mysql中的空间地理字段第19章：MySQL中的空间扩展
⽬录
MySQL⽀持空间扩展，允许⽣成、保存和分析地理特征。这些特征可⽤
于MyISAM、InnoDB、NDB、BDB和ARCHIVE表（但是，ARCHIVE引擎不⽀持索引功能，因此，不能为ARCHIVE列中的空间列编制索引）。
本章介绍了下述议题：
· OpenGIS⼏何模型中这些空间扩展的基础。
牛津小学英语说课稿· ⽤于表⽰空间数据的数据格式。
· 如何在MySQL中使⽤空间数据。
· 使⽤关于空间数据的索引功能。
· MySQL与OpenGIS规范的差异。
如果在MySQL空间扩展的使⽤⽅⾯有任何问题，可在我们⽹站的中讨论。
19.1. 前⾔
加拿大预科MySQL实施了OGC建议的具有Geometry类型的SQL环境的⼀个⼦集。该术语指的是⽤⼀组集合类型扩展的环境。具有⼏何值的SQL列是作为拥有集合类型的列实施的。该规范描述了SQL⼏何类型集合，以及作⽤在这些类型上⽤于创建和分析⼏何值的函数。
地理特征指的是世界上具有地理位置的任何事物。它可以是：
· 实体，如⼭、池溏、城市。
· 空间，如邮政区域、热带。
· 可定义的位置，如两条街道相交的⼗字路⼝。
有些⽂件采⽤术语地理空间特征来指代地理特征。
⼏何是另⼀个表⽰地理特征的术语。最初，单词⼏何表⽰的是对⼤地的测量。来⾃制图学的另⼀个含义指的是制图⼈员⽤于绘制世界地图的地理特征。
本章将所有这些术语当作同义词对待：地理特征、地理空间特征、或⼏何。最常使⽤的术语是⼏何。
我们将⼏何定义为世界上具有地理位置的点或点的集合。
19.2. OpenGIS⼏何模型
OGC具有⼏何类型的SQL环境建议的⼏何类型集合，基于OpenGIS⼏何模型。在本模型中，每个⼏何对象均具有下述⼀般属性：
· 与空间参考系统相关，其中介绍了定义对象的坐标空间。
· 属于某种⼏何类。
19.2.1. Geometry类的层次
⼏何类定义了下述层次：
· Geometry（⾮实例化）
o Point（可实例化的）
o Curve（⾮实例化）
2014美国留学费用§ LineString（可实例化的）
· Line
landscape· LinearRing
o Surface（⾮实例化）
§ Polygon（可实例化的）
o GeometryCollection（可实例化的）
§ MultiPoint（可实例化的）
§ MultiCurve（⾮实例化）
· MultiLineString（可实例化的）
§ MultiSurface（⾮实例化）
· MultiPolygon（可实例化的）
不能在⾮实例化类中创建对象。能够在可实例化类中创建对象。所有类均有属性，可实例化类还可以包含声明（定义有效类实例的规则）。
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Geometry是⼀种基本类。它是⼀种抽象类。Geometry的可实例化⼦类限制为可在2维坐标空间中存在的0、1、2维⼏何对象。所有的可实例化⼏何类是这样定义的，从⽽使得⼏何类的实例从拓扑意义上讲是闭合的（也就是说，所有定义的⼏何类包含其边界）。
基本Geometry类具有关于Point、Curve、Surface和GeometryCollection的⼦类：
· Point表⽰0维对象。
· Curve表⽰1维对象，具有⼦类LineString，以及次级⼦类Line和LinearRing。
· Surface是为2维对象设计的，具有⼦类Polygon。
· GeometryCollection具有特殊的0维、1维和2维类集合，名
为MultiPoint、MultiLineString和MultiPolygon，分别⽤于为对应的Points、LineStrings和Polygons集合进⾏⼏何建模。MultiCurve和MultiSurface是作为抽象超类引⼊的，它们归纳了⽤于处
理Curves和Surfaces的集合接⼝。
Geometry、Curve、Surface、MultiCurve和MultiSurface定义为⾮实例化类。它们为其⼦类定义了公⽤⽅法集合，⽽且是为扩展⽽包含在内的。
Point、LineString、Polygon、GeometryCollection、MultiPoint、MultiLineString和MultiPolygon定义为可实例化类。
19.2.2. 类Geometry
Geometry是层次结构的根类。它是⼀种⾮实例化类，但具有很多属性，这些属性对由任何Geometry⼦类创建的所有⼏何值来说是共同的。下⾯介绍了这些属性（尤其是具有⾃⼰特殊属性的⼦类）。
Geometry属性
Geometry值具有下述属性：
· 其type（类型）。每个geometry属于层次结构中可实例化类之⼀。
· 其SRID，或空间参考ID。该值确定了⽤于描述定义⼏何对象的坐标空间的空间坐标系统。
在MySQL中，SRID值仅是与geometry值相关的整数值。所有计算均是在欧⼏⾥得⼏何系（平⾯）中进⾏的。
· 它在其空间坐标系统中的coordinates（坐标），表⽰为双精度数值（8字节）。所有的⾮空⼏何对象⾄少包含⼀对坐标（X、Y）。空⼏何对象不含坐标。
坐标与SRID相关。例如，在不同的坐标系内，两个对象之间的距离会有所不同，即使这两个对象具有相同的坐标也同样。这是因为，平⾯坐标系中的距离和地⼼坐标系（地球表⾯上的坐标）中的距离是不同的事项。
· 其interior（内部）、boundary（边界）和exterior（外部）。
每个⼏何对象均占据空间中的某⼀位置。⼏何对象的exterior（外部）指的是未被该对象占据的所有空间。其interior（内部）指的是被该对象占据的空间。其boundary（边界）指的是⼏何对象内部和外部之间的界⾯。
· 其MBR（最⼩边界矩形）或包络⾯。这是⼀种边界⼏何值，由最⼩和最⼤坐标（X,Y）构成。· ((MINX MINY, MAXX MINY, MAXX MAXY, MINX MAXY, MINX MINY))
· ⽆论值是简单的或⾮简单的。类型（LineString、MultiPoint、MultiLineString）的⼏何值或是简单的，或是⾮简单的。每个类型决定了其⾃⼰的简单或⾮简单声明。
· ⽆论值是封闭的或⾮封闭的。类型（LineString、MultiPoint）的⼏何值或是封闭的，或是⾮封闭的。每个类型决定了其⾃⼰的封闭或⾮封闭声明。
· ⽆论值是空的或⾮空的。如果没有任何点，⼏何对象是空的。空⼏何对象的内部、外部和边界
未定义（也就是说，它们由Null值表⽰）。空的⼏何对象定义为总是简单的，⾯积为0。
· 其dimension（维数）。⼏何对象的维数为−1、0、1或2：
o −1⽤于空⼏何对象。
o 0⽤于⽆长度、⽆⾯积的⼏何对象。
o 1⽤于具有⾮0长度和0⾯积的⼏何对象。
o 2⽤于具有⾮0⾯积的⼏何对象。
Point对象的维数为0。LineString对象的维数为1。Polygon对象的维数
为2。MultiPoint、MultiLineString和MultiPolygon对象的维数与构成它们的元素的维数相同。19.2.3. 类Point
阶梯英语Point（点）指的是代表坐标空间中单个位置的⼏何类。
Point⽰例
· 想像⼀张具有众多城市的⼤世界地图。每个Point对象可代表1个城市。
· 在城市地图上，Point对象可代表1个公共汽车站。
Point属性
· X-坐标值。
· Y-坐标值。
· Point定义为0维⼏何对象。
· Point的边界为空集合。
19.2.4. 类Curve
Curve（曲线）是⼀种1维⼏何对象，通常由⼀系列点表⽰。Curve的特殊⼦类定义了点之间的内插类型。Curve是⼀种⾮实例化类。
beard的意思Curve属性
· Curve具有其点的坐标。
· Curve定义为1维⼏何对象。
· 如果未通过相同的点两次，Curve就是简单的。
· 如果其起点等于其终点，Curve就是封闭的。
· 封闭Curve的边界为空。
· ⾮封闭Curve的边界由其两个端点构成。
· 简单且封闭的Curve是LinearRing。
19.2.5. 类LineString
LineString是具有点之间线性内插特性的Curve。
LineString⽰例
· 在世界地图上，LineString对象可表⽰河流。
彩虹村英语俱乐部· 在城市地图上，LineString对象可表⽰街道。
LineString属性
·
LineString具有线段的坐标，由每个连续的点对（两点）定义。
· 如果仅包含两点，LineString为Line。
· 如果它既是简单的也是封闭的，LineString为LinearRing。
19.2.6. 类Surface
Surface是⼀种2维⼏何对象。它是⼀种⾮实例化类。其唯⼀的可实例化⼦类是Polygon.
Surface属性
· Surface定义为2维⼏何对象。
· 在OpenGIS规范中，将简单的Surface定义为由单⼀“patch”构成的⼏何对象，它与单个外部边界以及0或多个内部边界有关。
· 简单Surface的边界是⼀组与其内部和外部边界对应的封闭曲线的集合。
19.2.7. 类Polygon
广州礼仪公司Polygon是代表多边⼏何对象的平⾯Surface。它由单个外部边界以及0或多个内部边界定义，其中，每个内部边界定义为Polygon中的1个孔。
Polygon⽰例
· 在地区地图上，Polygon对象可表⽰森林、区等。
Polygon声明
· Polygon的边界由⼀组构成其外部边界和⽐内部边界的LinearRing归向集合构成（即，简单且封闭的LineString对象）。
· Polygon没有交叉的环。Polygon边界中的环可能会在Point处相交，但仅以切线⽅式相交。· Polygon没有线、尖峰或穿孔。
· Polygon有由连接点集合构成的内部。
· Polygon可能包含孔。对于具有孔的Polygon，其外部不连接。每个孔定义了连接的外部部件。前述声明使得Polygon成为简单的⼏何对象。
19.2.8. 类GeometryCollection
GeometryCollection是由1个或多个任意类⼏何对象构成的⼏何对象。
GeometryCollection中的所有元素必须具有相同的空间参考系（即相同的坐标系）。
对GeometryCollection的元素⽆任何限制，但下⾯介绍的GeometryCollection的⼦类会限制其成员。这类限制可能基于：
· 元素类型（例如，MultiPoint可能仅包含Point元素）。
· 维数。
· 对元素间空间交迭程度的限制。
19.2.9. 类MultiPoint
MultiPoint是⼀种由Point元素构成的⼏何对象集合。这些点未以任何⽅式连接或排序。
MultiPoint⽰例
· 在世界地图上，MultiPoint可以代表岛链。
· 在城市地图上，MultiPoint可以表⽰售票处的出⼝。
MultiPoint属性
· MultiPoint是0维⼏何对象。
· 如果没有两个Point是相同的（具有等同的坐标值），MultiPoint是简单的。
· MultiPoint的边界为空集合。
19.2.10. 类MultiCurve
MultiCurve是⼀种由Curve元素构成的⼏何对象集合。MultiCurve是⼀种⾮实例化类。
MultiCurve属性
· MultiCurve是1维⼏何对象。
· 当且仅当其所有元素均是简单的时，MultiCurve才是简单的。任意两元素的唯⼀交叉仅出现在两
元素边界的点上。
· MultiCurve边界是通过采⽤“模2联合规则”（也称为奇偶规则）获得的：如果某⼀点位于奇数编
号MultiCurve元素的边界内，它将位于MultiCurve的边界内。
· 如果其所有元素均是封闭的，则MultiCurve为封闭的。
· 封闭MultiCurve的边界总为空。
19.2.11. 类MultiLineString
MultiLineString是⼀种由 LineString元素构成的MultiCurve⼏何对象集合。
MultiLineString⽰例
· 在地区地图上，MultiLineString可表⽰河流体系或⾼速路系统。
19.2.12. 类MultiSurface
MultiSurface是⼀种由Surface元素构成的⼏何对象集合。MultiSurface是⼀种⾮实例化类。其唯⼀的可实例化⼦类是 MultiPolygon。MultiSurface声明
· 2个MultiSurface⾯没有相交的内部。
· 2个MultiSurface元素具有最多在有限点上相交的边界。
19.2.13. 类MultiPolygon
MultiPolygon是⼀种由Polygon元素构成的⼏何对象集合。
MultiPolygon⽰例
· 在地区地图上，MultiPolygon可表⽰湖泊系统。
MultiPolygon声明he just not that into you
· MultiPolygon没有内部相交的的2个Polygon元素。
· MultiPolygon没有2个交叉的Polygon元素（前述声明也禁⽌交叉），也没有在⽆数点处相接触
的2个Polugon元素。
· MultiPolygon不能含有有断开的线、尖峰或穿孔。MultiPolygon是⼀种正常的封闭点集合。
· 对于有1个以上Polygon元素的MultiPolygon，具有不连接的内部。MultiPolygon内部已连接部件
的数⽬等于MultiPolygon中Polygon值的数⽬。
MultiPolygon属性
· MultiPolygon是2维⼏何对象。
· MultiPolygon边界是与其Polygon元素的边界对应的封闭曲线集合（LineString值）。
· MultiPolygon边界中的每个Curve准确位于1个Polygon元素的边界内。
· Polygon元素边界中的每个Curve位于MultiPolygon的边界中。
19.3. ⽀持的空间数据格式
在本节中，介绍了⽤于表⽰查询中⼏何对象的标准空间数据格式。它们是：
· 著名的⽂本(WKT)格式
· 著名的⼆进制(WKB)格式
从其内部看，MySQL以不完全等同于WKT或WKB的格式保存⼏何对象值。
19.3.1. 著名的⽂本(WKT)格式
对于 Geometry的著名⽂本（ WKT）表⽰，它是为与采⽤ ASCII格式的⼏何数据进⾏交换⽽设计的。
⼏何对象WKT表⽰的⽰例：
· Point：
· POINT(15 20)
