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Alisson FCCAlisson FCC

SIG - 2017SIG - 2017

SIGSIG

Operadores topológicos – SQLST_RELATE

Alisson Fernando Coelho do Carmo

SIG - 2017SIG - 2017

Arquitetura integradaArquitetura integrada

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PostGIS + PostgreSQLPostGIS + PostgreSQL

PostGIS é uma extensão espacial para o PostgreSQL que implementa a especificação padrão OGC

Tipos de dados PostGIS:

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Tipos de dadosTipos de dados

Esses tipos possuem a seguinte representação textual:

Point: (0 0)

LineString: (0 0, 1 1, 2 2)

Polygon: ((0 0 0, 4 0 0, 4 4 0, 0 4 0, 0 0 0), ( 1 0 0, ...), ...)

MultiPoint: (0 0 0, 4 4 0)

MultiLineString: ((0 0 0, 1 1 0, 2 2 0), (4 4 0, 5 5 0, 6 6 0))

MultiPolygon: (((0 0 0, 4 0 0, 4 4 0, 0 4 0, 0 0 0), (...), ...), ...)

GeometryCollection: (POINT(2 2 0), LINESTRING((4 4 0, 9

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Passos para construçãoPassos para construção

Construção do Banco de dados espacial

1- Planejamento do banco de dados

Esquematização (papel e lápis)

Definição das entidades e relacionamentos2 – Implementação do modelo (SQL)

Create table..., Foreign Key..., Primary key3 – Adição dos atributos espaciais

SELECT addGeometryColumn(....)4 – Inserção de dados

INSERT INTO...5 – Consulta e manipulação dos dados

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Planejamento do banco de dadosPlanejamento do banco de dados

Ex) Banco de dados para:

Registrar os dados e geometrias dos lotes

Registrar os dados e geometrias dos bairros

Definição dos atributos e tipos de dados

Esquematização lógica do banco de dados

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Implementação do modelo (SQL)Implementação do modelo (SQL)

Para instalar a extensão espacial POSTGIS:

– Download do instalador POSTGIS

– Instalar POSTGIS

– Criar a extensão no banco de dados:• CREATE EXTENSION POSTGIS;

Utilizar as funções do POSTGIS (instalado no public):

– SET SEARCH_PATH TO nome_usu, public;

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Consulta e manipulação dos dadosConsulta e manipulação dos dados

Operadores topológicos conforme a Matriz de 9-Interseções :

st_equals(geometry, geometry)

st_disjoint(geometry, geometry)

st_intersects(geometry, geometry)

st_touches(geometry, geometry)

st_crosses(geometry, geometry)

st_within(geometry, geometry)

st_overlaps(geometry, geometry)

st_contains(geometry, geometry)

Retornam a matriz de intersecção.

st_relate(geometry, geometry):

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Operadores topológicos (Todos)Operadores topológicos (Todos)

boolean ST_Relate(geometry geomA, geometry geomB, text intersectionMatrixPattern);

text ST_Relate(geometry geomA, geometry geomB);

SELECT ST_Relate(

ST_GeometryFromText('POINT(1 2)'),

ST_Buffer(ST_GeometryFromText('POINT(1 2)'),2)

0FFFFF212

SELECT ST_Relate(

ST_GeometryFromText('POINT(1 2)'),

ST_Buffer(ST_GeometryFromText('POINT(1 2)'),2),

'0FFFFF212');

DIMENSÕES0 => ponto1 => linha2 => áreaT => {0,1,2}F => vazio* => Qualquer

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Padrões da Padrões da DE-9IMDE-9IM

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Operadores topológicos (Todos)Operadores topológicos (Todos)

RESULTADO(RELATE)212101212

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Dados geométricosDados geométricos

(0,0) (10, 0) 20, 0 (27, 0)

(10, 0)

(20, 0) A(2, 18)(13, 18)(13, 7)(2, 7)

B(13, 18)(21, 18)(21, 2)(13, 2)

Fazer a DE-9IM:Interior, fronteira, exterior

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Inserção dos dadosInserção dos dados

Definição das coordenadas (sistema local)

A: (2, 18), (13, 18), (13, 7), (2, 7)

B: (13, 18), (21, 18), (21, 2), (13, 2)

Definição do SQL

SELECT ST_RELATE(

ST_GeomFromText('POLYGON((2 18, 13 18, 13 7, 2 7, 2 18))'),

ST_GeomFromText('POLYGON((13 18, 21 18, 21 2, 13 2, 13 18))')

"FF2F11212"

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Exemplos – operador topológicoExemplos – operador topológico

SELECT ST_RELATE(

ST_GeomFromText('LINESTRING(1 1, 6 1)')

(2, 2)

(8, 4)

(1,1) (6,1)

SIG - 2017SIG - 2017

SELECT ST_RELATE(

ST_GeomFromText('LINESTRING(1 1, 6 1)')

(2, 2)

(8, 4)

(1,1) (6,1)

SIG - 2017SIG - 2017

SELECT ST_RELATE(

(1, 1)

(9, 5)

(5, 4)

(3, 2)

SIG - 2017SIG - 2017

SELECT ST_RELATE(

(1, 1)

(9, 5)

(5, 4)

(3, 2)

SIG - 2017SIG - 2017

ST MakeBox2D ( ST Point ( 1 , 1 ) , ST Point ( 7 , 3 ) ) ,

ST MakeBox2D ( ST Point ( 3 , 3 ) , ST Point ( 9 , 5 ) )

SIG - 2017SIG - 2017

SELECT ST_RELATE(

ST_GeomFromText('point(5 1)')

SIG - 2017SIG - 2017

SELECT ST_RELATE(

ST_GeomFromText('point(5 1)')

SIG - 2017SIG - 2017

Operadores topológicosOperadores topológicos

EXEMPLO com o TOCAR

boolean ST_Touches(geometry g1, geometry g2);

SELECT ST_Touches(

ST_GeomFromText('LINESTRING(0 0, 1 1, 0 2)'),

ST_GeomFromText('POINT(2 2)')

SELECT ST_Touches(

ST_GeomFromText('LINESTRING(0 0, 1 1, 0 2)'),

ST_GeomFromText('POINT(0 2)')

SIG - 2017SIG - 2017

SFS – Simple Feature Specification

SIG - 2017SIG - 2017

Funções PostGIS - SFSFunções PostGIS - SFS

Especificação definida e bem documentada

Padrão OGC

É uma especificação criada pelo OGC que trata das seguintes

questões:

Armazenamento da componente espacial vetorial de dados geográficosem bancos de dados

Fornecimento de interface de acesso a esses dados:• SQL, CORBA e COM

• Versões: 1.1.0 e 1.2.0

Na prática:• SQL: PostgreSQL/PostGIS ou Oracle Spatial

• SQL + Linguagem: TerraLib+MySQL ou ARCSDE+SQLServer

SIG - 2017SIG - 2017

Simple Feature Access - Part 1: Common Architecture

http://www.opengeospatial.org/standards/sfa

Modelo Geométrico

Operadores Espaciais

Simple Feature Access - Part 2: SQL Option

http://www.opengeospatial.org/standards/sfs

SIG - 2017SIG - 2017

Dimensionalidade da figura geométrica:

0-dimensional: ponto

1-dimensional: linha

2-dimensional: polígono

Dimensionalidade do espaço onde está inserida a figura

geométrica:

2D: plano cartesiano

3D: espaço tridimensional

2D+M: plano cartesiano com uma medida associada

3D+M: espaço tridimensional com uma medida associada

SIG - 2017SIG - 2017

Tipos de dados espaciaisTipos de dados espaciais

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Integridade das geometriasIntegridade das geometrias

De acordo com SFS:

Todas as geometrias devem ser simples e válidas

(0-dim e 1-dim) Uma geometria é simples se:• Não possuir pontos anômalos

• Auto-intersecções

• Auto-tangência

Ponto:– É inerentemente simples (0-dim)

Multipoint:– Não possuir dois pontos iguais (mesma coord.)

– (2-dim) Verificar se uma geometria é válida

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LINESTRING

Não passa sobre o mesmo ponto (exceto extremos)

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Integridade de geometriasIntegridade de geometrias

MULTILINESTRING

Todas as linhas devem ser simples

Não existem Intersecções entre as linhas (exceto nos extremos)

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POLYGON

A fronteira pode interceptar apenas em ponto (não linhas)

Os anéis internos não podem se sobrepor

Anéis internos devem estar inteiramente contido no anel externo

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MULTIPOLYGON

Todos os polígonos devem ser válidos

Interior de dois polígonos não se interceptam

As fronteiras podem se tocar, mas apenas em pontos finitos

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Observação importante: a especificação é clara ao dizer que ainda que estejam previstas as geometrias no espaço tridimensional (3D), os operadores só são definidos no espaço bidimensional (2D). É deixado a cargo de cada implementador a definição dos operadores no espaço 3D

Funções 3D ainda não estão totalmente desenvolvidas

Manipulação não tão madura quanto as implementações 2D

Especificação <> Implementação

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Integridade dos dadosIntegridade dos dados

Validando geometrias antes de inseri-las no BDGeoST_ISVALID()

Valida as coordenadas de uma geometria

Exemplo:

SELECT ST_ ISVALID ('LINESTRING(0 0, 1 1)'), t

ST_ISVALID ('LINESTRING(0 0,0 0)'); f

Opção default é não validar a entrada das geometrias

Para validar deve-se adicionar uma restrição à tabela

ALTER TABLE parks ADD CONSTRAINT geo_valid_chk

CHECK (ST_ISVALID ( park_geom)) ;

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Contato:alisondocarmo@gmail.com

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