基于MapX &oracle9i空間分析的研究

摘 要：文章探討Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中對空間數(shù)據(jù)存儲的解決方案，并介紹針對對象-關(guān)系模型下空間數(shù)據(jù)的存儲和管理，著重討論基于Oracle9i的GIS 空間分析和基于MapX的GIS 空間分析，并就這兩種方式的空間分析的性能進(jìn)行比較。

關(guān)鍵詞： MapX；空間索引；對象-關(guān)系模型；空間分析

1 MapX與 Oracle9i 簡介

MapX是MapInfo公司向用戶提供的具有強(qiáng)大地圖分析功能的ActiveX控件產(chǎn)品。由于它是一種基于Windows操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控件，因而能支持絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可視化開發(fā)環(huán)境如Visual C++、Visual Basic、Delphi、PowerBuilder等。編程人員在開發(fā)過程中可以選用自己最熟悉的開發(fā)語言，輕松地將地圖功能嵌入到應(yīng)用中，并且可以脫離MapInfo的軟件平臺運(yùn)行。 [1] [5]

Oracle Spatial 是部署企業(yè)范圍的空間信息系統(tǒng)和基于 web 以及基于位置的無線應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。它為位置信息提供數(shù)據(jù)管理，這些信息包括道路網(wǎng)絡(luò)、無線服務(wù)邊界以及地理編碼的客戶地址，它們正在推動著新興的在線、移動以及車載遠(yuǎn)程信息處理市場領(lǐng)域創(chuàng)新性的產(chǎn)品開發(fā)。[2]

2 Oracle Spatial的對象-關(guān)系模型

Oracle Spatial是針對存儲在oracle8i或Oracle9i中的空間元素集合提供的一種SQL的模式來完成存儲、輸出，修改和查詢的功能。

Oracle支持兩種表現(xiàn)空間元素的機(jī)制和模型：

（1）關(guān)系式模型。用多行記錄和字段類型為Number的一張表來表示一個空間實體。

（2）對象-關(guān)系模型（Object-Relational Model）。這種模型使用數(shù)據(jù)庫表，表中有一個為MDSYS_GEOMETRYD的字段，用一行記錄來存儲一個空間實體。

Oracle Spatial的對象-關(guān)系模型實現(xiàn)方法由一組對象數(shù)據(jù)類型，一種類型的索引方法以及在這些類型上的操作符組成。

一個空間實體用一行具有SDO_GEOMETRY字段的記錄來存儲，具體存儲為對象類型?？臻g索引的創(chuàng)建和維護(hù)由基本的SQL語句完成。這樣一來，原來需用多行，多列存儲的空間實體，使用Oracle Spatial的對象-關(guān)系模型，只需要一行記錄就可以完成存儲。大大方便了應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，維護(hù)等操作。

3 三、MapX與Oracle空間分析函數(shù)的比較

Oracle公司向Mapinfo公司提供了一種比ODBC更底層的數(shù)據(jù)接口OCI，通過此接口可以直接向Oracle數(shù)據(jù)庫存取Mapinfo空間地圖。MapX通過OCI和Oracle9i建立同步連接，而通過ODBC和其他數(shù)據(jù)庫建立連接。

3.1 緩沖區(qū)生成的比較

在MapX中，緩沖區(qū)的生成有兩種方法：FeatureFactory.BufferFeatures方法和Buffer函數(shù)。

在Oracle中，生成緩沖區(qū)的函數(shù)為SDO_BUFFER。

下面是分別以哈爾濱市區(qū)，賓縣，和尚志為圖元，做緩沖試驗，distance值分別為5 km，10 km，15 km，25 km，35 km，45 km時，MapX和Oracle所用時間（單位：秒）如下：

哈爾濱市區(qū)：MapX所用時間：0.4687，0.5625，0.6406，0.7500，0.8

125，0.9218

Oracle所用時間：4.9531，2.3437，1.8437，1.2656，0.9687，0.8125

賓縣：MapX所用時間：1.5313，2.5000，3.0468，4.0468，4.6250，

5.1250

Oracle所用時間：11.7031，6.6875，4.6718，2.8125，2.5781，2.3125

尚志：MapX所用時間：7.2656，7.9687，8.5781，12.2812，12.5312，

14.5468

Oracle所用時間：50.1562，21.9062，17.8906，8.1875，8.2968，7.07

81

3.2 拓?fù)洳樵兊谋容^

MapX中的拓?fù)洳樵兾覀円訪ayer.Serachwithdistance為例，在Oracle中的拓?fù)洳樵兾覀円院瘮?shù)：SDO_WITHIN_DISTANCE為例。

下面是以黑龍江全省水系分布圖為底圖做實驗，以松花江一段為指定空間對象，分別查詢其周圍20km，30km，50km，100km，300km，500km，600km范圍內(nèi)的所有水系時，分別基于MapX 和Oracle查詢所用的時間（單位：秒）如下：

MapX所用時間：0.0468，0.1406，0.2812，0.6562，3.4687，3.7968，

3.9687

Oracle所用時間：0.0468，0.3437，0.5937，1.2031，8.6875，13.328

1，12.7656

4 結(jié)束語

Oracle spatial以O(shè)racle9i獨(dú)特的對象關(guān)系-模型作為存儲、管理空間地物的基礎(chǔ)，使用面向?qū)ο蟛僮鞯脑戆汛鎯υ贠racle Spatial中的多種元素信息相關(guān)聯(lián)，以進(jìn)行拓?fù)浞治雠c其它操作。利用Oracle Spatial可以在單個數(shù)據(jù)庫實例中，實現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化、有嵌套關(guān)系的空間、屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和管理。

在基于Oracle9i的GIS 空間分析和基于MapX的GIS 空間分析的比較中，在以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫作為MapX底層數(shù)據(jù)庫，以大地坐標(biāo)系為坐標(biāo)系統(tǒng)，空間索引為R-tree時，在生成緩沖區(qū)的實驗中，MapX生成緩沖區(qū)所用時間隨著distance值的增大而增大，而Oracle中函數(shù)SDO_GEOM.SDO_BUFFER生成緩沖區(qū)所用時間隨著distance 值的增大而減小。對同一圖元做緩沖區(qū)實驗時，在distance 值較小的情況下， MapX生成緩沖區(qū)的速度比Oracle中函數(shù)SDO_GEOM.SDO_BUFFER生成緩沖區(qū)的速度快，而當(dāng)distance 值較大時，情況正好相反。在拓?fù)洳樵儗嶒炛?，由實驗?shù)據(jù)可以看出在distance 值比較小的情況下（即數(shù)據(jù)量比較小）的情況下，二者的查詢速度基本想同，但隨著distance 值的增大（數(shù)據(jù)量也隨之增大），Oracle拓?fù)洳樵兊乃俣染筒患癕apX拓?fù)洳樵兊乃俣取？梢钥闯?，兩者之間有利有弊。

用Oracle Spatial單獨(dú)進(jìn)行空間、屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、管理工作，把數(shù)據(jù)與GIS操作平臺和開發(fā)程序分離開來，增加了數(shù)據(jù)管理的靈活性和簡易性，減少了冗余數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的使用效益，有利于建立數(shù)據(jù)間的聯(lián)系并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。

參考文獻(xiàn)

[1]http：//mapinfo.com.

[2]Oracle技術(shù)網(wǎng)站[EB/OL]http：//otn oracle .com.

[3]Oracle技術(shù)資料（Oracle 817 Spatial guide）[z].

[4]陸曉春，于禹生，楊哲宇.在oracle中實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的對象化和拓?fù)浠尜A[J].測繪學(xué)院學(xué)報，2001，（4）.

[5]齊銳.屈昭琳.用MapX開發(fā)地理信息系統(tǒng)[J].北京：清華大學(xué)出版社2003.

[6]林天峰.Oracle程序設(shè)計：科學(xué)出版社，2003.

作者簡介：楊福濤 （1980.4-），男，黑龍江省齊齊哈爾市（籍貫），現(xiàn)職稱：測繪工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：測繪工程。endprint