SDO GEOMETRY

SDO_Geometry

Databázový server Oracle je rozšířen o objektový prostorový datový typ s názvem SDO_GEOMETRY. Prefix SDO pochází z doby, kdy Oracle spolupracoval s Canadian Hydrographic Service a tehdejší změny v jádru Oracle vedly k označení "Spatial Data Option" (SDO). Jedním z atributů tohoto objektu je geometrie prostorového prvku, která může být tvořena základním geometrickým elementem - bodem, úsečkou, křivkou, kruhem nebo polygonem, případně jejich kombinacemi. V dané tabulce je možné mít neomezený počet sloupců s prostorovými daty.

Oracle Spatial definuje objektový typ SDO_GEOMETRY s následujícími atributy:

CREATE TYPE sdo_geometry AS OBJECT (
 SDO_GTYPE NUMBER, 
 SDO_SRID NUMBER,
 SDO_POINT SDO_POINT_TYPE,
 SDO_ELEM_INFO SDO_ELEM_INFO_ARRAY,
 SDO_ORDINATES SDO_ORDINATE_ARRAY);

Struktura a základní metody u objektu SDO_Geometry je vidět na třídním diagramu .

Je nutné vnímat "skladbu" tohoto objektu. Při zadávání dat potřebujeme znát význam atributů, které určují geometrii či koordinační (souřadnicový) systém. Dále jsou definovány datové typy SDO_POINT_TYPE, SDO_ELEM_INFO_ARRAY, SDO_ORDINATE_ARRAY použité v definici SDO_GEOMETRY:

CREATE TYPE sdo_point_type AS OBJECT (
  X NUMBER,
  Y NUMBER,
  Z NUMBER);

CREATE TYPE sdo_elem_info_array AS VARRAY (1048576) of NUMBER;

CREATE TYPE sdo_ordinate_array AS VARRAY (1048576) of NUMBER;

Sloupec, který je definován pomocí datového typu SDO_GEOMETRY lze vnímat jako vrstvu, v níž jsou obsaženy prostorové prvky nesoucí informace o své geometrii, mohou být vztažené k určitému souřadnicovému systému a jsou určeny souřadnicemi, kterými je prvek lokalizován.

Význam a možnosti použití jednotlivých atributů objektového typu SDO_GEOMETRY objasní jejich popis.

Atribut SDO_GTYPE

SDO_GTYPE je datového typu NUMBER. Atribut je tvořen 4 číselným kódem, kterým je určen geometrický typ prostorového prvku. Typ geometrie koresponduje se specifikací modelu "Geometry Object Model" definovanou organizací OGC jako OGIS - Simple Features for SQL specification, blíže [1]. Kód je označován jako dltt, kde

d – určuje počet dimenzí (2, 3 nebo 4),
l – vykazuje spojení na LRS (lineární referenční systém), pro 3 nebo 4 dimenzionální hodnoty. 
V případě geometrie bez LRS nebo při akceptaci nastavení Spatial je ponechána hodnota 0,
tt – lze chápat jako číselník geometrií Oracle, kde jsou definovány hodnoty 00 – 09, 10 a jsou rezervovány pro další rozšíření.

Seznam útvarů je vypsán v tabulce Geometrické typy. Podrobně viz [2].

Například, pokud budeme zadávat pomocí INSERT data, pak označení různých geometrií bude vypadat takto:

2001 dvoudimenzionální bod
3001 třídimenzionální bod
2002 dvoudimenzionální linie nebo křivka
2003 dvoudimenzionální polygon nebo povrch
2004 kolekce (Geometry is a heterogeneous collection of elements. COLLECTION is a superset that includes all other types.)
2005 multipoint (Geometry has one or more points. (MULTIPOINT is a superset of POINT.)) 

V jednom sloupci dat s typem SDO_GEOMETRY je nutno dodržet prvky se stejnou dimenzí, není tedy možné míchat dvou a třídimenzionální geometrie. Pro zjištění obsažených informací je možné použít metody pro navrácení hodnot jednotlivých částí datového typu SDO_GTYPE: GET_DIMS, GET_LRS_DIM, a GET_GTYPE.

Atribut SDO_SRID

SDO_SRID je typu NUMBER a jeho číselná hodnota (kód SRID) slouží jako identifikátor prostorového referenčního systému, se kterým je asociována geometrie. Je-li hodnota atributu SDO_SRID NULL, pak geometrie prvku není asociována k žádnému souřadnicovému systému. Má-li atribut SDO_SRID jinou hodnotu než null, pak kód SRID musí být uveden mezi hodnotami systémové tabulky (číselníku) MDSYS.CS_SRS. Stejná hodnota SRID se pak uvádí do patřičného sloupce při vkládaní informací do tabulky s metadaty USER_SDO_GEOM_METADATA.

Například:

SDO_SRID(WGS 84) = 8307

Pokud budeme chtít vytvořit prostorový index, všechny prvky geometrií musí stejný SDO_SRID. Všechny geometrie daného sloupce musí mít stejnou hodnotu SDO_SRID.

Atribut SDO_POINT

Definuje (geo)objekt typu bod pomocí objektového typu SDO_POINT_TYPE (dle dříve uvedených dimenzí). Dle dimenze je pak uveden počet souřadnic. Každá koordináta je zadána datovým typem NUMBER.

CREATE TYPE sdo_point_type AS OBJECT (
  X NUMBER,
  Y NUMBER,
  Z NUMBER);

Platí pravidlo – body se ukládají uvedením souřadnic v atributu SDO_POINT, zatímco atributy SDO_ELEM_INFO a SDO_ORDINATES mají uvedenu hodnotu NULL, jinak Spatial funkce nefungují správně. Jedná se tedy o navzájem disjunktní množiny hodnot - buď jsou uvedeny hodnoty u atributu SDO_POINT nebo jsou vyplněny hodnoty u atributů SDO_ELEM_INFO a SDO_ORDINATES.

Hodnoty atributů při zadání bodu

SDO_GEOMETRY(
     2001,
     NULL,
     SDO_POINT_TYPE(10, 20, NULL),
     NULL,
     NULL);

Atribut SDO_ELEM_INFO

Definuje hodnoty pomocí datového typu SDO_ELEM_INFO_ARRAY, tj. v poli čísel se objevují hodnoty v případě geoobjektu jiného typu než je bod. Ukazuje, jak interpretovat souřadnice z atributu SDO_ORDINATES. Je sestaven trojicí (SDO_STARTING_OFFSET, SDO_ETYPE, SDO_INTERPRETATION). kde význam jednotlivých hodnot vede k přesnému popisu geometrie geobjektu.

Hodnota uvedena na pozici SDO_STARTING_OFFSET indikuje počáteční pozici v poli SDO_ORDINATES, která má uloženy hodnoty koordinát daného elementu. První element má vždy hodnotu 1 (nikdy 0).

Například je-li pole koordinát

SDO_ORDINATES = (2,4, 4,3, 10,3, 13,5, 13,9, 11,13, 5,13, 2,11, 2,4, 7,5, 7,10, 10,10, 10,5, 7,5).
Element, který by byl sestaven ze dvou částí, bude mít začátek pole koordinát na pozici 1 a druhá část složeného prvku může mít definovánu hodnotu jako 19. Hodnota první souřadnice tohoto elementu má pak první souřadnici 7.

SDO_ETYPE - indikuje typ elementu, viz [3].

SDO_ETYPE indikuje dvě základní skupiny prvků - jednoduché a složené. U hodnot 1, 2, 1003, a 2003 jsou předpokládány jednoduché elementy, Jsou definovány pomocí jedné trojice hodnot, uvedené v SDO_ELEM_INFO array.

Jednoduché elementy: Pro SDO_ETYPE hodnoty 1003 a 2003, první číslice indikuje exterior (1) nebo interior (2) - viz příklad:

1003: exterior polygon ring (must be specified in counterclockwise order)

2003: interior polygon ring (must be specified in clockwise order)

Složené elementy: SDO_ETYPE s hodnotami 4, 1005, 2005, 1006, a 2006 představují složené elementy. Jsou obsaženy v alespoň jednom záhlaví trojice, s řadou trojic, které patří k složenému prvku. Pro 4-místný typ SDO_ETYPE hodnotu, první číslice označuje exterrior (1) nebo interior (2):

1005: polygon vymezující "vnějšek" (hodnoty jeho koordinát musí být uvedeny v pořadí proti směru hodinových ručiček

2005: polygon s vnitřním obsahem (specifikace hodnot jde po směru hodin)

1006: vnějsí povrch, který se skládá z jednoho nebo více polygonálních "kruhů"

2006: vnitřní jednolitý povrch

1007: jednolitý element

Prvky složeného prvku jsou souvislé. Poslední bod jedné části složeného prvku je prvním bod další části. Bod se neopakuje.

SDO_INTERPRETATION - význam je závislý na tom, zda je v SDO_ETYPE zadán jednoduchý nebo složený element.

Například:

Máme SDO_ETYPE jako složený element (4, 1005, or 2005), pak SDO_INTERPRETATION specifikuje z kolika trojic hodnot jsou složeny jednotlivé elementy.

SDO_ORDINATES

definuje použití pole proměnlivé délky (až 1048576) typu NUMBER, kde jsou uloženy souřadnice, tvořící hranice prostorového objektu. Použití je spojeno s SDO_ELEM_INFO. Hodnoty v poli jsou uspořádány dle dimenze.

Například:

Polygon, jehož hranice je tvořena čtyřmi dvoudimensionálními body je uložen takto: 
{X1, Y1, X2, Y2, X3, Y3, X4, Y4, X1, Y1}. 
Polygon, jehož hranice je tvořena čtyřmi třídimensionálními body je uložen takto: 
{X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2, X3, Y3, Z3, X4, Y4, Z4, X1, Y1, Z1}.

xxxxxxxxxxxxxxxxx

Příklad vytvoření tabulky s prostorovými daty, včetně tvorby prostorového indexu: příklad Parcely