geodatenmanagement und -visualisierung mit oracle spatial technologies


Geodaten-Management in der Oracle DB

Geodaten-Visualierung mit Oracle MapViewer

Karin Patenge | [email protected]

Oracle Deutschland B.V. & Co. KG

mailto:[email protected]


Agenda

• Oracle Spatial Technologies

– Geodatenmanagement in der Oracle Datenbank

– Räumliche Abfragen und Analysen

– Visualisierung von Geodaten mit Hilfe von

Oracle Fusion Middleware MapViewer (inkl. Oracle Maps)

• Weiterführende Informationen


Oracle Spatial Technologies

Überblick


ORACLE Spatial TechnologiesAus Sicht der Datenbank

Vektordaten (2D)

Räumlicher Index (R-Tree)

Koordinatentransformation

Räumliche Abfragen

Routing

Vector Performance Accelerator

Geocoding

Geodienste

Vektordaten (3D, 4D)

Spatial

Locator

Georaster, Rasteralgebra

Topologie & Netzwerkmodelle

Räumliche Verschneidungen

Räumliche Analysen und Mining

Punktwolken, TINs

Details: http://docs.oracle.com/cd/E16655_01/appdev.121/e17896/sdo_locator.htm#SPATL340

/

/

http://www.bentley.com/en-US/

http://www.bentley.com/en-US/

http://www.erdas.com/default.aspx

http://www.erdas.com/default.aspx

http://www.osgeo.org/

http://www.osgeo.org/

http://www.opengeospatial.org/sp_links.php

http://www.opengeospatial.org/sp_links.php

http://www.luciad.com/html/content_fs.htm

http://www.luciad.com/html/content_fs.htm


Spatial Technologies

• Oracle Locator: Funktionalität der Oracle DB

(Alle Editionen)

• Oracle Spatial and Graph: Oracle DB EE

Option

• Oracle FMW MapViewer / MAPS: Java

Applikation und Map Rendering für das Karten-

Rendering als Bestandteil der Oracle Fusion

Middleware (FMW). JavaScript Library. Caching

von gerenderten Kartenkacheln.

• MapBuilder: Kostenfreie Java Anwendung für

das Kartenlayout (Signaturen/Layout, Base

Maps, Themes)

• Karteninhalte: Im Oracle Data Format von

externen Anbietern (Nicht Oracle!)

Lösungssicht

MapViewer

Oracle Locator

Oracle Spatial

JDBC

Fusion Middleware

HTTP

MapViewer / MAPS

Oracle Spatial

Oracle Database

Raster 3DNetworks

SOA


Oracle Database (Full Use)

Geodaten

Räumliche Abfragen

Räumliche Indizes

Verschneidungen

Daten-Manipulationen

Räumliches Mining

J2EE compliant

Application Server

Kartendarstellung

Geodienste

Routenberechnung

Konkrete Lösungsapplikation

Fachliche Lösungen

Oracle BI / Apps /

mobile Anwendungen ...

Map-Viewer

Geo-dienste

3rd Party

Geodaten

Sach-daten

Andere

Fachliche Kompo-nenten


(Geo-)Datenmanagement in der Oracle DB

Integrierter Zugriff auf Geo-, Fach- und Sachdaten


Einheitliches Datenmanagement

• Management komplexer Daten

– Datentypen, Methoden & mehr

• Zugriff über standardisierte

Schnittstellen

• Plattformunabhängig

• Skalierbar

• Sicher

• Robust


Oracle Technology Network

http://docs.oracle.com/cd/E16655_01/nav/portal_7.htm


Was ist Oracle Spatial and Graph (inkl. Locator)

• Spatial

– Schema MDSYS mit objekt-relationalen Datentypen für Vektor- und Rasterdaten,

Punktwolken und TINs

– Räumlicher Index (Domain Index)

– Räumliche Metadaten inklusive Koordinatensysteme

– Räumliche Operatoren und Funktionen inklusive räumliche Analyse

– Werkzeuge und Tuning-Funktionen

– Topologisches Datenmodell und Methoden

– Netzwerkdatenmodell und Methoden

– Geodienste-Unterstützung

• Semantische Netze (Graph)


Architektur


Geodaten-Unterstützung in jeder Oracle DBGeometrische Elemente (OGC Simple Features)

Punkt

Polygon

Polygon

"mit Loch"

Linenzug

Optimiertes

Polygon

Kreisbogen

Zus.ges.

Linienzug

Parametrisierte

Kurve

Zus.ges.

Polygon


Simple Features konform

ID FEATURE_NAME GEOMETRY ...

NUMBER VARCHAR2 SDO_GEOMETRY ...

Tabellendefinition

SDO_GTYPE NUMBER

SDO_SRID NUMBER

SDO_POINT SDO_POINT_TYPE

SDO_ELEM_INFO SDO_ELEM_INFO_ARRAY

SDO_ORDINATES SDO_ORDINATE_ARRAY

Der Datentyp SDO_GEOMETRY


Tabelle mit Geometriedaten

• Syntax:

• Datentyp: SDO_GEOMETRY

Punkte (GPS-Koordinaten)

create table standorte (

id number,

standort_name varchar2(100),

gps_loc sdo_geometry

);

insert into geom_tab_2d values(

1,

‚'Standort Automat'

sdo_geometry(

2001, -- 2-dimensionaler Punkt

4326, -- WGS84 als Koordinatensystem

sdo_point_type(12.7,52.0,0),

null, -- Verwendung für Linien, Polygone

null)); -- dito


Parametrisierte Kurven

• Repräsentation nahezu beliebiger Freiform-Geometrien

– Kontrollpunkte und Knoten "steuern" die Form der Kurve

– Darstellung komplexer Objekte mit wenigen Daten

• Typische Beispiele: Kurven, Autobahnzufahrten

• Unterstützung in der Datenbank

– Abbildung als SDO_GEOMETRY

– WKT/WKB/GML Konvertierungsfunktionen

– Räumliche Indizierung / Spatial Operators

– Validierungen

– Funktionen zur Konvertierung in "klassische" Linienzüge

(Approximation)

– Nicht unterstützt für geodätische Koordinatensysteme

Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS)


NURBS Beispiel

• Syntax: SDO_GEOMETRY(

2002, -- Zweidimensionaler Linienzug

31468, -- Koordinatensystem

NULL,

SDO_ELEM_INFO_ARRAY(

1, 2, 3 -- 1,2,3 = NURBS-Kurve

),

SDO_ORDINATE_ARRAY (

3, -- Grad der Kurve (3=Kubisch) "d"

7, -- Es gibt 7 Kontrollpunkte "m"

0, 0, 1, -- 1. Kontrollpunkt

-50, 100, 1, -- :

20, 200, 1,

50, 350, 1,

80, 200, 1,

90, 100, 1,

30, 0, 1, -- 7. Kontrollpunkt

11, -- Der Knotenvektor hat 11 Elemente = d + m + 1

0, 0, 0, 0, -- Normalisierter Knotenvektor

0.25, 0.5, 0.75, -- Start bei 0 - Ende bei 1

1, 1, 1, 1 -- Ansteigend

)

)


Metadaten für Simple Features

• USER_SDO_GEOM_METADATA

• Syntax: insert into user_sdo_geom_metadata (

table_name,

column_name,

diminfo,

srid)

values (

'GEOM_TAB_2D',

'geometry',

sdo_dim_array(

sdo_dim_element('Lon',-180,180,0.005),

sdo_dim_element('Lat',-90,90,0.005)),

4326);


Räumlicher Index

• R-Tree Index

– Approximierung der einzelnen Geometrien

über Minimal Bounding Box

• Aufbau:

• Syntax:create index geom_tab_2d_six on geom_tab_2d (geometry)

indextype is mdsys.spatial_index;


Koordinatensysteme

• Über 4.000 Koordinatensysteme

– Geodätisch

– Kartesisch als Projektion

– Kartesisch ("Non-Earth")

– Eigene Koordinatensysteme möglich

– Tabelle MDSYS.CS_SRS

– GPS-Koordinatensystem SRID = 4327 (Spatial Reference ID)

• EPSG-Unterstützung

• PL/SQL-Paket SDO_CS

• Automatische Koordinatensystem-Transformationen


Oracle Spatial: DreidimensionalGeometrische Elemente

Oberflächen

Körper

einfach zusammengesetzt Triangulated Irregular Network (TIN)

einfach zusammengesetzt Punktwolke (Point Cloud)


Topologien, Netzwerke und LRS

• Topologien

– Datenmodell zur Speicherung von Topologien (TDM)

– Unterstützung für topologische Beziehungen

– Basis für Konsistenzprüfung topol. Daten

• Netzwerke

– Datenmodell zur Speicherung von Netzwerken (NDM)

– Explizite Speicherung von Knoten und Kanten

– Zusätzliche Attributierung der Kanten und Knoten

– Analyseoperationen

– Network Data Model Editor

• Lineare Bezugssysteme


Linear ReferencingBeispiel: Dynamische Berechnung von Streckenabschnitten


Geokodierung in der Datenbank

• Umwandlung von Adressen (oder Points of Interest) in

Koordinaten und umgekehrt (REVERSE GEOCODING)

select sdo_gcdr.geocode(

'ODF_EU_Q312',

sdo_keywordarray('Riesstr. 25','München'),

'DE',

'DEFAULT') as geocode

from dual

/


Routing in der Datenbank

• Dynamische Link-Kosten

• Kosten eines Links nun abhängig

vom Zeitpunkt des Erreichens

• Entsprechende Daten im

Netzwerk

• Out-of-the-Box Unterstützung:

– Nokia Traffic Patterns (ODF)

Zeitbasierte Netzwerkanalyse


Routing in der DatenbankBeispiel: Schnellste mögliche Route


Räumliche Abfragen und Analysen

Fokus: Vektordaten


Räumliche Anfragen und Analysen

• Standard-Anfragesprache SQL

– Geobasis-, Geofach- und Sachdaten gemeinsam anfragen

• Über 400 räumliche Operatoren und Funktionen u.a. für

– Räumliche Analyse

– Von der Adresse zur Koordinate und umgekehrt (Geocoding, Reverse Geocoding)

– Spatial Mining

• Über 4000 räumliche Bezugssysteme

– Automatische Koordinatentransformation

– EPSG-Unterstützung

– Eigene Bezugssysteme können definiert werden

• Weitere Zugriffe über PL/SQL, Java API

– Vollständig dokumentiert


Räumliche Funktionen

• Topologische Operatoren

– Inside Contains

– Touch Disjoin

– Covers Covered By

– Equal Overlap Boundary

• Distanz-Operatoren

– Within Distance

– Nearest Neighbor

In SQL

Inside

Within Distance


Räumliche Funktionen

• Verschneidungen (Auswahl)– Union

– Difference

– Intersect

– XOR

– Buffer

– Centroid

– ConvexHull / ConcaveHull

• Berechnungen (Auswahl)– Length

– Area

– Distance

– Volume

Union

XOR

Intersect

Original

Difference


Beliebige Abfragen

• Welche Kunden mit Umsatz sind in Brandenburg?

select name, umsatz

from customers c, geo_laender gl

where sdo_anyinteract(c.geometry, gl.geometry) = 'TRUE'

and gl.feature_name='Brandenburg'

and umsatz is not null and umsatz > 0;


Ad-hoc Koordinatentransformation


Räumliche BerechnungenWo ist der Mittelpunkt von Deutschland?

Daten bereitgestellt von GfK GeoMarketing


Räumliche BerechnungenIn welchem Bundesland liegt der Mittelpunkt?



Räumliche BerechnungenLängen- und Breitengrad zum Mittelpunkt anzeigen



Räumliche BerechnungenNearest Neighbor



Geocoding

Referenz-Daten bereitgestellt von NAVTEQ


Reverse Geocoding

Referenz-Daten bereitgestellt von NAVTEQ


Visualisierung von Geodaten


JDBC

Map Cache Server

Oracle

Database

Oracle Application

Server / WebLogic

Server / Standalone

OC4J / Glassfish

Client(Browser)

Application

XML/HTTPJavaScript Map API

MapBuilder

FOI Server

Map Rendering Engine

Geobasisdaten

Geofachdaten

Sachdaten

Geocoding-Daten

Map

Cache

Kartendefinitionen:

Styles, Themes,

Base Maps

Oracle MapViewer / MAPSArchitektur


JDBC

Map Cache Server

Oracle

Database

Oracle Application

Server / WebLogic

Server / Standalone

OC4J / Glassfish

Client(Browser)

Application

XML/HTTPJavaScript Map API

MapBuilder

FOI Server

Map Rendering Engine

Geobasisdaten

Geofachdaten

Sachdaten

Geocoding-Daten

Map

Cache

Kartendefinitionen:

Styles, Themes,

Base Maps

Oracle MapViewer / MAPSIntegration externer Datenquellen


Oracle MapViewer / MAPSKartendienste - Provider und Client gleichermassen

Beispiel: MapViewer als Client eines Kartendienstes (WMS - DNM ) der Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg


Oracle MapViewer / MAPS

• Base Map (Tile Layers)

– Statisch

– Kacheln im Map Cache

• Theme based FOI*

– Interaktiv

– Abfrage an die Datenbank

• User Defined FOI

– Interaktiv

– Anwendungsspezifisch

• Information Window

– Informationen zu FOIs

• Fixed Figures

– Elemente mit fester Position

Aufbau einer Karte

*FOI = Feature of Interest


MapViewer als Kartendienst Client

• HowTo

– http://www.oracle.com/webfolder/technetwork/de/community/apex/tipps/geo-

osm/index.html

• Schritte in der MapViewer Konsole

– Data Source anlegen

– Map Tile Layer anlegen

– Map Tile Layer prefetch (erzeugt Cache mit Kartenkacheln in den

einzelnen Zoom-Stufen)

Kartendienst von OpenStreetMap als Base Map verwenden

http://www.oracle.com/webfolder/technetwork/de/community/apex/tipps/geo-osm/index.html


MapViewer als Kartendienst ClientView / Edit Map Tile Layer (OpenStreetMap Beispiel)


Oracle MAPS API Reference + Tutorials

• Online verfügbar in jeder MapViewer Installation.

Beispiel: http://slc02okf.oracle.com/mvdemo/

http://slc02okf.oracle.com/mvdemo/


Oracle MapViewer/MAPS in Anwendung

http://maps.us.oracle.com:8888/mapviewer/jslib/v2/demos/storm/storm.html

http://maps.us.oracle.com:8888/mapviewer/jslib/v2/demos/storm/storm.html


Fluglärmkarten (öffentlich) mit MapViewerFraport (http://framap.fraport.de)

http://framap.fraport.de/


Beispiele für Integration Spatial Technologies

in das Oracle Portfolio


MapViewer und BI auf mobilem Endgerät


Weiterführende Informationen


Links

• Oracle Locator und Spatial

– OTN

http://www.oracle.com/us/products/database/options/spatial/overview/index.html

– Blogs http://oracle-spatial.blogspot.com , https://blogs.oracle.com/oraclespatial/

– Forum https://forums.oracle.com/forums/forum.jspa?forumID=76

• Oracle Fusion Middleware MapViewer

– OTN http://www.oracle.com/us/products/middleware/overview/index.html

– Blog http://oracle-maps.blogspot.com

– Forum https://forums.oracle.com/forums/forum.jspa?forumID=727

http://www.oracle.com/us/products/database/options/spatial/overview/index.html

http://oracle-spatial.blogspot.com/

https://blogs.oracle.com/oraclespatial/

https://forums.oracle.com/forums/forum.jspa?forumID=76

http://www.oracle.com/us/products/middleware/overview/index.html

http://oracle-maps.blogspot.com/

https://forums.oracle.com/forums/forum.jspa?forumID=727


Q&A

geodatenmanagement und -visualisierung mit oracle spatial technologies

Technology

oracle dbgeodaten

oracle andor its affiliates

oracle dbintegrierter

oracle mapviewerkarin

oracle technology networkhttp

all rights reserved

robust9 copyright

nenten7 copyright