數(shù)據(jù)庫實(shí)習(xí)報(bào)告-2

第2頁（NUMPAGES14頁）***********大學(xué)本科生實(shí)習(xí)報(bào)告書教學(xué)單位****學(xué)院專業(yè)***********班級***********學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師一、實(shí)習(xí)目的通過上機(jī)實(shí)習(xí)把課堂上所學(xué)的理論進(jìn)行實(shí)踐，并通過實(shí)習(xí)掌握有關(guān)數(shù)據(jù)庫的一些基本操作。二、實(shí)習(xí)任務(wù)通過空間數(shù)據(jù)庫建庫實(shí)習(xí)，使學(xué)生能夠在《網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫》、《地理空間數(shù)據(jù)庫》課程的課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步將理論與實(shí)踐相結(jié)合，消化和理解課堂所學(xué)理論知識，掌握將地理信息數(shù)據(jù)（包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）植入數(shù)據(jù)庫的技能，熟悉建庫的流程與方法。三、實(shí)習(xí)內(nèi)容1、熟悉Oracle11g和SQLServer的安裝過程。2、掌握空間數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的組織和操作。3、掌握屬性數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的組織和操作。4、掌握空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的關(guān)聯(lián)方法。5、掌握柵格數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的操作。（一）、Oracle安裝首先，解壓文件，然后將解壓后的win32_11gR2_database_2of2文件下的database文件夾復(fù)制到win32_11gR2_database_1of2文件下，替換該文件下的database文件夾。然后點(diǎn)擊setup.exe開始安裝，安裝需要等待一段時(shí)間，并且其間涉及到數(shù)據(jù)庫、監(jiān)聽程序、本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等的配置。不做詳細(xì)介紹。最后安裝好后輸入用戶名和密碼，啟動(dòng)oracle。結(jié)果如下圖點(diǎn)擊服務(wù)器選項(xiàng)：選擇表空間：點(diǎn)擊“創(chuàng)建”，創(chuàng)建表空間。返回管理首頁，在“安全性”下找到“用戶”。點(diǎn)擊右方“創(chuàng)建”按鈕創(chuàng)建用戶。角色的選擇很重要，一般“connect”和“dba”都要，否則會被限制很多。（二）、矢量數(shù)據(jù)存儲與管理操作的實(shí)驗(yàn)2.1數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)在Spatial中提供了一種抽象數(shù)據(jù)類型SDO_GEOMETRY用于存儲矢量空間數(shù)據(jù)，一個(gè)Oracle空間數(shù)據(jù)表能夠包含至少一個(gè)SDOGEOMETRY類型的屬性列，每列可以存儲一個(gè)空間幾何實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)表中的每一條記錄既可以存儲空間實(shí)體的全部空間數(shù)據(jù)又可以同時(shí)存儲相關(guān)的部分屬性數(shù)據(jù)(更詳細(xì)的屬性數(shù)據(jù)可以存儲在單獨(dú)的屬性表中)，從而使得矢量空間數(shù)據(jù)和相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)能夠同時(shí)存儲在oracle中。2.2SDO_GEOMETRY的定義SDO_GEOMETRY是在MDSYS方案中定義的一個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型，此類型能描述任何復(fù)雜的空間特征數(shù)據(jù)，其定義為CREATETYPEsdo_geometryASOBJECT(SDO_GTYPENUMBER，SDO_SRIDNUMBER，SDO_POINTSDO_POINT_TYPE，SDO_ELEM_INFOSDO_ELEM_INFO_ARRAY，SDO_ORDINATESSDO_ORDINATES_ARRAY);該對象由五個(gè)分量組成(1)SDO_GTYPE:是一個(gè)NUMBER型結(jié)構(gòu)，用于存放幾何對象的類型。SDO_GTYPE是四位數(shù)字的整數(shù)，其格式為dltt，其中”，表示幾何對象的維數(shù)，可以是2、3或4;”l”表示三維線性參考系統(tǒng)中的線性參考值，當(dāng)”，為3或4時(shí)需要設(shè)置該值，一般情況下該值為0;”’表示幾何對象的類型，目前，OracleSpatial使用00到07(包括一種用戶自定義類型)來描述7種幾何類型。如SDO_GTYPE取值2003則表示2維的多邊形。下圖描述了OracleSpatial支持的幾何對象類型。(2)SDO_SRID:是一個(gè)NUMBER型結(jié)構(gòu)，用于存放與幾何對象相關(guān)的空間坐標(biāo)參照系標(biāo)識符，Oracle所支持的SDO_SRID值均存儲在表MDSYS.CS_SRS的SRID字段中。如果該值為NULL，則表示沒有空間參照系與該幾何對象相關(guān)，只采用笛卡爾平面坐標(biāo)系。一般在存儲地理數(shù)據(jù)，即與地球相關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，均與特定的SRID相關(guān)聯(lián)。(3)SDO_POINT:是一個(gè)包含X，Y，Z三個(gè)分量的對象類型，用于存放點(diǎn)實(shí)體的空間坐標(biāo)。當(dāng)SDO_ELEM_INFO和SDO_ORDINATES數(shù)組都為空時(shí)，SDO_POINT中的x，Y，Z為點(diǎn)實(shí)體的坐標(biāo)值，否則，SDO_POINT的值可以忽略。(4)SDO_ELEM_INFO:是一個(gè)NUMBER類型的變長數(shù)組，每3個(gè)值組成一個(gè)3元組，用于解釋存儲在SDO_ORDINATES分量中的坐標(biāo)。每個(gè)3元組包含以下3個(gè)部分的內(nèi)容:1)SDO_STARTING_OFFSET:表明每個(gè)幾何元素的第一個(gè)坐標(biāo)在數(shù)組SDO_ORIDINATES中的存儲位置，它的值從1開始，逐漸增加。2)SDO_ETYPE:它用于表示幾何對象中每個(gè)組成元素的幾何類型。當(dāng)它的值為1、2、1003和2003時(shí)，表明這個(gè)幾何元素為簡單元素;如果SDO_ETYPE為1003，表明該多邊形為外環(huán)(第一個(gè)數(shù)為1表示外環(huán))，坐標(biāo)值以逆時(shí)針存儲;如果SDO_ETYPE為2003，表明該多邊形為內(nèi)環(huán)(第一個(gè)數(shù)為2表示內(nèi)環(huán))，坐標(biāo)值以順時(shí)針存儲;當(dāng)SDO_TYPE為4、1005和2005時(shí)，表明這個(gè)幾何元素為復(fù)合元素，它至少包含一個(gè)頭三元組用以說明該復(fù)合元素具有多少個(gè)簡單幾何元素。同樣，當(dāng)1005表示多邊形為外環(huán)時(shí)，坐標(biāo)值以逆時(shí)針存儲;當(dāng)2005表示多邊形為內(nèi)環(huán)時(shí)，坐標(biāo)值以順時(shí)針存儲。SDO_INTERPRETATION:它具有兩層含義，具體的作用由SDO_ETYPE是否為復(fù)合元素決定。如果SDO_ETYPE是復(fù)合元素(4，1005和2005)，則SDO_INTERPRETATION表示它后面有幾個(gè)子三元組屬于這個(gè)復(fù)合元素;如果SDO_ETYPE是簡單元素(1，2，1003和2003)，則SDO_TERPRETATION表示該元素的坐標(biāo)值在SDO_ORDINATES中是如何排列的。需要注意的是，對于復(fù)合元素來說，組成它的子元素是連續(xù)的。一個(gè)子元素的最后一個(gè)點(diǎn)是下一個(gè)子元素的第一點(diǎn);最后一個(gè)子元素的最后一個(gè)坐標(biāo)要么與下一個(gè)元素的SDO_STARTING_OFFSET值減1所對應(yīng)的坐標(biāo)相同，要么是整個(gè)SDO_ORDINATES數(shù)組的最后一個(gè)坐標(biāo)。(5)SDO_ORDINATES:一個(gè)NUMBER類型的變長數(shù)組，用于存儲組成空間幾何對象邊界的空間坐標(biāo)值。SDO_ORDINATES必須與SDO_ELEM_INFO數(shù)組配合使用，才具有實(shí)際意義。SDO_ORDINATES的坐標(biāo)存儲方式由幾何對象的維數(shù)決定，如果幾何對象為三維，則SDO_ORDINATES的坐標(biāo)以{X1，Y，Z1，X2，Y2，Z2，……}的順序排列;如果幾何對象為二維，則SDO_ORDINATES的坐標(biāo)為{X1,Y1，X2，Y，……}。2.3矢量空間數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方法創(chuàng)建矢量空間數(shù)據(jù)庫最基本的步驟就是創(chuàng)建矢量空間數(shù)據(jù)表和上載矢量數(shù)據(jù)。2.3.1創(chuàng)建矢量空間數(shù)據(jù)表要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟:創(chuàng)建矢量空間數(shù)據(jù)表：創(chuàng)建一個(gè)名為chemical_plants的表，代碼如下：CREATETABLEchemical_plants(IdNUMBERPRIMARYKEY,NameVARCHAR2(32),geolocSDO_GEOMETRY);在命令提示符中鍵入代碼后運(yùn)行的結(jié)果如下圖：(2)將新創(chuàng)建的空間表注冊到元數(shù)據(jù)視圖代碼如下：INSERTINTOUSER_SDO_GEOM_METADATAVALUES('chemical_plants','geoloc',SDO_DIM_ARRAY(SDO_DIM_ELEMENT('X',-180,180,0.000000005),SDO_DIM_ELEMENT('Y',-180,180,0.000000005)),8307);執(zhí)行后的結(jié)果如下圖：(3)為空間表創(chuàng)建R_Tree空間索引代碼如下：CREATEINDEXPLANTS_R_IDXONchemical_plants(geoloc)INDEXTYPEISMDSYS.SPATIAL_INDEX;結(jié)果如下：2.3.2矢量空間數(shù)據(jù)的加載方法可分為兩種情況:利用加載工具批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)和利用SQL語句事務(wù)性的插入少量數(shù)據(jù)。(l)對于插入少量空間數(shù)據(jù)的情況，可以使用SQL語句中的INSERT語句。例如，向chemical_plants中添加一個(gè)化工廠(表示為一個(gè)由直線組成的五邊形)。代碼如下：INSERTINTOchemical_plantsVALUES(8,'城北化工廠',SDO_GEOMETRY(2003,8307,SDO_POINT_TYPE(-1.1229671,1.05127803,NULL),SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,1),SDO_ORDINATE_ARRAY(-1.29838,1.10085102,-1.29838,1.0017060,-0.94755492,1.00170603,-0.94755492,1.10085102,-1.29838,1.10085102)))注意：輸入代碼的過程中需要在英文的輸入法狀態(tài)下進(jìn)行輸入，否則會提示標(biāo)識無效。(2)對于批量導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)又可以分為兩大類:一類是利用Oracle本身的工具SQL*Loader;另一類是利用GIS軟件公司提供的加載工具。以少量數(shù)據(jù)為例，上述（1）鍵入后的實(shí)現(xiàn)結(jié)果如下：（三）、柵格數(shù)據(jù)存儲與管理操作的實(shí)驗(yàn)Oracle公司為了完善Spatial組件的空間數(shù)據(jù)管理機(jī)制，在升級N10g版本以后，引入了新的特性GeoRaster，它提供了存儲、索引、查詢、分析和發(fā)布柵格數(shù)據(jù)的能力，使得Oracle具備了在不用空間數(shù)據(jù)引擎的情況下也能存儲和處理柵格數(shù)據(jù)的能力。GeoRaster使用一個(gè)基于組件的、邏輯分層并且多維的通用柵格數(shù)據(jù)模型。柵格中的核心數(shù)據(jù)是由柵格單元(或象素)組成的多維矩陣，這些柵格單元的值被稱為單元值，并且這些核心的柵格數(shù)據(jù)集可以進(jìn)行分塊，用于優(yōu)化存儲、檢索和處理。3.1影像金宇塔機(jī)制顯示柵格圖像時(shí),大部分情況下不需要顯示全圖,更多的時(shí)候需要縮小顯示,如果這些情況下仍然加載整幅圖像,勢必會降低顯示速度.圖像越小,顯示速度越快,尤其是在不需要顯示非常詳細(xì)而僅顯示圖像輪廓的情況下,顯示速度明顯加快.為了提高柵格圖像在前端的顯示速度,Oracle11gSpatial在柵格數(shù)據(jù)模型中提供了影像金字塔技術(shù).影像金字塔分為不同的層次,即第0層、第1層等等,其中第0層表示原始圖像,層次數(shù)大于0時(shí)就表示縮小顯示。3.2層次尺寸確定的情況下,金字塔的每個(gè)層次對應(yīng)的柵格圖像的尺寸可以由下面的公式計(jì)算出r(n)=(int)(r(0)/2n)c(n)=(int)(c(0)/2n)其中r(0)與c(0)表示原始圖像的行數(shù)與列數(shù);r(n)與c(n)表示第n層的影像金字塔的行數(shù)與列數(shù);int用來取整數(shù).金字塔的層次不是可以無限多的,其最大的層次數(shù)由公式(int)(log2(a/64))決定,其中a表示原始圖像中行數(shù)與列數(shù)中較小的一個(gè)的數(shù)量.例如,如果圖像的大小是1024*768,由于行數(shù)與列數(shù)較小的數(shù)是768,所以影像金字塔的最高的層次數(shù)就是(int)(log2(768/64))=int(3.6)=3,即只能達(dá)到3層。3.3柵格數(shù)據(jù)存儲與管理操作方法的實(shí)驗(yàn)（1）創(chuàng)建柵格表代碼如下：CREATETABLERASTER(NAMEVARCHAR(64),IMAGESDO_GEORASTER);創(chuàng)建RASTER柵格表的觸發(fā)器代碼：callsdo_geor_utl.createDMLTrigger('RASTER','IMAGE');描述：在一張GeoRaster表中的一個(gè)GeoRaster列中創(chuàng)建所需的標(biāo)準(zhǔn)GeoRaster數(shù)據(jù)操作語言（DML）的觸發(fā)器，以便進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鲿r(shí)，其相關(guān)的觸發(fā)器被觸發(fā)。

用法：為了保持GeoRaster的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引用的完整性，你在表上執(zhí)行任何DML操作前，都應(yīng)該始終使用此過程來對每個(gè)GeoRaster表和其每一個(gè)GeoRaster列進(jìn)行創(chuàng)建相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)GeoRaster的DML觸發(fā)器。例如，如果GeoRaster表包含兩個(gè)GeoRaster列，兩次調(diào)用這個(gè)程序，指定名稱和列名稱為每個(gè)調(diào)用相應(yīng)的表。創(chuàng)建該表的柵格數(shù)據(jù)表CREATETABLERASTER_RDTOFSDO_RASTER(PRIMARYKEY(rasterID,pyramidLevel,bandBlockNumber,rowBlockNumber,columnBlockNumber))LOB(rasterBlock)STORE(CHUNK8192CACHEREADSNOLOGGINGPCTVERSION0STORAGE(PCTINCREASE0));說明：每張柵格數(shù)據(jù)表必須是一個(gè)SDO_RASTER類型的對象表，

而且必須有一個(gè)以下定義列（rasterID，pyramidLevel，bandBlockNumber，rowBlockNumber，columnBlockNumber）的主鍵。注意：最大的rasterBlock是4G字節(jié)。經(jīng)由柵格數(shù)據(jù)表'RASTER_RDT'初始化一個(gè)柵格圖對象插入柵格表中INSERTINTORASTERVALUES('gddst',sdo_geor.init('RASTER_RDT'));在存儲一個(gè)柵格圖像到一張柵格表前，必須創(chuàng)建一個(gè)柵格對象GeoRasterobject。

有兩種方法創(chuàng)建一個(gè)新的柵格對象：

1、使用SDO_GEOR.initfunction來初始化一個(gè)空的柵格對象；

2、SDO_GEOR.createBlankfunction來創(chuàng)建一個(gè)空白的柵格對象。（5）、利用SDO_GEOR.importFrom上載柵格數(shù)據(jù)首先設(shè)置用戶權(quán)限：BEGINdbma_java.grant_permission('SYSTEM','SYS:java.io.FilePermission','C:\image.tif','read');dbma_java.grant_permission('MDSYS','SYS:java.io.FilePermission','C:\image.tif','read');END;然后上載數(shù)據(jù)：DECLAREgeorSDO_GEORASTER;BEGINSELECTIMAGEINTOgeorfromRASTERwhereNAME='gddst'FORUPDATE;sdo_geor.importFrom(geor,NULL,'TIFF','file','C:/gddst.tif');UPDATERASTERSETIMAGE=georwhereNAME='gddst';COMMIT;END;（6）、創(chuàng)建柵格金字塔利用SDO_GEOR．generatePyramid方法對指定柵格圖像創(chuàng)建金字塔結(jié)構(gòu)的PL／SQL過程如下：DECLAREgrmdsys.sdo_georaster;BEGINselectIMAGEintogrfromRASTERwhereNAME='gddst'forupdate;sdo_geor.generatePyramid(gr,'rLevel=2resampling=NN');updateRASTERsetIMAGE=grwhereNAME='gddst';COMMIT;END;具體實(shí)驗(yàn)過程如下圖：（7）、導(dǎo)出柵格數(shù)據(jù)至此完成了柵格數(shù)據(jù)的加載，創(chuàng)建影像金字塔，及柵格數(shù)據(jù)的導(dǎo)出的實(shí)驗(yàn)過程。四、實(shí)習(xí)儀器及軟件個(gè)人電腦以及Oracle11g軟件五、實(shí)習(xí)體會這次實(shí)習(xí)，鞏固了以前學(xué)習(xí)的Oracle知識，加上這學(xué)期老師講的地理空間數(shù)據(jù)庫原理，我對空間數(shù)據(jù)庫的認(rèn)識有了進(jìn)一步的提高。當(dāng)然，這次實(shí)習(xí)也遇到了不少問題，首先是Oracle軟件的安裝，需要將解壓后的win32_11gR2_database_2of2文件下的database文件夾復(fù)制到win32_11gR2_database_1of2文件，替換該文件下的database文件夾，然后再點(diǎn)擊setup.exe開始安裝，如果在安裝的過程中提示IIS錯(cuò)誤，需要下載相應(yīng)的補(bǔ)丁。軟件安裝好后，開始進(jìn)行實(shí)習(xí)任務(wù)，首先是以system用戶的身份登錄，創(chuàng)建用戶和表空間，修改角色，這里角色的選擇很重要，一般“connect”和“dba”都要，否則會被限制很多。然后是矢量數(shù)據(jù)的存儲和管理，先要熟悉數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)，SDO_GEOMETRY數(shù)據(jù)類型的定義，再進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建和矢量空間數(shù)據(jù)的加載。在命令提示符中鍵入代碼的時(shí)候要注意字母和符號應(yīng)在英文輸入狀態(tài)下輸入，對于批量導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)可以分為兩大類:一類是利用Oracle本身的工具S