Térbeli adattípusok
Minden adatbázisok, mind speciális és többségi közvetlenül képviseli csak bizonyos típusú információkat. Bármely adatbázisok értékű adatok modell: pontos leírását a típusú információt és az információ hogyan kell logikus elrendezésű. Ebből az következik, hogy egy jól megtervezett adatbázis, amelyik logikailag terjeszteni készítmény megfelelő adatmodell meg kell előznie a tényleges fejlődés az adatbázis. Így adatmodellezés fontos szerepet játszik a fejlődés az adatbázis. Ez a cikk bemutatja a fogalom térbeli adatok típusát a szempontból az elmélet adattípusok, adatmodellek és adatbázisok. Térbeli adatok lehetnek a különféle és a cél, mint például a digitális domborzati modell (skalár vagy vektor mezők), a geometriai alakzatok (kétdimenziós vagy háromdimenziós) a bevonat.
Térbeli adattípusok az adatbázis legyen:
- zárt a műveletek sorozata,
- formálisan meghatározott szemantikai,
- kell definiálni az utolsó előadás a rendelkezésre álló számítógépek,
- biztosítania kell a lehetőséget, hogy képviselje a valós térbeli objektumok
- függetlenek az adott adatbázis modell, de kölcsönhatásba senkivel.
Előadás a geometria tárgyak
A fő célja a térbeli adattípusokat - ilyen tulajdonságokat jelentenek valós objektumok, mint helyen, alakja, mérete azaz geometriáját tárgyakat.
A geometria ennek a kombinációnak a geometria és a koordináta-referencia rendszer [3]. COGO négy összetevőből áll:
- A sorozat koordináta pontok meghatározott azonos hivatkozási rendszert.
- Állítsa más geometriai meghatározott azonos hivatkozási rendszert.
- interpretációs algoritmus, amely használja a geometria és a pontokat „építmények” koordináta geometriát, hogy hallgatólagosan meghatározza az elrendezés geometriája térben és időben.
- Tér- és időbeli kötési rendszer, amely meghatározza a levelezés a koordináta geometriát és helyét, így geometriai értelmezést „valóságos világ”.
Jellemzően skalár koordináták pontot, de lehet, hogy a különböző területeken. Például:
ahol x, y és (opcionális) z - valós számok (az absztrakt geometria koordináták)
ahol E és N (Easten és Északi tájolás) - valós számok (térkép koordináták)
Egyszerű példa a többszörös geometria kapcsolódó koordináta pontokat vetítjük pontok „valós világ” keresztül a kötési állandó egy adott geometriai rendszer. Összetettebb alakú lehet kialakítani segítségével néhány egyszerű geometriájú. Ez különösen a geometria osztályt lesz kapcsolatos értelmezési módszernek, amely felhasználja a megfelelő koordináta pontokat annak érdekében, hogy végezzen az építési koordináta geometriát, amely meghatározza a helyét a geometria a tér-idő vonatkoztatási rendszer. Megjegyezzük, hogy a mélység a rekurzív definíció lehet, mint szükséges az építési komplex geometriai kialakítása, valamint, hogy a tér-idő rendszer egy kötési állandó az egész szerkezetet. Például, egyes poligon gyűrű lehet leírni, mint egy egyszerű zárt görbe (pontsorozat lineáris interpolációval). A hulladéklerakó is képviselteti magát egy sor határ gyűrűk hagyományos interpoláció.
kötő rendszer egy kijelölésének módja értékeinek helyzetben, idő, vagy más leíró minőségi vagy mennyiségi. kötő rendszer függvénye lehet nem csak a koordináta-geometria, hanem időről időre. Általában, a kötési rendszer osztható térbeli, időbeli és térbeli-időbeli.
A térbeli hivatkozási rendszer egy olyan funkció, hogy a rendelkezések a térben hozzárendeli a geometria koordináta sorok matematikai térben, általában egy vektortér a valós értékek a koordinátákat, és fordítva hozzárendeli a koordináta értékek és a geometria a helyzet a „valódi világ”.
Időszaki referencia rendszer egy olyan funkció, amely összekapcsolja az idő koordináta (általában egy-dimenziós pontok és időközönként), és fordítva, a koordináta geometriát hozzárendeli az időt „valódi világ”.
Tér- és időbeli rendszer kötő vegyület térbeli és időmérő rendszerek, mellyel koordináta geometria hozzanak levelezés helyzetben térben és időben. Ez a vegyület jellemzően használ ortogonális koordináta képviseli térben és időben.
A legtöbb térbeli DBMS támogatja három fő koordináta geometria: pont, vonal, területi. Point tárgyak által képviselt egy vagy több pont, vonal - egy vagy több vonal, területi - egy vagy több komponenst, mindegyik komponens egy külső határt, és tetszőleges számú belső határokat.
A bevonat egy olyan típusú (altípus) az objektum. A bevonat képes normálisan működni nevezett fedelét. amelynek értéke egy függvény, amely egy térbeli régió területén meghatározás és a beállított értékek bármelyike lehet készlet. Tipikusan olyan értékrendet egy sor hasonló sorokat. A bevonat lehet, hogy több, mint egy tulajdonság, amelynek bevonat funkciót, mint egy értéket.
Típusú bevonat számos fontos altípusát. Például:
- raszterképen
- hálózat
- Amely diszkrét pontok
- Amely egy lineáris láncú
- TIN bevonat
- bevonat geometriai
- felületi
- amely polyhedra
- Legközelebbi szomszéd és egy elveszett terület
- Bevonat szegmentált sorok
A bevonat lehet használni, hogy képviselje egy tárgy vagy több objektumot. Például a sor minden út egy ország akkor tekinthető egy egységnek - az úthálózat. A térbeli tartomány lehet bármilyen gyűjteménye geometria vagy geometriával. Általában, a geometriát kíséri térbeli hivatkozási rendszerben, úgy, hogy a pont társított térbeli helyzetének. A leggyakoribb domain a készlet nochek. Ez lehet egy véges ponthalmaz, vagy egy sor minden pontján tartozó adott geometria. Coatings a domain a definíciós pontok kap értéket (vektor). Azt is feltételezzük, hogy a domén több geometria. Coatings ilyen geometriájú hozott levelezés érték (vektor).
A matematikai megfogalmazása ilyen típusú rendszerek használt fogalmak heterogén algebra [4]:
A = (S1 S1S | s O S>, d | Dos>)
ahol S - véges halmazát fajták neveit (típusok), S - véges szimbólumokat (nevek) műveletek, As - I. osztály (set) nevű s, f d: Egy s1 x. Mivel xAsn Yu egy olyan művelet, jelöljük d. További műveletek lehet egy nulla-dimenziós: ezt a műveletet (U s) meghatározza a tárgy (elem) néven. A páros (S1 S) nevezik az aláírás algebra A.
Három fő osztályok a térbeli adatok műveleteket:
- Térbeli predikátumok összefüggést kifejező geometria;
- Műveletek hogy visszatérjen az atomi térbeli értékeket;
- Operations hogy visszatérjen a számot.
Térbeli predikátumok összehasonlítani két térbeli értékek szempontjából a kapcsolatuk, és visszatér egy logikai érték.
A következő osztályok kapcsolatok lehet megkülönböztetni:
- topológiai összefüggéseket, mint például a szomszédos belső osztva; azok topológiai izomorfizmus; GEOxGEO Yu BOOL
- orientációs arány, például fent, lent, hogy az északi, déli; GEOxGEO Yu BOOL
- metrikus kapcsolatok, mint például a „távolság <100". GEOxGEOxREAL Ю BOOL
A topológiai kapcsolatok a legfontosabbak, és tanulmányozták elég mélyen. A fő kérdés az, hogy lehet-e felsorolni az összes lehetőséget kapcsolatokat. Az egyik módszer az, már javasolták [5]. Eredetileg fogalmazott a közös területek (kapcsolódó és lyukmentesebb) és összehasonlításán alapul az azok keresztezési határok és a belső régiók. Bármely két objektum által meghatározott négy készlet csomópontok, amelyek mindegyike lehet üres, vagy nem üres, így összesen 16 kombináció (lásd. Táblázat). Nyolc közülük nincs értelme a két szimmetrikus, és az eredmény egy hat különböző kapcsolatok: cirkó belső aggályok, mint részlegesen fedi.
Expression topológiai kapcsolatok révén a határokon átnyúló és a belföldi területek
A átfedések B
A második csoportba a műveletek üzemeltetők vissza térbeli atomi értéket.
- Az üzemeltetők metszet, unió, különbség képviseli a mindenkori halmazelméleti atomi műveletként két térbeli változók. GEOxGEO Yu GEO
- Az üzemeltető megállapítja a közös határ közös határvonal (ek) két változó, mint a vonal vagy terület. GEOxGEO Yu GEO
- Az üzemeltető kiszámítja a kontúrvonal, amely egy olyan típusú határérték típusú régiót. GEO GEO Yu
- Az üzemeltető alkalmazzák a belső a lineáris értékek, és visszaad egy értéket típusú régióban, amelynek határt adott vonalon. GEO GEO Yu
- köpeny szereplő visszatér a minimális befoglaló téglalap (intervallum shell), a legkisebb kör sugara, amely a tárgy vagy a tárgy konvex burkát. Kagyló általában szűrésére használt tárgyak elvégzése során kérdések és indexelés a több tárgyat. GEO GEO Yu
A harmadik csoport a műveletek térbeli szereplők visszatérő számát.
algebra ROSE
Az egyik leghíresebb alkotások szentelt térbeli adattípusok a ROSE algebra [2].
Az alapötlet ROSE algebra - használat rács (tartományban) a domain a mögöttes adattípusok. Grille mint közös adatbázis fogalma véges, dinamikus, felhasználó által definiált szerkezetű alapjául szolgáló egy vagy több rendszer típusok. Geometriai rács meghatározott algebra ROSE síkbarajzolható fölött rács véges felbontású. számítástechnikai megbízhatóság és a korrektség topológiai probléma megoldódott a rács réteg, így a térbeli algebra meghatározott a sávok fölé nagyon jó topológiai tulajdonságait. Rácsos is kölcsönhatásba az adatbázis, hogy javítsa a geometriai helyességét létrehozásakor vagy frissítésekor tárgyakat. ROSE algebra definiált a sávok fölé, és várja, hogy képviselje közös típusú pontok, vonalak és területek sokaságát megfelelő műveleteket. Azt írják részeként polimorf típusú rendszer, és kölcsönhatásba az adatbázis adatokat modell és lekérdező nyelv elvont objektum modell felületen.
A rács a pontok halmaza, és egy előre meghatározott nem metsző vonalszakaszok fölött a különálló domént, azaz egy rács. Az érték a térbeli adattípusok vetíthető az objektum ábrázolása a rács. Rácsos térbeli adattípusok ROSE algebra nevezzük pontok, vonalak és régiókban. Az alapjául szolgáló nettó felmerül egyszerűen abból a tényből, hogy a számítógép memóriájában egy véges reprezentáció. A gyakorlatban ezek a gondolatok fix hosszúságú és megfelelnek az egy egész vagy valós adatok típusokat a programozási nyelvek.
A hivatalos meghatározása térbeli rácsos adattípusok (PDD) képviselteti magát, mint egy sor rétegeket. Mindegyik réteg határozza meg saját szerkezete és primitívek.
Az alsó réteg jelenti a geometriai primitívek. Ez határozza meg a diszkrét térben NxN, ahol N = - egy részhalmaza a természetes számok halmaza. Tárgyak ebben a térben a pontok és vonalszakaszok koordinátáival N, N-úgynevezett N-pontok és szegmensek. Meghatározott műveletek (predikátum) van, például, hogy egy pont a N-N-szegmens, vagy hogy két diszjunkt szegmens, vagy N-N-A megtalált metszéspontját a két N-szegmens. Fontos, hogy ezek a meghatározások vannak megadva a „hibamentes” integer aritmetikai, és így is könnyen megvalósíthatjuk.
További meghatározott geometriai rácsos elemek, amelyeket említett R-R-pont és a szegmensek. Az alapvető műveletek a rács metszéspontja, és az eltávolítási pontot és N-N-szegmensek, melyek létrehozhatnak átrendeződés szegmenseket. Rácsok felületet biztosítanak kölcsönhatás az adatbázis. Például az N-behelyezési művelet, kivéve a módosított szegmens rács visszatér átalakították N-szegmens és a több adatbázisok átrendeződött szegmenseket kell változtatni együtt a logikai mutató ezeket a szegmenseket.
A második szint meghatározza egyes szerkezetek látható rácsok, amelyeket, mint meghatározásának alapjául PDD. A rács lehet tekinteni, mint egy sík gráf; R-ciklus egy ciklus a grafikonon. R-R-úgynevezett arca ciklus régiójának megfelelő lyukakkal, esetleg körülzáró több más elválasztjuk R-ciklusok. R-primitív egy minimális R-arcát. Ez a három fogalom meghatározásának támogatása adattípus a területen. R-hívott egység rács a csatlakoztatott komponensek a grafikonon, ez támogatja a meghatározását, hogy milyen típusú adatsort. Mindezen struktúrák által meghatározott predikátumok leírja, hogy lehetséges kapcsolatokat.
A harmadik réteg a térbeli adattípusok pontok, vonalak, területek, és meghatározza a szerkezet a megfelelő értékeket az ilyen típusú. Egy pont értéke több R-pontot. Két alternatíva bemutatására vonalak és területek. Az első érték a sor típus egy több R-szegmensek, és egy értéket típus mező R-készlet primitívek. Egy másik alternatíva az egyenértékű, de a „szemantikailag gazdagabb”: típusú érték egy több különválasztott vonal R-blokkokat, és értéke típusú mező - egy több különválasztott R-arcok. Ezen kívül van egy primitív térbeli algebra definiált értékek az ilyen típusú.
A felső szinten található a ROSE algebra hivatalos meghatározása a szemantika összes műveletet.