Зачем использовать тип данных SQL Server 2008 geography?


я перепроектирую базу данных клиентов и одну из новых частей информации, которую я хотел бы хранить вместе со стандартными полями адресов (улица, город и т. д.)- географическое расположение адреса. Единственный вариант использования, который я имею в виду, - это разрешить пользователям отображать координаты на картах Google, когда адрес не может быть найден, что часто происходит, когда область недавно разработана или находится в удаленном/сельском месте.

мой первый склонялся к тому, чтобы хранить широта и долгота как десятичные значения, но потом я вспомнил, что SQL Server 2008 R2 имеет geography тип данных. У меня нет абсолютно никакого опыта использования geography, и из моего первоначального исследования, это выглядит излишним для моего сценария.

например, для работы с широтой и долготой, сохраненными как decimal(7,4), Я могу сделать это:

insert into Geotest(Latitude, Longitude) values (47.6475, -122.1393)
select Latitude, Longitude from Geotest

но с geography, Я бы сделал так:

insert into Geotest(Geolocation) values (geography::Point(47.6475, -122.1393, 4326))
select Geolocation.Lat, Geolocation.Long from Geotest

хотя не это гораздо сложнее, почему добавить сложность, если мне не нужно?

прежде чем я откажусь от идеи использования geography, есть ли что-нибудь, что я должен рассмотреть? Было бы быстрее искать местоположение, используя пространственный индекс, а не индексировать поля широты и долготы? Есть ли преимущества в использовании geography что я не знаю? Или, с другой стороны, есть предостережения, которые я должен знать о том, что будет препятствовать мне использовать geography?


обновление

@Erik Philips воспитал возможность делать поиск близости с geography, что очень круто.

С другой стороны, быстрый тест показывает, что простой select чтобы получить широту и долготу значительно медленнее при использовании geography (подробности ниже). , и комментарий к принятому ответу на другой так вопрос на geography у меня хитрый:

@SaphuA добро пожаловать. В качестве побочного Примечания будьте очень осторожны с использованием пространственный индекс на ОБНУЛЯЕМОЙ географии столбец типа данных. Есть некоторые серьезная проблема с производительностью, поэтому сделайте этот столбец географии ненулевым даже если вам придется переделывать схему. - Томас 18 июня в 11:18

в целом, взвешивая вероятность выполнения поиска близости против компромисса в производительности и сложности, я решил отказаться от использования geography в этом случае.


подробности теста, который я провел:

я создал две таблицы, одну с помощью geography и еще используя decimal(9,6) для широты и долготы:

CREATE TABLE [dbo].[GeographyTest]
(
    [RowId] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
    [Location] [geography] NOT NULL,
    CONSTRAINT [PK_GeographyTest] PRIMARY KEY CLUSTERED ( [RowId] ASC )
) 

CREATE TABLE [dbo].[LatLongTest]
(
    [RowId] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
    [Latitude] [decimal](9, 6) NULL,
    [Longitude] [decimal](9, 6) NULL,
    CONSTRAINT [PK_LatLongTest] PRIMARY KEY CLUSTERED ([RowId] ASC)
) 

и вставил одну строку, используя те же значения широты и долготы в каждой таблице:

insert into GeographyTest(Location) values (geography::Point(47.6475, -122.1393, 4326))
insert into LatLongTest(Latitude, Longitude) values (47.6475, -122.1393)

наконец, выполнив следующий код показывает, что на моей машине, выбор широты и долготы примерно в 5 раз медленнее при использовании geography.

declare @lat float, @long float,
        @d datetime2, @repCount int, @trialCount int, 
        @geographyDuration int, @latlongDuration int,
        @trials int = 3, @reps int = 100000

create table #results 
(
    GeographyDuration int,
    LatLongDuration int
)

set @trialCount = 0

while @trialCount < @trials
begin

    set @repCount = 0
    set @d = sysdatetime()

    while @repCount < @reps
    begin
        select @lat = Location.Lat,  @long = Location.Long from GeographyTest where RowId = 1
        set @repCount = @repCount + 1
    end

    set @geographyDuration = datediff(ms, @d, sysdatetime())

    set @repCount = 0
    set @d = sysdatetime()

    while @repCount < @reps
    begin
        select @lat = Latitude,  @long = Longitude from LatLongTest where RowId = 1
        set @repCount = @repCount + 1
    end

    set @latlongDuration = datediff(ms, @d, sysdatetime())

    insert into #results values(@geographyDuration, @latlongDuration)

    set @trialCount = @trialCount + 1

end

select * 
from #results

select avg(GeographyDuration) as AvgGeographyDuration, avg(LatLongDuration) as AvgLatLongDuration
from #results

drop table #results

результаты:

GeographyDuration LatLongDuration
----------------- ---------------
5146              1020
5143              1016
5169              1030

AvgGeographyDuration AvgLatLongDuration
-------------------- ------------------
5152                 1022

что было более удивительно, так это то, что даже когда строки не выбраны, например, выбор где RowId = 2, которого не существует,geography еще медленнее:

GeographyDuration LatLongDuration
----------------- ---------------
1607              948
1610              946
1607              947

AvgGeographyDuration AvgLatLongDuration
-------------------- ------------------
1608                 947
3 100

3 ответа:

Если вы планируете выполнять какие-либо пространственные вычисления, EF 5.0 позволяет использовать выражения LINQ, такие как:

private Facility GetNearestFacilityToJobsite(DbGeography jobsite)
{   
    var q1 = from f in context.Facilities            
             let distance = f.Geocode.Distance(jobsite)
             where distance < 500 * 1609.344     
             orderby distance 
             select f;   
    return q1.FirstOrDefault();
}

тогда есть очень хорошая причина, чтобы использовать географию.

объяснение пространственного в рамках Entity Framework.

Обновлено Создание Высокопроизводительных Пространственных Баз Данных

как я заметил на Ноэль Абрахамс Ответ:

примечание о пространстве, каждая координата хранится в виде число с плавающей запятой двойной точности, которое имеет длину 64 бита (8 байт), и 8-байтовое двоичное значение примерно эквивалентно 15 цифрам десятичной точности, поэтому сравнение десятичной(9,6), которая составляет всего 5 байт, не совсем справедливое сравнение. Decimal должен быть как минимум десятичным (15,12) (9 байт) для каждого LatLong (всего 18 байт) для реального сравнения.

Так что сравнение типов хранения:

CREATE TABLE dbo.Geo
(    
geo geography
)
GO

CREATE TABLE dbo.LatLng
(    
    lat decimal(15, 12),   
    lng decimal(15, 12)
)
GO

INSERT dbo.Geo
SELECT geography::Point(12.3456789012345, 12.3456789012345, 4326) 
UNION ALL
SELECT geography::Point(87.6543210987654, 87.6543210987654, 4326) 

GO 10000

INSERT dbo.LatLng
SELECT  12.3456789012345, 12.3456789012345 
UNION
SELECT 87.6543210987654, 87.6543210987654

GO 10000

EXEC sp_spaceused 'dbo.Geo'

EXEC sp_spaceused 'dbo.LatLng'

результат:

name    rows    data     
Geo     20000   728 KB   
LatLon  20000   560 KB

В тип данных geography занимает на 30% больше места.

кроме того, тип данных geography не ограничивается только хранением точки, вы также можете хранить линейные, экземпляров circularstring, экземпляр compoundcurve, многоугольник, экземпляр curvepolygon, коллекции geometrycollection, функцию Multipoint, multilinestring, и multipolygon и больше. Любая попытка сохранить даже самый простой из типов географии (как Lat/Long) за пределами точки(например, LINESTRING (1 1, 2 2) экземпляр) приведет к дополнительным строкам для каждой точки, a столбец для последовательности для порядка каждой точки и другой столбец для группировки строк. SQL Server также имеет методы для типов данных Geography, которые включают вычисление площадь, границы, длина, расстояния и многое другое.

кажется неразумным хранить широту и долготу как десятичные в Sql Server.

обновление 2

Если вы планируете делать какие-либо расчеты, такие как расстояние, площадь и т. д., Правильно вычисляя их по поверхности на земле это трудно. Каждый тип географии, хранящийся в SQL Server, также хранится с идентификатор пространственной ссылки. Эти идентификаторы могут быть разных сфер (земля 4326). Это означает, что вычисления в SQL Server будут фактически правильно вычисляться по поверхности земли (вместо как-то-ворона-летает что может быть через поверхность Земли).

enter image description here

еще одна вещь, которую следует учитывать, - это пространство для хранения, занимаемое каждым методом. Тип географии хранится как VARBINARY(MAX). Попробуйте запустить этот скрипт:

CREATE TABLE dbo.Geo
(
    geo geography

)

GO

CREATE TABLE dbo.LatLon
(
    lat decimal(9, 6)
,   lon decimal(9, 6)

)

GO

INSERT dbo.Geo
SELECT geography::Point(36.204824, 138.252924, 4326) UNION ALL
SELECT geography::Point(51.5220066, -0.0717512, 4326) 

GO 10000

INSERT dbo.LatLon
SELECT  36.204824, 138.252924 UNION
SELECT 51.5220066, -0.0717512

GO 10000

EXEC sp_spaceused 'dbo.Geo'
EXEC sp_spaceused 'dbo.LatLon'

результат:

name    rows    data     
Geo     20000   728 KB   
LatLon  20000   400 KB

тип данных географии занимает почти в два раза больше места.

    CREATE FUNCTION [dbo].[fn_GreatCircleDistance]
(@Latitude1 As Decimal(38, 19), @Longitude1 As Decimal(38, 19), 
            @Latitude2 As Decimal(38, 19), @Longitude2 As Decimal(38, 19), 
            @ValuesAsDecimalDegrees As bit = 1, 
            @ResultAsMiles As bit = 0)
RETURNS decimal(38,19)
AS
BEGIN
    -- Declare the return variable here
    DECLARE @ResultVar  decimal(38,19)

    -- Add the T-SQL statements to compute the return value here
/*
Credit for conversion algorithm to Chip Pearson
Web Page: www.cpearson.com/excel/latlong.aspx
Email: chip@cpearson.com
Phone: (816) 214-6957 USA Central Time (-6:00 UTC)
Between 9:00 AM and 7:00 PM

Ported to Transact SQL by Paul Burrows BCIS
*/
DECLARE  @C_RADIUS_EARTH_KM As Decimal(38, 19)
SET @C_RADIUS_EARTH_KM = 6370.97327862
DECLARE  @C_RADIUS_EARTH_MI As Decimal(38, 19)
SET @C_RADIUS_EARTH_MI = 3958.73926185
DECLARE  @C_PI As Decimal(38, 19)
SET @C_PI =  pi()

DECLARE @Lat1 As Decimal(38, 19)
DECLARE @Lat2 As Decimal(38, 19)
DECLARE @Long1 As Decimal(38, 19)
DECLARE @Long2 As Decimal(38, 19)
DECLARE @X As bigint
DECLARE @Delta As Decimal(38, 19)

If @ValuesAsDecimalDegrees = 1 
Begin
    set @X = 1
END
Else
Begin
    set @X = 24
End 

-- convert to decimal degrees
set @Lat1 = @Latitude1 * @X
set @Long1 = @Longitude1 * @X
set @Lat2 = @Latitude2 * @X
set @Long2 = @Longitude2 * @X

-- convert to radians: radians = (degrees/180) * PI
set @Lat1 = (@Lat1 / 180) * @C_PI
set @Lat2 = (@Lat2 / 180) * @C_PI
set @Long1 = (@Long1 / 180) * @C_PI
set @Long2 = (@Long2 / 180) * @C_PI

-- get the central spherical angle
set @Delta = ((2 * ASin(Sqrt((power(Sin((@Lat1 - @Lat2) / 2) ,2)) + 
    Cos(@Lat1) * Cos(@Lat2) * (power(Sin((@Long1 - @Long2) / 2) ,2))))))

If @ResultAsMiles = 1 
Begin
    set @ResultVar = @Delta * @C_RADIUS_EARTH_MI
End
Else
Begin
    set @ResultVar = @Delta * @C_RADIUS_EARTH_KM
End

    -- Return the result of the function
    RETURN @ResultVar

END