空間數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)(數(shù)據(jù)庫)

時(shí)間：2022-10-30 12:30:01 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-10-30 12:30:01 來源：信息時(shí)代

    空間數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn) : 空間數(shù)據(jù)是以點(diǎn)、線、面等方式,采用編碼技術(shù)描述空間對(duì)象的特征、動(dòng)態(tài)變化及相互關(guān)系的數(shù)據(jù)集。這類數(shù)據(jù)通常用來表示人們賴以生存的自然世界空間實(shí)體的位置、形狀、大小及其分布特征等諸多方面的信息,即描述現(xiàn)實(shí)世界的目標(biāo),具有定位、定性和表明時(shí)間與空間關(guān)系等特性?？臻g數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)這類數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理與應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用涉及面很廣,包括自動(dòng)化繪制地圖、地理工程、集成電路設(shè)計(jì)、多媒體數(shù)據(jù)處理、各類建筑工程設(shè)施的管理,還有現(xiàn)代化建設(shè)的市政、交通、水務(wù)、生態(tài)、環(huán)保、土地資源管理等社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及軍事各方面的許多領(lǐng)域。所以空間數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)受到各方面關(guān)注。目前在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂空間數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的就有ISO/IEC JTC1 SC32和ISO/TC 211(地理)技術(shù)委員會(huì)的兩個(gè)機(jī)構(gòu)。另外還有其他社會(huì)團(tuán)體組織,如,地理信息系統(tǒng)GIS組織與開放的GIS組織(open GIS consortium,OGC)也在研究制訂空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。這其中ISO/IEC JTC1 SC32WC4研究制訂的ISO/IEC SQL/MM 13249-3 Part 3:Spatial(ISO/IEC 13249-3)空間數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn),是一個(gè)采用對(duì)象關(guān)系模型,統(tǒng)一在SQL/MM接口框架基礎(chǔ)上,通過用戶定義類型來實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)描述、組織、管理與支持應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
在ISO/IEC 13249-3空間標(biāo)準(zhǔn)中提供的空間用戶定義類型對(duì)于空間數(shù)據(jù)處理在SQL/MM框架環(huán)境是通用的。它對(duì)于表達(dá)基于空間數(shù)據(jù)方面的,如幾何、位置、拓?fù)涞拇鎯?chǔ)、管理和檢索信息是必要的?？臻g用戶定義類型不直接再重定義數(shù)據(jù)庫語言SQL,也不和其他空間數(shù)據(jù)類型結(jié)合。
ISO/IEC 13249-3空間標(biāo)準(zhǔn)提供的空間用戶定義類型,包括了幾何空間類型、點(diǎn)空間類型、曲線空間類型、面空間類型、幾何集合空間類型、空間參照系統(tǒng)空間類型、角和方向空間類型等等,同時(shí)提供支持這些類型的例程與相應(yīng)函數(shù)、方法,還有標(biāo)準(zhǔn)通用的通用例程和支撐例程。另外還提供了定義由節(jié)點(diǎn)、邊和面組成全平面拓?fù)淠Ｐ偷耐負(fù)鋷缀?和定義包括節(jié)點(diǎn)和鏈接拓?fù)湓Z線性應(yīng)用模型的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。
幾何空間類型是分層次的,有的不是立即的類型,不可實(shí)例化,對(duì)它定義的是非構(gòu)造性函數(shù)。有些類型是立即的并具有構(gòu)造性函數(shù)。ST-Geometry表示的幾何空間類型是層次最高的父類型。所有的子類型在其屬性中必須指明它們所在的位置。ST-Geometry表示的幾何空間類型不是立即的。它的子類型是立即的,包括0維幾何空間類型、1維幾何空間類型,以及2維幾何空間類型,即等同存在的2維空間(R2),等同存在的3維空間(R3)或等同存在的4維空間(R4)。以R2的幾何空間類型的值具有等同x與y點(diǎn)間的值,以R3的幾何空間類型的值具有等同x、y和z點(diǎn)間排他的值,或等同x、y和m點(diǎn)間排他的值,以R4的幾何空間類型的值具有等同x、y、z和m點(diǎn)間的值。
除了ST-Geometry表示的幾何空間類型不是立即的類型之外,ST_Curve表示的曲線和ST_Surface表示的表面幾何空間類型也不是立即的類型。而點(diǎn)、直線組、曲線組、混合曲線、曲線多邊形、幾何集合、多點(diǎn)、多曲線、多直線組、多表面和多角形等的幾何空間類型都是立即的類型。
所有定義的立即類型其全部的值都在拓?fù)溥壿嬌鲜欠忾]的(所有幾何空間類型的值包括它們的邊界),所有幾何值的位置都在同一個(gè)空間參照系統(tǒng)。
點(diǎn)空間類型是幾何空間類型的子類型,也是立即的。點(diǎn)空間類型的值是0維幾何并表示一個(gè)位置。點(diǎn)空間類型有一個(gè)x坐標(biāo)值,一個(gè)y坐標(biāo)值,一個(gè)可選的z坐標(biāo)值,并有一個(gè)可選的m坐標(biāo)值。點(diǎn)空間類型值的邊界是空集,點(diǎn)空間類型值是簡(jiǎn)單的。
曲線空間類型是幾何空間類型的子類型,也不是立即的。曲線空間類型的值通常是按點(diǎn)的順序存儲(chǔ)的1維空間幾何。曲線空間類型的子類型是指明在點(diǎn)之間添寫的形狀。
在拓?fù)溥壿嫹矫?曲線空間類型的值是真實(shí)、間隔封閉的同形映像的1維空間幾何。如果任意內(nèi)部點(diǎn)與作為另一內(nèi)部點(diǎn)或在邊界上的點(diǎn)有同樣的位置,則曲線空間類型的值不是簡(jiǎn)單的。
曲線空間類型的值,如果它的起點(diǎn)等于它的結(jié)束點(diǎn),則它的值是封閉的。封閉邊界的曲線空間類型的值是空集,曲線空間類型是簡(jiǎn)單的且封閉的稱為環(huán)。非封閉邊界的曲線空間類型的值由它的起點(diǎn)和它的結(jié)束點(diǎn)組成。曲線空間類型的值是被拓?fù)溥壿嬌戏忾]的定義的。
表面空間類型ST Surface是的2維幾何類型的子類型。表面空間類型也不是立即的。ST Surface的值是按照由單個(gè)碎片組成的單一表面來定義的2維幾何,其中邊界是通過一個(gè)外圈和零或多個(gè)內(nèi)圈來指定。在3維坐標(biāo)空間中的單一表面是與平面同形。多面體的表面是沿著單個(gè)表面的邊界把它們縫紉在一起形成的。在3維坐標(biāo)空間中的多面體的表面不會(huì)是平面。單一表面的邊界是相對(duì)應(yīng)它們外圈與內(nèi)圈的封閉曲線的集。
拓?fù)鋷缀斡脕肀硎究臻g對(duì)象之間的相互關(guān)系,它定義節(jié)點(diǎn)、邊和面的拓?fù)鋷缀蔚脑Z。它假定一個(gè)全平面的拓?fù)淠Ｐ?由節(jié)點(diǎn)、邊和面組成。多重、獨(dú)立的拓?fù)鋷缀文芏x不同的地理面積或?yàn)樵谕坏乩砻娣e上面貌特征的不同、搭接的集,如田塊、濕地。拓?fù)鋷缀瓮ㄟ^唯一名稱區(qū)分,在此按《拓?fù)涿分该魍負(fù)鋷缀蚊?每一拓?fù)鋷缀魏兔?《拓?fù)涿酚脕韰^(qū)分開SQL模式。
拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)定義節(jié)點(diǎn)和鏈接的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)原語,也是對(duì)于包括節(jié)點(diǎn)和連接的拓?fù)溥壿嬙Z線性應(yīng)用的模型。多重、獨(dú)立的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)能定義不同的地理面積或?yàn)樵谕坏乩砻娣e上面貌特征不同、搭接的集,如道路、鐵軌網(wǎng)絡(luò)。拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)通過唯一名稱區(qū)分,在此處按《網(wǎng)絡(luò)名》指明拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)名,對(duì)每一拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)和命名的《網(wǎng)絡(luò)名》用來區(qū)分開SQL模式。
ISO/IEC 13249-3空間標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)空間類型都分別定義了一些函數(shù)和方法例程。另外也還定義了通用例程和支撐例程。通用例程提供直接/非直接路徑簡(jiǎn)略測(cè)試的兩個(gè)表函數(shù),以表的形式返回兩種簡(jiǎn)略測(cè)試路徑的標(biāo)識(shí)符。支撐例程是支持幾何空間類型排列矩陣的例程,包括提供函數(shù),如在一個(gè)幾何空間類型排列矩陣值中返回最大幾何維數(shù)值; 支持解除異議的過程,如對(duì)判別一個(gè)幾何空間類型排列矩陣值是空值或包含空值或排空元素; 還提供變換計(jì)算函數(shù),如計(jì)算一個(gè)幾何空間類型排列矩陣值是僅包含點(diǎn)空間類型有效元素到一個(gè)點(diǎn)空間類型排列矩陣的值等等。
在所有例程中,幾何計(jì)算首先是在參數(shù)表中幾何空間類型的空間參照系統(tǒng)進(jìn)行,如果例程返回一個(gè)幾何空間類型的值,則這個(gè)值首先是在參數(shù)表中幾何空間類型的空間參照系統(tǒng)中的值。同樣,如果例程返回一個(gè)測(cè)量值,如長度或面積,則那個(gè)值首先是在參數(shù)表中幾何空間類型的空間參照系統(tǒng)返回的值。
ISO/IEC 13249-3空間標(biāo)準(zhǔn)反映了空間數(shù)據(jù)的一般特征,提供了必要的通用管理設(shè)施,這是開發(fā)空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件設(shè)施實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要條件。當(dāng)然,實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用目標(biāo)的聯(lián)系也不可忽略。目前ISO/TC 211地理信息技術(shù)委員會(huì)已制訂了許多有關(guān)空間數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn),包括地理信息的參照模型、空間模式、時(shí)間模式、基于坐標(biāo)的空間參照、概念模式語言、元數(shù)據(jù)等等,還有應(yīng)用XML的地理信息-地理置標(biāo)語言GML。
目前,ISO/IEC 13249-3空間標(biāo)準(zhǔn)支持GML,對(duì)于ST Geometry的值能用GML的表示法按XML元素表示。當(dāng)然,這種支持是有限的,不包括對(duì)使用任何的或以GML定義的XML模式全部的XML文檔的支持。值之間的映射要遵循ST-Geometry的值與GML表示之間定義的映射關(guān)系。ISO/IEC13249-3空間標(biāo)準(zhǔn)支持對(duì)給定的GML表示返回ST-Geometry值的方法,也支持ST-Geometry的值返回GML表示的方法。同時(shí)支持從GML到ST-Geometry的函數(shù),它返回從字符大對(duì)象CLO值變換成ST-Geometry值,該值代表ST-Geometry的表示。所有這些支持對(duì)手于進(jìn)一步考慮實(shí)現(xiàn)都是重要的。