Пространственные данные

  • Статья

Пространственные данные представляют физическое расположение и форму объектов. Многие базы данных поддерживают этот тип данных, поэтому их можно индексировать и запрашивать вместе с другими данными. Распространенные сценарии включают запросы к объектам в пределах заданного расстояния от расположения или выбор объекта, граница которого содержит заданное расположение. EF Core поддерживает сопоставление с пространственными типами данных с помощью пространственной библиотеки NetTopologySuite.

Установка

Чтобы использовать пространственные данные с EF Core, необходимо установить соответствующий вспомогательный пакет NuGet. Какой пакет необходимо установить, зависит от используемого поставщика.

Поставщик EF Core Пространственный пакет NuGet
Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer.NetTopologySuite
Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite.NetTopologySuite
Microsoft.EntityFrameworkCore.InMemory NetTopologySuite
Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL.NetTopologySuite
Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql.NetTopologySuite
Devart.Data.MySql.EFCore Devart.Data.MySql.EFCore.NetTopologySuite
Devart.Data.Oracle.EFCore Devart.Data.Oracle.EFCore.NetTopologySuite
Devart.Data.PostgreSql.EFCore Devart.Data.PostgreSql.EFCore.NetTopologySuite
Devart.Data.SQLite.EFCore Devart.Data.SQLite.EFCore.NetTopologySuite
Teradata.EntityFrameworkCore Teradata.EntityFrameworkCore.NetTopologySuite

NetTopologySuite

NetTopologySuite (NTS) — это пространственная библиотека для .NET. EF Core позволяет сопоставлять пространственные типы данных в базе данных с помощью типов NTS в модели.

Чтобы включить сопоставление пространственных типов с помощью NTS, вызовите метод UseNetTopologySuite в построителе параметров DbContext поставщика. Например, при использовании SQL Server вы будете называть его следующим образом.

options.UseSqlServer(
    @"Data Source=(localdb)\MSSQLLocalDB;Initial Catalog=WideWorldImporters",
    x => x.UseNetTopologySuite());

Существует несколько типов пространственных данных. Используемый тип зависит от типов фигур, которые требуется разрешить. Ниже приведена иерархия типов NTS, которые можно использовать для свойств в модели. Они находятся в NetTopologySuite.Geometries пространстве имен.

  • Геометрии
    • Point
    • LineString
    • Многоугольник
    • GeometryCollection
      • MultiPoint
      • MultiLineString
      • MultiPolygon

Предупреждение

CircularString, CompoundCurve и CurePolygon не поддерживаются NTS.

Использование базового геометрического типа позволяет задать любой тип фигуры свойством.

Долгота и широта

Координаты в NTS относятся к значениям X и Y. Для представления долготы и широты используйте X для долготы и Y для широты. Обратите внимание, что это обратно от latitude, longitude формата, в котором обычно отображаются эти значения.

Запрос данных

Следующие классы сущностей можно использовать для сопоставления с таблицами в образце базы данных Wide World Importers.

[Table("Cities", Schema = "Application")]
public class City
{
    public int CityID { get; set; }

    public string CityName { get; set; }

    public Point Location { get; set; }
}

[Table("Countries", Schema = "Application")]
public class Country
{
    public int CountryID { get; set; }

    public string CountryName { get; set; }

    // Database includes both Polygon and MultiPolygon values
    public Geometry Border { get; set; }
}

В LINQ методы и свойства NTS, доступные в качестве функций базы данных, будут переведены в SQL. Например, методы Distance и Contains претворяются в следующие запросы. Ознакомьтесь с документацией поставщика, для которой поддерживаются методы.

// Find the nearest city
var nearestCity = db.Cities
    .OrderBy(c => c.Location.Distance(currentLocation))
    .FirstOrDefault();

// Find the containing country
var currentCountry = db.Countries
    .FirstOrDefault(c => c.Border.Contains(currentLocation));

Обратная инженерия

Пакеты пространственных NuGet также позволяют модели обратной инженерии с пространственными свойствами, но перед выполнением Scaffold-DbContext пакета необходимо установить пакет.dotnet ef dbcontext scaffold Если вы этого не сделали, вы получите предупреждения о том, что не найти сопоставления типов для столбцов, и столбцы будут пропущены.

SRID игнорируется во время клиентских операций

NTS игнорирует значения SRID во время операций. Предполагается, что планарная система координат. Это означает, что если вы указываете координаты с точки зрения долготы и широты, некоторые вычисляемые клиентом значения, такие как расстояние, длина и область будут находиться в градусах, а не в метрах. Для получения более значимых значений сначала необходимо проецировать координаты в другую систему координат, используя библиотеку, например ProjNet (для GeoAPI).

Примечание.

Используйте новый пакет NuGet ProjNet, а не старый пакет ProjNet4GeoAPI.

Если операция оценивается с помощью EF Core с помощью SQL, то единица результата будет определена базой данных.

Ниже приведен пример использования ProjNet для вычисления расстояния между двумя городами.

public static class GeometryExtensions
{
    private static readonly CoordinateSystemServices _coordinateSystemServices
        = new CoordinateSystemServices(
            new Dictionary<int, string>
            {
                // Coordinate systems:

                [4326] = GeographicCoordinateSystem.WGS84.WKT,

                // This coordinate system covers the area of our data.
                // Different data requires a different coordinate system.
                [2855] =
                    @"
                        PROJCS[""NAD83(HARN) / Washington North"",
                            GEOGCS[""NAD83(HARN)"",
                                DATUM[""NAD83_High_Accuracy_Regional_Network"",
                                    SPHEROID[""GRS 1980"",6378137,298.257222101,
                                        AUTHORITY[""EPSG"",""7019""]],
                                    AUTHORITY[""EPSG"",""6152""]],
                                PRIMEM[""Greenwich"",0,
                                    AUTHORITY[""EPSG"",""8901""]],
                                UNIT[""degree"",0.01745329251994328,
                                    AUTHORITY[""EPSG"",""9122""]],
                                AUTHORITY[""EPSG"",""4152""]],
                            PROJECTION[""Lambert_Conformal_Conic_2SP""],
                            PARAMETER[""standard_parallel_1"",48.73333333333333],
                            PARAMETER[""standard_parallel_2"",47.5],
                            PARAMETER[""latitude_of_origin"",47],
                            PARAMETER[""central_meridian"",-120.8333333333333],
                            PARAMETER[""false_easting"",500000],
                            PARAMETER[""false_northing"",0],
                            UNIT[""metre"",1,
                                AUTHORITY[""EPSG"",""9001""]],
                            AUTHORITY[""EPSG"",""2855""]]
                    "
            });

    public static Geometry ProjectTo(this Geometry geometry, int srid)
    {
        var transformation = _coordinateSystemServices.CreateTransformation(geometry.SRID, srid);

        var result = geometry.Copy();
        result.Apply(new MathTransformFilter(transformation.MathTransform));

        return result;
    }

    private class MathTransformFilter : ICoordinateSequenceFilter
    {
        private readonly MathTransform _transform;

        public MathTransformFilter(MathTransform transform)
            => _transform = transform;

        public bool Done => false;
        public bool GeometryChanged => true;

        public void Filter(CoordinateSequence seq, int i)
        {
            var x = seq.GetX(i);
            var y = seq.GetY(i);
            var z = seq.GetZ(i);
            _transform.Transform(ref x, ref y, ref z);
            seq.SetX(i, x);
            seq.SetY(i, y);
            seq.SetZ(i, z);
        }
    }
}

var seattle = new Point(-122.333056, 47.609722) { SRID = 4326 };
var redmond = new Point(-122.123889, 47.669444) { SRID = 4326 };

// In order to get the distance in meters, we need to project to an appropriate
// coordinate system. In this case, we're using SRID 2855 since it covers the
// geographic area of our data
var distanceInDegrees = seattle.Distance(redmond);
var distanceInMeters = seattle.ProjectTo(2855).Distance(redmond.ProjectTo(2855));

Примечание.

4326 относится к WGS 84, стандарту, используемому в GPS и других географических системах.

Дополнительные ресурсы

Сведения о конкретной базе данных

Обязательно ознакомьтесь с документацией поставщика для получения дополнительных сведений о работе с пространственными данными.

Другие ресурсы