Oracle Spatial中SDO_Geometry詳細說明____Oracle

     在ArcGIS中通過SDE儲存空間資料到Oracle中有多種儲存方式，分別有：二進位Long Raw 、ESRI的ST_Geometry以及基於Oracle Spatial的SDO_Geometry等等。<UpDooGIS原創>

      關於這幾種方式的各自的優缺點不是主要的探討的方向，這些我們可以通過ArcGIS中的ArcGIS Server Help得到相關的協助。這裡主要是學習關於基於Oracle Spatial的儲存方式，通過這種儲存方式幾何列Shape的欄位類型為mdsys.sde_geometry類型。

      Oracle Spatial定義的SDO_GEOMETRY類型為：
      CREATE TYPE sdo_geometry AS OBJECT (
                     SDO_GTYPE   NUMBER,  //前面字串為欄位名；後面字串為欄位類型
                     SDO_SRID    NUMBER,
                     SDO_POINT    SDO_POINT_TYPE,
                     SDO_ELEM_INFO    SDO_ELEM_INFO_ARRAY,
                     SDO_ORDINATES    SDO_ORDINATE_ARRAY);

      其中sdo_geometry AS OBJECT ，標識該類型為物件類型。開始我們可以想想它為ArcObjects中的Geometry對象（本來要素的shape欄位中的對象就是Geometry），而不要理解他是怎麼樣組織的。至於該類型中的SDO_POINT_TYPE、SDO_ELEM_INFO_ARRAY、SDO_ORDINATE_ARRAY也是Oracle Spatial自訂的類型和 sdo_geometry 是一樣的。

       現在對sdo_geometry 類型中的各個參數簡單的介紹：

        1、SDO_GTYPE ：表示要儲存的幾何類型，如點線面。它是通過 NUMBER類型來表達的；

        2、SDO_SRID ：幾何的空間參考座標系，類型也為 NUMBER；

        3、SDO_POINT ：如果幾何類型點類型的話，就是儲存點座標，否則為空白。oracle自訂的SDO_POINT_TYPE類型；

        4、SDO_ELEM_INFO ：定義要如何理解SDO_ORDINATES中的座標串的；

        5、SDO_ORDINATES ：儲存實際座標的，以X、Y以及不同點之間都是逗號隔開；

        下面將詳細介紹這些欄位參數的含義

        一、SDO_GTYPE

              SDO_GTYPE值是有四位元字組成的，它們的格式為：dltt 。 

              其中，d 表示幾何的維數。如二維、三維對應的d=2和d=3；

              l 定義了LRS。一般l=0；

              tt 定義了地理對象的類型。現在使用從00到07，如tt=01代表為單點；

         下面就是t=2的二維幾何類型，SDO_GTYPE參數值具體，如 圖1：

    

         對於一個給定的層，所有的地理對象必須都是相同的維度，不能將二維與三維的資料放在一個層裡。

       

         二、SDO_SRID

           SDO_SRID定義了空間座標參考系統。如果SDO_SRID為null，則沒有指定座標系統，如果SDO_SRID不為null，那麼它的值必須在在MDSYS.CS_SRS 表中的 SRID 列有對應的值，而且它的值必須插入USER_SDO_GEOM_METADATA視圖中。MDSYS.CS_SRS 表參考 圖3

           

   

             三、 SDO_POINT

              SDO_POINT類型的構造方法為：sdo_point_type(x,y,z)，其中x,y,z類型為Double和Int都可

              SDO_POINT欄位定義為含有X、Y、Z屬性的SDO_POINT_TYPE類型。如果幾何類型為點類型的話，SDO_ELEM_INFO 和SDO_ORDINATES對應的值都為Null，SDO_POINT 不為空白。其它情況下，SDO_POINT會被Spatial所忽略即設為Null。如果這個層只有點對象，那麼推薦你將其儲存在SDO_POINT屬性中。 SDO_POINT_TYPE類型的定義如下：

            CREATE TYPE sdo_point_type AS OBJECT (
                                 X    NUMBER,  //X座標值
                                 Y    NUMBER,  //y座標值
                                 Z    NUMBER); //z座標值

          四、SDO_ELEM_INFO

          SDO_ELEM_INFO類型的構造方法為：sdo_elem_info_array（a,b.c)，其中a,b.c為Number類型。

          SDO_ELEM_INFO是理解和掌握SDO_Geometry的重點和痛點，SDO_ELEM_INFO 定義了如何理解SDO_ORDINATES中的座標字串屬性。

          SDO_ELEM_INFO每三個數字組合為一個SDO_ELEM_INFO屬性單元（具體可以結合下面的例子理解）。

          每個SDO_ELEM_INFO屬性單元由：SDO_STARTING_OFFSET、SDO_ETYPE 和SDO_INTERPRETATION 組成。下面介紹一下這三個數位具體含義：

           4.1、SDO_STARTING_OFFSET：聲明了組成當前幾何片段的第一個座標在SDO_ORDINATES數組中的座標序號。座標序號是從1開始起算的而非從0開始。這裡的SDO_ORDINATES就是sdo_geometry 中的座標序列，座標序列是已逗號隔開的數字，具體的計算如：sdo_ordinate_array(1,4,6,7,8,9)中如果以'6'開始幾何片段的話，座標序號SDO_STARTING_OFFSET=3。（具體參考下面的例子理解）

           4.2、SDO_ETYPE ：聲明元素的類型。可結合 SDO_STARTING_OFFSET和SDO_ETYPE 表來理解.

           SDO_ETYPE 值 = 1, 2, 1003,或2003，說明幾何為簡單的幾何類型。可以全部按SDO_ELEM_INFO 屬性單元【即三個以逗號隔開的數】來理解sdo_ordinate_array中的座標序列。

           特別說明：SDO_ETYPE 值 = 1003 ，假如幾何類型為面，則表示為外多邊形環（以逆時針順序）

                         SDO_ETYPE 值 = 2003 ，假如幾何類型為面，則表示為內多邊形環（以順時針順序）

           SDO_ETYPE 值 = 4,1005或2005，說明幾何為組合元素，往往第一個三數字組不是SDO_ELEM_INFO 屬性單元，而是為了說明組合元素的資訊。具體可以參見下面 複雜多義線 和 複雜多邊形 的例子。

           4.3、SDO_INTERPRETATION：有兩種可能的意思，依賴地SDO_ETYPE是否是組合元素。如果SDO_ETYPE 值 = 4,1005或2005，標識的是有多少組合部分，具體參考 複雜多義線 和 複雜多邊形 的例子。如果SDO_ETYPE 值 = 1, 2, 1003,或2003，標識決定了元素座標隊列的翻譯順序。

          SDO_STARTING_OFFSET和SDO_ETYPE 表  如下圖4:

         

           五、SDO_ORDINATES

           SDO_ORDINATES類型的構造方法為：sdo_ordinate_array(x1,y1,x2,y2,……)，其中x1,y1類型等為Double和Int都可。

           SDO_ORDINATES儲存的是空間對象的幾何節點座標序列，用逗號將X、Y、Z以及不同點之間隔開，該欄位性質：長度=1048576的數字Number類型。如果幾何為二維的情況，儲存的序列為{Y1, X2, Y2, X3, Y3, X4, Y4......}格式；幾何為三維座標的話，如三維座標的多邊形它的儲存的序列為{X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2, X3, Y3, Z3, X4, Y4, Z4, X1, Y1, Z1}格式。座標序列中的資料必須都合法且不為空白。具體座標的組合成幾何的結合SDO_ELEM_INFO來理解。

          

          六、參考例子：

          6.1、矩形：

           矩形的具體幾何形狀和座標，如下圖：

            

           用SDO_GEOMETRY定義該矩形，如何確定sdo_geometry()構造方法中的各個參數值。詳細解釋如下：

           SDO_GTYPE = 2003；2003中的2表示二維資料，2003中的3表示表示多邊形。具體參考 圖1

           SDO_SRID = NULL；

           SDO_POINT = NULL；

           SDO_ELEM_INFO = (1, 1003, 3).；在屬性單元SDO_ELEM_INFO （1,1003,3）中的最後一個3表示該幾何為矩形，具體參考 圖4 。

           ---因為它是矩形且為二維所以它的構造方法為：sdo_point_type（坐下座標，右上座標）。

           SDO_ORDINATES = (1,1, 5,7). 定義了具體的坐下座標和右上座標的座標序列。

     例子：用SQL 命令插入一個矩形：

           INSERT INTO beniy388 VALUES(
                      1,          //其他的屬性欄位的值
                      'UpDooGIS',    //其他的屬性欄位的值
                      MDSYS.SDO_GEOMETRY(  //幾何欄位SDO_GEOMETRY的值
                                  2003,  -- 二維多邊形
                                  NULL,
                                  NULL,
                                  MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,3), -- 一個矩形(1003為逆時針方向)
                                  MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(1,1, 5,7) -- 只需要兩點

                     )
             );

       6.2、有島多邊形：

       有島多邊形的具體幾何形狀和座標，如下圖：

            用SDO_GEOMETRY定義該多邊形，如何確定sdo_geometry()構造方法中的各個參數值。詳細解釋如下：  

            SDO_GTYPE = 2003；---2003中的2表示二維資料，2003中的3表示表示多邊形。具體參考 圖1

            SDO_SRID = NULL；

            SDO_POINT = NULL；

            SDO_ELEM_INFO = (1,1003,1, 19,2003,1)； ---有兩個三元組SDO_ELEM_INFO屬性元素。具體參考 圖4

            ---其中1003表明對應的座標序列組成的幾何A為外多邊形環(順時針)；而2003表明對應的座標序列組成的幾何B為內多邊形環(逆時針)。

            ---19 表示幾何B座標序列開始的位置，也就是說從19開始的幾何座標組成幾何B，而1到18組成幾何A。

            SDO_ORDINATES = (10,10, 10,14, 6,10, 14,10)；---座標系列        

      例子：用SQL 命令插入一個有島的多邊形：

            INSERT INTO beniy388 VALUES
                      10,                   //其他的屬性欄位的值
                     'UpDooGIS',       //其他的屬性欄位的值
                      MDSYS.SDO_GEOMETRY(  //幾何欄位SDO_GEOMETRY的值
                                 2003,
                                 NULL,
                                 NULL,
                                 MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,1, 19,2003,1), -- 有島多邊形
                                 MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(2,4, 4,3, 10,3, 13,5, 13,9, 11,13, 5,13, 2,11, 2,4,7,5, 7,10, 10,10, 10,5, 7,5)
                     )
            );

       6.3、複雜多義線