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Información general de los tipos de datos espaciales

Hay dos tipos de datos espaciales. El tipo de datos geometry admite datos planos o euclidianos (de tierra plana). El tipo de datos geometry se ajusta tanto a las características simples de Geospatial Consortium (OGC) para la especificación SQL versión 1.1.0 como a SQL MM (estándar ISO).

Además, SQL Server admite el tipo de datos geography, que almacena datos elípticos (tierra redonda), como coordenadas de latitud y longitud GPS.

Nota importante Importante

Para obtener una descripción detallada y ejemplos de las nuevas características espaciales de esta versión, incluidas mejoras en los tipos de datos espaciales, descargue las notas de producto Nuevas características espaciales de SQL Server Code-Named “Denali”.

Los tipos de datos geography y geometry admiten dieciséis objetos de datos espaciales o tipos de instancia. Sin embargo, solo de once de estos tipos de instancia se pueden crear instancias; puede crear y trabajar con estas instancias (o crear instancias de ellas) en una base de datos. Estas instancias obtienen determinadas propiedades de sus tipos de datos primarios que los distinguen como Points, LineStrings, CircularStrings, CompoundCurves, Polygons, CurvePolygons o como varias instancias de geometry o geography en una GeometryCollection. El tipo Geography tiene un tipo de instancia adicional, FullGlobe.

La figura siguiente describe la jerarquía de geometry en la que se basan los tipos de datos geography y geometry. Los tipos a partir de los que pueden crearse instancias de geometry y geography se indican en azul.

Jerarquía del tipo geometry

Como la figura indica, los diez tipos a partir de los que pueden crearse instancias de los tipos de datos geometry y geography son Point, MultiPoint, LineString, CircularString, MultiLineString, CompoundCurve, Polygon, CurvePolygon, MultiPolygon y GeometryCollection. Existe un tipo adicional a partir del que pueden crearse instancias para el tipo de datos Geography: FullGlobe. Los tipos geometry y geography pueden reconocer una instancia concreta siempre y cuando se trate de una instancia bien formada, aunque no se haya definido explícitamente. Por ejemplo, si define una instancia Point usando explícitamente el método STPointFromText(), geometry y geography reconocen la instancia como Point, con tal de que la entrada de método esté bien formada. Si define la misma instancia mediante el método STGeomFromText(), los tipos de datos geometry y geography reconocen la instancia como Point.

Los subtipos de los tipos Geometry y Geography se dividen en tipos simples y de colección. Algunos métodos como STNumCurves() funcionan solo con los tipos simples.

Los tipos simples incluyen:

Los tipos de colección incluyen:

[ARRIBA]

Los dos tipos de datos espaciales se comportan a menudo de manera bastante similar pero hay algunas diferencias clave en la manera en la que los datos se almacenan y se manipulan.

Definición de bordes de conexión

Los datos de definición para los tipos Polygon y LineString son solo los vértices. El borde de conexión entre dos vértices en un tipo Geometría es una línea recta. Sin embargo, el borde de conexión entre dos vértices en un tipo de geografía es un arco elíptico grande corto entre los dos vértices. Una elipse grande es la intersección del elipsoide con un plano por su centro y un arco elíptico grande es un segmento de arco de la elipse grande.

Definición de los segmentos de arco circular

Los segmentos de arco circular para los tipos Geometry se definen en el plano de coordenadas cartesianas XY (se ignoran los valores Z). Los segmentos de arco circular para los tipos Geography se definen mediante segmentos de curva en una esfera de referencia. Los paralelos de la esfera de referencia se pueden definir mediante dos arcos circulares complementarios en los que los puntos de ambos arcos tienen un ángulo de latitud constante.

Medidas en tipos de datos espaciales

En el sistema plano, o de tierra plana, las medidas de distancias y las áreas se proporcionan en la misma unidad de medida que las coordenadas. Usando el tipo de datos geometry, la distancia entre (2, 2) y (5, 6) es 5 unidades, independientemente de las unidades usadas.

En el sistema elíptico o de tierra redonda, las coordenadas se proporcionan en grados de latitud y longitud. Sin embargo, las longitudes y las áreas normalmente se miden en metros y metros cuadrados, aunque la medida puede depender del identificador de referencia espacial (SRID) de la instancia de geography. La unidad de medida más común para el tipo de datos geography es el metro.

Orientación de datos espaciales

En el sistema plano, la orientación de anillo de un polígono no es un factor importante. Por ejemplo, un polígono descrito por ((0, 0), (10, 0), (0, 20), (0, 0)) es igual que un polígono descrito por ((0, 0), (0, 20), (10, 0), (0, 0)). Las características simples de OGC para la especificación de SQL no dictan una ordenación de anillos y SQL Server no exige la ordenación de anillos.

En un sistema elíptico, un polígono no tiene ningún significado, o es ambiguo, sin una orientación. Por ejemplo, ¿un anillo alrededor del ecuador describe el hemisferio norte o el hemisferio sur? Si usamos el tipo de datos geography para almacenar la instancia espacial, debemos especificar la orientación del anillo y describir con precisión la ubicación de la instancia. El interior del polígono de un sistema elipsoidal se define mediante la regla de la mano izquierda.

Cuando el nivel de compatibilidad es 100 o menor en SQL Server 2012, el tipo de datos geography tiene las siguientes restricciones:

  • Cada instancia de geography debe ajustarse en un hemisferio único. No se puede almacenar ningún objeto espacial mayor que un hemisferio.

  • Cualquier instancia de geography de una representación Open Geospatial Consortium (OGC) Well-Known Text (WKT) o Well-Known Binary (WKB) que genera un objeto mayor que un hemisferio inicia una ArgumentException.

  • Los métodos del tipo de datos geography que necesitan la entrada de dos instancias de geography, como STIntersection(), STUnion(), STDifference() y STSymDifference(), devolverán NULL si los resultados de los métodos no caben en un único hemisferio. STBuffer() también devolverá NULL si la salida supera un único hemisferio.

En SQL Server 2012, FullGlobe es un tipo especial de Polygon que abarca el mundo entero. FullGlobe tiene un área, pero no tiene bordes o vértices.

Anillos externos e internos no importantes en el tipo de datos Geography

Las características simples de OGC para especificación de SQL analizan los anillos externos y los anillos internos, pero esta distinción tiene poco sentido para el tipo de datos geography de SQL Server; se puede tomar cualquier anillo de un polígono como anillo externo.

Para obtener más información acerca de las especificaciones de OGC, vea:

[ARRIBA]

Tres tipos instanciables pueden tomar segmentos de arco circular: CircularString, CompoundCurve y CurvePolygon. Un segmento de arco circular se define mediante tres puntos en un plano bidimensional y el tercer punto no puede ser igual que el primero.

Las figuras A y B muestran segmentos de arco circular. Observe que cada uno de los tres puntos pertenece al perímetro de un círculo.

Las figuras C y D muestran cómo se puede definir el segmento de una línea como segmento de arco circular. Observe que esos tres puntos continúan siendo necesarios para definir el segmento de arco circular a diferencia de un segmento de línea normal que se puede definir mediante dos puntos únicamente.

Los métodos que funcionan en tipos de segmentos de arco circular usan segmentos de línea recta para aproximarse al arco circular. El número de segmentos de línea utilizado para aproximarse al arco dependerá de su longitud y curvatura. Los valores Z se pueden almacenar para cada uno de los tipos de segmentos de arco circular; sin embargo, los métodos no usarán los valores Z en sus cálculos.

Nota Nota

Si se dan valores Z para los segmentos de arco circular, deben ser iguales para todos los puntos del segmento de arco circular para que se acepte como entrada. Por ejemplo: se acepta CIRCULARSTRING(0 0 1, 2 2 1, 4 0 1), pero no se acepta CIRCULARSTRING(0 0 1, 2 2 2, 4 0 1).

Comparación de LineString y CircularString

En el siguiente diagrama se muestran triángulos isósceles idénticos (el triángulo A usa segmentos de línea para definir el triángulo y el triángulo B, segmentos de arco circular):

7e382f76-59da-4b62-80dc-caf93e637c14

En este ejemplo se muestra cómo almacenar los triángulos isósceles anteriores tanto con una instancia de LineString como con una instancia de 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

Tenga en cuenta que una instancia de CircularString requiere siete puntos para definir el triángulo, pero una instancia de LineString requiere solo cuatro puntos para definir el triángulo. Esto se debe a que una instancia de CircularString almacena los segmentos de arco circular y no los de línea. Por tanto, los lados del triángulo almacenado en la instancia de CircularString son ABC, CDE y EFA mientras que los del triángulo almacenado en la instancia de LineString son AC, CE y EA.

Considere el fragmento de código siguiente:

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];

Este fragmento de código generará los siguientes resultados:

LS LengthCS Length
5.65685…6.28318…

En la ilustración siguiente se muestra cómo se almacena cada tipo (la línea roja muestra LineString@g1 y la azul CircularString@g2):

e52157b5-5160-4a4b-8560-50cdcf905b76

Como se muestra en la ilustración anterior, las instancias de CircularString usan menos puntos para almacenar límites curvos con mayor precisión que las instancias de LineString . Las instancias de CircularString son útiles para almacenar límites circulares como un radio de búsqueda de veinte millas desde un punto específico. Las instancias de LineString funcionan bien para almacenar límites que son lineales como un bloque de ciudad cuadrado.

Comparación de LineString y CompoundCurve

En los siguientes ejemplos de código se muestra cómo almacenar la misma figura con instancias de LineString y 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))');

– O bien –

En los ejemplos anteriores, una instancia de LineString o un instancia de CompoundCurve pudieron almacenar la figura. En el siguiente ejemplo se usa CompoundCurve para almacenar un segmento de gráfico circular:

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

Una instancia de CompoundCurve puede almacenar el segmento de arco circular (2 2, 1 3, 0 2) directamente mientras que una instancia de LineString tendría que convertir la curva en varios segmentos de línea más pequeños.

Comparación de CircularString y CompoundCurve

En el siguiente ejemplo de código se muestra cómo se puede almacenar el segmento de gráfico circular en una instancia de 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();

Para almacenar el segmento de gráfico circular mediante una instancia de CircularString se requiere que se usen tres puntos para cada segmento de línea. Si no se conoce un punto intermedio, se debe calcular o se debe duplicar el extremo del segmento de línea como muestra el siguiente fragmento de código:

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

Las instancias de CompoundCurve permiten componentes tanto de LineString como de CircularString para que solo se necesiten conocer dos puntos en los segmentos de línea del segmento de gráfico circular. En este ejemplo de código se muestra cómo usar CompoundCurve para almacenar la misma figura:

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();

Comparación de Polygon y CurvePolygon

Las instancias de CurvePolygon pueden usar las instancias de CircularString y CompoundCurve cuando se definen sus anillos exterior e interior. Las instancias de Polygon no pueden usar los tipos de segmento de arco circular: CircularString y CompoundCurve.

[ARRIBA]

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