Geodaten und die Oracle-Plattform

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1 Geodaten und Karten in APEX - so einfach wie noch nie! Autoren: Carsten Czarski, ORACLE Deutschland B.V. & Co KG Mit dem APEX Patchset wurde eine neue Packaged Application eingeführt. Sample Geolocation Showcase zeigt, wie Koordinaten und Geoinformationen von jedermann in APEX genutzt werden können. Der Vortrag stellt die Abbildung 1: Eine Geschäftsanwendung mit Geo-Komponenten Anwendung vor und zeigt, wie man mit den Komponenten der Demoanwendung eigene Anwendungen bauen kann - nur mit APEX und ohne weitere Komponenten! Geodaten und die Oracle-Plattform Die Unterstützung für Geodaten wird meist mit der Spatial Option der Oracle- Datenbank gleichgesetzt. Tatsächlich ist ein großer Teil der Geodaten-Funktionalität mit dem Oracle Locator bereits in der Standard Edition enthalten. Oracle Locator: Der Oracle Locator ist Teil aller Datenbankeditionen und enthält die grundliegenden Funktionen zum Umgang mit Geodaten; dazu gehören unter anderem das Speichern, Indizieren und Abrufen von Geodaten, räumliche Abfragen, einige PL/SQL-Funktionen des Pakets SDO_GEOM oder die Transformation von Geo-Koordinaten in ein anderes Koordinatensystem. Oracle Spatial Option: Die Oracle Spatial Option als separat zu lizensierende Option enthält die über den Locator hinausgehende Funktionalität zum Umgang mit Geodaten. Eine vollständige Aufzählung würde hier zu weit gehen; als Beispiele seien Linear Referencing, Geocoding (Umwandeln einer postalischen Adresse in eine Koordinate) und Netzwerkdatenmodelle genannt. Im Handbuch zu Oracle Spatial ist eine genaue Aufstellung der Unterschiede zwischen Locator und der Spatial Option enthalten (Oracle Spatial Developers' Guide, Appendix B).

2 Oracle Maps und andere Komponenten der Oracle Fusion Middleware: Die Oracle Fusion Middleware enthält ebenfalls Komponenten zum Umgang mit Geodaten. Als wichtigste ist hier der Oracle MapViewer zu nennen: Der MapViewer erstellt aus den Geodaten in der Datenbank eine Karte er dient also zur Visualisierung. Im MapViewer enthalten ist Oracle Maps, mit dem intuitive Web-Oberflächen á la Google Maps erstellt werden können. Geodaten in der Datenbank: Locator und Spatial Geodaten wie Punkte, Linienzüge oder Polygone werden in der Oracle-Datenbank als SDO_GEOMETRY gespeichert. Das kann entweder mit speziellen sog. "GIS- Werkzeugen" geschehen, aber auch mit Standardmitteln wie Java, PL/SQL und SQL. Ein SDO_GEOMETRY kann wie andere Oracle-Datentyp in Tabellen oder PL/SQL- Logik verwendet werden. Exkurs: Geocoding Geocoding ist das Umwandeln einer postalischen Adresse in eine Koordinate. Mit der Spatial Option ist Geocoding in der Oracle Datenbank möglich. Der Geocoder ist in den Datenbankkern integriert und wird mit SQL angesprochen damit kann er in beliebige Anwendungen und Prozesse integriert werden. select sdo_gcdr.geocode( user, sdo_keywordarray('tempelhofer Weg 64','Berlin'), 'DE', 'DEFAULT' ) as geocode from dual; GEOCODE SDO_GEO_ADDR(0, SDO_KEYWORDARRAY(), NULL, 'Tempelhofer Weg', NULL, NU LL, NULL, 'Berlin', 'BERLIN', 'DE', '12347', NULL, '12347', NULL, '64 ', 'TEMPELHOFER', 'WEG', 'F', 'F', NULL, NULL, 'L',,51, , '??X?#ENUT?B281CP?', 1, 'DEFAULT', 13,43168, 52,45348, '?? ??00 4?') Nutzung des Oracle-Geocoders mit SQL Wichtig zu wissen ist, dass Oracle die Software-"Engine" für das Geocoding liefert. Damit man nun tatsächlich Adressen geokodieren kann, sind zusätzlich Datenbestände nötig diese können von Anbietern wie HERE (ehemals NAVTEQ)

3 oder TomTom direkt im Oracle-Format (Transportable Tablespaces) bezogen werden. Bei Abfragen auf die gespeicherten Geodaten kann die Oracle-Datenbank ihre Stärken voll ausspielen denn die Geodaten werden gemeinsam mit den anderen Tabellenspalten in den gleichen Tablespaces und damit in der gleichen Datenbank abgelegt. Kombinierte Abfragen sind somit kein Problem. Mit SQL-Funktionen können verschiedene topologische Beziehungen zwischen geometrischen Objekten getestet werden Beispiele sind die Berührung (touch) oder Deckungsgleichheit (equal). Daneben stehen eine Reihe Funktionen für unterschiedlichste geometrische Aufgaben zur Verfügung. Einige Beispiele hierfür sind: Funktionen zum Verschneiden: SDO_UNION, SDO_INTERSECTION, SDO_XOR Ermitteln des geometrischen Schwerpunkts: SDO_CENTROID Räumliche Berechnungen: SDO_AREA, SDO_DISTANCE, SDO_LENGTH, SDO_VOLUME Werkzeugfunktionen: VALIDATE_GEOMETRY_WITH_CONTEXT select b.titel from geo_orte o, tab_geotag_images b where sdo_within_distance( -- Funktion für Umkreissuche b.geometry, o.geometry, 'distance=50 unit=km' ) = 'TRUE' and o.feature_name = 'Dachau' Räumliche Abfrage (Umkreissuche) mit SQL Karten mit Oracle Maps Sobald es daran geht, die Geodaten für den Endanwender aufzubereiten, wird eine Karte benötigt. Mit Hilfe von Oracle MapViewer und Oracle Maps kann dies auch komplett in der eigenen Infrastruktur geschehen; das Einbinden externer Dienste ist nicht nötig. Natürlich kann das Aussehen und die Inhalte der Karte dann völlig frei gestaltet werden.

4 Aussehen und Inhalte der Karte kommen aus der eigenen Infrastruktur und sind frei wählbar Zum Generieren der Karte muss die Engine natürlich "wissen", wie die Daten in der Karte dargestellt werden sollen, bspw. dass die Inhalte der Tabelle AUTOBAHN als gelbe Linie gezeichnet werden müssen. Diese Informationen werden ebenfalls in der Datenbank in eigenen Tabellen gespeichert. Die (statische) Hintergrundkarte wird als Map Tile Layer im Vorfeld generiert und in mehreren Kacheln an den Browser ausgeliefert dynamische Informationen (Features Of Interest) werden on-thy-fly aus der Datenbank geholt und auf der Karte platziert. Oracle Maps kann in jede beliebige Webanwendung integriert werden; der Entwickler muss, ähnlich zur Vorgehensweise bei großen Kartendiensten, eine JavaScript- Library einbinden und die Karte mit JavaScript-Code in die Anwendung einbauen. Die JavaScript-Engine übernimmt dann die Darstellung der Karte.

5 Geodaten und APEX: Sample Geolocation Showcase Die im APEX Release neu eingeführte Anwendung Sample Geolocation Showcase zeigt, wie Geodaten und Karten innerhalb einer APEX-Anwendung aussehen können. Die Anwendung ist Teil der Packaged Applications. Packaged Application: Sample Geolocation Showcase Wie bei jeder Packaged Application, erhält man bei Klick nochmals einige Informationen. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Install Application.

6 Details zum Sample Geolocation Showcase Die Geodaten-Funktionen werden innerhalb dieser Beispielapplikation durch Plugins realisiert. So ist das Regions-Plugin Oracle Maps für die Darstellung der Karte in einer APEX-Seitenregion zuständig. Das Geocoding-Plugin wandelt eine postalische Adresse in eine Koordinate um. Sie können die Plugins selbstverständlich aus der Sample Application exportieren und in Ihre eigene Anwendung importieren und danach nutzen. Geodaten-Plugins im Sample Geolocation Showcase Nach dem Login in die Anwendung werden zunächst Lizenzinformationen präsentiert. Die Anwendung verwendet zur Darstellung der Karte und zum Geocoding den Oracle elocation Service.

7 Die gute Nachricht vorab: Für Datenbank- bzw. APEX-Kunden ist die Nutzung dieses Dienstes lizensiert - im Rahmen einer APEX-Anwendung, auch einer eigenen, dürfen Sie den Service also nutzen. Das schließt eine produktive Nutzung ein. Details finden sich in den Terms Of Use. Darüber hinaus gelten, wie bei allen Oracle-Diensten, die Oracle Legal Notices. Machen Sie sich bitte mit diesen Informationen vertraut. Klicken Sie schließlich auf I Accept, um auf die Homepage der Anwendung zu gelangen. Lizenzinformationen zum Oracle Karten und Geocoding-Dienst Auf dem Demoserver apex.oracle.com funktioniert der Geocoding-Dienst (Umwandlung postalischer Adressen in Koordinaten) sofort - denn alle nötigen Netzwerkeinstellungen wurden zentral eingerichtet. Wenn Sie auf einem eigenen Server arbeiten, müssen die folgenden Voraussetzungen erfüllt sein, damit das Geocoding funktioniert. Die APEX-Engine (Schema APEX_040200) muss in der Lage sein, einen HTTP-Request zum Server maps.oracle.com durchzuführen. Es braucht also eine entsprechende PL/SQL Netzwerk-ACL. Ein Proxy-Server muss gesetzt werden, damit das Internet erreichbar ist. Das kann entweder in der Anwendung geschehen oder in der APEX-Instanz selbst. Ziel der Anwendung ist es vor allem, vorzustellen, wie man Geodaten in einer APEX- Anwendung nutzen kann. Die Packaged Application ist daher auch sofort "offen"; Sie

8 müssen Sie nicht erst entsperren. Sie können sich also jede Region ansehen und die Komponenten (vor allem die Plugins) auch in eigenen Anwendungen verwenden. Da Sie nicht viel kaputtmachen können, ist es am besten, mal frei in der Anwendung "umherzuklicken". Nehmen Sie als erstes den Menüpunkt Images. Anwendungsbereich "Images" Nach der Installation sind noch keine Bilder in der Anwendung enthalten. Laden Sie eins hoch. Am besten nehmen Sie eines, welches von Ihrem Smartphone bereits mit einem Geotag versehen wurde - denn die Anwendung wird dieses extrahieren. Wenn Sie ein solches nicht haben, nehmen Sie irgendeins - dann müssen Sie das Bild anschließend "manuell" verorten. Nach dem Upload sollte die Detailansicht des Interaktiven Reports dann etwa wie folgt aussehen (dieses Bild ist bereits verortet). Ein Bild wurde hochgeladen Klicken Sie nun auf Location, um den Ort auf einer Karte zu sehen und ggfs. zu bearbeiten. Wenn Sie stattdessen auf den Namen des Bildes klicken, können Sie diesen bearbeiten und das Vorschaubild drehen.

9 Ortsinformation des Bildes verändern Sie können zunächst einfach "in die" Karte klicken. Die Position wird dann markiert. Alternativ können Sie bei Postal Address eine Adresse eingeben. Wählen Sie aus der Auswahlliste noch das Land aus und klicken Sie auf Geocode. Adresse geokodieren Wenn Sie eine korrekte Adresse eingegeben haben, sollte nach dem Klick auf die Schaltfläche Geocode ein Ergebnis erscheinen. Mit einem Klick auf die unterstrichene Straße wird die Karte auf die Position ausgerichtet. Mit der Schaltfläche Reverse Geocode können Sie übrigens "umgekehrt" geokodieren: Zur markierten Position auf der Karte wird dann die postalische Adresse herausgesucht.

10 Die gekodierte Adresse wird auf der Karte gezeigt Mit einem Klick auf die Schaltfläche Save speichern Sie die neue Position schließlich ab. Über die Reiterkarte Home kommen Sie zurück ins Hauptmenü. Sie können nun weitere Bilder hochladen oder zum Bereich Adressen wechseln: Hier werden ebenfalls geokodierte Adressen verwaltet, aber ohne Bild. Einige Adressen sind bereits gespeichert. Im Bereich Area Of Interest können Sie Gebiete auf die Karte zeichnen und unter einem Namen in die Datenbank speichern. "Areas Of Interest": Gebiete zeichnen und direkt speichern Die Menüpunkte Overview Map, Within Distance Search, Nearest Neighbor Search und Area Of Interest Search erlauben Ihnen, anhand der von Ihnen hochgeladenen, gespeicherten oder gezeichneten Daten Auswertungen zu machen.

11 Overview Map Hier sehen Sie eine Karte und zwei APEX-Berichte. Verschieben Sie die Karte und beobachten Sie, wie die APEX-Berichte sich verändern. Es werden stets nur die Einträge angezeigt, die auch auf der Karte sichtbar sind. Overview Map: Die Karte und die APEX-Berichte sind synchronisiert Within Distance Search Klicken Sie auf eine Position in der Karte und stellen Sie den Schieberegler für die Umkreissuche ein. Sie sehen, dass ein entsprechendes Gebiet in die Karte eingezeichnet wird und dass der APEX-Bericht die Adressen und Bilder innerhalb dieser Region darstellt. Wenn Sie in den APEX-Bericht hineinsehen, können Sie auch die verwendeten SQL-Funktionen (SDO_WITHIN_DISTANCE) erkennen. Within Distance Search: Punkt und Umkreis festlegen...

12 Nearest Neighbor Search Wählen Sie hier eine Adresse aus und legen Sie mit dem Schieberegler die maximale Distanz und die Anzahl der nächsten Nachbarn fest. Die Anwendung zeigt Ihnen anhand der Kriterien die Bilder, die der gewählten Adresse am nächsten sind. Die im Bericht verwendete SQL-Funktion ist übrigens SDO_NN. Nächste Nachbarn... Area Of Interest Search Wählen Sie hier eins der zuvor gespeicherten Gebiete aus und lassen Sie sich die Bilder und Adressen anzeigen, die sich innerhalb des Gebietes befinden. Area Of Interest Search

13 Zusammenfassung Die Komponenten der Oracle Datenbank und der Fusion Middleware bieten umfangreiche Unterstützung für die Nutzung räumlicher Daten und Karten in Anwendungen. Die Grundfunktionen zum Umgang mit Geodaten sind als Oracle Locator in allen Editionen der Datenbank enthalten. Geht es an die Visualisierung der Daten als Karte, so bietet sich Oracle Maps als einfach zu integrierende Komponente an: Bindet man Oracle Maps als Entwickler in seine Web-Anwendung ein, ist die intuitive Benutzeroberfläche mit Drag & Drop Navigation sofort da man kann sich allein auf die Implementierung der fachlichen Anforderungen konzentrieren. Weitere Informationen Auf den Webseiten von Oracle und im Internet ist umfangreiches Material auch in deutscher Sprache vorhanden hier ein Überblick: Oracle Spatial and Locator: Dokumentation Sample Geolocation Showcase in der APEX Community Adressen in Koordinaten umwandeln: Oracle Geocoder Demo Kontakt: Carsten Czarski