ ａ ｖ ｔｆ ｅ ｎ ２ Ｊ ｎ ｓａ ａｉ ｕｖｙｎ ｄＭａ ｐ ｇＣ ．Ｌｄ ，Ｊ ｎ ｓａ ２ １０ Ｃ ｉａ ．ｉ ｇｈｎＤ ｄ ｒｅｉｇａ ｐ ｉ ｏ ，ｔ ． ｉ ｇｈｎ３４０ ， ｈｎ ） ａ Ｓ ｎ ｎ ａ
０ 引 言
空间数据库简单介绍
对空间数据进行压缩，以减少存 储空间占用和提高数据传输效率 。
数据索引
R树索引
一种用于空间数据库的索引结构 ，通过将空间对象按照一定规则 组织成树形结构，提高空间查询 和范围查询的效率。
Quadtree索引
一种用于栅格数据的索引结构， 通过将栅格区域按照一定规则组 织成四叉树结构，提高栅格数据 的查询和检索效率。
大规模数据处理和高性能计算的需求。
与大数据技术的融合
02
大数据技术可以提供高效的数据处理和分析能力，与空间数据
库结合可以实现更复杂的数据分析和挖掘。
与人工智能的融合
03
人工智能技术可以提供智能化的数据处理和决策支持，与空间
数据库结合可以实现更加智能化的空间信息应用。
空间数据库的未来展望
更加广泛的应用领域
提供数据更新和维护的功能，保证空间数据的实时性和准确性。
数据转换与共享
支持多种数据格式的转换和数据共享，方便与其他系统进行数据交互。
主流的空间数据库管理系统
PostGIS
基于PostgreSQL的扩展，提供强大的地理 信息系统功能。
Spatialite
轻量级的关系型空间数据库管理系统。
Oracle Spatial
感谢观看
实时数据处理
随着物联网、遥感等技术的普及，空间数据库将 需要处理大量的实时数据，因此需要提高数据处 理的速度和实时性。
数据安全与隐私保护
随着数据安全和隐私保护问题的日益突出，空间 数据库将加强数据加密、访问控制等安全措施， 以确保数据的安全和隐私。
空间数据库与其他技术的融合
与云计算的融合
01
云计算提供了弹性的计算和存储资源，可以满足空间数据库对
Oracle Spatial 空间数据库教程
m_session.Open(); // 打开一个会话 m_database.Open(m_session, dbaseName, userName, password) ; // 建立数据库连接, dbaseName是数据库名称
（4）SDO_ELEM_INFO
SDO_ELEM_INFO是一个可变长度的数组，每3个数作为一 个元素单位，用于解释坐标是如何存储在SDO_ORDINATES 数组中的。本文把组成一个元素的3个数称为3元组。一个3 元组包含以下3部分的内容： l SDO_STARTING_OFFSET
SDO_STARTING_OFFATES数组中的存储位置。它的值从1开始， 逐渐增加。
元数据表说明
Oracle Spatial的元数据表存储了有空间数据的数据表名称、 空间字段名称、空间数据的坐标范围、坐标参考信息以及坐 标维数说明等信息。用户必须通过元数据表才能知道 ORACLE数据库中是否有Oracle Spatial的空间数据信息。一般 可以通过元数据视图（USER_SDO_GEOM_METADATA）访 问元数据表。元数据视图的基本定义为：
（2）SDO_SRID SDO_SRID也是一个NUMBER型的数值，它用于标识与几 何对象相关的空间坐标参考系。如果SDO_SRID为空 （null），则表示没有坐标系与该几何对象相关；如果该 值不为空，则该值必须为MDSYS.CS_SRS表中SRID字段 的一个值，在创建含有几何对象的表时，这个值必须加入 到描述空间数据表元数据的 USER_SDO_GEOM_METADATA视图的SRID字段中。 Oracle Spatial规定，一个几何字段中的所有几何对象都必 须为相同的SDO_SRID值。
VALUES ('GEOD_CITIES', 'LOCATION',
空间数据库
PPT思考题：绪论：地理信息是描述地表形态及其所附的自然和人文地物特征和属性的总称。
地理空间是一个相对空间，是一个空间实体组合排列集，强调宏观的空间分布和空间实体间的相关关系。
空间数据是指带有空间坐标的数据（非结构化特征）。
1、什么是空间数据库？是以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息，以满足不同用户对空间信息需求的数据库。
2、空间数据库系统包括哪几部分？（1）矢量地形图数据库（2）数字高程模型库（3）影像数据库（4）数字栅格地形图（5）专题数据（6）电子地图（7）元数据3、空间数据库主要作用有哪些？（1）海量数据的管理能力（2）空间分析功能（3）设计方式灵活，满足用户要求（4）支持网络功能4、当前空间数据库存在的主要问题是什么？空间数据的获取与处理空间数据组织空间数据库系统空间数据共享研究5、影响空间数据库发展的关键因素是哪几个?空间数据库的计算平台；空间数据模型；空间数据库的组织管理模式。
第二章空间现象计算机表达1、空间实体：具有确定的位置和形态特征并具有地理意义的地理空间的物体2、空间索引相关概念及其包括哪些索引方式？空间索引：依据空间对象所在位置及分布特征，按一定顺序编排的一种数据结构，且该数据结构包含有对象标识和定位这些对象的内容的信息空间数据索引：是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针空间检索: 给定查询条件，利用空间索引从数据库中找出符合条件的空间数据的一种操作索引方式：BSP树、K－D－B树、R树、R+树和CELL树3、数据挖掘，空间数据挖掘有哪些方法？数据挖掘：一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程方法：分类、回归分析、聚类、关联规则、特征、变化和偏差分析、Web页挖掘等4、地理系统：是指各自然地理要素通过能量流、物质流和信息流的作用结合而成的，具有一定结构和功能的整体，即一个动态的多等级开放系统5、栅格结构与矢量结构的比较第三章空间数据的物理组织文件管理：文件系统把有关数据组织成为文件并予以命名分页技术：即把内、外存空间按同样大小分成若干页面系统缓冲区：是主存中特别指定的一块存储空间，以存放从外存读入内存的数据或从内存写进外存的数据缓冲区管理：就是将缓冲区分成若干块，系统用一个程序分配这些缓冲块，并采用分配算法使缓冲区的利用为最佳文件组织：就是按一定的逻辑结构把有关联的数据记录组织成为文件（称为逻辑文件），用体现这种逻辑结构的物理存储形式把文件中的数据存放到某种存储设备上，使之构成物理文件的机构动态存储管理：研究数据结构的空间分配、回收的方法，以满足某种结构对存储的不同要求流水文件：是一种最简单的文件组织方法，即按照数据到达文件的时间顺序依次连续地存储数据，对数据不分析、不规范，记录的类型既可相同，也可不同索引文件：将每页的最后一个单词与页号列表，那么查单词可先查表（称为索引表），等确定页面号后，再细查该页面。
基于Oracle Spatial的GIS空间数据处理及应用系统开发
２ ０２２＿２ —０ ８ ００－ ７ ３ ） ０８
丈１ 畦 标识码ｔ Ａ
中田分类号 Ｔ Ｉ３ Ｐ１・ ３ １
基 于Ｏｒｃｅ ｏ ｔ ｌ ａｌ Ｓ ａｉ 的ＧＩ 空 间数据 处 理 ａ Ｓ
开发
（ 西南交通 大学通讯与工程 学院 ．成都６０ ｉ １∞ ） 擅 要 ：从介绍地理信息系统 （ Ｉ）中属性数据和空 间数据的传统 的存储方式，以爰这种存储方式培 分布式应用系统开 发带来的诸多问 题 ＧＳ 开始 ．对０钟 ｓ 毗 ｌ 口 技术进行了分析 ，详细 阐述了这种 先进 的解决方案和如何 实现属性数据和空间数据一体化存储 的理论细节 。进而提 出
ｒ ｓａ ｃ ｎ ｈ ｒｓ ｌ ｉｏ ｆ０ ｒ ｃ ａｉｌ ｈ ｉ ｒ ｉｌ ｔ ｄｉｓ ｈ ｅ ｒ ｔ ａ ｐ＿ｓ ｔ ｏ ｔ ｍ ｆｄ ｔ ｔｇｅｈ ｒ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈｉｇ ｔ ｅ ｅ ｏｕｔ ｎ ｏ ａ ｉ Ｓｐ ｔａ，ｔ ｓ ａ ｔ ｅ ｓｎ ｅ ｔｅ ｔ ｏｙ ｈ ｔ ＇ｔ ｗ ｙｐ ｏ ａａ ｏ ｔ ｅ ｎ ＲＤＢＭ Ｓ ｉ ｔ ｉ ｃ ｃ ｈ ｎ ｄｅ ｌ ａ －Ａ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｔ ｅ ｏｌ ｙ ｂ ｓｄ ｒｓ ｂ ｒｓ ｌ ｉ ｎ ｉ ｌｏ ｐ ｏ ｉ ｄ． ｅ ｅｏｐ ｎ ｂｎ ￣ ■ ａ Ｏｄ ｎｅ ｃｏｎｆ ｓａｓ ｒ ｖｄｅ ｏ ｔ ｏ
了基于该项技木 的应用系统曲开发方法。 关ｔ调：Ｇ Ｓ Ｉ ；空间数据； Ｏ ａｌＳ ａａ ＭａＸ； Ｄ ｌ ｉ ｒ ｅ ｐ ｔｌ ｃ ｉ； ｐ ｅｈ ｐ
ＴｈｅＳｐａ ｉ ｌ ｔ ｃ ｓ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｐｆｃ ｔｏ ｖｅｏ ｔａ Ｄａ ａＡｃ ｅ ｓＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ Ｄｅ ｌ ｐｍｅ ｎｔ
数据库管理 方式 ．利用 关系型数据库 来存储和 处理空 间数 据 ．实现 了空间数据和属性数据的无缝集成和一体化存储管 理对索 引机制进行了优化 ，增加了二级过滤、缓冲区生成和 叠加分析等过程。 （） １ 什么￣－ ａ ｌＳＩｌ Ｏｒ ｅ ｒｔ ｌ ｃ ａａ
基于OracleSpatial的空间数据库的索引与查询优化
基于OracleSpatial的空间数据库的索引与查询优化【摘要】本论文以查询模型为分析对象，并对空间索引进行了分析，结合本单位的实际情况，对空间查询的优化进行了探讨。
【关键词】空间数据库，索引，查询优化一、前言近年来，OracleSpatial的空间数据库正在不断的完善，但依然存在一些问题和不足需要改进，在技术快速发展的新时期，不断完善OracleSpatial的空间数据库的索引与查询优化，对空间数据库的发展有着重要意义。
二、查询模型OracleSpatial使用双层查询模型来解决空间查询问题，即初级过滤操作和二级过滤操作。
经过两次过滤，将返回精确的查询结果集，在的级操作过滤步骤中，近似匹配满足条件的一组候选对象，这些对象有可能满足给定的空间查询要求，其结果集是精确查询的父集。
选择近似表示的条件为:如果对象A与对象B的近似满足一种关系，那么对象A与对象B就可能具有那种空间关系。
例如，如果近似表示是分离的，那么对象A和对象B就将是分离的，但是如果近似表示非分离的，对象A和对象B 仍可能是分离的。
然后通过二次过滤，对初次过滤结果再次求精，就得到实体间的精确空间关系。
使用这样的二次过滤策略有几项优点:空间对象一般都很大，因此要占用大量主内存。
空间对象的近似表示在载入内存时占用的时间和空间要少的多。
对空间对象的计算一般都很复杂，计算花费很大。
对象越复杂，计算空间关系就越复杂。
使用近似对象的计算一般会很快，需要的计算周期也要短的多。
三、空间索引OracleSpatial将空间索引功能引入数据库引擎，是一项重要特征。
空间索引是根据空间准则把搜索限制在各表（或数据空间）内的一种机制。
对于在与查询区域重叠的数据空间中查找对象之类的查询，要对其做出有效处理就需要索引。
这由一个查询多边形（封闭定位）定义。
第二种类型的查询（空间连接）是从两个数据空间内找出对象对，这两个数据空间在空间范围内互动。
OracleSpatial为建立空间数据的索引提供了基于线性四叉树的索引方案和基于参考树的索引方案。
[2]Spatial-Model
![[2]Spatial-Model](https://img.taocdn.com/s3/m/ca0529573c1ec5da50e27015.png)
Generic data models
•Developed for business data processing •Support simple abstract data types (ADTs), e.g. numbers, strings, date •Not convenient for spatial ADTs, e.g. polygons •Need to extend with spatial concepts, e.g. ADTs
同一现象可以采用不同的模型，从不同角度描述其特征
例如地形表达
• TIN • DEM • Contour
1.4 GIS两种数据模型：场与目标
基于场的数据模型
基于目标的数据模型
实体世界地理现象
面状现象分布
场模型表达
目标模型表达
——GIS领域的两种模型：基于场（域）的和基于目标的 基于场（域）的模型：空间信息存在于空间现象相关联的场 中；（栅格－波） 基于目标的模型：空间信息表现为分离的、可识别的单体目 标；（矢量－粒子）
基于目标的模型，定义函数描述各实体目标的信息特征：
f(x): {目标集object} { 属性域attribute}
基于目标的模型（矢量）
基于场的模型(栅格)
保持目标独立的场模型（TIN）
2. 基于场的空间数据模型
2.1 场及其建立方法
——确定空间剖分框架（在研究区域建立剖分单元）
剖分单元形状可以为矩形、三角形、六边形等 剖分框架一般基于欧式空间 在空间框架F上建立的场，包含有限个空间剖分单元， { fi: 1≦i≦n }, 对每－单元，fi 是一个从集合F 到属性集Ai 的可 计 算的函数； 为保证场函数的可计算性，集合F 和Ai的基为有限的，F通常为欧式空 间的子集 欧式空间表示为xy-平面，属性值为z坐标，则场可以图形化为曲面 场可用isoline等值线表示，（等磁能线、等电力线、等高线、等坡线、等 降雨量线） 通常，同一研究区域有多种专题信息场存在，在数据库中有多个层
基于Oracle Spatial的异构空间数据应用研究
关键 词 ：空 间基础 设施 、异ｌ Ｓ ａｉ ｅ ａ
一
、
引言
自采 用 不 同的 数 据 格 式 ， 且 在 数 据 语 义表 达 上 往 并
往 存 在 着 不 可 调 和 的 矛 盾 ， 数 据在 Ｏ ａｌ Ｓ ａｉ 使 ｒｃｅ ｐ ｔ ｌ ａ 中存 储 表 达 也 不 一 致 ，彼 此 之 间难 以 实 现 数 据 互 访 ， 一 定 程度 上 限制 了空 间基 础 地 理 信 息 的应 用 在 以及 地理 信 息 的共 享 。
维普资讯
信息技术
嗣土
椎 化
基于 Ｏ ａｌ Ｓ ａｉｌ ｒｃ ｐｔ 的异构空问数据应用研究 ｅ ａ
张 大争 何 建 国 董 恒 柏 桦 （ 河 北 省 国土 资 源厅 ２ 河 北 省 基 础 地 理 信 息 中心 ） １
系 统 ， 别 是 在 Ｏ ａｌ 特 ｒｃｅ推 出 Ｓ ａｉ 之 后 ， 于 Ｏ ａ ｐｔ ｌ ａ 基 ｒ．
二、 数据共 享和空 间数据库 的互操作
目前 ，实 现 多 格 式 数 据 共 享 的 方 式 大 致 有 三 种 ， ： 据 格式 转 换 模 式 、 接 数 据访 问模 式 和 数 即 数 直 据 互操作 模 式 。
一 —— ＿
ｉ■
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Ｌｎ ｎ ｅｏｒ ｓＩ ｏｍ ｔａｉ ａ ｄａ Ｒｓｕｃ ｎ ｒ ａｉ ｔ ｎ ｄ ｅ ｆ ｚ ｏ
信息 技术
式 的 宿 主 软 件 都 按 照 统 一 的规 范 实 现 数 据 访 问 接 口， 一 定 时 期 内还 不 现 实 ； 次 ， 个 软 件 访 问其 在 其 一 他 软 件 的 数 据格 式 时 是 通 过 数 据 服 务 器 实 现 的 ， 这
利用Spatial处理空间数据
利用Spatial处理空间数据
周虹;刁树民
【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(023)004
【摘要】主要解释Oracle Spatial的核心概念,尤其是它在存储和分析空间数据方面的作用.首先介绍了数据模型的概念,然后通过实例解释了如何把一个复杂的空间图形输入到数据库中,最后对如何高效地查询指定内容进行了详细的描述.
【总页数】6页(P538-543)
【作者】周虹;刁树民
【作者单位】佳木斯大学公共计算机教研部,黑龙江,佳木斯,154007;佳木斯大学公共计算机教研部,黑龙江,佳木斯,154007
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.利用MapX访问Oracle Spatial空间数据库的研究 [J], 崔伦辉;张万昌
2.运用Oracle9i Spatial处理空间数据 [J], 周自立;胡鹏
3.基于Oracle Spatial的GIS空间数据处理及应用系统开发 [J], 潘农菲
4.Linux环境下基于Oracle Spatial的分布式海量空间数据处理平台的设计与实现[J], 冯杭建;刘南;刘仁义
5.Spatial空间数据的处理与应用 [J], 沈润生
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第六章 空间数据库应用
6.3.1 SDO_GEOMETRY类型详解 SDO_GEOMETRY类型详解
《 空 间 数 据 库 原 理 》 SDO_ORDINATES
SDO_ORDINATES是一个可变长度的数组，用 SDO_ORDINATES是一个可变长度的数组，用 于存储几何对象的真实坐标，该数组的类型为 NUMBER型，它的最大长度为1048576。 NUMBER型，它的最大长度为1048576。 SDO_ORDINATES必须与SDO_ELEM_INFO数 SDO_ORDINATES必须与SDO_ELEM_INFO数 组配合使用，才具有实际意义； SDO_ORDINATES的坐标存储方式由几何对象 SDO_ORDINATES的坐标存储方式由几何对象 的维数决定，
Element 1= [P1(6,15), P2(10,10), P3(20,10), P4(25,15), P5(25,35), P6(19,40),P7(11,40), P8(6,25), P1(6,15)] P1(6,15)] Element 2= [H1(12,15), H2(15,24)]
在同一个字段里的所有geometry对象都必须具 在同一个字段里的所有geometry对象都必须具 有相同的SRID 有相同的SRID
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第六章 空间数据库应用
6.3.1 SDO_GEOMETRY类型详解 SDO_GEOMETRY类型详解
《 空 间 数 据 库 原 理 》
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如果几何对象为三维，则SDO_ORDINATES的坐标 如果几何对象为三维，则SDO_ORDINATES的坐标 以{X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2,…..}的顺序排列， {X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2,…..}的顺序排列， 如果几何对象为二维，则SDO_ORDINATES的坐标 如果几何对象为二维，则SDO_ORDINATES的坐标 以{X1,Y1,X2,Y2,…..}顺序排列。 {X1,Y1,X2,Y2,…..}顺序排列。
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第六章 空间数据库应用
6.3.2.1 插入空间数据
The coordinate values for Element 1 and Element 2 (the hole) are:
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第六章 空间数据库应用
《 空 间 数 据 库 原 理 》
有效性约束
GTYPE=d001/d005(点 ，则ETYPE=1 GTYPE=d001/d005(点)，则ETYPE=1 GTYPE=d002/d006(线 ，则ETYPE=2/4 GTYPE=d002/d006(线)，则ETYPE=2/4 GTYPE=d003/d007(面 GTYPE=d003/d007(面)，则 ETYPE=3/5/1003/2003/1005/2005
create type SDO_ELEM_INFO_ARRAY varray(1048576) number; as varray(1048576) of number; create type SDO_ORDINATE_ARRAY varray(1048576) number; as varray(1048576) of number;
《 空 间 数 据 库 》 武汉理工大学资源与环境工程学院
第四章 Oracle Spatial
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第六章 空间数据库应用
６.３ SDO_GEOMETRY类型 SDO_GEOMETRY类型
《 Oracle Spatial defines the object type SDO_GEOMETRY as: 空 create type SDO_GEOMETRY as object ( number, 间 SDO_GTYPE number, number, 数 SDO_SRID number, SDO_POINT_TYPE, 据 SDO_POINT SDO_POINT_TYPE, MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY, 库 SDO_ELEM_INFO MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY, 原 SDO_ORDINATES MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY ); 理 create type SDO_POINT_TYPE as object ( 》 X number, y number, z number); number, number, number);
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第六章 空间数据库应用
6.3.2.1 插入空间数据
《 空 间 数 据 库 原 理 》 Oracle Spatial uses standard Oracle9i tables Oracle9i that can be accessed or loaded with standard SQL syntax.
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第六章 空间数据库应用
6.3.1 SDO_GEOMETRY类型详解 SDO_GEOMETRY类型详解
《 空 间 数 据 库原 理 》 SDO_ELEM_INFO
变长的数值数组，说明 变长的数值数组，说明SDO_ORDINATES成 说明SDO_ORDINATES成 员中数值的意义 每三个数值为一个单元，分别是：
LINE or CURVE POLYGON COLLECTION MULTIPOINT dl06 MULTILINE or MULTICURVE dl07 MULTIPOLYGON
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《 空 间 数 据 库 原 理 》 SDO_POINT
为了性能优化而设置的 如果SDO_ELEM_INFO和SDO_ORDINATES成员 如果SDO_ELEM_INFO和SDO_ORDINATES成员 都为空的话，SDO_POINT就是一个POINT对象 都为空的话，SDO_POINT就是一个POINT对象 的坐标值，否则SDO_POINT被忽略 的坐标值，否则SDO_POINT被忽略 如果图层中仅有POINT 如果图层中仅有POINT对象的话，强烈建议将 POINT对象的话，强烈建议将 坐标值存放在SDO_POINT中 坐标值存放在SDO_POINT中
第六章 空间数据库应用
6.3.1 SDO_GEOMETRY类型详解 SDO_GEOMETRY类型详解
《 空 间 数 据 库 原 理 》 SDO_SRID
SDO_SRID用来确定geometry所对应的空间参 SDO_SRID用来确定geometry所对应的空间参 照系
null代表不对应任何参照系 null代表不对应任何参照系 非空值必需参照MDSYS.CS_SRS表的 表的SRID字段 字段， 非空值必需参照MDSYS.CS_SRS表的SRID字段， 同时需要存入USER_SDO_GEOM_METADATA表的 同时需要存入USER_SDO_GEOM_METADATA表的 SRID字段 SRID字段
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第六章 空间数据库应用
6.3.1 SDO_GEOMETRY详解 SDO_GEOMETRY详解
《 空 间 数 据 库 原 理 》 SDO_GTYPE
指明了geometry的类型，对应OGIS几何对象模 指明了geometry的类型，对应OGIS几何对象模 型中的类型 是一个4位数字，格式为dltt，其中： 是一个4位数字，格式为dltt，其中：
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第六章 空间数据库应用
6.3.2.1 插入空间数据
《 空 间 数 据 库 原 理 》 Polygon with Hole
The geometry to be stored can be a polygon with a hole, as shown in Figure
geometry的几个方法可以返回类型值 geometry的几个方法可以返回类型值
GET_DIMS, GET_LRS_DIM, GET_GTYPE
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