Основы пространственных баз данных
Язык запросов, главное средство взаимодействия с базой данных, – это основное необходимое условие существования СУБД. Популярным коммерческим языком запросов к реляционным системам управления базами данных (RDBMS, relational database management system) является SQL. Отчасти он основан на формальном языке запросов, реляционной алгебре (РА), его отличают простота использования, интуитивность и универсальный характер. СУПБД представляют собой частный случай расширяемых СУБД и работают как с пространственными, так и с непространственными данными, поэтому вполне естественно попытаться найти расширение SQL, позволяющее обращаться к пространственным данным.
Как показано в предыдущей главе, реляционная модель имеет ограничения, влияющие на эффективную обработку пространственных данных. Пространственные данные – это «сложные» данные, включающие смесь многоугольников, линий и точек, а реляционная модель предназначена для работы с простыми типами, такими, как целые числа, строки, даты и т.д.
Конструкции объектно-ориентированного программирования, такие, как пользовательские типы, а также наследование данных и функций, нашли непосредственное применение в создании моделей сложных данных. Повсеместное использование реляционной модели и языка SQL в приложениях, включающих простые типы данных, в сочетании с функциональностью объектно-ориентированной модели привело к рождению новой «гибридной» парадигмы систем управления базами данных, именуемой ОР-СУБД (OR-DBMS).
Результатом интереса, проявленного к ОР-СУБД, стало желание расширить SQL путем введения объектной функциональности. Практическим следствием этой попытки стал новый стандарт SQL, рассчитанный на ОР-СУБД и носящий название SQL3. Работая с пространственными данными, мы изучим пространственные расширения и библиотеки SQL3.
Уникальная особенность пространственных данных состоит в том, что «естественная» среда взаимодействия с пользователем является наглядной, графической, а не текстовой. Поэтому любой язык пространственных запросов должен поддерживать сложный компонент графической визуализации. Показав это, мы сосредоточимся далее на неграфических пространственных расширениях SQL. В разделе 3.1 будет описана база данных World, которая послужит основой всех примеров запросов в этой главе. Разделы 3.2 и 3.3 соответственно содержат краткий обзор РА и языка SQL. Раздел 3.4 посвящен обсуждению требований, предъявляемых к пространственным расширениям SQL. Кроме того, мы расскажем о стандарте консорциума OGIS, предназначенном для расширения SQL применительно к географическим данным. В разделе 3.5 будет показано, как часто встречающиеся пространственные запросы можно сформулировать при помощи OGIS-расширения SQL. В разделе 3.6 вы познакомитесь с языком SQL3 и реализацией подмножества этого языка, предлагаемой фирмой Oracle.
