On a simple example of a query for searching by spatial characteristics, some languages of search queries are considered. Some weak and strong sides of the search query languages are discussed.
Жижимов О.Л.
Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск На простом примере запроса для поиска по пространственным характеристикам рассмотрены некоторые языки поисковых запросов. Обсуждаются некоторые слабые и сильные стороны языков поисковых запросов.
Ключевые слова: языки поисковых запросов, пространственные данные, SQL, CQL, SparQL, PQF, RPN.
Введение. Традиционно языки поисковых запросов попадают в две группы: мощные, выразительные языки, не очень легко читаемые и не очень удобные для построения запросов неспециалистами (например, SQL, PQF и XQuery), или простые и интуитивные языки, недостаточно мощные для выражения сложных понятий (например, CCL и Google). Ниже рассмотрены некоторые языки поисковых запросов, которые содержат функциональность поиска по записям баз данных, содержащих пространственные характеристики. Список рассмотренных языков не является полным. Более того, в нем содержаться только те языки, которые соответствуют некоторым отраслевым или международным стандартам.
Полное описание каждого языка, а также рассмотрение всех возможностей и недостатков, выходит за рамки настоящего доклада. Однако, основные свойства могут быть проиллюстрированы на простых примерах. Поэтому для каждого языка приводится один простой пример – сформулировать запрос для поиска всех записей, имеющих отношение к области, ограниченной поисковым термом. При этом поисковый терм представляет собой прямоугольник.
SQL. Язык запросов SQL (Structured Query Language) является стандартным языком
запросов для реляционных СУБД. Вполне естественно, что в этот язык были включены
расширения, которые позволяют оперировать с пространственными данными. Формально эти
расширения основаны на спецификациях OGC [
Пример 1. Найти все записи, имеющие отношение к области, ограниченной указанным термом: Для PostgreSQL (без расширений): select * from my_table
where the_field && box '((52.2,80.3),(50.8,81.0))'; Для MySQL: select * from my_table where MBROverlaps(the_geom,
ST_GeomFromText('LINESTRING (52.2 80.3, 50.8 81.0)'); select * from my_table where ST_Overlaps(the_geom,
LINESTRING (52.2 80.3, 50.8 81.0)); Для MS SQL Server: select * my_table where the_geom.STIntersection(geometry::STGeomFromText(
'LINESTRING (52.2 80.3, 50.8 81.0)', 0)); Несомненно, SQL с учетом расширений предоставляет мощные средства работы с пространственными данными. К сожалению, привязка синтаксиса языка к названиям конкретных полей и таблиц, а также различия в реализациях для различных СУБД, делает этот язык малопригодным для распределенных разнородных систем, т.к. в этом случае требуется выполнение одного и того же запроса для различных СУБД.
CQL. Следует заметить, что под аббревиатурой CQL встречается более десятка различных типов поисковых запросов. В таблице приведены некоторые из них.
Аббревиатура CQL и языки поисковых запросов.
CQL - Contextual Query Language [
CQL - Common Query Language [
CQL - The Corpus Query Language [
CQL - The Cassandra Query Language [
CQL - Continuous Query Language [
CQL - Constraint Query Language [
CQL - Oracle Continuous Query Language Oracle Continuous Query Language (Oracle CQL) –
[
Здесь и ниже аббревиатура CQL будет сопровождаться указанием индекса по таблице 1.
Наиболее универсальным является CQL-1 (Contextual Query Language). Именно этот язык
запросов используется в технологиях SRW/SRU [
Пример 2. Найти все записи, имеющие отношение к области, ограниченной указанным термом: В отличие от CQL-1, язык CQL-2 (Common Query Language) был разработан OGC для работы в том числе и с пространственными данными. Несмотря на наличие некоторых общих конструкций с CQL-1, CQL-2 отличается от него способом обращения с пространственными данными, при этом операции отношения представляются в виде специальных операторов (функций):
EQUALS, DISJOINT, INTERSECTS, TOUCHES, CROSSES,
WITHIN, CONTAINS, OVERLAPS, RELATE, DWITHIN, BEYOND Существенное отличие CQL-2 (и его расширения ECQL) от CQL-1 – использование в запросах не абстрактных индексов (CQL-1) или поисковых атрибутов (PQF, см. ниже), а названий реальных полей таблиц баз данных, содержащих пространственную информацию. При
INTERSECTS (the_geom, 52.2, 80.3, 50.8, 81.0) Здесь the_geom – название поля, содержащего пространственную информацию.
Остальные языки запросов с общим названием CQL из таблицы 1 прямого отношения к пространственным данным не имеют.
SparQL. Развитие технологий Semantic Web и хранилищ Open Linked Data (LOD) не
могло оставить в стороне возможность использования языка запросов SparQL для поиска
информации, связанной с пространственными характеристиками объектов. Разработан документ
OGC [
Пример 4. Найти все записи, имеющие отношение к области, ограниченной указанным термом:
PREFIX my: <http://example.org/ApplicationSchema#> PREFIX geo: <http://www.opengis.net/ont/geosparql#> PREFIX geof: <http://www.opengis.net/def/function/geosparql/> SELECT ?f
WHERE { ?f my:hasPointGeometry ?fGeom .
?fGeom geo:asWKT ?fWKT .
FILTER (geof:sfWithin(?fWKT,
"<http://www.opengis.net/def/crs/OGC/1.3/CRS84>
Polygon ((52.2 80.3, 52.2 81.0,
50.8 81.0, 50.8 80.3,
52.2 80.3))"^^geo:wktLiteral))
}
Трудно сказать, насколько удобен и выразителен этот язык. Однако есть мнение, что
популярность технологий Semantic Web со временем будет возрастать. Список существующих
реализаций поддержки GeoSparQL можно найти по ссылке [
PQF. Язык запросов PQF (Prefix Query Format) [
Пример 5. Найти все записи, имеющие отношение к области, ограниченной указанным термом – прямоугольной областью, заданной координатами: 1) @attrset geo @attr 1=2060
@attr 2=7 @attr 4=202 ((52.2, 80.3), (50.8, 81.0)) 2) @attr 1=1117
@attr geo 2=7 @attr geo 4=202 ((52.2, 80.3), (50.8, 81.0)) Следует заметить, что язык запросов PQF (RPN-1) не привязан ни к конкретной модели данных, ни, тем более, к конкретной структуре данных. Это обеспечивает его высокую универсальность и возможность использования в распределенных гетерогенных информационных системах. Однако в виду высокой сложности реализации сегодня популярность этого языка падает, уступая лидерство более простому CQL-1.