MySQL 5.1参考手册 :: 19. 中的空间扩展(3)-sdccf-ChinaUnix博客

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19.5.2.6. MultiPolygon函数

Area(mpoly)

以双精度数值形式返回MultiPolygon值mpoly的面积，根据在其空间参考系中的测量结果。

mysql> SET @mpoly =
    -> 'MultiPolygon(((0 0,0 3,3 3,3 0,0 0),(1 1,1 2,2 2,2 1,1 1)))';
mysql> SELECT Area(GeomFromText(@mpoly));
+----------------------------+
| Area(GeomFromText(@mpoly)) |
+----------------------------+
|                          8 |
+----------------------------+

OpenGIS规范还定义了下述函数，MySQL未实施这类函数：

Centroid(mpoly)

以Point形式返回用于MultiPolygon值mpoly的数学质心。不保证结果位于MultiPolygon上。
PointOnSurface(mpoly)

返回Point值，保证该值位于MultiPolygon值mpoly上。

19.5.2.7. GeometryCollection函数

GeometryN(gc,n)

返回GeometryCollection值gc中第n个几何对象。几何对象的编号从1开始。

mysql> SET @gc = 'GeometryCollection(Point(1 1),LineString(2 2, 3 3))';
mysql> SELECT AsText(GeometryN(GeomFromText(@gc),1));
+----------------------------------------+
| AsText(GeometryN(GeomFromText(@gc),1)) |
+----------------------------------------+
| POINT(1 1)                             |
+----------------------------------------+

NumGeometries(gc)

返回GeometryCollection值gc中几何对象的数目。

mysql> SET @gc = 'GeometryCollection(Point(1 1),LineString(2 2, 3 3))';
mysql> SELECT NumGeometries(GeomFromText(@gc));
+----------------------------------+
| NumGeometries(GeomFromText(@gc)) |
+----------------------------------+
|                                2 |
+----------------------------------+

19.5.3. 从已有Geometry创建新Geometry的函数

19.5.3.1. 生成新Geometry的Geometry函数
19.5.3.2. 空间操作符

19.5.3.1. 生成新Geometry的Geometry函数

在19.5.2节，“Geometry函数”中，我们讨论了一些可从已有几何对象构造新几何对象的函数：

Envelope(g)
StartPoint(ls)
EndPoint(ls)
PointN(ls,n)
ExteriorRing(poly)
InteriorRingN(poly,n)
GeometryN(gc,n)

19.5.3.2. 空间操作符

OpenGIS建议了很多可生成几何对象的其他函数。它们是为实施空间操作符而设计的。

在MySQL中未实施这些函数。它们或许会在未来的版本中出现。

Buffer(g,d)

返回几何对象，该对象代表所有距几何值g的距离小于或等于d的所有点。
ConvexHull(g)

返回几何对象，该对象代表几何值g的凸包。
Difference(g1,g2)

返回几何对象，该对象表示了几何值g1与g2的点集合差异。
Intersection(g1,g2)

返回几何对象，该对象表示了几何值g1与g2的点集合交集。
SymDifference(g1,g2)

返回几何对象，该对象表示了几何值g1与g2的点集合对称差。
Union(g1,g2)

返回几何对象，该对象表示了几何值g1与g2的点集合联合。

19.5.4. 测试几何对象间空间关系的函数

这些节中所介绍的函数以2个几何对象作为输入参数，并返回它们之间的定量或定性关系。

19.5.5. 关于几何最小边界矩形（MBR）的关系

MySQL提供了一些可测试两个几何对象g1和g2最小边界矩形之间关系的函数。它们包括：

MBRContains(g1,g2)

返回1或0以指明g1的最小边界矩形是否包含g2的最小边界矩形。

mysql> SET @g1 = GeomFromText('Polygon((0 0,0 3,3 3,3 0,0 0))');
mysql> SET @g2 = GeomFromText('Point(1 1)');
mysql> SELECT MBRContains(@g1,@g2), MBRContains(@g2,@g1);
----------------------+----------------------+
| MBRContains(@g1,@g2) | MBRContains(@g2,@g1) |
+----------------------+----------------------+
|                    1 |                    0 |
+----------------------+----------------------+

MBRDisjoint(g1,g2)

返回1或0以指明两个几何变量g1和g2的最小边界矩形是否不相交。
MBREqual(g1,g2)

返回1或0以指明两个几何变量g1和g2的最小边界矩形是否相同。
MBRIntersects(g1,g2)

返回1或0以指明两个几何变量g1和g2的最小边界矩形是否相交。
MBROverlaps(g1,g2)

返回1或0以指明两个几何变量g1和g2的最小边界矩形是否交迭。
MBRTouches(g1,g2)

返回1或0以指明两个几何变量g1和g2的最小边界矩形是否接触。

MBRWithin(g1,g2)

返回1或0以指明g1的最小边界矩形是否位于g2的最小边界矩形内。

mysql> SET @g1 = GeomFromText('Polygon((0 0,0 3,3 3,3 0,0 0))');
mysql> SET @g2 = GeomFromText('Polygon((0 0,0 5,5 5,5 0,0 0))');
mysql> SELECT MBRWithin(@g1,@g2), MBRWithin(@g2,@g1);
+--------------------+--------------------+
| MBRWithin(@g1,@g2) | MBRWithin(@g2,@g1) |
+--------------------+--------------------+
|                  1 |                  0 |
+--------------------+--------------------+

19.5.6. 测试几何类之间空间关系的函数

OpenGIS规范定义了下述函数。目前在MySQL尚未按照规范实施它们。对于那些已实施的函数，它们返回的结果与对应的基于MBR的函数返回的相同。包括下面列出的函数，但Distance()和Related()除外。

在未来的版本中，可能会实施这些函数，为空间分析提供全部支持，而不仅仅是基于MBR的支持。

这些函数作用在2个几何值g1和g2上。

Contains(g1,g2)

返回1或0以指明g1是否完全包含g2。
Crosses(g1,g2)

如果g1在空间上与g2相交，返回1。如果g1为Polygon或MultiPolygon，返回NULL，或如果g2为Point或MultiPoint返回NULL。否则，返回0。

术语“空间上交叉”指的是2个给定几何对象之间的空间关系，它具有下述属性：

o        2个结合对象交叉。

o        其交叉结果将导致其维数小于两个给定几何对象最大维数的几何对象。

o        其交叉不等于两个几何对象中的任何1个。
Disjoint(g1,g2)

返回1或0以指明g1是否与g2从空间上不相交。
Distance(g1,g2)

以双精度数值形式返回2个几何对象中2点间的最短距离。
Equals(g1,g2)

返回1或0以指明g1是否从空间上等同于g2。
Intersects(g1,g2)

返回1或0以指明g1是否从空间上与g2相交。
Overlaps(g1,g2)

返回1或0以指明g1是否从空间上与g2交迭。如果2个几何对象交叉而且其交叉将导致具有相同维数但并不等同于任一几何对象的几何对象，将使用术语“空间交迭”。
Related(g1,g2,pattern_matrix)

返回1或0以指明由pattern_matrix指定的空间关系是否在g1和g2间存在。如果参量为NULL返回-1。模式矩形为字符串。如果实施了该函数，其规范将在此给出。
Touches(g1,g2)

返回1或0以指明g1是否从空间上与g2接触。如果几何对象的内部不交叉，但1个几何对象的边界与另一个的边界或内部交叉，这两个几何对象是从空间上接触的。
Within(g1,g2)

返回1或0以指明g1是否从空间上位于g2内。

19.6. 优化空间分析

19.6.1. 创建空间索引
19.6.2. 使用空间索引

可以使用索引对2个非空间数据库中的搜索操作进行优化。对于空间数据库，这同样成立。有了以前设计的大量多维索引功能的帮助，能够对空间搜索进行优化。最典型的情况如下：

· 搜索包含给定点的所有对象的Point查询。

· 搜索与给定地区交迭的所有对象的地区查询。

MySQL采用了具有2次分裂特性的R-Trees来为空间列编制索引。使用几何对象的MBR来创建空间索引。对于大多数几何对象，MBR是包围几何对象的最小矩形。对于水平或垂直linestring，MBR退化为linestring的矩形。对于点，MBR是退化为点的矩形。

此外，还能在空间列上创建正常索引。需要为除POINT列之外的空间列上的任何索引（非空间）声明前缀。

19.6.1. 创建空间索引

MySQL能够使用与创建正规索引类似的语法创建空间索引，但使用了SPATIAL关键字进行了扩展。对于目前编制了索引的空间列，必须将其声明为NOT NULL。在下面的示例中，介绍了创建空间索引的方法。

· 对于CREATE TABLE：

·                mysql> CREATE TABLE geom (g GEOMETRY NOT NULL, SPATIAL INDEX(g));

· 对于ALTER TABLE：

·                mysql> ALTER TABLE geom ADD SPATIAL INDEX(g);

· 对于CREATE INDEX：

·                mysql> CREATE SPATIAL INDEX sp_index ON geom (g);

对于MyISAM表，SPATIAL INDEX负责创建R-tree索引。对于支持空间索引的其他存储引擎，SPATIAL INDEX能够创建B-tree索引。对于准确的值查找而不是范围扫描，作用在空间值上的B-tree索引很有用。

要想撤销空间索引，可使用ALTER TABLE或DROP INDEX：

· 对于ALTER TABLE：

·                mysql> ALTER TABLE geom DROP INDEX g;

· 对于DROP INDEX：

·                mysql> DROP INDEX sp_index ON geom;

示例：假定表geom包含32000以上的几何对象，它们保存在类型为GEOMETRY的列g中。该表还有用于保存对象ID值的AUTO_INCREMENT列。

mysql> DESCRIBE geom;
+-------+----------+------+-----+---------+----------------+
| Field | Type     | Null | Key | Default | Extra          |
+-------+----------+------+-----+---------+----------------+
| fid   | int(11)  |      | PRI | NULL    | auto_increment |
| g     | geometry |      |     |         |                |
+-------+----------+------+-----+---------+----------------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> SELECT COUNT(*) FROM geom;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|    32376 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

要想在列g上添加空间索引，可使用下述语句：

mysql> ALTER TABLE geom ADD SPATIAL INDEX(g);
Query OK, 32376 rows affected (4.05 sec)
Records: 32376  Duplicates: 0  Warnings: 0

19.6.2. 使用空间索引

优化程序将调查可用的空间索引是否能包含在使用某些函数的查询搜索中，如WHERE子句中的MBRContains()或MBRWithin()函数。例如，假定我们打算找出位于给定矩形中的所有对象：

mysql> SELECT fid,AsText(g) FROM geom WHERE
mysql> MBRContains(GeomFromText('Polygon((30000 15000,31000 15000,31000 16000,30000 16000,30000 15000))'),g);
+-----+-----------------------------------------------------------------------------+
| fid | AsText(g)                                                                   |
+-----+-----------------------------------------------------------------------------+
|  21 | LINESTRING(30350.4 15828.8,30350.6 15845,30333.8 15845,30333.8 15828.8)     |
|  22 | LINESTRING(30350.6 15871.4,30350.6 15887.8,30334 15887.8,30334 15871.4)     |
|  23 | LINESTRING(30350.6 15914.2,30350.6 15930.4,30334 15930.4,30334 15914.2)     |
|  24 | LINESTRING(30290.2 15823,30290.2 15839.4,30273.4 15839.4,30273.4 15823)     |
|  25 | LINESTRING(30291.4 15866.2,30291.6 15882.4,30274.8 15882.4,30274.8 15866.2) |
|  26 | LINESTRING(30291.6 15918.2,30291.6 15934.4,30275 15934.4,30275 15918.2)     |
| 249 | LINESTRING(30337.8 15938.6,30337.8 15946.8,30320.4 15946.8,30320.4 15938.4) |
|   1 | LINESTRING(30250.4 15129.2,30248.8 15138.4,30238.2 15136.4,30240 15127.2)   |
|   2 | LINESTRING(30220.2 15122.8,30217.2 15137.8,30207.6 15136,30210.4 15121)     |
|   3 | LINESTRING(30179 15114.4,30176.6 15129.4,30167 15128,30169 15113)           |
|   4 | LINESTRING(30155.2 15121.4,30140.4 15118.6,30142 15109,30157 15111.6)       |
|   5 | LINESTRING(30192.4 15085,30177.6 15082.2,30179.2 15072.4,30194.2 15075.2)   |
|   6 | LINESTRING(30244 15087,30229 15086.2,30229.4 15076.4,30244.6 15077)         |
|   7 | LINESTRING(30200.6 15059.4,30185.6 15058.6,30186 15048.8,30201.2 15049.4)   |
|  10 | LINESTRING(30179.6 15017.8,30181 15002.8,30190.8 15003.6,30189.6 15019)     |
|  11 | LINESTRING(30154.2 15000.4,30168.6 15004.8,30166 15014.2,30151.2 15009.8)   |
|  13 | LINESTRING(30105 15065.8,30108.4 15050.8,30118 15053,30114.6 15067.8)       |
| 154 | LINESTRING(30276.2 15143.8,30261.4 15141,30263 15131.4,30278 15134)         |
| 155 | LINESTRING(30269.8 15084,30269.4 15093.4,30258.6 15093,30259 15083.4)       |
| 157 | LINESTRING(30128.2 15011,30113.2 15010.2,30113.6 15000.4,30128.8 15001)     |
+-----+-----------------------------------------------------------------------------+
20 rows in set (0.00 sec)

我们使用EXPLAIN来检查该查询的执行方式（ID列已被删除，以便输出能更好地与页匹配）：

mysql> EXPLAIN SELECT fid,AsText(g) FROM geom WHERE
mysql> MBRContains(GeomFromText('Polygon((30000 15000,31000 15000,31000 16000,30000 16000,30000 15000))'),g);
+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| select_type | table | type  | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| SIMPLE      | geom  | range | g             | g    |      32 | NULL |   50 | Using where |
+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

让我们检查一下在没有空间索引的情况下会出现什么：

mysql> EXPLAIN SELECT fid,AsText(g) FROM g IGNORE INDEX (g) WHERE
mysql> MBRContains(GeomFromText('Polygon((30000 15000,31000 15000,31000 16000,30000 16000,30000 15000))'),g);
+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+-------+-------------+
| select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows  | Extra       |
+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+-------+-------------+
| SIMPLE      | geom  | ALL  | NULL          | NULL |    NULL | NULL | 32376 | Using where |
+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+-------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

执行SELECT语句，忽略空间键：

mysql> SELECT fid,AsText(g) FROM geom IGNORE INDEX (g) WHERE
mysql> MBRContains(GeomFromText('Polygon((30000 15000,31000 15000,31000 16000,30000 16000,30000 15000))'),g);
+-----+-----------------------------------------------------------------------------+
| fid | AsText(g)                                                                   |
+-----+-----------------------------------------------------------------------------+
|   1 | LINESTRING(30250.4 15129.2,30248.8 15138.4,30238.2 15136.4,30240 15127.2)   |
|   2 | LINESTRING(30220.2 15122.8,30217.2 15137.8,30207.6 15136,30210.4 15121)     |
|   3 | LINESTRING(30179 15114.4,30176.6 15129.4,30167 15128,30169 15113)           |
|   4 | LINESTRING(30155.2 15121.4,30140.4 15118.6,30142 15109,30157 15111.6)       |
|   5 | LINESTRING(30192.4 15085,30177.6 15082.2,30179.2 15072.4,30194.2 15075.2)   |
|   6 | LINESTRING(30244 15087,30229 15086.2,30229.4 15076.4,30244.6 15077)         |
|   7 | LINESTRING(30200.6 15059.4,30185.6 15058.6,30186 15048.8,30201.2 15049.4)   |
|  10 | LINESTRING(30179.6 15017.8,30181 15002.8,30190.8 15003.6,30189.6 15019)     |
|  11 | LINESTRING(30154.2 15000.4,30168.6 15004.8,30166 15014.2,30151.2 15009.8)   |
|  13 | LINESTRING(30105 15065.8,30108.4 15050.8,30118 15053,30114.6 15067.8)       |
|  21 | LINESTRING(30350.4 15828.8,30350.6 15845,30333.8 15845,30333.8 15828.8)     |
|  22 | LINESTRING(30350.6 15871.4,30350.6 15887.8,30334 15887.8,30334 15871.4)     |
|  23 | LINESTRING(30350.6 15914.2,30350.6 15930.4,30334 15930.4,30334 15914.2)     |
|  24 | LINESTRING(30290.2 15823,30290.2 15839.4,30273.4 15839.4,30273.4 15823)     |
|  25 | LINESTRING(30291.4 15866.2,30291.6 15882.4,30274.8 15882.4,30274.8 15866.2) |
|  26 | LINESTRING(30291.6 15918.2,30291.6 15934.4,30275 15934.4,30275 15918.2)     |
| 154 | LINESTRING(30276.2 15143.8,30261.4 15141,30263 15131.4,30278 15134)         |
| 155 | LINESTRING(30269.8 15084,30269.4 15093.4,30258.6 15093,30259 15083.4)       |
| 157 | LINESTRING(30128.2 15011,30113.2 15010.2,30113.6 15000.4,30128.8 15001)     |
| 249 | LINESTRING(30337.8 15938.6,30337.8 15946.8,30320.4 15946.8,30320.4 15938.4) |
+-----+-----------------------------------------------------------------------------+
20 rows in set (0.46 sec)

未使用索引时，该查询的执行时间将从0.00秒上升到0.46秒。

在未来的版本中，空间索引也可能会用于优化其他函数。请参见19.5.4节，“测试几何对象间空间关系的函数”。

19.7. MySQL的一致性和兼容性

19.7.1. 尚未实施的GIS特性

19.7.1. 尚未实施的GIS特性

额外的元数据视图

OpenGIS规范建议了数种额外的元数据视图。例如，包含几何列的描述的名为GEOMETRY_COLUMNS的系统视图，对于数据库中的每列有1行相关内容。
作用在LineString和MultiLineString上的OpenGIS函数Length()目前应在MySQL中以GLength()的方式调用。

问题在于存在1个用于计算字符串值长度的已有SQL函数Length()，而且在某些情况下无法判断函数是在文本场景下还是空间场景下调用的。我们需要以某种方式解决该问题，或确定另一个函数名。

这是MySQL参考手册的翻译版本，关于MySQL参考手册，请访问dev.mysql.com。原始参考手册为英文版，与英文版参考手册相比，本翻译版可能不是最新的。

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感谢所有关心和支持过ChinaUnix的朋友们

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