3.2.3.1. Yêu cầu hệ thống
Về nguyên tắc, các phần mở rộng sau đây để một kiến trúc tiêu chuẩn cần phải được hỗ trợ:
• Biểu diễn các kiểu dữ liệu ở dạng đối tượng không gian, • Các thao tác cho các phép toán cơ sở nhất,
• Các cấu trúc chỉ mục không gian và các kỹ thuật truy cập, • Ngôn ngữ truy vấn không gian,
• Giao diện đồ họa cho người dùng.
Hệ thốngđóng
Một trong các hệ thống cơ sở dữ liệu không gian đóng là sử dụng mô hình kiến trúc đối ngẫu. Trong kiến trúc đối ngẫu tích hợp hai hệ thống con độc lập nhau: DBMS quản trị dữ liệu phi không không gian và hệ thống con một lưu trữ và xử lý dữ hiệu không gian.
Lớp tích hợp
DBMS chuẩn Hệkhông gianthống con
Hình 3.4.Kiến trúc đốingẫu
Với cách tiếp cận này, đại diện của mỗi đối tượng không gian (đối tượng với một thuộc tính SDT) được chia thành hai phần. Phần thứ nhất chứa các thuộc tính phi không gian và được lưu trữ trong DBMS. Phần thứ hai là các thuộc tính không gian và được giữ trong cấu trúc dữ liệu trực tiếp của hệ thống tập tin. Hai phần được nối bởi tham chiếu thích hợp. Cách tiếp cận này được hầu hết các sản phẩm GIS thương mại (ARC / INFO [42] , SICAD [43] , MapInfo…) sử dụng.
Ưu điểm của cách tiếp cận này là dễ dạng chọn lựa các cấu trúc dữ liệu và thuật toán phù hợp cho chỉ mục và truy vấn trong hệ thống con không gian. Tuy nhiên, một vấn đề được đặt ra sự truy vấn thông tin bị tách rời giữa thành phần phi không gian và phần không gian, để được xử lý bởi DBMS và hệ thống con quản trị dữ liệu không gian, tương ứng. Điều này phức tạp hóa quá trình xử lý truy vấn và dẫn đến tình trạng quá tải. Vấn đề chính là cách tiếp cận này không cho phép tối ưu hóa truy vấn toàn cục.
3.2.3.2. Tích hợp dữ liệu không gian vào hệ DBMS
Nghiên cứu một số hệ thống cơ sở dữ liệu tích hợp dữ liệu không gian (ví dụ như Postgres [44] , MySql, Oracle, SqlServer…) có thể thấy rằng các hệ thống này có giao diện tích hợp như sau:
• Không có sự khác biệt trên nguyên tắc giữa loại dữ liệu chuẩn và dữ liệu không gian. Kiến trúc hệ thống đều xử lý thông tin theo cùng một cách.
• Không có sự khác biệt trên nguyên tắc giữa chỉ mục thuộc tính chuẩn (B-tree) hay chỉ mục không gian (R-tree).
• Các cơ chế hoạt động tối ưu hóa truy vấn không có sự khác biệt (tất nhiên có sự khác biệt về độ phức tạp xử lý của các chức năng).
Một kiến trúc tích hợp trên nguyên tắc có thể nhận được bằng cách tự xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu mới từ đầu hoặc thực hiện các phần mở rộng phù hợp dựa trên mã nguồn mở của một DBMS nào đó. Sử dụng mã DBMS mở tiết kiệm nhiều nỗ lực phải đầu tư nghiên cứu. Hơn nữa, một DBMS không gian dựa trên một DBMS mở cho phép thêm các tính năng còn thiếu, bất cứ lúc nào.
Hệ thống kiến trúc DBMS mở như vậy có thể mở rộng ở cấp kiểu dữ liệu. Tuy nhiên, nó thường thiếu mở rộng ở các cấp độ của mức cấu trúc chỉ mục, phương pháp xử lý truy vấn, hoặc tối ưu hóa truy vấn và những điều đó lại rất quan trọng cho việc hiện thực một DBMS không gian.