Josef Troch (troch@mail.ru)
18.2.2002 (poslední změna 24.2.2002)

• dotazy pouze na prostorové vlastnosti (vypiš města vzdálená od Prahy méně než 20 km)
• dotazy pouze na neprostorové vlastnosti (kolik lidí žije v Olomouci)
• dotazy kombinující oboje vlastnosti (vypiš počty dětí všech majitelů pozemků sousedících s parcelou č. 10

• Vlastní uživatelský dotaz (user query) - popis množiny dat, která se mají zobrazit
• Další dotazy (display queries) pro rozdělení výsledků dotazu do množin, z nichž každá bude zobrazena jiným způsobem (různé barvy apod.)
• Vlastní popis jak zobrazit data (display description).

• Uživatel nastaví parametry zobrazovacího prostředí. (zobrazovací instr.)
• Uživatel pokládá dotazy (výsledky se zobrazují dle předchozího nastavení, zobrazovací prostředí se nemění)
• Uživatel (případně) změní parametry zobrazovacího prostředí (ale zobrazovaný obsah se nezmění).

• Unární prostorové operátory přistupují k jedné prostorové položce prostorové relace.
  
  
  • Topologické unární operátory - určují dimenzi, hranici a vnitřek objektu, tedy:
    • dimension - dimenze objektu (0 pro body, 1 pro přímky/úsečky atd.)
    • boundary - hranice objektu.
    • interior - celý objekt mimo svou hranici (doslovně "všechny části objektu, které nejsou v jeho hranici")
    Tyto operátory mají specializované varianty pro jednotlivé dimenze (třeba plocha má definovány operace boundingNodes a boundingEdges - pro určení ohraničujících bodů / úseček), pro 1D a 2D objekty jsou definovány boundary, boundingNodes, boundingEdges, interior, interiorNodes, interiorEdges, interiorAreas.
  
  
  
  • Druhá skupina unárních operátorů - aritmetické operace. Tyto závisí na dimenzi objektu.
    • lenght (délka) pro 1D objekty
    • area (plocha) pro 2D objekty
    • volume (objem) pro 3D objekty
  
  
  • Kombinací topologických a aritmetických vlastností lze získat složitější operátory:
    • perimeter (obvod) pro mnohoúhelník
    • extreme coordinates (extrémní souřadnice), complement (doplněk) a convex hull (konvexní obal)


• Binární prostorové operátory počítají hodnotu ze 2 prostorových položek prostorové relace.
  
  
  • distance (vzdálenost) - výsledkem je nezáporné reálné číslo
  • direction (směr) - úhel udávající azimut; tyto mohou být porovnávány a odečítány k zjištění úhlu jimi sevřeného.
  Na výsledky těchto operací lze používat standartní agregační funkce SQL (min, avg).

• Binární topologické predikáty jsou založeny na množině průniků hranic a vnitřků dvou objektů - tyto specifikace jsou nezávislé na dimenzi a predikáty tedy mohou být použity na 2 objekty libovolných dimenzí.
  
  
  • disjoint (disjunktnost objektů)
  • meet
  • overlap
  • inside/contains
  • covers/coveredBy
  • equal (totožnost objektů)
  
  
  
  Tyto predikáty byly do Spatial SQL začleněny pro zvýšení úrovně abstrakce; aby uživatel nemusel mít matematické znalosti.
  V závislosti na zvoleném uspořádání lze také používat predikáty left/right, north/south či over/under.

CREATE TABLE mesta
(jmeno    CHAR(20)
 obsazenyProstor  spatial_2);

CREATE TABLE city
(jmeno char(20)
 obsazenyProstor spatial_2
 poloha  spatial_0);

SELECT jmeno
FROM mesta
WHERE poloha = PICK;

SELECT jmeno
FROM staty
WHERE poloha = PICK;

• SET - k nastavení konkrétních parametrů zobrazení
• CANCEL - k jejich zrušení
• SHOW - ukáže aktuální hodnotu daného parametru

• PERMANENT - příslušné SET/CANCEL se uloží pro příští práci se systémem.
• IMMEDIATELY - podle změny se překreslí aktuální výsledek dotazu (normálně se parametry použijí až pro další dotaz).

1. Zobrazovací mód (display mode) - udává jak se zobrazují (kombinují) výsledky sekvence dotazů. Možnosti jsou:
   • alpha - konvenční alfanumerické zobrazování
   • 5 grafických módů:
     • new - začít kreslit novou kresbu (mapu)
     • overlay - přidáváme výsledky do kresby
     • remove - odstraňujeme výsledky z kresby
     • intersect - na kresbě zůstanou objekty které byly v dotazu i na předchozí kresbě
     • highlight - zvýraznění výsledků na kresbě
   Neprostorové atributy v SELECT by měly být zobrazovány jako popisky (labels).



2. Grafická presentace (graphical presentation) - k zadání grafické presentace objektů je používáno nastavování "vizuálních proměnných" (visual variables) (např. barva, vzorek, ...) - tyto zobrazovací atributy mohou být specifikovány buď pro celou prostorovou relaci, nebo pro její instance splňující nějaké podmínky. Zároveň má uživatel možnost zjistit momentální nastavení těchto proměnných jednoduše zobrazením vysvětlivek (legendy).
   Tato část GPL závisí na uživatelově hardwaru, proto je množina vizuálních proměnných rozšiřitelná.
   
   Vizuální proměnné se nastavují příkazem
   SET LEGEND jmenopromenne1 hodnota1 jmenopromenne2 hodnota2 ... FOR ...



3. Měřítko (scale) - nastavuje se příkazem SET SCALE n; , kde n je kladné číslo ve významu měřítko 1 : n.



4. Výřez (window), který má být zobrazen - nastavuje se pomocí SET WINDOW a může být zadán souřadnicemi dvou protilehlých rohů či jako nejmenší obdélník ohraničující výsledky dotazu.



5. Kontext (spatial context) - pomocí SET CONTEXT lze definovat, kontext (viz výše) který je při zpracování dotazu přidán k jeho výsledkům.



6. Zjištění obsahu kresby (examination of content) - výsledná kresba může být kombinací mnoha dotazů (pomocí overlay, remove, intersect), a proto by měl mít uživatel možnost, zjistit co je na kresbě resp. zjistit jaký dotaz by musel použít, aby zobrazil aktuální kresbu. Tohoto se dosáhne pomocí SHOW CONTENT. (Logicky zde nejde SET ani CANCEL.)

1. Nastavení černé barvy a čárkování hranic pozemků.

   SET LEGEND
           COLOR black
           PATTERN dashed
   
   FOR SELECT boundary(poloha)
           FROM pozemky;
   

2. Obytné budovy zeleně, komerční budovy modře.

   SET LEGEND
           COLOR green, blue
   
   FOR SELECT obytne.poloha, komercni.poloha
           FROM obytne budovy, komercni budovy
           WHERE komercni.typ="Komercni" and obytne.typ="Obytny";
   

3. Nastavení šrafování uliček užších než 5 m.

   SET LEGEND
           PATTERN cross-hatched
   
   FOR SELECT interior(poloha)
           FROM ulice
           WHERE sirka < 5;
   

4. Nastavení výřezu jako obal všech ulic v Olomouci.

   SET WINDOW
           SELECT poloha
           FROM ulice
           WHERE mesta.jmeno="Olomouc";
   

5. Nastavení kontextu ulic - pro zobrazení přilehlých pozemků a budov pro každou dotazovanou ulici a jmen ulic.

   SET CONTEXT
   
   FOR ulice.poloha
           SELECT pozemky.poloha, budovy.poloha, ulice.jmeno
           FROM ulice, pozemky, budovy;
   

6. Ještě nastavíme mód pro vykreslování nové mapy.

   SET MODE new;
   

7. Nyní máme připraveno zobrazovací prostředí, můžeme položit dotaz Spatial SQL (až do teď to bylo všechno jen GPL).
   Vykresli ulici "Kozí" v Olomouci.

   SELECT ulice.poloha
   FROM ulice, mesta
   
   WHERE mesta.jmeno="Olomouc" and ulice.jmeno="Kozi" and
         ulice.poloha INSIDE mesto.poloha;
   

8. Nastavíme mód pro zvýraznění výsledku následujícího dotazu. (GPL}

   SET MODE highlight;
   

9. A teď si necháme tedy zvýraznit budovu na adrese "Kozí 3". (Spatial SQL)

   SELECT budovy.poloha
   FROM budovy
   
   WHERE adresa="Kozi 3";
   

10. Původní úkol jsme splnili, můžeme pokračovat dalšími dotazy.
    Nastavení alphanumerického módu. (GPL)

    SET MODE alpha;
    

11. Nyní nás zajímá vzdálenost myší označeného objektu od všech hospod v Olomouci (zmíněné polohové omezení nám zajistí dříve nastavený výřez). (Spatial SQL)

    SELECT distance(budovy.poloha, hospoda.poloha), hospoda.adresa
    FROM budovy, budovy hospoda
    
    WHERE budovy=PICK and hospoda.typ="Hospoda";
    

12. Nastaví zobrazování tramvajovývh zastávek jako 2mm rudé kruhy. (GPL)

    SET LEGEND
            COLOR red
            SYMBOL "2mm disk"
    
    FOR SELECT poloha
            FROM mhd
            WHERE typ="Tramvajova zastavka";
    

13. A budeme přidávat do mapy. (GPL)

    SET MODE overlay;
    

14. A teď do mapy dokreslíme tramvajové zastávky vzdálené méně než 200 m od budovy označené myší. (Spatial SQL)

    SELECT poloha
    FROM mhd, budovy
    
    WHERE typ="Tramvajova zastavka" and budovy.poloha=PICK and
          distance(budova.poloha, mhd.poloha) < 200;
    

15. A nakonec přebarvíme (okamžitě) na hnědo všechny budovy, ve kterých bydlí více než 30 lidí. (GPL)

    SET IMMEDIATELY COLOR brown
    
    FOR SELECT interior(poloha)
            FROM budovy
            WHERE pocetObyvatel > 30;
    

1. použitím numerických typů v SQL 92 pro uložení (geometrických) objektů
2. použitím binárních typů v SQL 92 pro uložení (geometrických) objektů
3. použitím SQL 92 s geometrickými typy (tedy rozšíření SQL) pro uložení (geometrických) objektů, tak že ke geometrickým typům lze přistupovat textově i binárně

1. M. J. Egenhofer: Spatial SQL: A Query and Presentation Language. (IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 6(1):86--95, 1994)
2. Open GIS Consortium, Inc.: OpenGIS Simple Features Specification for SQL. (Revision 1.1, 1999)
3. Cary Ng, Mark Mak: A Survey on Query Languages for Content Based Retrieval.
4. E. Clementini, P. Di Felice: Spatial Operators. (SIGMOD Records, ACM SIGMOD, 2000)
5. J. Pokorný: Prostorové objekty a SQL. (GIS Ostrava, 2001)
6. J. Verstraete, B. Van Der Cruyssen, R. De Caluwe: Assigning membership degrees to points within fuzzy boundaries.
7. V. Pech: Prostorové SQL: Dotazovací a prezentační jazyk.