Tipos de datos espaciales

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Utiliza los tipos de datos geography y geometry en SQL Server 2008 para hacer aplicaciones GIS usando el motor relacional

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    1. 1. Tipos de datos espaciales Enrique Catala Bañuls Data Platform Architect Solid Quality Mentors ecatala@solidq.com
    2. 2. Agenda Tipos de datos espaciales • Escenario • Modelos espaciales • • Geodésico Planar • Tipos de datos espaciales en SQL Server 2008 • Geometry • Geography • Usabilidad • Indexación
    3. 3. Tipos de datos espaciales Escenario • 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
    4. 4. Tipos de datos espaciales Escenario • (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
    5. 5. Tipos de datos espaciales Escenario • 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
    6. 6. Modelos Espaciales Vistazo • 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
    7. 7. Modelos espaciales Geodésico
    8. 8. Modelos espaciales Vistazo • Planar • Es mucho mas fácil trabajar en superficies de 2 dimensiones • Trabajar con datos geospaciales en dos dimensiones , requiere una proyección de los objetos geográficos o Ej.. Proyección Mercatore o Posee distorsiones • Los modelos planos trabajan bien para áreas geográficas pequeñas, como países pequeños, estados y ciudades, o para planos de interior
    9. 9. Modelos espaciales Planar
    10. 10. Soporte Espacial SQL 2008 Tipos de datos • 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,…
    11. 11. Soporte Espacial SQL 2008 Tipos de datos Espaciales • 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
    12. 12. Soporte Espacial SQL 2008 Objetos Espaciales Jerarquía en la que se basan tanto los tipos de datos geometry y geography . Los tipos instanciables por geometry y geography están en color azul.
    13. 13. Soporte Espacial SQL 2008 Diferencias de coordenadas y medidas • 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 declare @box as geometry = geometry::STGeomFromText('POLYGON ((0 0, 150 0, 150 150, 0 150, 0 0))', 0) select @box.STAsText()
    14. 14. Soporte Espacial SQL 2008 Diferencias de coordenadas y medidas • 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 declare @home as geography = geography::STPointFromText('POINT(45.32 9.07)', 4326)
    15. 15. Soporte Espacial SQL 2008 Orientación • 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?
    16. 16. Soporte Espacial SQL 2008 Orientación • 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)
    17. 17. Soporte Espacial SQL 2008 Limitaciones del tipo de datos geography • 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.
    18. 18. DEMO 1 Vistazo a los datos espaciales
    19. 19. Soporte Espacial SQL 2008 Limitaciones del tipo de datos geography • 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
    20. 20. Soporte Espacial SQL 2008 SRID • 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.
    21. 21. Soporte Espacial SQL 2008 SRID • 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
    22. 22. Uso Construcción de instancias • 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 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()
    23. 23. Uso Construcción de instancias • 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 XML o http://www.opengis.net/gml
    24. 24. Uso Construcción de instancias • 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
    25. 25. DEMO 2 Instanciación de datos espaciales
    26. 26. Uso Métodos y propiedades • Algunas propiedades: • STStartPoint • STEndPoint • STX (Solo POINT) • STY (Solo POINT) • STCentroid (POLY y MULTIPOLY solo) • STArea (POLY y MULTIPOLY solo)
    27. 27. Uso Métodos y propiedades • Algunos métodos: • STIntersect • STTouches (solo para geometry) • STOverlaps (solo para geometry) • STContains o Opposite: STWithin • • STIntersects STUnion
    28. 28. DEMO 3 Métodos de datos espaciales
    29. 29. Indexación Vistazo • 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.
    30. 30. Indexación Vistazo • Rejillas de indexación espacial:
    31. 31. Indexación Proceso • Numeración de celdas usando el algoritmo Hilvert filling-space curve • Tessellation: • Regla del cubrimiento • Regla de celdas por objeto • Regla de celda mas profunda
    32. 32. Indexación Regla del cubrimiento • Si el objeto cubre completamente una celda, se marca como cubierto y no se baja al siguiente nivel
    33. 33. Indexación Regla de celdas por objeto • 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
    34. 34. Indexación Regla de la celda mas profunda • Cada celda, pertenece a la celda del nivel superior
    35. 35. Indexación Vistazo • 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
    36. 36. Indexación Limitaciones • 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
    37. 37. DEMO 4 Indices espaciales
    38. 38. 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
    39. 39. SQL SERVER 2008 TIPOS DE DATOS ESPACIALES ¿ PREGUNTAS ? ECATALA@SOLIDQ.COM http://blogs.solidq.com/ES/ElRinconDelDBA/default.aspx

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