Geospatialdaten – Abfragesprache in Cosmos DB (in Azure und Fabric)

Die Abfragesprache verfügt über integrierte Geospatialfunktionen, um geometrische Formen oder tatsächliche Orte/Polygone auf einer Karte darzustellen. Geospatialdaten beinhalten häufig Näherungsabfragen. Beispielsweise wird die Frage "Alle Einzelhandelsstandorte in der Nähe meines aktuellen Standorts suchen" mit einer Näherungsabfrage über mehrere geospatiale Datenobjekt beantwortet.

Anwendungsfälle

Häufige Geospatialanwendungsfälle umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf:

• Geolocation-Analysen, die spezifische standortbasierte Marketinginitiativen fördern.

• Standortbasierte Personalisierung für Branchen wie Einzelhandel und Gesundheitswesen, um die Benutzererfahrung zu verbessern.

• Logistikverbesserungen für Branchen wie Transporte, bei denen Optimierung von entscheidender Bedeutung ist.

• Risikoanalyse, für Branchen wie Versicherung und Finanzen, um weitere Metadaten zu ergänzen.

• Situationsbewusstsein*, für näherungsbasierte Warnungen und Benachrichtigungen.

Einführung in räumliche Daten

Räumliche Daten beschreiben die Position und Form von Objekten im Raum. In den meisten Anwendungen entsprechen diese Punkte und Shapes Objekten auf der Erde und geospatialen Daten.

Räumliche Daten können verwendet werden, um Folgendes darzustellen:

• Der Standort einer Person

• Ein Interessantes Ort

• Die Grenze einer Stadt oder eines Sees

Die Abfragesprache unterstützt zwei räumliche Datentypen: den Geometriedatentyp und den Geografischen Datentyp.

• Der Geometrietyp stellt Daten in einem euklidischen Koordinatensystem (flach) dar. Dieser Typ ist nützlich für allgemeine geometrische Aufgaben, z. B. Das Messen von Linien, überschneidende Polygone und das Messen des Abstands zwischen Punkten.

• Der Geografietyp stellt Daten in einem Round-Earth-Koordinatensystem dar. Dieser Typ ist nützlich für allgemeine geografische Aufgaben, z. B. die Bestimmung, ob sich ein Standort innerhalb bestimmter Grenzen befindet und den Abstand zwischen Standorten misst.

Unterstützte Datentypen

Die Abfragesprache unterstützt die Indizierung und Abfrage von Geospatialpunktdaten, die mithilfe der GeoJSON-Spezifikation dargestellt werden. GeoJSON-Datenstrukturen sind gültige JSON-Objekte, sodass Sie sie mithilfe der Abfragesprache ohne spezielle Tools oder Bibliotheken speichern und abfragen können.

Die Abfragesprache unterstützt die folgenden räumlichen Datentypen:

• Punkt-

• LineString

• Vieleck

• MultiPolygon

Punkte

Ein Punkt gibt eine einzelne Position im Leerzeichen an. In geospatialen Daten stellt ein Point den genauen Standort dar, der eine Straße eines Lebensmittelgeschäfts, eines Kiosks, eines Automobils oder einer Stadt sein könnte. Ein Punkt wird in GeoJSON (und der Abfragesprache) mithilfe des Koordinatenpaars (Längengrad und Breitengrad) dargestellt.

Betrachten Sie dieses Beispiel geoJSON-Punkt. Der Längengrad ist -122.12826822304672 und der Breitengrad ist 47.63980239335718.

{
  "type": "Point",
  "coordinates": [
    -122.12826822304672,
    47.63980239335718
  ]
}

Tipp

Für den Geografischen Datentyp gibt die GeoJSON-Spezifikation den Längengrad zuerst und den Breitengrad an. Wie bei anderen Zuordnungsanwendungen sind Längengrad und Breitengrad Winkel und werden in Bezug auf Grad dargestellt. Längengradwerte werden vom Prime Meridian gemessen und liegen zwischen -180 Grad und 180.0 Grad, und breitenwerte werden vom Äquator gemessen und liegen zwischen -90.0 Grad und 90.0 Grad.

Für den Geometriedatentyp gibt die GeoJSON-Spezifikation die horizontale Achse zuerst und die vertikale Achse second an.

Räumliche Datentypen können in ein Element eingebettet werden, wie in diesem Beispiel eines Einrichtungselements dargestellt, das die GeoJSON-Daten enthält.

{
  "name": "Headquarters",
  "location": {
    "type": "Point",
    "coordinates": [
      -122.12826822304672,
      47.63980239335718
    ]
  },
  "category": "business-offices"
}

Die Abfragesprache interpretiert Koordinaten gemäß dem WGS-84-Referenzsystem. Weitere Informationen finden Sie unter Koordinatenreferenzsysteme.

LineStrings

LineStrings stellen eine Reihe von zwei oder mehr Punkten im Raum und die Liniensegmente dar, die sie verbinden. In geospatialen Daten werden LineStrings häufig verwendet, um Autobahnen oder Flüsse darzustellen.

In diesem Beispiel wird eine Linienzeichenfolge verwendet, um eine Linie darzustellen, die zwischen zwei Punkten gezeichnet wird.

{
  "type": "LineString",
  "coordinates": [
    [ 31.8, -5 ],
    [ 31.8, -4.7 ]
  ]
}

Vielecke

Ein Polygon ist eine Grenze verbundener Punkte, die eine geschlossene LineString bilden. Polygone werden häufig verwendet, um natürliche Formationen wie Seen oder politische Gerichtsbarkeiten wie Städte und Staaten darzustellen.

Punkte innerhalb eines Polygons müssen in gegen den Uhrzeigersinn angegeben werden. Ein im Uhrzeigersinn angegebenes Polygon stellt die Umkehrung des Bereichs darin dar.

In diesem Beispiel wird ein Polygon erstellt, indem mehrere Punkte verbunden werden.

{
  "type":"Polygon",
  "coordinates":[[
    [ 31.8, -5 ],
    [ 32, -5 ],
    [ 32, -4.7 ],
    [ 31.8, -4.7 ],
    [ 31.8, -5 ]
  ]]
}

Tipp

Die GeoJSON-Spezifikation erfordert, dass für gültige Polygone das letzte bereitgestellte Koordinatenpaar mit dem ersten identisch sein sollte, um ein geschlossenes Shape zu erstellen.

MultiPolygons

Ein MultiPolygon ist ein Array von null oder mehr Polygonen. MultiPolygons können keine Seiten überlappen oder einen gemeinsamen Bereich haben. Sie könnten an einem oder mehreren Punkten berühren.

Hier ist ein Beispiel für ein MultiPolygon.

{
    "type":"MultiPolygon",
    "coordinates":[
      [[
          [52.0, 12.0],
          [53.0, 12.0],
          [53.0, 13.0],
          [52.0, 13.0],
          [52.0, 12.0]
      ]],
      [[
          [50.0, 0.0],
          [51.0, 0.0],
          [51.0, 5.0],
          [50.0, 5.0],
          [50.0, 0.0]
      ]]
    ]
}

Koordinatenreferenzsysteme

Da die Form der Erde unregelmäßig ist, werden Koordinaten der geografischen Geospatialdaten in vielen Koordinatenreferenzsystemen (CRS) dargestellt. Jeder CRS verfügt über eigene Bezugsrahmen und Maßeinheiten. Beispielsweise ist das "National Grid of Britain" ein Referenzsystem für das Vereinigte Königreich, aber nicht außerhalb davon.

Das beliebteste CRS ist heute das World Geodetic System WGS-84. GPS-Geräte und viele Kartendienste, einschließlich Google Maps und Bing Maps-APIs, verwenden WGS-84. Die Abfragesprache unterstützt die Indizierung und Abfrage von geografischen Geospatialdaten nur mithilfe von WGS-84 CRS.