Просторова база даних

Просто́рова ба́за да́них — це база даних, яка оптимізована для зберігання та запиту даних, які являють собою об'єкти у геометричному просторі. Більшість просторових баз даних дозволяють відображати прості геометричні об'єкти, такі як: точки, лінії та багатокутники. Деякі просторові бази даних обробляють більш складні структури, такі як: 3D об'єкти, топологічні покриття, лінійні мережі та триангульовані неправильні мережі. Хоча типові бази даних були розроблені для управління різними цифровими та характерними типами даних, такі бази даних потребують додаткової функціональності для ефективної обробки просторових типів даних, та розробники часто додавали геометрію чи особливі типи даних. Open Geospatial Consortium (OGC) розробив специфікацію Simple Features (вперше випущена в 1997)[1]  і встановлює стандарти для додавання просторових функціональних можливостей до систем баз даних. [2] Стандарт ISO/EIC просторового інтерфейсу SQL/MM є частиною мультимедійного стандарту SQL/MM та розширює стандарт Simple Features з тими даними, які підтримують кругову інтерполяцію.[3]

База геоданих

База геоданих (також географічна база даних та геопросторова база даних) це база географічних даних, таких як: країни, адміністративно-територіальні одиниці, міста та інша відповідна інформація. Такі бази даних можуть бути корисними для вебсайтів, які бажають визначати місцерозташування користувачів для подальших налаштувань. 

Особливості просторових баз даних 

Системи баз даних використовують індекси для швидкого пошуку значень, але спосіб, який використовують більшість баз даних для індексування даних не є оптимальним для просторових запитів. Замість такого способу, просторові бази даних використовують просторовий індекс для прискорення роботи бази даних. 

Окрім типових SQL-запитів, таких як оператори SELECT, просторові бази даних можуть виконувати різноманітні просторові операції. Наступні операції та багато іншого визначаються стандартом Open Geospatial Consortium:

  • Просторові вимірювання: обчислює довжину лінії, площу багатокутника, відстань між геометричними об'єктами, тощо.
  • Просторові функції: змінює наявні функції, щоб створювати нові, наприклад, створюючи навколо них буфер, перехресні функції тощо.
  • Просторові педанти: Дозволяє отримати правильні / неправильні запити про просторові зв'язки між геометричними об'єктами. Приклади включають «зробіть перекриття двох полігонів» або «чи існує резиденція, розташована в межах милі від площі, яку ми плануємо побудувати на полігоні?» (дивіться DE-9IM). 
  • Геометричний конструктор: створює нові геометричні об'єкти, зазвичай за допомогою визначення вершин (точок або вузлів), які визначають форму.
  • Функція спостерігача: запити, які повертають певну інформацію про функцію, наприклад, місце розташування центра кола. 

Деякі бази даних підтримують лише спрощені або модифіковані множини цих операцій, особливо у випадках систем NoSQL, таких як MongoDB та CouchDB.

Просторовий індекс

Просторовий індекс використовується просторовими базами даних (базами даних, які зберігають інформацію, пов'язану з об'єктами у просторі) для оптимізації просторових запитів. Загально прийняті типи індексів не ефективно обробляють просторові запити, такі як: наскільки відрізняються дві точки, чи точка входить у просторову область інтересів. Методи спільного просторового індексу включають: 

Системи просторових баз даних

Перелік
  • Усі продукти сумісні з специфікаціями OpenGIS[4]
  • Просторові бази даних з політикою відкритого коду та API, деякі з них сумісні з OpenGIS[5]
  • Caliper розширює менеджер даних Райма просторовими даними, функціями та утилітами.
  • Просторовий сервер запитів надає можливості Sybase ASE.
  • Маленький світ версії керованого зберігання даних, рідна база даних GE Маленький світ GIS
  • SpatiaLite розширює Sqlite спеціальними типами даних, функціями та утилітами.
  • Просторовий розширювач IBM DB2 може розповсюджувати будь-яке видання DB2, включаючи безкоштовний DB2 Express-C, з підтримкою просторових типів.
  • Clusterpoint пропонує інтерактивну підтримку для дистанцій, відповідності діапазону та багатокутників, а також агрегації.
  • Oracle Spatial
  • Oracle Locator[6]
  • Vertica Place, геопросторове розширення для HP Vertica, додає в OGC-сумісні просторові функції до бази даних реляційної колонки-магазину.[7]
  • Microsoft SQL Server має підтримку просторових запитів 2008
  • PostgreSQL СУБД (система управління базами даних) використовує просторову розширювану PostGIS для реалізації стандартизованої геометрії типів даних та відповідних функцій.
  • Teradata Geospatial містить функції 2D-простору (OGC-сумісний) у своїй системі зберігання даних.
  • Розширення MonetDB / GIS для MonetDB додає прості функції OGS до бази даних реляційної колонки-магазину.[8]
  • Linter SQL Server підтримує просторові типи та просторові функції відповідно до специфікацій OpenGIS
  • MySQL СУБД реалізує геометрію типу даних, а також деякі просторові функції, реалізовані відповідно до специфікацій OpenGIS.[9] Проте в MySQL версії 5.5 і вище функції, які перевіряють просторові зв'язки, обмежуються роботою з мінімальними обмежуючими прямокутниками, а не фактичними геометріями. Версії MySQL раніше ніж 5.0.16 підтримували лише просторові дані в таблицях MyISAM. Що стосується MySQL 5.0.16, InnoDB, NDB, BDB та ARCHIVE вони також підтримують просторові функції.
  • Neo4j — графічна база даних, яка може побудувати 1D та 2D індекси як Б-дерево, Quadtree та криву Гільберт прямо на графу
  • AllegroGraph — графічна база даних, яка забезпечує новий механізм для ефективного зберігання та вилучення двовимірних геопросторових координат для даних баз даних опису ресурсів. Він включає синтаксис розширення для запитів SPARQL.
  • MarkLogic, MongoDB, RavenDB, та RethinkDB підтримують геопросторові показники в 2D середовищі.
  • Esri має ряд як однокористувацьких, так і багатокористувацьких баз геоданих.
  • SpaceBase, просторова база даних в реальному часі.[10]
  • CouchDB система бази даних на основі документів, яка може бути просторово включена додатком під назвою Geocouch
  • CartoDB, хмарна геопросторова база даних на вершині PostgreSQL з PostGIS
  • AsterixDB, відкрита система керування великими даними з рідними геопросторовими можливостями.
  • Kinetica, база даних прискорених графічних процесорів, оптимізована для геопросторової аналітики великого набору даних.
  • MapD, відкрите джерело GPU-прискореної бази даних та платформи для візуалізації та аналітики в режимі реального часу на великих наборах даних, здебільшого на геопросторових даних.
  • SpatialDB[недоступне посилання з квітня 2019] від MineRP перша у світі просторова база даних з відкритими стандартами (OGC) з розширеннями просторового типу для гірничої промисловості.[11]
  • H2 підтримує типи геометрії[12] та просторові показники[13] версії 1.3.173 (2013-07-28). Розширення з назвою H2GIS доступне на Maven Central, дає повну підтримку простих функцій OGC.
  • GeoMesa — це хмарна просторово-часова база даних, побудована на вершині Apache Accumulo та Apache Hadoop. GeoMesa надає повну підтримку простих функцій OGC і додаток GeoServer.
  • Ingres 10S and 10.2 включає натуральну комплексну просторову підтримку. Ingres також містить бібліотеку перехресних платформ просторових даних бібліотеки абстракції геопросторових даних.
  • Tarantool підтримує геопросторові запити з індексом RTREE.
  • SAP HANA підтримує геопросторовий процес із SPS08
  • Redis з Geo API

Таблиця безкоштовних систем для обробки просторових даних
DBSЛіцензіяРозподіленняПросторові об'єктиПросторові функціїІнтерфейс PostgreSQLІнтерфейс UMN MapServerДокументаціяМодифікаціїHDFS
AsterixDBApache License 2.0тактак (звичайно)центр, радіус, відстань, площа, перетин та клітинканінідобре в Google Codeвласні типи даних, функції та індексиможливо
Esri GIS для HadoopApache License 2.0тактак (власні особливі API)так (об'єднання, різниця, перетин, кліп, вилучення, буфер, рівність, в межах, належність, дотики, знаки)нінілише коротковилученнятак
GeoMesaApache License 2.0тактак Simple Featuresтак ( JTS )ні(технологія GeoTools )нічастина функцій, кілька прикладівз Simple Features у віртуальній машині Java та Apache Spark всі проблеми є вирішуванимитак
H2GISLGPL(починаючи з v1.3) GPL ранішенітак (звичайно, без растру)Simple Features та спеціальні функції для H2Networkтакнітак(домашня сторінка)SQLні
HadoopGISGNU General Public LicenseПрикладПрикладтак (вміст, покриття, охоплення, знаки, непересічність, перетин, перекриваються, в межах, найближчий сусід)нінілише коротковилученнятак
IngresGNU General Public License або патентований засібтак (якщо встановлено розширення)так (звичайно, без растру)Прикладніз MapScriptлише короткоз С та ОМЕні
spatial/Neo4J-spatialЗагальна публічна ліцензія GNUнітак Simple Featuresтак (вміст, покриття, охоплення, непересічність, перетин, перетин вікон, перекриття, дотик, в межах, в межах відстані)нінілише короткоРозгалуження топологічного комплекту ні
Postgres-XL з PostGISПублічна ліцензія Mozilla та загальна публічна ліцензія GNUтактак Simple Features та растртак Simple Features Access та функції раструтактакPostGIS: так, Postgres-XL: короткоSQL, у поєднанні з R, Tcl або Pythonні
Postgres-XL з PostGISGNU General Public Licenseнітак Simple Features та растртак Simple Features Access та функції раструтактакдокладноSQL, у поєднанні з Rні
Rasdamanсервер GNU, клієнт LGPL, корпоративне підприємство тактільки растррастрові маніпуляції з rasqlтакз Web Coverage Service або Web Processing Serviceдокладно вікіпедіявласна визначена функція у корпоративному випускуні
RethinkDBAffero General Public Licenseтактак
  • відстань
  • одержання перехрестя
  • отримати найближчі
  • включає в себе
  • перетин
 нініофіційні документивилученняні

Див. також

Література
  1. McKee, Lance (2016). «OGC History (detailed)» OGC. Retrieved 2016-07-12. […] 1997 […] OGC released the OpenGIS Simple Features Specification, which specifies the interface that enables diverse systems to communicate in terms of 'simple features' which are based on 2D geometry. The supported geometry types include points, lines, linestrings, curves, and polygons. Each geometric object is associated with a Spatial Reference System, which describes the coordinate space in which the geometric object is defined.*
  2. Homepage
  3. (eds.), Wolfgang Kresse, David M. Danko (2010). Springer handbook of geographic information (1. ed.). Berlin: Springer. pp. 82–83. ISBN
  4. Source GIS website
  5. Wei Li (2008). «2.1 Spatio-temporal Databases» [International Standard Book Number|ISBN] Retrieved 2016-07-07. Commercial spatial database management systems include IBM DB2's Spatial Extender [42], Oracle's Spatial and Oracle Locator [66], and Microsoft's SQL Server 2008 [58], etc.
  6. Vertica Place"[недоступне посилання з липня 2019]. December 2015.
  7. «GeoSpatial — MonetDB». 4 March 2014.
  8. https://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/gis-introduction.html. Архів оригіналу за 9 квітня 2016. Процитовано 10 грудня 2017.
  9. product page on the Parallel Universe website[недоступне посилання з липня 2019]
  10. product page on the MineRP website[недоступне посилання з липня 2019]
  11. geometry type documentation
  12. create spatial index documentation
  13. Ingres 10S datasheet on Actian website. Архів оригіналу за 5 березня 2016. Процитовано 10 грудня 2017.

Подальше читання

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.