空間查詢語言(數(shù)據(jù)庫)

時(shí)間：2022-11-01 00:30:01 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-11-01 00:30:01 來源：信息時(shí)代

    空間查詢語言 : 在空間數(shù)據(jù)庫中定義和操作空間數(shù)據(jù)類型及其關(guān)聯(lián)的空間操作的結(jié)構(gòu)化查詢語言。通常是在SQL語言的基礎(chǔ)上進(jìn)行空間數(shù)據(jù)類型及其相關(guān)的空間操作的擴(kuò)展以支持空間查詢。
空間查詢語言的基本要求是,采用更貼近人們對(duì)空間理解的概念,為空間數(shù)據(jù)提供更高層次的抽象。關(guān)系代數(shù)理論和SQL通常只提供簡單的數(shù)據(jù)類型: 整型、日期型、字符串型等,而空間數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用需要處理點(diǎn)、線和多邊形等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。為此,數(shù)據(jù)庫廠商采取了兩個(gè)對(duì)策: 一個(gè)是用大型二進(jìn)制對(duì)象(blob)來存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù);另一個(gè)是建立一種混合方式,即通過GIS軟件把空間屬性存儲(chǔ)在操作系統(tǒng)的文件中。SQL不能處理以blob形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),解釋和操作空間數(shù)據(jù)的任務(wù)就交給了應(yīng)用程序,使得數(shù)據(jù)必須依賴于宿主語言的應(yīng)用程序代碼,這既低效又缺乏美感。對(duì)于混合方式,空間屬性數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)在一個(gè)操作系統(tǒng)文件中,這就無法利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的服務(wù)功能。因此需要擴(kuò)展SQL語言來支持空間數(shù)據(jù)類型及其相應(yīng)的空間操作。
空間查詢語言可以通過引入面向?qū)ο笾杏脩糇远x抽象數(shù)據(jù)類型的思想來實(shí)現(xiàn)。抽象數(shù)據(jù)類型由用戶自定義類型和相關(guān)的函數(shù)組成。面向?qū)ο罄碚摓閿U(kuò)展數(shù)據(jù)庫以支持空間(復(fù)雜)對(duì)象能力發(fā)揮了重要作用。它擴(kuò)展了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的面向?qū)ο筇匦?最終產(chǎn)生對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(OR-DBMS)的通用框架。OR-DBMS的關(guān)鍵要素是它支持SQL的最新版本:SQL3/SQL99,加入了對(duì)用戶自定義類型的支持?？梢酝ㄟ^在SQL3/SQL99中定義空間數(shù)據(jù)類型和操作,以作為操縱和獲取空間數(shù)據(jù)的工具。其中廣為接受的SQL擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)為OGC所制定。
OGC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對(duì)空間應(yīng)用必不可少的數(shù)據(jù)類型及與其相關(guān)的運(yùn)算,其空間數(shù)據(jù)模型可以嵌入到各種不同的編程語言中。OGC的幾何數(shù)據(jù)模型包括一個(gè)基類:GEOMETRY,這個(gè)基類是不能實(shí)例化的,但是它規(guī)定了適用于其子類的空間參照系統(tǒng)。從GEOMETRY繼承下來的有四個(gè)主要的子類:Point、Curve 、Surface和GeometryCollection,每類還關(guān)聯(lián)一組作用于其實(shí)例上的操作。OGC標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了SQL3的一個(gè)子集。
對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫或面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫提供了內(nèi)嵌機(jī)制來支持用戶自定義類型,這對(duì)于需要處理非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用(如GIS)十分有用。不過也增加了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)者的負(fù)擔(dān),需要由他們來負(fù)責(zé)構(gòu)建符合語法和語義的數(shù)據(jù)類型。所以商業(yè)數(shù)據(jù)庫廠商一般會(huì)為數(shù)據(jù)庫用戶提供包含無縫接口的特殊應(yīng)用包。
空間查詢語言提供了插入(insert)、刪除(delete)和成員查詢(member)等操作,用于管理空間數(shù)據(jù)類型的集合。此外還支持下面重要的查詢操作:
(1)點(diǎn)查詢(point query): 找出所有包含給定點(diǎn)的空間對(duì)象。
(2)范圍查詢(range query): 找出所有在給定空間范圍中的空間對(duì)象。
(3)最近鄰居(nearest neighbor): 找出距給定空間對(duì)象最近的對(duì)象。
(4)距離掃描(distance scan): 按與給定點(diǎn)距離的增序列出所有點(diǎn)。
(5)相交查詢(intersection query):找出所有與給定空間對(duì)象相交的空間對(duì)象。
(6)包含查詢(containment query): 找出所有完全包含在給定空間對(duì)象中的空間對(duì)象。
(7)空間連接查詢(spatial join query):找出所有相互交疊的空間對(duì)象對(duì)。