筆記：MySQL Spatial Extensions

最好的Spatial Database（空間資料庫）當然是Oracle家的，可惜沒用過。最好的開源的Spatial Database一般公認是PostGIS，以前用過一陣子，安裝特別麻煩，不過各種功能很齊全。前段時間嘗試了一下MySQL的spatial extensions，下面記錄了一些使用心得：

1. MySQL Spatial Extensions（後面簡稱MySQL Spatial）功能不夠完全。至少和PostGIS相比是這樣的，它只支援了openGIS（一個標準）的一個子集，包涵有限的幾種空間資料類型（比如Point，LineString，Polygon等），支援的函數也很少，比如，連計算兩個點的distance函數都沒有...

2. MySQL Spatial的安裝配置非常的簡單。其實，它根本不需要安裝。預設的MySQL配置就能夠使用這些空間資料類型。這和PostGIS很不一樣，PostGIS是需要在PostgreSQL上再安裝一個擴充包。

3. 不同的儲存引擎有差別。MyISAM和InnoDB都支援spatial extensions，但差別在於：如果使用MyISAM，可以建立spatial index，而InnoDB是不支援的。這點差別在某些情境下很關鍵，後面會再詳細說說spatial index。

4. POINT的使用。點是最基本也是最常用的一種空間資料類型。MySQL Spatial中用POINT表示點，比如，可以建立一個table：

CREATE TABLE address (

  address CHAR(80) NOT NULL,

  address_loc POINT NOT NULL,

  PRIMARY KEY(address),

  SPATIAL KEY(address_loc)

);

其中，address_loc就是一個point類型，說明address_loc是一個點。

插入一個點：

INSERT INTO address VALUES('Foobar street 12', GeomFromText('POINT(2671 2500)'));

讀取一個點：

select  AsText(address_loc)  from address …

一個比較麻煩的問題是，如何計算兩個POINT的距離？之前說過了，MySQL Spatial不提供distance這個函數。官方指南的做法是這樣的：

GLength(LineStringFromWKB(LineString(point1, point2)))

這條語句大概的意思是用兩個點產生一個LineString的類型，然後調用GLength得到line的長度。

這麼做，也對也不對。

對是因為它確實計算的是距離，但是，這種方法計算的是歐式空間的距離。或者簡單的說，它計算的是直線距離。如果兩個點是地理座標，比如point(116.34, 39.28)，想計算地理位置的距離，那麼這樣做肯定就不對了。正確的做法應該是使用專門計算地理位置的公式。

 

5. MySQL Spatial Index的使用。使用這樣的語句：
ALTER TABLE address ADD SPATIAL INDEX(address_loc);

可以在空間資料類型上建立一個spatial index，這個功能只有MyISAM才支援。Index的本質實際上是一個R-TREE，這也是最常用來作為多維資料索引的資料結構。

那麼，該如何使用這個index？

舉例來說，假設需要尋找某個矩形地區內所有的點，一種方法是這樣：
select * from address where (X(address_loc) > 116.3952) AND (X(address_loc) < 116.4052) AND (Y(address_loc) > 39.8603) AND (Y(address_loc) < 39.8703);

假設我們已經在address_loc這個column上建立了spatial index，所以上述的查詢應該很快。不幸的是，這不是事實。上述的查詢會掃描table內的所有資料，挨個進行計算，建立的index完全不起作用。

正確的做法是，在查詢中使用一些內建的和spatial有關的函數，只有這些函數能夠有效利用到index。比如，正確的查詢應該是：
select AsText(address_loc) from address where MBRContains(GeomFromText(Polygon((115.3073 40.3821, 115.3173 40.3821, 115.3173 40.4021, 115.3073 40.4021, 115.3073 40.3821))),address_loc);

這裡用到了函數MBRContains，用於判斷一個point是否在指定的polygon內部。這個函數就能夠很好的使用之前建立的spatial index。可以做個實驗，比較之前兩個查詢的處理時間，你會發現，後者的速度要快很多。

 

總的來說，如果只需要做一些簡單的GIS或者LBS的應用，MySQL提供的spatial extensions能夠滿足。但如果需要的功能更複雜一些，MySQL spatial extensions提供的功能可能就不夠用了，需要在MySQL之上自己實現更多的邏輯，或者換成PostGIS。

 

Reference：

【1】官方文檔： http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/spatial-extensions.html

【2】官方文檔： http://dev.mysql.com/tech-resources/articles/4.1/gis-with-mysql.html