空間數(shù)據(jù)庫實驗指導(dǎo)書實驗三郭明

1、空間數(shù)據(jù)庫課程實驗指班級 學(xué)號 姓名單位：北京建筑大學(xué)測繪與城市空間信息學(xué)院2015年9月評分表實驗一實驗二實驗三實驗四總評實驗指導(dǎo)書目錄空間數(shù)據(jù)庫實驗預(yù)備知識一Oracle Sp atial簡介、元數(shù)據(jù)表說明二、空間字段解析三、空間索引技術(shù)實驗一 認識 Oracle Spatial 的主要數(shù)據(jù)庫對象、實驗?zāi)康亩?、實驗環(huán)境三、實驗步驟及分析（ 2 課時）10實驗二 空間查詢15實驗?zāi)康?5二、實驗環(huán)境15三、實驗步驟及內(nèi)容（ 2 課時）15Step1. 創(chuàng)建一張表，其中 shape 用來存放空間數(shù)據(jù)15Step2. 在 user_sdo_geom_metadata 表中插入新記錄，用于描述空間

2、字段15Step3. 創(chuàng)建空間索引16Step4. 插入空間數(shù)據(jù)16Step5. 查詢17實驗三 簡單的空間數(shù)據(jù)庫示例21、實驗?zāi)康?1二、實驗環(huán)境21三、實驗內(nèi)容和要求（ 2 課時）21實驗四 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計與開發(fā)示例錯誤 !未定義書簽。一、實驗?zāi)康腻e誤 !未定義書簽。二、實驗環(huán)境錯誤 !未定義書簽。三、實驗內(nèi)容和要求（ 4 課時）錯誤 !未定義書簽?？臻g數(shù)據(jù)庫實驗預(yù)備知識Oracle Spatial簡介Oracle Spatial主要通過元數(shù)據(jù)表、空間數(shù)據(jù)字段(即sdo_Geometry 字段)和空間索引來管理空間數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上提供一系列空間查詢和空間分 析的程序包，讓用戶進行更深層次

3、的 GIS應(yīng)用開發(fā)。Oracle Spatial使用空間 字段sdo_Geometry存儲空間數(shù)據(jù)，用元數(shù)據(jù)表來管理具有sdo_Geometry字段的空間數(shù)據(jù)表，并采用 R樹索引和四叉樹索引技術(shù)來提高空間查詢和空間 分析的速度。、元數(shù)據(jù)表說明字段名Sdo DiinnameVarcliar2Cd4)是空閶維名稱(Longl100$或20Q31003或20031003或川031W3 或 2MB用于為伽ck即泅不支持的幾何類型建模具有n個點的點集由直由融 的詵嘶蹄TMS由賦W意一點 以廉點鹹槨som點不讓鯽融由直齦臟觴邊形，起點與終點必須相同曲線段組成維邊形，起點與終點必須相同.FC 驗由翻壯任意一

4、點癖磁相綱段洲 接點儘Sfi堿矩做由左下刪右上詢兩點確定nlW05 或 2005nl由直齦和弧昭連成的復(fù)犠11表示姐成復(fù)合塢 的相鄰子元素的個教,子元素的！SDO-ETYPE必須為 1. 1個子元素的SJgi點是下個子元黒的第1個 點，并盤該點不能重氨由直線段和弧齦連成維合魏形小表示復(fù) 合多邊形的相鄰子元素的個數(shù)，子元素的 SDO.ETTPE必須為芻一個子元素的量右一點是下 一個子元蠶的第一個點，并且該點不能重.多邊形 的起點和終點必須相孔否為復(fù)雜元素決定。如果 SDO_ETYPE是復(fù)雜元素（4, 1005和2005 ）,則 SDO_INTERPRETATION 表示它后面有幾個子3元組屬于這

5、個復(fù)雜元素。如果 SDO_ETYPE 是簡單元素（1,2, 1003 和 2003 ），貝U SDO_INTERPRETATION 表示該元素的坐標值在SDO_ORDINATES 中是如何排列的。需要注意的是，對于復(fù)雜元素來說，組成它的子元素是連續(xù)的，一個子元素 的最后一個點是下一個子元素的起點。最后一個子元素的最后一個坐標要么與下 一個元素的SDO_STARTING_OFFSET 值減1所對應(yīng)的坐標相同，要么是整 個SDO_ORDINATES 數(shù)組的最后一個坐標。 sdo_OrdinatesSDO_ORDINATES 是一個可變長度的數(shù)組，用于存儲幾何對象的實際坐 標，是一個最大長度為 10

6、48576 ，類型為 Number 的數(shù)組。如果幾何對順序排列，SDO_ORDINATES 的坐標以 x1, y1, z1, x2, y2,SDO_ORDINATES 必須與 sdo_Elem_Info 數(shù)組配合使用，才具有實際 意義。SDO_ORDINATES 的坐標存儲方式由幾何對象的維數(shù)決定， 象為二維，則 SDO_ORDINATES 的坐標以 x1, y1, x2, y2, 如果幾何對象為三維，則 z2,順序排列。三、空間索引技術(shù)Oracle Spatial 提供 R 樹索引和四叉樹索引兩種索引機制來提高空間查詢 和空間分析的速度。 用戶需要根據(jù)不同空間數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建不同的索引， 當(dāng)空間

7、數(shù) 據(jù)類型比較復(fù)雜時，如果選擇索引類型不當(dāng)，將使 Oracle Spatial 創(chuàng)建索引的 過程變得非常慢。 fit arlrIn-diaRfT riltpl iN F-t實驗認識Oracle Spatial的主要數(shù)據(jù)庫對象、實驗?zāi)康?5.6.了解Oracle1Og數(shù)據(jù)庫中MDSYS方案的空間元數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)及用途； 了解對象類型MDSYS.SDO_DIM_ARRAY以及和空間元數(shù)據(jù)表的關(guān)系； 掌握通過元數(shù)據(jù)視圖USER_SDO_GEOM_METADATA查看空間元數(shù)據(jù)表的內(nèi)容； 了解對象類型 了解數(shù)組類型 了解數(shù)組類型MDSYS.SDO_GEOMETRY 的結(jié)構(gòu)及用途； MDSY

8、S.SDO_DIM_ELEMENT 結(jié)構(gòu)及用途； MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY 結(jié)構(gòu)及用途;、實驗環(huán)境在 Oracle 的 Enterprise Manager中進行實驗，打開 Enterprise Manager的方法: 登陸頁面https:/WJ-T:1158/em出現(xiàn)如下登錄界面：pl iN pr廠 I牛_7 L 肯-: ： 痂和 9呂 B ifTMAE) lAdl 幫比 QP島T C 亭T師叱*蛋哇S *工皿*DRACLjE f MiMiirbMi RLiw幵 Ifl n .：rniniii?.41X1)D 廿*填入正確的用戶名：system和口令：SYS123ab

9、c如下圖: P !IAfc-ur.ii -afiyiM：,.粵hU*-01m 7rmMPSfo*b-JTP1 T,Timjc Tim- hj：Flirfi- XHUfy p 泌HnHAaocnanAltK優(yōu)gw邑* sflL曲阿*li鬲 *跡刪:韋4 -犧L ICILi=:t時ft*阪乃砒ri悅 lont -J3-|i-i J4Z? if 週蘭)B(s供韜 g片常D 秒I F 三、實驗步驟及分析( 2 課時)一膛侑亶Jxnttt * _ _ _t*A 11* | lfi7逛甲-TSTFSEF WS4j：；oiJ=nCM屮L誥Kft空.vxnd施坤耳 忻嗎ft忌3W比帕干可甲 35 ADDVis

10、f由書機errmftt50也2QaoT預(yù)*並 ffl- Q m訊LRft匝町冋 :&iStt荃繪亨冋ftlTaie-K KrB ft時宦El去sm 能1沖tips 左冋宦域 2JH旳1吃0比血S(ai珂霜性上 j：at?可 IHt* BiTYhQUlilsTl注意改寫*.ora文件中的內(nèi)容，復(fù)制一段代碼后將主機名改寫為wJ-T登陸,填入正確的用戶名：system和口令：SYS123abc主機字符串：orci，如下*BHWCDl.*i - WfiMiwM 曬*d+ OrLa WLmuP匚両岡ML-Flire：iv,z. 1*8?,Db-acl. AU rights.申J；* Xdcle tJld

11、iidsc 1flq EntBr|trl( Lilltioi Heltdse-rntAictlHiJll.h I hr FMt I LlOiiiii , ni riiJ bjh 4 HIAln| spl LhiS筑人止憂（1勺M戶呂=iftm 口?。築k.曲勢=Mcl.如h圈：幷運行如下SQL話B 建立一i咱含IXDEYS SDO.GEOMETEyfc性茁黑 CFJEATI TAELE SFAITALTESr,自己名字編耳卩TTiqrx H rD n TJ r CEi PP Tr t. IJV TZ TZV .1d A JIi-月甘I 65.*連強- 匚：*sFlqrJ： tr :剛-中黑|中

12、3）3FF圖:!n.P(:QLI* ndV I *l n 叵 T -1= ii - 11. j| Vpji.+ A 訶1 可s1 *為豐於崔州戶昱孚耳仝 1間兀數(shù)Jife-幷說明耳羽環(huán)意丈* *P 中S 件 33)01WE 1-CREATE TABLESPATIALTEST _自己名字縮寫(jnpKiur赫琦應(yīng)方幸申列魏據(jù)？5鈿曲IALTE釘,擊査韋衷塔胡，可臥石到LoEaTION 酌翅詈奚刮thCTY豈SrO.GECMETRlf,所口一 LOCmOA】；=眼在!&我 中塢可一*ffi芒記錄”語句，建立一個包含 MDSYS . SDO_GEOMETRY 屬性的IDNAMEVARCHAR2(10

13、0),ADDRESSVARCHAR2(200),TELE PH ONEVARCHAR2(50),LOCMDSYS . SDO_GEOMETRY);VARCHAR2(20) PRIMARY KEY ,在對應(yīng)方案中找到數(shù)據(jù)表 SPATIALTEST,雙擊查看表結(jié)構(gòu)，可以看到LOCATION 的數(shù)據(jù)類型是MDSYS . SDO_GEOMETRY，所以，LOCATION需要在元數(shù)據(jù)表 中填寫一條相關(guān)記錄。(5) 根據(jù)用戶表填寫空間元數(shù)據(jù)，并說明其實際意義。INSERT INTO USER_SDO_GEOM_METADATAVALUES(SPATIALTEST _自己名字縮寫LOC,MDSYS.SDO_

14、DIM_ARRAY(MDSYS.SDO_DIM_ELEMENTLongitude ，-180,180,10),MDSYS.SDO_DIM_ELEMENTLatitude -90,90,10),8307 );（ 7）查看對象類型 性代表的實際意義。(6) 利用 USER_SDO_GEOM_METADATA 視圖查看元數(shù)據(jù)表并記錄內(nèi)容： SELECT * FROM USER_SDO_GEOM_METADATAMDSYS.SDO_GEOMETRY 的結(jié)構(gòu)并記錄下來，說明每個屬MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY 的結(jié)構(gòu)并記錄下來。它（ 8）查看數(shù)組類型和 MDSYS.SDO_GEOME

15、TRY 對象類型有何關(guān)系？（9）查看數(shù)組類型 MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY 的結(jié)構(gòu)并記錄下來。它 和MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY數(shù)組類型有何關(guān)系？（10）【加分】查看數(shù)據(jù)庫實例Orel管理器中其他管理選項、數(shù)據(jù)庫對象（表的 建立）、程序包、用戶和權(quán)限等項目的學(xué)習(xí)心得：完成時間實驗過程、結(jié)果及分析得分教師簽名2080實驗空間查詢、 實驗?zāi)康?. 掌握空間數(shù)據(jù)表的建立的過程；2. 掌握空間數(shù)據(jù)的輸入方法；3. 掌握空間索引的建立方法；3.掌握 filter 和 related 兩個查詢過程。二、實驗環(huán)境 實驗中的 SQL 語句均在 SQL-PLUS 中執(zhí)行

16、。三、實驗步驟及內(nèi)容（ 2 課時）Step1. 創(chuàng)建一張表，其中shape 用來存放空間數(shù)據(jù)CREATE TABLE mylake ( feature_id NUMBER PRIMARY KEY , name VARCHAR2(32), shape MDSYS.SDO_GEOMETRY);Step2. 在 user_sdo_geom_metadata 表中插入新記錄，用于 描述空間字段INSERT INTO user_sdo_geom_metadata AVLUES (mylake,/-表名shape, /-字段名MDSYS.SDO_DIM_ARRAY(MDSYS.SDO_DIM_ELEMEN

17、T(X, 0, 100, 0.05), /-X 維最小，最大值 和容忍度。MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT(Y, 0, 100, 0.05) /-Y 維最小，最大值 和容忍度),NULL /- 坐標系，缺省為笛卡爾坐標系);Step3. 創(chuàng)建空間索引CREATE INDEX mylake_idx ON mylake(shape)INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX打開創(chuàng)建的空間索引mylake_idx，記錄索引的一般信息。Step4. 插入空間數(shù)據(jù)Oracle Spatial 用 MDSYS.SDO_GEOME來存儲空間數(shù)據(jù), / 插入包含一個島嶼的湖泊I

18、NSERT 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(01,00,0, 10,10, 0,10, 0,0,4,4, 6,4, 6,6, 4,6, 4,4);/ 插入兩艘小船INSERT INTO mylake VALUES(11,The Windswept,MDSYS.SDO_GEOMETRY(2003,NULL,NULL,MDSYS.SDO_ELEM_IN

19、FO_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);運行SELECT * FROM MYLA,并記錄運行結(jié)果，并說明每條記錄代表什么。Step5. 查詢Oracle Spatial 查詢數(shù)據(jù)包括

20、二個處理過程：只通過索引查詢候選項。通過函數(shù) SDO_FILTE實現(xiàn)：SDO_FILTER(geometry1MDSYS.SDO_GEOMETRgYe,ometry2MDSYS.SDO_GEOMETRY, params VARCHAR2)geometry1 ： 必須是被索引的幾何數(shù)據(jù)geometry2 ：不一定是表中的空間字段，也不要求被索引 params： Filter 類型querytype=WINDOW geometry2 不要求來自表 querytype=JOIN : geometry2 必須來自表運行下列SQL語句，并記錄結(jié)果，并說明這個結(jié)果這代表什么意義?SELECT n ame

21、boat_ nameFROM mylake tWHERE feature_id = 11AND SDO_FILTER(t.sha pe, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL, mdsys.sdo_elem _in fo_array(1,1003,1),mdsys.sdo_ordi nate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2),queryty perWINDOW) = TRUE;SDO_RELAT實現(xiàn):再檢查每個候選項是否和條件精確匹配。通過函數(shù)geometry2do notSDO_RELATE(geometry1MDSYS.SDO_GE

22、OMETRY,MDSYS.SDO_GEOMETRY, p arams VARCHAR2)params： masktype 類型DISJOINT the boun daries and in teriors do not in tersectTOUCH the boun daries in tersect but the in teriorsin tersectOVERLA PBDYDISJOIN the in teriorof one object in tersectstheboundary and interior of the other object, but the two boun

23、dariesdo notin tersect.This relati on shi poccurs, for exa mple, whe n a line orig in atesoutside a po lyg on and ends in side that po lyg on.OVERLA PBDYINTERSECT the boun daries and in teriors of the twoobjects in tersectEQUAL the two objects have the same boun dary and in teriorCONTAINS the interi

24、orand boundary of one object is completelycontained in the in terior of the other objectCOVERS the in terior of one object is comp letely contained inthe in terior of the other object and their boun daries in tersectINSIDE the opposite of CONTAINSA INSIDE B implies B CONTAINSA.COVEREDBY the opp osit

25、e of COVERS. A COVEREDBY B imp lies BCOVERS A.ON the interiorand boundary of one object is on the boundaryof the other object (and the second object covers the first object). This relati onship occurs, for exa mp le, whe n a line is on the boun dary of a po lyg on.ANYINTERACT the objects are non-dis

26、joi nt.運行下列SQL語句，并記錄結(jié)果，并說明這個結(jié)果這代表什么意義？/選擇在定義矩形內(nèi)的所有小船SELECT n ame boat_ nameFROM mylake tWHERE feature id = 12AND SDO_FILTER(t.sha pe, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL, mdsys.sdo_elem _in fo_array(1,1003,1),mdsys.sdo_ordi nate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2),queryty perWINDOW) = TRUEAND SDO_RELATE(t.

27、sha pe, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL,mdsys.sdo_elem _in fo_array(1,1003,1),mdsys.sdo_ordi nate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2), mask=INSIDE queryt yp e=WINDOW) = TRUE運行結(jié)果和分析：/ masktype可聯(lián)合使用 SELECT n ame boat_ nameFROM mylake tWHERE feature id = 11AND SDO_FILTER(t.sha pe, mdsys.sdo_geometry(2003,

28、NULL,NULL, mdsys.sdo_elem _in fo_array(1,1003,1),mdsys.sdo_ordi nate_array(2,2, 5,2, 5,5, 2,5, 2,2),queryty perWINDOW) = TRUEAND SDO_RELATE(t.sha pe, mdsys.sdo_geometry(2003,NULL,NULL,mdsys.sdo_elem _in fo_array(1,1003,1),mdsys.sdo_ordi nate_array(1,1,5,1,5,5, 1,5, 1,1), mask=INSIDE+TOUCH queryt yp

29、e=WINDOW) = TRUE運行結(jié)果和分析:完成時間實驗過程、結(jié)果及分析得分教師簽名2080實驗三 簡單的空間數(shù)據(jù)庫示例、實驗?zāi)康耐ㄟ^一個簡單的空間集合的示例，運用前面實驗所學(xué)的方法，建立空間數(shù)據(jù) 表、元數(shù)據(jù)表、建立空間索引、輸入空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)一些簡單的空間查詢和分析。、實驗環(huán)境實驗中的SQL語句均在SQL-PLUS執(zhí)行。三、實驗內(nèi)容和要求（3課時）一個商場有4個區(qū)域cola_a,cola_b,cola_c,cola_d,可以在一個20X20的直角坐標中表示為不同的多邊形，如下圖：1fi5cola, b01 S 3 4 0 e 7 6 9 10 11 12 13 14針對上圖，自行設(shè)計并完成以下實驗內(nèi)容：1.創(chuàng)建一個表（COLA_MARKET自己名字的縮寫）來保存空間數(shù)據(jù);BTdTX-USTTm1皿.細4電罷ft臨*泗.匕汕心！=5FLjTC3i_Il冠h皿fe. iailRx R亦-二丄JI冋皚 IE . iSiK*I：V? Iw*m?FWilffTTViz - rr-i“L 亠 ft * OTP 1rwiflSRC*tfufl5i*#nitr *回門盧彳陽FL 警豪直 陰d応砥:甩宅1誘ft荻 iriL.H/1I,H 3 口引r； FJ麗門f3 O?片出ft牛吊齡WHr 二Lb；以粘JEFVCbM. 2衛(wèi)!碎0.3atFrr S