Spatial Data Types

空間資料大至可區以下類型：

geography data type (地理資料)

橢球的座標資料（ellipsoidal data），如經緯度（latitude and longitude coordinates）.

geometry data type (幾何資料)

二維或三維的座標資料（three dimensional data），，適用經過投影過後的座標系統，如台灣常見的TWD97二度分帶座標系統。

Open Geospatial Consortium （OGC）

一種由開放式地理空間協會所定義的地理方法。

地理資料類型

MS SQL Server 2008開始支援空間資料類型，主要有兩種：

geometry:
用來表示平面空間資料 (planar spatial data)，如地圖投影座標系統 (projected coordinate systems)。 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，且符合 SQL MM (ISO 標準)。
geography:
用來表示橢球空間資料 (ellipsoidal spatial data)，如經緯度座標系統 (latitude/longitude coordinate systems)。

具現化空間資料

要使用空間資料型別，必需利用地理空間資料格式來具現化，這格式依據開放式地理空間協會(OGC)所定義的標準，主要有以下兩種：

WKT 格式 (Well-Known Text)

WKT 格式是以文字方式來表示空間資料的格式，主要有以下幾種：

Point: 表示一個點 (x, y)。
LineString: 表示一條線段，由多個點所組成。
Polygon: 表示一個多邊形，由多個點所組成，且第一個點與最後一個點必須相同。
MultiPoint: 表示多個點的集合。
MultiLineString: 表示多條線段的集合。
MultiPolygon: 表示多個多邊形的集合。
GeometryCollection: 表示多種幾何圖形的集合。

SQL Server 的 Geography 欄位對於多邊形有以下要求：
一個多邊形必有一個外圈 (exterior ring) 與零個或多個內圈 (interior ring, holes)。
外圈的頂點必須是逆時針方向排列。
內圈(洞)的頂點必須是順時針方向排列
不管內圈或外圈，都必須是封閉的，也就是第一個點與最後一個點必須相同。
多邊形的外圈與內圈(洞)不能重疊。

OGC 的 Point 格式是 (經度緯度)，而 SQL Server 的 Point 格式是 (緯度,經度)，所以在使用 WKT 格式建立空間資料時，要特別注意這一點。
經度 (longitude)：東經和西經的度數各為0度到180度。
緯度 (latitude) ：北緯和南緯的度數各為0度到90度。

Germetry03

DECLARE @g1 geography, @g2 geography;   

SET @g1 = geography::Point(25.0284648,121.5367542, 4326)  --台北車站座標
SET @g2 = geography::STGeomFromText('Point (120.3000081 22.6394973)', 4326); --高雄車站座標

Select @g1.STDistance(@g2) --二點距離  293056.080379741 

WKB 格式 (Well-Known Binary)

WKB 格式則是以二進位方式來表示空間資料的格式。

WKT 與 WKB 的轉換

WKT 可以用 geometry::STGeomFromText 這個方法轉換成 WKB
WKB 可以用 geometry::STGeomFromWKB 這個方法轉換成 WKT

DECLARE @g1 geometry 
DECLARE @g2 geometry 

--由WKT格式建立地理資料
SET @g1 = geometry::STGeomFromText('Point (121.4440355 24.9808384)', 4326);

SELECT @g1.STAsText();    --資料的WKT格式
SELECT @g1.STAsBinary();  --資料的WKB格式

--由WKB格式建立地理資料
Set @g2 = geometry::STGeomFromWKB(0x0101000000D5B0DF136B5C5E4035A9B23918FB3840, 4326)

SELECT @g2.STAsText();    --資料的WKT格式
SELECT @g2.STAsBinary();  --資料的WKB格式

Germetry01

不管是 WKT 格式或 WKB 格式，都可以用來建立而 SQL Server 的 geometry 資料，而 SQL Server 實際上都是以 varbinary(max) 格式存放空間資料。但 geometry 欄位的實際資料含有其他相關資訊，如 SRID (Spatial Reference System Identifier) 等，所以不會等於 WKB，實際上會比 WKB 格式的資料還要大。

declare @g1 geography = geography::Point(25.0284648,121.5367542, 4326)  ----台北車站座標

Select @g1.STAsText() WKT, @g1.STAsBinary() WKB, @g1 'geography'

Germetry02

地理資料方法

同樣的, SQL Server 依據 OGC 標準，也提供了許多方法來操作空間資料, 以下是一些常用的方法:

方法	說明
STArea()	計算面積
STLength()	計算長度
STDistance()	計算兩個空間資料的距離
STIntersects()	判斷兩個空間資料是否相交
STIntersection()	取得兩個空間資料的交集
STUnion()	合併兩個空間資料
STDifference()	取得兩個空間資料的差集
STNumPoints()	取得空間資料的點數
STContains()	執行個體是否包含參數那個空間資料
STWithin()	執行個體是否位於參數那個空間資料
STGeometryType()	取得空間資料的類型
STAsText()	取得空間資料的 WKT 格式
STAsBinary()	取得空間資料的 WKB 格式
STGeomFromText()	由 WKT 格式建立空間資料
STGeomFromWKB()	由 WKB 格式建立空間資料

查詢範例

由國土測量圖資網站上的「直轄市、縣市界線(TWD97經緯度)1140318」，可以取得各縣市的行政區域界線資料。 Germetry06

將界線資料資料轉成 geography 之後，就可以透過 OGC 方法進行查詢。

查詢座標落在哪一個縣市

DECLARE @g1 geography

SET @g1 = geography::Point(25.0284648,121.5367542, 4326)  --台北車站座標
select * from Country where Coverage.STContains(@g1)=1

SET @g1 = geography::Point(25.132654, 121.739822, 4326)   --基隆車站座標
select * from Country where Coverage.STContains(@g1)=1

SET @g1 = geography::Point(25.132260, 121.425006, 4326)   --觀音山座標
select * from Country where Coverage.STContains(@g1)=1

SET @g1 = geography::Point(24.801805, 120.971602, 4326)   --新竹車站座標
select * from Country where Coverage.STContains(@g1)=1

SET @g1 = geography::Point(24.808227, 121.041279, 4326)   --竹北高鐵站座標
select * from Country where Coverage.STContains(@g1)=1

SET @g1 = geography::Point(23.211390, 119.418015, 4326)   --澎湖七美機場
select * from Country where Coverage.STContains(@g1)=1

SET @g1 = geography::Point(23.235220, 119.484372, 4326)   --澎湖海域
select * from Country where Coverage.STContains(@g1)=1

Germetry04

計算每個縣市的大小以及離台北車站的距離

declare @g1 geography = geography::Point(25.0284648,121.5367542, 4326)  ----台北車站座標

select *, Coverage.STArea() 行政區面積, Coverage.STDistance(@g1) AS 與北車距離 from country order by Coverage.STDistance(@g1)

Germetry05

參考資料

空間資料類型概觀