2 Conceptos de Oracle Spatial

OBJETIVOS•Describir los tipos geométricos primitivos •Definir el modelo de datos de Oracle Spatial •Explicar el concepto e importancia de las capas espaciales •Describir el modelo que se sigue para realizar consultas espaciales •Comprender la diferencia entre elemento, geometría y capa espacial.•Entender qué es un sistema de referencia y los tipos que existen del mismo.•Explicar la importancia de la geocodificación

Esta lección le introduce en los conceptos asociados con Oracle Spatial y es un resumen solamente. No se espera comprender plenamente todos los conceptos discutidos en este capítulo. Todos los conceptos se explican con más detalle en las lecciones que se estudiaran más tarde.

1 INTRODUCCIÓN

2 ¿QUÉ ES ORACLE SPATIAL?

Oracle Spatial es un conjunto integrado de funciones y procedimientos que permiten a datos de posición (localización) ser almacenados, incluido en un índice (indexado), tenido acceso, y analizado rápidamente y de manera eficiente en una base de datos de Oracle.

3 TIPOS DE DATOS ESPACIALES

La información espacial se muestra en los mapas y tiene dos componentes: la ubicación y atributos. La ubicación es definida por las coordenadas que definen la posición de una característica. El uso de la longitud y la latitud, como W77.29 y N39.02, es un ejemplo de especificación de información geográfica mediante un sistema de coordenadas globales. Los atributos representan las características de la función. Ejemplos de atributos de una característica de incluir el propietario, el número de identificación, la evaluación fiscal, la fecha en que los datos fueron recogidos, o el código de uso de la tierra de una zona.

Oracle Spatial está diseñado para que el almacenamiento, recuperación y manipulación de datos espaciales sea más fácil y natural para los usuarios. Después de que estos datos se almacenan en una base de datos de Oracle, es fácil de manipular y de manera significativa recuperar lo que se refiere a todos los otros datos almacenados en la base de datos.

Los tipos de datos espaciales que pueden ser almacenados usando Oracle Spatial son basados en la localización y el sistema de información geográfica (SIG), así como los datos de diseño asistido por ordenador (CAD) y fabricación asistida por ordenador (CAM), los sistemas. En lugar de operar sobre los objetos en una escala geográfica, sistemas CAD y CAM a trabajar en una escala más pequeña, como un motor de automóvil, o una escala mucho menor, tales como placas de circuito impreso.

Datos GIS (trazar un mapa)

Puntos de Interés

Datos CAD

Datos CAM

4 TIPOS GEOMETRICOS PRIMITIVOS

Oracle Spatial soporta muchos tipos de geométrias primitivas. Cada uno de estos tipos se tratan a detalle en las siguientes páginas.

Puntos (X1, Y1): -Definen una ubicación en X e Y -Se utilizan para representar características de que requieren de una coordenada en particular.-A menudo son utilizados para rastrear objetos en movimiento -Ejemplos de uso incluyen la ubicación de los edificios, clientes, cajeros automáticos, o los automóviles

Puntos Orientados (X1, Y1, X2, Y2): -X1, Y1 definen una ubicación de punto como se mencionó anteriormente. -X2, Y2 definen un vector de orientación. -Se suelen utilizar para orientar la simbología de los mapas y las aplicaciones de visualización.

Polilínea o LineString (X1, Y1, ... xn, yn): Es una serie de dos o más puntos que están conectados formando íneas rectas o arcos circulares

Caracteristicas:-Están formadas por una serie de puntos interconectados. -Son permitidas polilíneas que se cruzan.-Las polilíneas que se cierran para formar un anillo no tienen ningún área. -El límite de polilínea es su punto final. -Ejemplos de uso incluyen ríos, carreteras, cables, tuberías y otros elementos lineales

Una polilínea también es conocida como LINESTRING

POLILÍNEA POLILÍNEA CON ARCOS

POLILÍNEAS QUE SE CRUZAN

Polígonos –Un polígono está formado por una serie de puntos conectados, donde el primer punto es el mismo que el último punto (esto es parte del estándar del Open Geospatial Consortium OGC). –Los polígonos puede contener huecos utilizando polígonos adicionales que representan los agujeros. Pueden estar compuestos por las líneas rectas o arcos circulares. –El circulo optimizado y rectángulo optimizado también se clasifican como polígonos. –Los polígonos que se cruzan no son compatibles. Esta regla y muchas otras con respecto a la validez de los polígonos están definidos por el Open Geospatial Consortium.

Un círculo optimizado (no es realmente un polígono) se agrupa con los polígonos porque tiene área. Un círculo optimizado es representado por tres puntos distintos sobre la circunferencia del círculo. Un rectángulo optimizado es representado por el punto inferior izquierdo y el punto superior derecho del rectángulo.

–Un polígono (el contorno) es considerado como un anillo exterior y debe tener una rotación en sentido antihorario. –Huecos en los polígonos (anillos interiores) se almacenan con la rotación de las agujas del reloj (sentido horario). –Un anillo externo debe ser seguido por todos sus anillos interiores. –Un polígono puede representar una parcela de tierra, en la región, el parque, o cualquier otra característica de la zona.

Anillo interior(inner ring); son huecos Anillo exterior(exterior ring)

–Si el polígono tiene uno o más huecos, todos los espacios vacíos deben estar contenidos totalmente dentro del polígono. –Los huecos no pueden solaparse. –Vacíos o huecos pueden tocarse en un punto. –El límite del polígono exterior puede ser tocado por un vacío en un solo punto.

Círculos y rectángulos optimizados–Los círculos optimizados y rectángulos optimizados también son clasificados como polígonos porque ellos tienen un área asociada.–Un círculo optimizado está representada por tres puntos distintos de la circunferencia del círculo. –Un rectángulo optimizado está representada por el punto inferior izquierdo y el punto superior derecho del rectángulo.

CÍRCULO OPTIMIZADO

RECTÁNGULOOPTIMIZADO

Polilínea Compuesta (X1, Y1, ... xn, yn): -Son una combinación de líneas rectas y arcos circulares. -Líneas que forman anillos NO tienen ninguna área.

Polígonos compuestos (X1, Y1, ... xn, yn): -Son una combinación de polígonos.-Tienen área asociada.. -Ellos siguen la misma semántica que los polígonos.

POLILÍNEA COMPUESTA

POLÍGONOCOMPUESTO

5 MODELO DE DATOS ESPACIALES–El modelo de los datos de Oracle Spatial es una estructura jerárquica. –Un elemento puede ser de tipo punto, polilínea, polígono, polilínea compuesta, o un polígono compuesto. –Una geometría se compone de uno o más elementos. Algunos ejemplos de geometrías que se compone de varios elementos son:

•6 ª Avenida de Nueva York: 6 ª Avenida comienza en el sur de Manhattan y continúa en el otro lado de Central Park. Este es un ejemplo de una geometría con dos elementos de polilíneas no contiguas. •Isla Hawai: la isla Hawaii está compuesta de múltiples islas. Este es un ejemplo de una geometría de polígonos con varios elementos.

Los elementos son los bloques de construcción de una geometría y son similares a las formas geométricas primitivas discutidas anteriormente. Los tipos de elementos espaciales son: el punto, la polilínea, el polígono, polilínea compuesta, y el polígono compuesto

6 ELEMENTOS

– Los elementos (elements) son Bloques básicos para construir geometrías

– Tipos de elementos• Punto• Polilínea • Polígono• Polilíneas compuestas • Polígonos compuestos

– Construidos a partir de coordenadas

Elemento 1

Elemento 2Elemento 3

Elemento 4Elemento 5

Elemento 6

Hawaii, USA

7 GEOMETRÍA

–Una geometría representa una entidad espacial .–Están compuestas por un conjunto ordenado de elementos.–Se pueden formar usando los elementos de un único tipo primitivo o el usando elementos de diferentes tipos primitivos.

GEOMETRÍA 1CALIFORNIA

GEOMETRÍA 2TEXAS

GEOMETRÍA 3FLORIDA

GEOMETRÍA 4HAWAII

Un polígono con agujeros o huecos se almacena como una secuencia de elementos en un polígono de la geometría. Los anillos exteriores de los polígonos NO pueden solaparse

Cada uno de los ejemplos de geometría anteriores son ejemplos de estados de los EE.UU. (California, Texas, Florida y Hawaii), que se componen de varios elementos, donde todos los elementos son del mismo tipo (polígonos).

Una capa espacial está formada por las geometrías, donde cada una se almacena en una fila independiente.

El modelado de datos es extremadamente importante. Al definir la tabla que contiene una columna de carácter geométrico, debes asegurarte que todas las otras columnas de la tabla tengan una relacion 1-a-1 con la columna de tipo geométrico. Juegos o grupos de geometrías son almacenados en una capa espacial, ya que comparten características comunes.

Los elementos que componen una geometría no necesariamente tienen que ser del mismo tipo. Por ejemplo, la geometría puede estar compuesta de un elemento punto y un elemento polígono.

Spatial layer

GeometryGeometry Geometry

Elemento

PointLine string

PolygonCompound line string

del tipo:

Compound polygon

Elemento

PointLine string

PolygonCompound line string

del tipo:

Compound polygon

Elemento

PointLine string

PolygonCompound line string

del tipo:

Una capa espacial (spatial layer) en Oracle Spatial es similar a una columna en una tabla.

8 CAPAS ESPACIALES (SPATIAL LAYERS)

CAPA ESPACIAL

Por ejemplo, una tabla puede contener todos los estados que conforman a los Estados Unidos de América.

La capa de Estados se muestra en la página anterior puede ser modelada en una tabla que contiene 50 filas, una por cada estado de EE.UU..

Una tabla de Oracle puede tener más de una columna SDO_GEOMETRY (en otras palabras, más de una capa). Un objeto SDO_GEOMETRY (una columna, una fila) puede contener uno o más elementos, donde cada elemento puede ser cualquiera de los tipos primitivos geométricos discutidos en esta lección.

El objeto SDO_GEOMETRY se discutirá a detalle en la siguiente lección.

9 MODELO DE DATOS ESPACIALEN UNA TABLA ORACLE

Una capa espacial es representada a través de la columna SDO_GEOMETRY misma que se encarga de almacenar las geometrías que componen un elemento determinado.

Una geometría se almacena en una celda de la tabla. Esta geometría puede estar formada por un conjunto ordenado de elementos primitivos.

10 SISTEMAS DE COORDENADAS

Un sistemas de coordenadas se utiliza para identificar un objeto está en el espacio. Esta ubicación del objeto se considera absoluta con respecto al sistema de coordenadas utilizado. Los sistemas de coordenadas también se utilizan para identificar a un objeto que está en relación con otros objetos. La ubicación de los objetos es una respecto al otro dentro del sistema de coordenadas especificado. Siempre que se ocupan datos espaciales, hay un sistema de coordenadas asociado con esos datos.

En Oracle Spatial, el sistema de coordenadas pueden ser definido implícitamente, es decir, la referencia espacial ID [SRID] es NULL en USER_SDO_GEOM_METADATA y el campo SDO_SRID de la geometría del objeto es nulo). Alternativamente, el sistema de coordenadas pueden ser definido explícitamente mediante el establecimiento de la columna SRID en USER_SDO_GEOM_METADATA y SDO_SRID para cada geometría de la capa.

Los sistemas de coordenadas se clasifican en dos tipos, tal como se muestra en el siguiente diagrama:

Sistemas georreferenciados:

Proyectado, donde la información de ubicación se especifica como en un plano cartesiano, las coordenadas son el resultado de la realización de una aplicación matemática de una ubicación en la superficie de la Tierra a un plano. Información proyectada se especifica en unidades de longitud, como metros o pies.

Geodésico, donde la información de ubicación se expresa en unidades de longitud angular (que especifica las posiciones al este y al oeste del meridiano de Greenwich) y latitud (que especifica las posiciones al norte y al sur del ecuador).

En Oracle Spatial, los datos geodésicos se expresan en grados que varían de -180 grados a 180 grados de longitud, y de -90 grados a 90 grados en latitud.

Las líneas de latitud son paralelas entre sí. Las longitudes de los paralelos disminuyen a medida que los paralelos se alejan del ecuador hasta que su longitud es igual a cero en el Polo Norte y en el Polo Sur.

Las líneas de longitud no son paralelas, pero convergen en los polos. La distancia o longitud es especificada por el grado en los cambios de longitud.

11 CONSULTAS ESPACIALES

Todas las consultas espaciales se realizan a través de SQL. El término "ventana" y "zona de interés (AOI)" se utilizan como sinónimos en este curso. Una ventana se refiere al área que está buscando.

Algunos ejemplos son los siguientes:

•Encontrar la geometría de todas los zonas donde se realizan cultivos de manzana

•Dado un determinado punto, encontrar la trayectoria más corta para llegar a un banco.

Puedes realizar consultas espaciales que tienen más de una ventana (por ejemplo, mostrar todos los cajeros automáticos en una región o de la región B).

12 TOLERANCIA–Se utiliza para asociar con precisión los datos espaciales –Refleja la distancia a la cual dos puntos deben estar separados para ser considerados como puntos individuales. –Debe ser un número positivo. –Se especifica en los metadatos de una capa espacial

La tolerancia en un sistema de coordenadas geodésicas se define en metros. El valor de la tolerancia para los datos geodésicos no debe ser inferior a 0,05 metros (5 centímetros). Para los datos no geodesicos, el valor de tolerancia se expresa en las unidades que están asociadas con el sistema de coordenadas.

Tolerancia = 0.05 metros

Punto 1 Punto 1

0.05 m

Punto 2

Para los datos geodésicos, si la tolerancia se establece en 0,05 metros, todos los puntos definidos en la periferia de 0,05 m en el punto 1 no serán consideradas como puntos separados. El punto 2 está a una distancia superior a 0,05 metros del punto 1, por lo que son considerados como puntos individuales.

0.05 m

13 GEOCODIFICACIÓN Geocodificación (Geocoding) es el proceso que consiste en asociar una longitud / latitud con un código postal.

Oracle Spatial soporta “geocodificación” en la base de datos.

Es útil para: -Buscador de negocios-Enrutamiento y direcciones -Cartografía

–Proporciona información de enrutamiento, tales como distancias y direcciones entre dos lugares –Proporciona enrutamiento de información sobre las múltiples rutas con la misma ubicación de inicio y final en diferentes lugares. –XML permite el alojamiento de los servicios de geocoificación.

14 UN POCO DE HISTORIAOracle ofrece la plataforma líder del sector para la administración de bases de datos espaciales. Oracle Spatial 11g incluye soporte nativo en Oracle Database 11g para todo tipo de datos y modelos geoespaciales, incluso los datos de vectores y ráster, y modelos para topología y redes, cubriendo así las necesidades de los sistemas geoespaciales avanzados, como la administración de suelos, servicios, entre otras áreas de oportunidad.A continuación se presenta un diagrama con los eventos mas importantes en la historia de Oracle Spatial.