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Tipos de datos espaciales
Enrique Catala BañulsData Platform ArchitectSolid Quality Mentorsecatala@solidq.com
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Agenda
•Escenario
•Modelos espaciales• Geodésico
• Planar
•Tipos de datos espaciales en SQL Server 2008 • Geometry
• Geography
•Usabilidad
•Indexación
Tipos de datos espaciales
Tipos de datos espaciales
•Ejemplos de uso de tipos de datos espaciales:• Un minorista web puede mostrar las localizaciones
de todas sus tiendas como puntos en un mapa y encontrar la mas cercana a un código postal concreto
• Un jefe de ventas puede definir regiones geográficas de ventas y usarlas para encontrar las ventas más representativas, así como realizar análisis de rendimiento de ventas
• Un arquitecto puede crear planos para una nueva construcción y solapar dichos planos dentro del mapa del sitio propuesto
Escenario
Tipos de datos espaciales
•(continuación de ejemplos)• Un conductor puede encontrar la distancia entre
dos puntos y planificar la ruta
• Una inmobiliaria puede rápidamente identificar propiedades que concuerden con los requerimientos del clientes (casas de 90 metros cuadrados cerca de las Lagunas del Ruidera)
• Una aplicación móvil puede encontrar gasolineras a menos de 100 metros de donde se encuentra
Escenario
Tipos de datos espaciales
•Mas de forma general:• Información enfocada al consumidor y basada en la
localización
• Desarrollo y administración basada en el cliente
• Planificación, análisis y datos relacionados con el entorno
• Análisis económicos y financieros en comunidades
• Análisis de desarrollo de planes gubernamentales
• Análisis de segmentación de mercado
• Análisis, estudio e investigación de diseño
• Análisis y desarrollo de inmobiliarias
Escenario
Modelos Espaciales
•Geodésico• El problema de describir una localización planetaria
es que la superficie no es plana
• Una representación fiel de la Tierra es normalmente representada como un globo, cuyas localizaciones van descritas mediante latitud y longitud, que se miden en grados desde el ecuador y el meridiano de Greenwich respectivamente
Vistazo
Modelos espacialesGeodésico
Modelos espaciales
•Planar• Es mucho mas fácil trabajar en superficies de 2
dimensiones
• Trabajar con datos geospaciales en dos dimensiones , requiere una proyección de los objetos geográficoso Ej.. Proyección Mercatoreo Posee distorsiones
• Los modelos planos trabajan bien para áreas geográficas pequeñas, como países pequeños, estados y ciudades, o para planos de interior
Vistazo
Modelos espacialesPlanar
Soporte Espacial SQL 2008
•SQL Server 2008 Soporta ambos modelos mediante dos tipos de datos diferentes• geography (modelo geodésico)
• geometry (modelo planar)
•Implementados como SQLCLR UDT• Ambos tipos de datos poseen propiedades y
métodos que puedes utilizar para realizar operaciones espaciales, como calcular distancias, encontrar intersecciones,…
Tipos de datos
Soporte Espacial SQL 2008
•Tipo de datos geometry • Conforme al estándar Open Geospatial Consortium (OGC)
de características para SQL en su especificación 1.1.0. o http://www.opengeospatial.org/standards/gml
•Tipo de datos geography• Guarda datos elipsoidales (tierra redonda) como latitudes
GPS y coordenadas longitudinales
•Ambos soportan once objetos espaciales• Solo siete de ellos son instanciables
Tipos de datos Espaciales
Soporte Espacial SQL 2008Jerarquía en la que se basan tanto los tipos de datos geometry y geography . Los tipos instanciables por geometry y geography están en color azul.
Objetos Espaciales
Soporte Espacial SQL 2008
•Planar• Coordenadas dadas en “unidades”
• Las medidas de distancias y áreas se dan en la misma unidad de medida que las coordenadas o Ej.: Usando tipo de datos geometry, la distancia entre (2,
2) y (5, 6) es 5 unidades, sean las que sean
Diferencias de coordenadas y medidas
declare @box as geometry = geometry::STGeomFromText('POLYGON ((0 0, 150
0, 150 150, 0 150, 0 0))', 0)select @box.STAsText()
Soporte Espacial SQL 2008
•Geodésica• Las coordenadas se dan en grados de longitud y
latitud (adaptadas al estándar desde RC0)
• Distancias y áreas son normalmente metros y metros cuadrados o La medida puede depender del índice de referencia
espacial (SRID) de la instancia geography. La unidad de medida mas usual para el tipo geography son los metros
Diferencias de coordenadas y medidas
declare @home as geography = geography::STPointFromText('POINT(45.32 9.07)', 4326)
Soporte Espacial SQL 2008
•En un sistema elipsoidal, un polígono no tiene significado, o no tiene sentido sin orientación• Ej.: el anillo sobre el ecuador describe el hemisferio
norte o el sur?
Orientación
Soporte Espacial SQL 2008
•Para usar el tipo de datos geography correctamente, debemos especificar tanto la orientación del anillo como su localización exacta (sentido de las agujas del reloj)
Orientación
Soporte Espacial SQL 2008
•Cada instancia geográfica debe ajustarse dentro de un único hemisferio. • No podemos almacenar objetos mas grandes que
un hemisferio
•Cualquier instancia que represente un objeto mayor que un hemisferio lanzara una excepción ArgumentException.
Limitaciones del tipo de datos geography
DEMO 1
Vistazo a los datos
espaciales
Soporte Espacial SQL 2008
•Los métodos del tipo de datos geography que requieren la entrada de dos instancias geography devolverán null si el resultado no cabe en un único hemisferio
Limitaciones del tipo de datos geography
Soporte Espacial SQL 2008
•SRID: identificador de referencia espacial• Se corresponde tanto con un sistema de referencia
espacial para mapeos de tipo “tierra plana” así como mapeos de “tierra redonda”
•El sistema de identificación de referencia espacial se define por el European Petroleum Survey Group (EPSG) standard, que es un conjunto de estándares desarrollados para almacenamiento de datos cartográficos y posicionamiento. Este estándar es propiedad de los productores de gas y combustible (OGP) y del comité de posicionamiento.
SRID
Soporte Espacial SQL 2008
•Las instancias geometry tienen por defecto SRID = 0
•Las instancias geography deben utilizar los SRIDs soportados• Por defecto es 4326 (WGS84)select * from sys.spatial_reference_systems
•Solo las instancias espaciales con el mismo SRID pueden operar entre si cuando utilizas métodos espaciales con tus datos
•Una columna puede utilizar objetos con diferentes SRIDs
SRID
Uso
•Puedes construir instancias de tipos de datos geometry introduciéndolos con formato Well-Known Text (WKT) • Haciendo un cast a la cadena
• Invocando el método estático STGeomFromString o O usando formas especializadas STxxxFromString. Ej.:
STPolyFromString
Construcción de instancias
declare @box as geometry = geometry::STGeomFromText('POLYGON ((0 0, 150 0, 150 150, 0 150, 0 0))', 0)
select @box.STAsText()
declare @box2 as geometry = cast('POLYGON ((0 0, 150 0, 150 150, 0 150, 0 0))' as geometry)
select @box2.STAsText()
Uso
•También se soporta el formato Well-Known Binary (WKB) • STFromGeomFromWKB(<wkb>, <srid>)
•Se soporta un subconjunto de GML • GeomFromGml(<gml>, <srid>)
• GML es un formato XMLo http://www.opengis.net/gml
Construcción de instancias
Uso
•Una anotación sobre polígonos: • Pueden tener “agujeros”
• El anillo exterior es el que manda (el perímetro)
• Los anillos internos definen los agujeros
• El punto de partida y el de final son iguales
Construcción de instancias
DEMO 2
Instanciación de
datos espaciales
Uso
•Algunas propiedades:• STStartPoint
• STEndPoint
• STX (Solo POINT)
• STY (Solo POINT)
• STCentroid (POLY y MULTIPOLY solo)
• STArea (POLY y MULTIPOLY solo)
Métodos y propiedades
Uso
•Algunos métodos:• STIntersect
• STTouches (solo para geometry)
• STOverlaps (solo para geometry)
• STContainso Opposite: STWithin
• STIntersects
• STUnion
Métodos y propiedades
DEMO 3
Métodos de datos
espaciales
IndexaciónVistazo
•En SQL Server 2008, los índices espaciales se definen como árboles B • Los índices han de representar la información
bidimensional mediante esos árboles B
• SQL Server 2008 implementa una descomposición del espacio de forma uniforme
• El proceso de indexación, descompone el espacio en una jerarquía de rejillas de 4 niveles o Estos niveles se llaman level 1 (nivel superior), level 2,
level 3 y level 4.
IndexaciónVistazo
•Rejillas de indexación espacial:
•Numeración de celdas usando el algoritmo Hilvert filling-space curve
•Tessellation:• Regla del cubrimiento
• Regla de celdas por objeto
• Regla de celda mas profunda
IndexaciónProceso
•Si el objeto cubre completamente una celda, se marca como cubierto y no se baja al siguiente nivel
IndexaciónRegla del cubrimiento
•Consiste en evitar que se siga el proceso de clasificación del objeto en celdas, mientras no se supere un nº de celdas máximo por objeto
•Solo la 15 si CELLS_PER_OBJECT = 8
IndexaciónRegla de celdas por objeto
•Cada celda, pertenece a la celda del nivel superior
IndexaciónRegla de la celda mas profunda
Indexación
•Un índice espacial puede ser creado únicamente sobre una columna de tipo geometry o geography.
•Los índices espaciales solo pueden definirse sobre tablas que poseen clave primaria
•Los índices espaciales no pueden especificarse sobre vistas indexadas
Vistazo
Indexación
•Predicados soportados:• geometry1.STContains(geometry2) = 1
• geometry1.STDistance(geometry2) < number
• geometry1.STDistance(geometry2) <= number
• geometry1.STEquals(geometry2) = 1
• geometry1.STIntersects(geometry2) = 1
• geometry1.STOverlaps (geometry2) = 1
• geometry1.STTouches(geometry2) = 1
• geometry1.STWithin(geometry2) = 1
En rojo geography
Limitaciones
DEMO 4
Indices espaciales
Links de SQL Server 2008
•Site de SQL Server 2008 • http://www.microsoft.com/sql/2008/
•Ejemplos de SQL Server 2008• http://www.codeplex.com/SqlServerSamples
http://blogs.solidq.com/ES/ElRinconDelDBA/default.aspx
SQL SERVER 2008 TIPOS DE DATOS ESPACIALES
¿ PREGUNTAS ?
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