空間資料類型概觀

空間資料有兩種類型： geometry 資料類型支援平面或 Euclidean (扁平表面) 資料。 geometry 資料類型同時符合開放式地理空間協會 (Open Geospatial Consortium，OGC) 的 SQL 簡單特徵規格 1.1.0 版，而且符合 SQL MM (ISO 標準)。

此外，SQL Server 也支援 geography 資料類型，它會儲存橢圓體 (圓形表面) 資料，例如 GPS 經緯度座標。

重要事項
如需此版本中新空間功能 (包括空間資料類型的增強功能) 的詳細描述和範例，請下載技術白皮書：SQL Server Code-Named "Denali" 中的新空間功能。

本主題內容

• 空間資料物件

• Geometry 和 geography 資料類型之間的差異

• 圓弧線段

空間資料物件

geometry 和 geography 資料類型支援十六種空間資料物件或執行個體類型。 但是，其中只有十一種執行個體類型「可具現化」(Instantiable)；因此，您可以在資料庫中建立及處理這些執行個體 (或加以具現化)。 這些執行個體會從父資料類型衍生某些屬性，這些資料類型會將其區分為 Points、 LineStrings, CircularStrings、CompoundCurves、Polygons、CurvePolygons，或是 GeometryCollection 中的多個 geometry 或 geography 執行個體。 Geography 類型具有一種額外的執行個體類型：FullGlobe。

下圖說明 geometry 和 geography 資料類型所根據的 geometry 階層。 可具現化的 geometry 和 geography 類型是以藍色標示。

如圖中所指示，geometry 和 geography 資料類型中，十種可具現化的類型為 Point、MultiPoint、LineString、CircularString、MultiLineString、CompoundCurve、Polygon、CurvePolygon、MultiPolygon 和 GeometryCollection。 geography 資料類型還有一種額外的可具現化類型：FullGlobe。 geometry 和 geography 類型可以辨識特定的執行個體 (只要格式正確)，即使未明確定義執行個體亦然。 例如，如果您使用 STPointFromText() 方法明確定義 Point 執行個體，則只要方法輸入的格式正確，geometry 和 geography 會將此執行個體辨識為 Point。 如果您使用 STGeomFromText() 方法定義相同的執行個體，geometry 和 geography 資料類型都會將此執行個體辨識為 Point。

geometry 和 geography 類型的子類型可區分為簡單與集合類型。 某些方法 (例如 STNumCurves()) 只能使用簡單類型。

簡單類型包括：

• Point

• LineString

• CircularString

• CompoundCurve

• Polygon

• CurvePolygon

集合類型包括：

• MultiPoint

• MultiLineString

• MultiPolygon

• GeometryCollection

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Geometry 和 geography 資料類型之間的差異

這兩種類型的空間資料通常會有非常類似的行為，但是儲存及操作資料的方式會有一些重要的差異。

連接邊緣的定義方式

LineString 和 Polygon 類型的定義資料僅為頂點。 幾何類型中兩個頂點的連接邊緣為直線。 不過，地理位置類型中兩個頂點的連接邊緣為兩個頂點的最短大橢圓弧形。 大橢圓形是橢圓體與經過其中心之平面的交集，而大橢圓弧形為大橢圓形上的弧形線段。

圓弧線段的定義方式

geometry 類型的圓弧線段定義於 XY 笛卡兒座標平面上 (忽略 Z 值)。 geography 類型的圓弧線段則由參考球面的曲線線段定義。 參考球面上的任何緯線都可由兩個互補的圓弧定義，其中這兩個弧形的點都具有固定緯度角度。

空間資料類型的度量

在平面或扁平表面系統中，系統會使用與座標相同的度量單位來測量距離和區域。 使用 geometry 資料類型時，(2, 2) 與 (5, 6) 之間的距離就是 5 單位 (不論所用的單位為何)。

在橢圓體 (或圓形地球) 系統中，會使用經緯度來提供座標。 但是，長度和區域通常會使用公尺和平方公尺來測量，但是這樣的測量可能取決於 geography 執行個體的空間參考識別碼 (SRID)。 geography 資料類型最常見的度量單位是公尺。

空間資料的方向

在平面系統中，多邊形的環形方向不是重要的因素。 例如，((0, 0), (10, 0), (0, 20), (0, 0)) 描述的多邊形與 ((0, 0), (0, 20), (10, 0), (0, 0)) 描述的多邊形相同。 OGC 的 SQL 簡單特徵規格並未指示環形順序，而且 SQL Server 並未強制使用環形順序。

在橢圓體系統中，多邊形如果沒有方向的話，將沒有任何意義或是會模稜兩可。 例如，包圍赤道的環形是要描述北半球還是南半球？ 如果我們使用 geography 資料類型來儲存空間執行個體，就必須指定此環形的方向，並正確描述此執行個體的位置。 在橢圓體系統中，多邊形的內部是由左側規則定義。

在 SQL Server 2012 中，當相容性層級為 100 以下時，geography 資料類型就具有下列限制：

• 每一個 geography 執行個體都必須納入單一半球。 大於半球的空間物件將無法儲存。

• 當來自開放式地理空間協會 (Open Geospatial Consortium，OGC) 已知的文字 (Well-Known Text，WKT) 或已知的二進位 (Well-Known Binary，WKB) 表示法的任何 geography 執行個體產生大於半球的物件時，都會擲回 ArgumentException。

• 需要兩個 geography 執行個體輸入的 geography 資料類型方法 (例如 STIntersection()、STUnion()、STDifference() 和 STSymDifference())，將會在這些方法的結果未納入單一半球時，傳回 null。 如果輸出超過單一半球，STBuffer() 也會傳回 null。

在 SQL Server 2012 中，FullGlobe 是一種特殊類型的多邊形，它涵蓋了整個地球。 FullGlobe 有面積，但沒有框線或頂點。

外部和內部環形在 geography 資料類型中不重要

OGC 的 SQL 簡單特徵規格討論了外部環形和內部環形，但是這樣的區別對於 SQL Server geography 資料類型沒有很大的意義。多邊形的任何環形都可以當做外部環形。

如需有關 OGC 規格的詳細資訊，請參閱下列主題：

• OGC 規格，簡單特徵存取第一部 - 常見架構

• OGC 規格，簡單特徵存取第二部 - SQL 選項

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圓弧線段

三種可具現化的類型可以採用圓弧線段：CircularString、CompoundCurve 和 CurvePolygon。 圓弧線段是由二維平面中的三個點定義，而且第三個點不得與第一個點相同。

圖 A 和 B 顯示一般圓弧線段。 請注意，這三個點如何分別位於圓形的圓周上。

圖 C 和 D 顯示如何將直線線段定義為圓弧線段。 請注意，仍然需要三個點才能定義圓弧線段，這與只由兩個點定義的一般直線線段不同。

在圓弧線段類型上運作的方法會使用直線線段來模擬圓弧。 用於模擬弧形的直線線段數目將取決於弧形的長度和曲度。 您可以針對每種圓弧線段類型儲存 Z 值。不過，方法不會在計算中使用 Z 值。

[!附註]

如果針對圓弧線段提供了 Z 值，則圓弧線段中所有點的這些值都必須相同，系統才會接受輸入。 例如：系統可接受 CIRCULARSTRING(0 0 1, 2 2 1, 4 0 1)，但無法接受 CIRCULARSTRING(0 0 1, 2 2 2, 4 0 1)。

LineString 和 CircularString 的比較

下圖顯示完全相同的等腰三角形 (三角形 A 會使用直線線段來定義三角形，而三角形 B 則使用圓弧線段來定義三角形)：

此範例會示範如何使用 LineString 執行個體和 CircularString 執行個體來儲存上述等腰三角形：

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

請注意，CircularString 執行個體需要使用七個點來定義三角形，但是 LineString 執行個體只需要使用四個點來定義三角形。 這是因為 CircularString 執行個體會儲存圓弧線段而非直線線段。 因此，儲存在 CircularString 執行個體中的三角形側邊為 ABC、CDE 和 EFA，而儲存在 LineString 執行個體中的三角形側邊為 AC、CE 和 EA。

請考慮下列程式碼片段：

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];

這個程式碼片段會產生下列結果：

LS LengthCS Length
5.65685…6.28318…

下圖顯示每種類型的儲存方式 (紅線顯示 LineString @g1，藍線顯示 CircularString @g2)：

如上圖所示，CircularString 執行個體會使用較少的點來儲存曲線界限，而精確度卻高於 LineString 執行個體。 CircularString 執行個體適合用於儲存圓形邊界，像是從特定點起算的二十英哩搜尋半徑。 LineString 執行個體適合用於儲存線性邊界，像是方形的城市街區。

LineString 和 CompoundCurve 的比較

下列程式碼範例會示範如何使用 LineString 和 CompoundCurve 執行個體來儲存相同的圖形：

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))');

或

在上述範例中，LineString 執行個體或 CompoundCurve 執行個體都可以儲存此圖形。 下一個範例會使用 CompoundCurve 來儲存圓形圖配量：

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

CompoundCurve 執行個體可以直接儲存圓弧線段 (2 2, 1 3, 0 2)，而 LineString 執行個體則必須將曲線轉換成許多較小的直線線段。

CircularString 和 CompoundCurve 的比較

下列程式碼範例會示範如何將圓形圖配量儲存在 CircularString 執行個體中：

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();

若要使用 CircularString 執行個體來儲存圓形圖配量，每個直線線段都必須使用三個點。 如果中繼點為未知，則必須計算此點，或者直線線段的端點必須加倍，如下列程式碼片段所示：

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

CompoundCurve 執行個體同時允許 LineString 和 CircularString 元件，因此只需要知道圓形圖配量之直線線段的兩個點。 此程式碼範例會示範如何使用 CompoundCurve 來儲存相同的圖形：

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();

Polygon 和 CurvePolygon 的比較

CurvePolygon 執行個體可以在定義其外部與內部環形時，使用 CircularString 和 CompoundCurve 執行個體。 Polygon 執行個體無法使用圓弧線段類型：CircularString 和 CompoundCurve。

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請參閱

參考

STNumCurves (geometry 資料類型)

STNumCurves (geography 資料類型)

STGeomFromText (geometry 資料類型)

STGeomFromText (geography 資料類型)

概念

空間資料 (SQL Server)

geometry 資料類型方法參考

其他資源

geography 資料類型方法參考