Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из географической базы данных )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пространственная база данных является базой данных , которая оптимизирована для хранения и извлечения данных , которые представляют объекты , определенные в геометрическом пространстве. Большинство пространственных баз данных позволяют представлять простые геометрические объекты, такие как точки, линии и многоугольники. Некоторые пространственные базы данных обрабатывают более сложные структуры, такие как трехмерные объекты, топологические покрытия, линейные сети и TIN . В то время как типичные базы данных были разработаны для управления различными числовых и символьных типов данных , такие базы данных требуют дополнительных функциональных возможностей для эффективной обработки пространственных типов данных, и разработчики часто добавляют геометрические или художественные тип данных. Открытый Геопространственная Консорциум (ОКГ)разработала спецификацию Simple Features (впервые выпущена в 1997 г.) [1] и устанавливает стандарты для добавления пространственных функций в системы баз данных. [2] Стандарт SQL / MM Spatial ISO / IEC является частью стандарта мультимедиа SQL / MM и расширяет стандарт Simple Features с помощью типов данных, поддерживающих круговую интерполяцию. [3]

База геоданных [ править ]

Основная категория: Географические базы данных
Дополнительная информация: Управление базой данных карт

Базы геоданных (также географическая база данных и геопространственной базы данных ) представляет собой базу данных о географических данных , таких как страны , административных подразделений , городов , а также связанной с ними информации. Такие базы данных могут быть полезны для веб-сайтов, которые хотят идентифицировать местоположение своих посетителей для целей настройки.

Характеристики [ править ]

Системы баз данных используют индексы для быстрого поиска значений; однако этот способ индексации данных не оптимален для пространственных запросов . Вместо этого пространственные базы данных используют пространственный индекс для ускорения операций с базой данных.

В дополнение к типичным SQL-запросам, таким как операторы SELECT, пространственные базы данных могут выполнять широкий спектр пространственных операций. Следующие и многие другие операции определены стандартом Open Geospatial Consortium :

  • Пространственные измерения: вычисляет длину линии, площадь многоугольника, расстояние между геометрическими фигурами и т. Д.
  • Пространственные функции: изменяйте существующие объекты для создания новых, например, создавая вокруг них буфер, пересекающиеся объекты и т. Д.
  • Пространственные предикаты: разрешает истинные / ложные запросы о пространственных отношениях между геометриями. Примеры включают «перекрываются ли два полигона» или «есть ли жилой дом в пределах мили от района, где мы планируем построить свалку?» (см. ДЭ-9ИМ )
  • Конструкторы геометрии: Создает новую геометрию, обычно путем указания вершин (точек или узлов), которые определяют форму.
  • Функции наблюдателя: запросы, возвращающие конкретную информацию об объекте, например о местоположении центра круга.

Некоторые базы данных поддерживают только упрощенные или модифицированные наборы этих операций, особенно в случае систем NoSQL , таких как MongoDB и CouchDB .

Пространственный индекс [ править ]

Пространственные индексы используются пространственными базами данных (базами данных, в которых хранится информация, относящаяся к объектам в космосе) для оптимизации пространственных запросов . Обычные типы индексов неэффективно обрабатывают пространственные запросы, например, насколько сильно различаются две точки или попадают ли точки в интересующую пространственную область. Общие методы пространственного индекса включают:

Пространственный запрос[ редактировать ]

Пространственный запрос представляет собой особый тип запроса к базе данных поддерживаются пространственными базами данных, в том числе геоданных. Запросы отличаются от непространственных SQL- запросов несколькими важными способами. Двумя наиболее важными из них являются то, что они позволяют использовать типы данных геометрии, такие как точки, линии и многоугольники, и что эти запросы учитывают пространственные отношения между этими геометриями.

Имена функций для запросов в разных базах геоданных различаются. Следующий список содержит часто используемые функции, встроенные в PostGIS , бесплатную базу геоданных, которая является расширением PostgreSQL (термин «геометрия» относится к точке, линии, прямоугольнику или другой двух- или трехмерной форме):

Прототип функции : functionName (параметр (ы)): тип возвращаемого значения

  • Расстояние (геометрия, геометрия): число
  • Равно (геометрия, геометрия): логическое
  • Непересекающийся (геометрия, геометрия): логический
  • Пересечения (геометрия, геометрия): логическое
  • Прикосновения (геометрия, геометрия): логический
  • Крестики (геометрия, геометрия): логические
  • Перекрытия (геометрия, геометрия): логическое
  • Содержит (геометрия, геометрия): логическое
  • Длина (геометрия): число
  • Площадь (геометрия): число
  • Центроид (геометрия): геометрия

Системы управления пространственными базами данных [ править ]

Основная категория: Системы управления пространственными базами данных

Список [ править ]

  • AllegroGraph - база данных графов, которая обеспечивает механизм для эффективного хранения и извлечения двумерных геопространственных координат для данных Resource Description Framework . [ необходима цитата ] Он включает синтаксис расширения для запросов SPARQL .
  • ArangoDB - многомодельная база данных, обеспечивающая возможность геоиндексирования.
  • Суппорт расширяет Raima данных диспетчера пространственных типов данных, функций и утилит.
  • CouchDB - система баз данных на основе документов, которая может быть пространственно активирована с помощью плагина под названием Geocouch.
  • Elasticsearch представляет собой документ на основе системы база данных , которая поддерживает два типа данных: гео geo_point поле , которые поддерживают латы / пар и долготы, geo_shape поле, которые поддерживают точки, линия, круги, многоугольники, мульти-многоугольники и т.д. [4]
  • GeoMesa - это облачная пространственно-временная база данных, построенная на основе Apache Accumulo и Apache Hadoop (также поддерживает Apache HBase , Google Bigtable , Apache Cassandra и Apache Kafka ). GeoMesa полностью поддерживает простые функции OGC и подключаемый модуль GeoServer.
  • H2 поддерживает типы геометрии [5] и пространственные индексы [6], начиная с версии 1.3.173 (2013-07-28). Расширение под названием H2GIS, доступное на Maven Central, обеспечивает полную поддержку простых функций OGC .
  • Любая редакция IBM DB2 может иметь пространственную поддержку для реализации пространственной функциональности OpenGIS с пространственными типами и функциями SQL.
  • Расширения IBM Informix Geodetic и Spatial datablade автоматически устанавливаются при использовании и расширяют типы данных Informix для включения нескольких стандартных систем координат и поддержки индексов RTree. Геодезические и пространственные данные также могут быть включены с поддержкой данных Informix Timeseries для отслеживания движущихся объектов во времени.
  • ЛИНТЕР SQL Server поддерживает пространственные типы и пространственные функции в соответствии со спецификациями OpenGIS.
  • Microsoft SQL Server поддерживает пространственные типы с версии 2008
  • Расширение MonetDB / GIS для MonetDB добавляет простые функции OGS в базу данных реляционного хранилища столбцов . [7]
  • СУБД MySQL реализует геометрию типа данных , а также некоторые пространственные функции, реализованные в соответствии со спецификациями OpenGIS. [8] Однако в MySQL версии 5.5 и ранее функции, которые проверяют пространственные отношения, ограничиваются работой с минимальными ограничивающими прямоугольниками, а не с фактической геометрией. Версии MySQL до 5.0.16 поддерживали только пространственные данные в таблицах MyISAM. Начиная с MySQL 5.0.16, InnoDB, NDB, BDB и ARCHIVE также поддерживают пространственные функции.
  • Neo4j - графическая база данных, которая может строить одномерные и двухмерные индексы в виде B-дерева , квадродерева и кривой Гильберта непосредственно на графике
  • OpenLink Virtuoso поддерживает SQL / MM с версии 6.01.3126, [9] со значительными улучшениями, включая GeoSPARQL в Open Source Edition 7.2.6 и Enterprise Edition 8.2.0 [10]
  • Oracle Spatial
  • СУБД PostgreSQL (система управления базами данных) использует пространственное расширение PostGIS для реализации стандартизированной геометрии типов данных и соответствующих функций.
  • Redis с Geo API. [11]
  • RethinkDB поддерживает геопространственные индексы в 2D.
  • SAP HANA поддерживает геопространственные данные с помощью SPS08. [12]
  • Smallworld VMDS , собственная база данных ГИС GE Smallworld
  • Сервер пространственных запросов от Boeing пространственно включает Sybase ASE.
  • SpatiaLite расширяет Sqlite за счет пространственных типов данных, функций и утилит.
  • Tarantool поддерживает геопространственные запросы с индексом RTREE. [13]
  • Teradata Geospatial включает двухмерные пространственные функции (совместимые с OGC) в свою систему хранилища данных.
  • Vertica Place , геопространственное расширение для HP Vertica , добавляет совместимые с OGC пространственные функции в реляционную базу данных хранилища столбцов . [14]

Таблица бесплатных систем специально для обработки пространственных данных [ править ]

DBSЛицензияРаспространеноПространственные объектыПространственные функцииPostgreSQL интерфейсИнтерфейс UMN MapServerДокументацияИзменяемыйHDFS
ArangoDBЛицензия Apache 2.0дадада - [ обзор возможностей ] [ функции языка запросов ]нетнетофициальная документацияAQLнет
GeoMesaЛицензия Apache 2.0дада ( простые функции )да ( СТС )нет (возможно изготовление с помощью GeoTools )нетчасти функций, несколько примеровс помощью простого доступа к функциям в виртуальной машине Java и Apache Spark решаются все виды задачда
Н2 (Н2ГИС)LGPL 3 (начиная с версии 1.3), GPL 3 ранеенетда (по индивидуальному заказу, без растра)Простой доступ к функциям и пользовательские функции для H2Networkданетда (домашняя страница)SQLнет
IngresGPL или проприетарныйда (если установлено расширение)да (по индивидуальному заказу, без растра)Geometry Engine, открытый исходный код [15]нетс MapScriptпросто вкратцес C и OMEнет
Neo4J -пространственный [16]Стандартная общественная лицензия GNU afferoнетда ( простые функции )да (содержать, покрывать, покрывать, пересекать, не пересекать, пересекать, пересекать окно, перекрывать, касаться, внутри и в пределах расстояния)нетнетпросто вкратцевилка JTSнет
PostgreSQL с PostGISСтандартная общественная лицензия GNUнетда ( простые функции и растр)да ( простой доступ к функциям и растровые функции)дадаподробныйSQL в связи с Rнет
Postgres-XL с PostGISОбщественная лицензия Mozilla и общая общественная лицензия GNUдада ( простые функции и растр)да ( простой доступ к функциям и растровые функции)дадаPostGIS: да, Postgres-XL: краткоSQL, в связи с R или Tcl или Pythonнет
Расдамансерверная GPL , клиентская LGPL , корпоративная собственностьдапросто растробработка растров с помощью rasqlдас помощью службы веб-покрытия или службы веб-обработкиподробная викисобственная определенная функция в корпоративной версиинет
RethinkDBAGPLдада
  • расстояние
  • getIntersecting
  • getNearest
  • включает
  • пересекает
нетнетофициальная документация [17]разветвлениенет

См. Также [ править ]

  • Географическая информационная система (ГИС)
  • GeoSPARQL
  • Гляцио-геологические базы данных
  • Разведка местоположения
  • Мультимедийная база данных
  • Поиск ближайшего соседа
  • Объектно-ориентированная пространственная база данных
  • Простые функции
  • Пространственный анализ
  • Пространственный ETL
  • Пространственно-временная база данных

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ McKee, Lance (2016). «История OGC (подробно)» . OGC . Проверено 12 июля 2016 . [...] 1997 [...] OGC выпустила спецификацию OpenGIS Simple Features Specification, которая определяет интерфейс, который позволяет различным системам взаимодействовать в терминах «простых функций», основанных на 2D-геометрии. Поддерживаемые типы геометрии включают точки, линии, линии, кривые и многоугольники. Каждый геометрический объект связан с системой пространственной привязки, которая описывает координатное пространство, в котором определяется геометрический объект.
  2. ^ Домашняя страница OGC
  3. ^ Кресс, Вольфганг; Данко, Дэвид М., ред. (2010). Справочник Springer по географической информации (1-е изд.). Берлин: Springer. стр.  82 -83. ISBN 9783540726807.
  4. ^ https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/geo-queries.html
  5. ^ Документация по типу геометрии H2
  6. ^ H2 создать документацию по пространственному индексу
  7. ^ "GeoSpatial - MonetDB" . 4 марта 2014 г.
  8. ^ "Справочное руководство MySQL 5.5 - 12.17.1. Введение в пространственную поддержку MySQL" . Архивировано из оригинала на 2013-04-30 . Проверено 1 мая 2013 .
  9. ^ Программное обеспечение OpenLink. «9.34. Типы данных геометрии и поддержка пространственного индекса» . Проверено 24 октября 2018 года .
  10. ^ Программное обеспечение OpenLink (23.10.2018). «Новые выпуски Virtuoso Enterprise и Open Source Edition» . Проверено 24 октября 2018 года .
  11. ^ «Справочник команд - Redis» .
  12. ^ «Справочный портал SAP» (PDF) .
  13. ^ http://tarantool.org/doc/user_guide/RTREE.html#in-memory
  14. ^ "HP Vertica Place" . 2 декабря 2015.
  15. ^ "GEOS" .
  16. ^ «Neo4j Spatial - это библиотека утилит для Neo4j, которая облегчает включение пространственных операций с данными. В частности, вы можете добавлять пространственные индексы к уже расположенным данным и выполнять пространственные» . 2019-02-18.
  17. ^ "Справочник по командам ReQL - RethinkDB" .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Пространственные базы данных: тур , Шаши Шекхар и Санджай Чавла, Prentice Hall, 2003 ( ISBN 0-13-017480-7 ) 
  • Пространственные базы данных - с приложением к ГИС Филипп Риго, Мишель Шолль и Агнес Вуазар. Издательство Морган Кауфманн . 2002 ( ISBN 1-55860-588-6 ) 
  • Оценка систем управления данными для больших геопространственных данных Пурия Амириан, Анаид Басири и Адам Винстенли. Springer. 2014 г. ( ISBN 9783319091563 ) 

Внешние ссылки [ править ]

  • Введение в PostgreSQL PostGIS
  • PostgreSQL PostGIS как компоненты в сервис-ориентированной архитектуре SOA
  • Схема тревожной сигнализации безопасности на основе триггера для движущихся объектов в дорожных сетях Саджимон Абрахам, П. Соджан Лал, Опубликовано Springer Berlin / Heidelberg-2008.
  • база геоданных ArcGIS Resource Center описание базы геоданных