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Présentation des types de données spatiales
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Présentation des types de données spatiales

 

Il existe deux types de données spatiales.Le type de données geometry prend en charge les données planaires, ou euclidiennes (monde en deux dimensions).Le type de données geometry se conforme à la fois à la spécification Open Geospatial Consortium (OGC) Simple Features for SQL version 1.1.0. et à la norme SQL MM (norme ISO).

De plus, SQL Server prend en charge le type de données geography, qui stocke des données ellipsoïdes (monde sphérique), telles que des coordonnées GPS de latitude et de longitude.

System_CAPS_importantImportant

Pour obtenir une description détaillée et les exemples des nouvelles fonctionnalités spatiales de SQL Server 2012, notamment les optimisations des types de données spatiales, téléchargez le livre blanc Nouvelles fonctions spatiales dans SQL Server nom de code « Denali ».

Les types de données geometry et geography prennent en charge seize objets de données spatiales, ou types d'instances.Toutefois, seuls onze de ces types d'instances sont instanciables ; vous pouvez créer et utiliser ces instances (ou les instancier) dans une base de données.Ces instances dérivent certaines propriétés de leurs types des données parents qui les distinguent comme Points, LineStrings, CircularStrings, CompoundCurves, Polygons, CurvePolygons ou comme instances geometry ou geography multiples dans une GeometryCollection.Le type Geography possède un type d'instance supplémentaire, FullGlobe.

La figure ci-dessous représente la hiérarchie geometry sur laquelle les types de données geometry et geography sont basés.Les types instanciables de geometry et geography sont indiqués en bleu.

Hiérarchie du type geometry

Comme la figure l'indique, les dix types instanciables des types de données geometry et geography sont Point, MultiPoint, LineString, CircularString, MultiLineString, CompoundCurve, Polygon, CurvePolygon, MultiPolygon et GeometryCollection.Il existe un type instanciable supplémentaire pour le type de données geography : FullGlobe.Les types geometry et geography peuvent reconnaître une instance spécifique du moment qu'il s'agit d'une instance bien formée, même si l'instance n'est pas définie de manière explicite.Par exemple, si vous définissez explicitement une instance Point à l'aide de la méthode STPointFromText(), geometry et geography reconnaissent l'instance comme un Point, du moment que l'entrée de méthode est de forme correcte.Si vous définissez la même instance à l'aide de la méthode STGeomFromText(), les types de données geometry et geography reconnaissent l'instance comme un Point.

Les sous-types des types geometry et geography sont divisés en types simples et de collection.Certaines méthodes, telles que STNumCurves(), fonctionnent uniquement avec les types simples.

Exemples de types simples :

Exemples de types de collection :

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Les deux types de données spatiales se comportent souvent à peu près de la même façon, mais il existe des différences clés dans la façon dont les données sont stockées et manipulées.

Les données de définition concernant les types LineString et Polygon sont uniquement des sommets.L'arête reliant deux sommets dans un type geometry forme une ligne droite.Toutefois, l'arête reliant deux sommets dans un type geography est un grand arc elliptique court entre les deux sommets.Une grande ellipse correspond à l'intersection de l'ellipsoïde avec un plan passant par son centre tandis qu'un grand arc elliptique est un segment d'arc sur la grande ellipse.

Les segments d'arc de cercle pour les types geography sont définis sur le plan des coordonnées cartésiennes XY (les valeurs Z sont ignorées).Les segments d'arc de cercle pour les types geography sont définis par des segments de courbe sur une sphère de référence.Toute parallèle sur la sphère de référence peut être définie par deux arcs de cercle complémentaires où les points des deux arcs ont un angle de latitude constant.

Dans le système planaire, ou monde en deux dimensions, les mesures de distances et de surfaces sont données dans la même unité de mesure que les coordonnées.Avec le type de données geometry, la distance entre (2, 2) et (5, 6) est 5 unités, quelles que soient les unités utilisées.

Dans le système ellipsoïdal, ou monde sphérique, les coordonnées sont données en degrés de latitude et de longitude.Toutefois, les longueurs et surfaces sont généralement mesurées en mètres et en mètres carrés, bien que la mesure puisse dépendre de l'identificateur de référence spatiale (SRID) de l'instance geography.L'unité de mesure la plus courante pour le type de données geography est le mètre.

Dans le système planaire, l'orientation d'anneau d'un polygone n'est pas un facteur important.Par exemple, un polygone décrit par ((0, 0), (10, 0), (0, 20), (0, 0)) est le même qu'un polygone décrit par ((0, 0), (0, 20), (10, 0), (0, 0)).La spécification OGC Simple Features for SQL ne stipule pas d'ordonnancement d'anneau et SQL Server n'applique pas d'ordonnancement d'anneau.

Dans un système ellipsoïdal, un polygone n'a aucune signification, ou est ambigu, sans orientation.Par exemple, un anneau autour de l'équateur décrit-il l'hémisphère Nord ou Sud ?Si nous utilisons le type de données geography pour stocker l'instance spatiale, nous devons spécifier l'orientation de l'anneau et décrire précisément l'emplacement de l'instance.L'intérieur du polygone dans un système ellipsoïdal est défini par la règle gauche.

Lorsque le niveau de compatibilité est égal ou inférieur à 100 dans SQL Server 2014, le type de données geography présente les restrictions suivantes :

  • Chaque instance geography doit être contenue à l'intérieur d'un seul hémisphère.Aucun objet spatial plus grand qu'un hémisphère ne peut être stocké.

  • Toute instance geography d'une représentation WKB (Well-Known Binary) ou WKT (Well-Known Text) OGC (Open Geospatial Consortium) qui produit un objet plus grand qu'un hémisphère lève une ArgumentException.

  • Les méthodes de type de données geography qui requièrent l'entrée de deux instances geography, telles que STIntersection(), STUnion(), STDifference() et STSymDifference(), retournent Null si les résultats des méthodes ne s'ajustent pas à l'intérieur d'un seul hémisphère. STBuffer() retourne également null si la sortie dépasse un seul hémisphère.

Dans SQL Server 2014, FullGlobe est un type spécial de polygone qui couvre le globe entier. FullGlobe possède une zone, mais aucune bordure ni sommet.

La spécification OGC Simple Features for SQL traite des anneaux externes et internes, mais cette distinction n'a que peu de sens pour le type de données SQL Servergeography ; tout anneau d'un polygone peut être accepté comme étant l'anneau externe.

Pour plus d'informations sur les spécifications OGC, reportez-vous aux sites Web suivants :

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Trois types instanciables acceptent des segments d'arc de cercle : CircularString, CompoundCurve et CurvePolygon.Un segment d'arc de cercle est défini par trois points dans un plan à deux dimensions ; le troisième point doit être différent du premier point.

Les figures A et B affichent des segments d'arc de cercle types.Remarquez comment chacun des trois points se situe sur le périmètre d'un cercle.

Les figures C et D montrent comment un segment de ligne peut être défini comme un segment d'arc de cercle.Notez que trois points sont toujours nécessaires pour définir le segment d'arc de cercle contrairement à un segment de ligne ordinaire qui peut être défini par deux points seulement.

Les méthodes qui fonctionnent sur les types de segment d'arc de cercle utilisent des segments de ligne droite pour se rapprocher de l'arc de cercle.Le nombre de segments de ligne utilisé pour se rapprocher de l'arc dépend de la longueur et de la courbure de l'arc.Les valeurs Z peuvent être stockées pour chacun des types de segment d'arc de cercle ; toutefois, les méthodes n'utilisent pas les valeurs Z dans leurs calculs.

System_CAPS_noteRemarque

Si des valeurs Z sont fournies pour les segments d'arc de cercle, elles doivent être identiques pour tous les points dans le segment d'arc de cercle pour que ce dernier soit accepté comme entrée.Par exemple, CIRCULARSTRING(0 0 1, 2 2 1, 4 0 1) est autorisé, contrairement à CIRCULARSTRING(0 0 1, 2 2 2, 4 0 1).

Le diagramme suivant montre des triangles isocèles identiques (le triangle A utilise des segments de ligne pour définir le triangle, tandis que le triangle B utilise des segments d'arc de cercle) :

Cet exemple indique comment stocker les triangles isocèles ci-dessus à l'aide d'une instance LineString et d'une instance CircularString :

DECLARE @g1 geometry;
DECLARE @g2 geometry;
SET @g1 = geometry::STGeomFromText('LINESTRING(1 1, 5 1, 3 5, 1 1)', 0);
SET @g2 = geometry::STGeomFromText('CIRCULARSTRING(1 1, 3 1, 5 1, 4 3, 3 5, 2 3, 1 1)', 0);
IF @g1.STIsValid() = 1 AND @g2.STIsValid() = 1
  BEGIN
      SELECT @g1.ToString(), @g2.ToString()
      SELECT @g1.STLength() AS [LS Length], @g2.STLength() AS [CS Length]
  END

Remarquez qu'une instance CircularString requiert sept points pour définir le triangle, alors qu'une instance LineString n'en requiert que quatre.La raison est qu'une instance CircularString stocke des segments d'arc de cercle et non des segments de ligne.Par conséquent, les côtés du triangle stockés dans l'instance CircularString sont ABC, CDE et EFA, alors que les côtés du triangle stockés dans l'instance LineString sont AC, CE et EA.

Prenez l'exemple de l'extrait de code suivant :

SET @g1 = geometry::STGeomFromText('LINESTRING(0 0, 2 2, 4 0)', 0);
SET @g2 = geometry::STGeomFromText('CIRCULARSTRING(0 0, 2 2, 4 0)', 0);
SELECT @g1.STLength() AS [LS Length], @g2.STLength() AS [CS Length];

Cet extrait de code produira les résultats suivants :

LS LengthCS Length
5.65685…6.28318…

L'illustration suivante montre le mode de stockage de chaque type (la ligne rouge affiche LineString@g1, la ligne bleue affiche CircularString@g2) :

Comme le montre l'illustration ci-dessus, les instances CircularString utilisent moins de points pour stocker des limites de courbe avec une précision supérieure que les instances LineString.Les instances CircularString conviennent particulièrement bien au stockage de limites qui sont linéaires comme un bloc d'agglomération carré.Les instances LineString conviennent particulièrement bien au stockage de limites qui sont linéaires comme un bloc d'agglomération carré.

Les exemples de code suivants montrent comment stocker la même figure à l'aide des instances LineString et CompoundCurve :

SET @g = geometry::Parse('LINESTRING(2 2, 4 2, 4 4, 2 4, 2 2)');
SET @g = geometry::Parse('COMPOUNDCURVE((2 2, 4 2), (4 2, 4 4), (4 4, 2 4), (2 4, 2 2))');
SET @g = geometry::Parse('COMPOUNDCURVE((2 2, 4 2, 4 4, 2 4, 2 2))');

Or

Dans les exemples ci-dessus, une instance LineString ou une instance CompoundCurve pourrait stocker la figure.L'exemple suivant utilise un CompoundCurve pour stocker un graphique en secteurs :

SET @g = geometry::Parse('COMPOUNDCURVE(CIRCULARSTRING(2 2, 1 3, 0 2),(0 2, 1 0, 2 2))');

Une instance CompoundCurve peut stocker le segment d'arc de cercle (2 2, 1 3, 0 2) directement, alors qu'une instance LineString doit convertir la courbe en plusieurs segments de ligne plus petits.

L'exemple de code suivant indique comment le graphique en secteurs peut être stocké dans une instance CircularString :

DECLARE @g geometry;
SET @g = geometry::Parse('CIRCULARSTRING( 0 0, 1 2.1082, 3 6.3246, 0 7, -3 6.3246, -1 2.1082, 0 0)');
SELECT @g.ToString(), @g.STLength();

Pour stocker le graphique en secteurs à l'aide d'une instance CircularString, il faut utiliser trois points pour chaque segment de ligne.Si un point intermédiaire n'est pas connu, il doit être calculé ou le point de terminaison du segment de ligne doit être doublé comme le montre l'extrait de code suivant :

SET @g = geometry::Parse('CIRCULARSTRING( 0 0, 3 6.3246, 3 6.3246, 0 7, -3 6.3246, 0 0, 0 0)');

Les instances CompoundCurve autorisent à la fois les composants LineString et CircularString afin que seuls deux points des segments de ligne du graphique en secteurs soient requis.Cet exemple de code indique comment utiliser un CompoundCurve pour stocker la même figure :

DECLARE @g geometry;
SET @g = geometry::Parse('COMPOUNDCURVE(CIRCULARSTRING( 3 6.3246, 0 7, -3 6.3246), (-3 6.3246, 0 0, 3 6.3246))');
SELECT @g.ToString(), @g.STLength();

Les instances CurvePolygon peuvent utiliser des instances CircularString et CompoundCurve lors de la définition de leurs anneaux intérieurs et extérieurs.Les instances Polygon ne peuvent pas utiliser les types de segment d'arc de cercle : CircularString et CompoundCurve.

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