拓扑模型的建立带来了许多功能.doc

拓扑模型的建立带来了许多功能。一个应用程序如路线查找,初始就具有拓扑结构。但对于只读与可写型应用程序,路线查找的拓扑结构存在着差别。假设数据库能保证数据的完整性并支持数据更新(包括利用动态拓扑),那么可建立专家内存结构来支持更迅速的路线评价和大批量用户的选择。数据库中使用拓扑结构带来的好处■文/StevenRamage,PeterWoodsford译/Amanda来自英国剑桥科学公园的地理信息服务提供商Laser-Scan目前对Oracle9i进行了拓扑功能的扩展,即RadiusTopology。这使得那些管理、查询并分析空间数据的应用程序可通过访问服务端使用Oracle数据库技术及其安全性技术,而这些空间数据本身就具有拓扑结构,比如土地块、城市带、交通与公共设施网。RadiusTopology采用了ISO19107标准下的基于主流关系型数据库的拓扑技术。该技术并不需要无缝集成IT环境下的专家知识。这篇文章将介绍RadiusTopology为我们带来了哪些好处。什么是拓扑?从数学的角度,拓扑描述了几何图形的特征,即在同一坐标范围内当发生连续变形时所保持不变的特征。比如,一块橡皮做的拼图玩具,当拉伸时,由于橡皮可以伸展,每一小块橡皮的形状都发生了扭曲,使原来的图形难以辨认。然而,拼图橡皮某些方面的特征并没有改变: •每一小块拼图的个数不变 •每一小块拼图保持相同的最邻近序列,且排列顺序不变 •虽然发生扭曲,但每一块拼图内的画线仍然和以前相同 •所画的线在拼图块边界相交处仍可以连接 拓扑就是用来准确地描述这些关系的,而不需要借助复杂的空间比较来表达。所以,在一个拼图中,两块相对的拼图事实上反映了这两块拼图具有公共弧段或公共边。实际上,橡皮无法完全代表数据库中所能表示和管理的那一类现象或事物,但拓扑是管理相互连接的实体(网络)以及被分割空间(平面拓扑)的基础。一维或网络拓扑是由结点和弧段这些简单图元构成的。二维或平面拓扑还包括面图元,可被认为是边不相交的网络拓扑。在这两类结构中,拓扑模型用简单的组合运算取代了复杂的几何计算(参考1)。数据库中是否存在拓扑?在数据库中,数学术语(复合,流形,分割),大量复杂的通用建模语言(UML)图表,以及对带有现实数据的特殊情况的验证,这些东西凑合在一起使得拓扑变得异常复杂。过去一段时间,大多数人认为不需要拓扑,除非要求计算它。这种想法在只读型应用程序中可行,但如果应用程序需要从外部拓扑操作中进行大量查询,就稍显不足(见下面)。复杂的拓扑结构尽管在工程实施标准化水平上有所进步,但执行中仍存在许多分歧。而我们将为传播那些未发现的错误或病毒似的错误付出昂贵的代价。而且,在拓扑结构中,关于服务器端请求与确认的争论正变得更加剧烈。摩尔定律的进步(参考2),将面向对象概念和技术移植到RDBMS所带来的好处,以及对标准化更加成熟的理解,这些使在数据库中实现拓扑结构成为可能。作为首例,Laser-Scan的RadiusTopology成为将空间数据处理技术移植到主流DBMS中的典型代表。空间数据处理技术的移植最早开始于二十世纪八十年代后期的混合系统。在当时的系统中,非空间属性信息限制了外部数据库的访问。接着,在九十年代中期,出现了“SpatialCartridges”,但空间数据在RBDMS中仍然受限。而OracleSpatial的出现