一种基于SQL运动目标时空查询语言

　　摘要：运动目标时空查询语言是实现运动目标时空数据访问和分析的主要语言工具，是时空数据应用程序和运动目标时空数据库交互的查询语言。该文为了给用户提供方便的数据查询、数据操作和数据管理功能，运动目标时空查询语言的设计采用扩充商业对象关系数据库中标准SQL语言的方法。

　　关键词：运动目标；时空查询语言；SQL

　　中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）35-8359-04

　　运动目标时空查询语言主要有两种实现途径。一种是独立于SQL标准进行时空查询语言设计与开发，这种方法开发难度和工作量都比较大，一般用于初级的实验系统。另一种是基于SQL的对象关系特性进行时空扩展，这种方法可以利用现有SQL强大的关系操作，且容易和对象关系型数据库集成[1]。

　　1 SQL

　　SQL Multimedia（简称SQL/MM）是结构化查询语言SQL针对多媒体应用的规范。SQL/MM国际标准主要包含空间拓展（Spatial）、全文索引（Full-Text）、静态图像（StillImage）和数据挖掘（Data Mining）等针对不同领域的内容。SQL-2008标准在这四个领域定义新的结构化查询类，使得空间等四各方面的SQL查询效率大幅提高，并使基于SQL/MM的查询更加规范、兼容性好且易于管理。特别是空间拓展支持包括点、线、面等二维空间数据，以及部分三维拓展功能和不同空间参考坐标系的支持。并且在几何操作、方位坐标、拓扑关系等方面都提供了强大的支持。

　　2 基于SQL的时态和空间查询语言

　　随着SQL新标准的修订，新特性和新技术的引入，SQL支持用户自定义类型，以便用它来获取和操纵复杂数据。SQL的这种可扩展特性为特殊领域的非结构化数据应用提供了支持，比如时态数据和空间数据等。

　　2.1 基于SQL的时态查询语言

　　SQL/Temporal[2]是对SQL标准进行时态扩展形成SQL的建议标准。SQL/Temporal是在SQL标准的基础上，增加了NOSEQUENCED、VALIDTIME和TRANSACTIONTIME等关键词[3][4]。时态查询语言是基于常用时间类型的查询语言，并且时间模型不完善。因此，该时态查询语言的功能非常有限，离实用还有很长一段距离。

　　2.2 基于SQL的空间查询语言

　　空间查询语言的基本要求是，采用更贴近人们对空间理解的概念，为空间数据提供更高层次的抽象。OGC[5]标准对SQL进行了空间特性的扩展，制定了空间数据类型及其相关的运算，它们对空间数据的应用具有指导意义。利用SQL的对象关系特性，把OGC指定的空间数据类型及其对应的空间操作函数作为SQL的空间扩展，使之可以进行空间数据查询和分析。OGC标准，空间操作分成三类：基本函数、拓扑/集合运算和空间分析。

　　3 基于SQL扩展的运动目标时空查询语言

　　因为对于运动目标时空查询来说，除了基本的时态、空间查询之外，更重要的是时空联合查询。从上述基于SQL扩展的时间和空间查询语言的总结和分析来看，二者都不能满足运动目标时空数据查询的要求。所以，需要在SQL、时态和空间查询语言基础上，针对运动目标时空查询的特点进行时空谓词扩展。

　　3.1 运动目标时空查询的分类

　　运动目标时空查询中常用的查询方式主要有四类：即Who（What）、When、Where和How查询，简称为4W查询。