摘要 ：SQL Server 2008在空间数据支持上提供了许多强大的功能，使用其提供的空间数据类型对象，利用强大的开发工具Visual Studio开发工具基于.NET平台 ,使用 现代的面向对象编程语言C可快速的开发出操控空间数据的应用程序。本文通过使用C#开发一个基于SQL Server2008创建、操控空间数据的GDI+图形应用程序，介绍SQL Server 2008空间数据库应用程序的开发 。
关键词：SQL Server空间数据库
1. 引言
地理信息系统(GIS)具有强大的地图制图、空间分析功能，其目的是提供一个空间框架，以支持地球资源的合理利用决策和管理人工环境。随着数据库技术的发展，对于海量空间数据的存储和管理，都已经交由数据库系统来完成。 由于空间数据具有空间位置、非结构化、空间关系、分类编码、海量数据等特征,一般的 关系 数据库管理系统难以满足要求。 为满足空间海量数据存储、管理的需求,各大 数据库厂商借鉴面向对象技术,发展了对象关系型数据库管理系统 ， 增加空间数据类型及相关函数,从而将空间数据 的存储、查询和索引 从 传统GIS软件厂商的 空间数据引擎中间件转移到了数据库管理系统中, 让用 户 可以 使用 扩充的 空间数据类型和函数的标准扩展型SQL语言来操作空间数据。
SQL Server 2008作为微软公司的新一代智能化数据存储平台，提供了对空间数据存储、查询、索引的原生支持，在其强大的.NET平台支持下，可以很容易的开发操控空间数据的应用程序。而免费的的SQL Server 2008 Express中依然提供了空间数据扩展支持，这很大程度上方便了基于Windows平台桌面空间数据应用程序的开发。以下笔者将一步一步使用C#和SQL Server 2008 CTP版（社区技术版)开发一个简单的操控空间数据的应用程序。
2. 程序功能描述
程序目标功能主要分为三部分：
(1) 创建三个存储点、线、面的数据库表并在相应的表中添加空间数据；
(2) 绘制数据库中所有图形；
(3) 绘制指定矩形范围内的图形。
3. 创建项目并实现用户界面
首先，使用SQL Server 2008创建一个名为SQLSpatial的数据库，用Visual C2005创建一个名为SQLSpatial的Windows窗体应用程序项目。将Form1的窗体标题改为“SQL Server 2008空间数据库示例”，修改窗体背景色为白色，并为其添加菜单。完成后的用户界面如图1所示。
4. 编写代码
(1) 在Visual Studio的解决方案管理器中右击SQLSpatial项目添加程序集 Microsoft.SqlServer.Types.dll 的引用，这是对空间数据类型geometry和geography的支持库。程序集位于SQL Server 2008安装实例的MSSQL\Binn目录下，例如笔者的目录为C:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL10.MSSQLSERVER2008\MSSQL\Binn。
(2) 在程序Form1窗体类的代码中加入以下命名空间的引用。
using System.Data.SqlClient; //使用SQL Server .NET提供者命名空间 using Microsoft.SqlServer.Types; //引用空间数据类型对象命名空间 using System.Drawing.Drawing2D; //引用GDI+绘图类命名空间
(3) 双击各个菜单添加消息响应函数并输入代码。
A、 创建PointTable表并添加点数据的函数代码如下：
//创建数据库连接字符串
SqlConnectionStringBuilder conBuilder = new SqlConnectionStringBuilder ();
conBuilder.DataSource = @"KFB-AS\SQLSERVER2008" ; // 客户服务器名称
conBuilder.InitialCatalog = "SQLSpatial" ; // 数据库名称
conBuilder.IntegratedSecurity = true ;
try
{ using ( SqlConnection con = new SqlConnection (conBuilder.ConnectionString))
{ //创建PointTable表
string cmdStr = "IF OBJECT_ID ('dbo.PointTable','U') IS NOT NULL DROP TABLE dbo.PointTable" ;
SqlCommand cmd = new SqlCommand (cmdStr, con);
con.Open();
cmd.ExecuteNonQuery();
cmd.CommandText = "CREATE TABLE PointTable(ID int IDENTITY(1,1), Geometry geometry)" ;
cmd.ExecuteNonQuery();
//添加点数据
SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter ( "SELECT * FROM PointTable" , con);
SqlCommandBuilder cmdBuilder = new SqlCommandBuilder (adapter);
DataSet ds = new DataSet ();
adapter.Fill(ds, "PointTable" );
for ( int i = 0; i < 1000; i += 10)
{ string wkt = String .Format( "POINT({0} {1})" , i + 100, i + 20);
SqlGeometry g = new SqlGeometry ();
g = SqlGeometry .Parse(wkt);
DataRow drow = ds.Tables[ "PointTable" ].NewRow();
drow[ "Geometry" ] = g;
ds.Tables[ "PointTable" ].Rows.Add(drow);
}
adapter.Update(ds, "PointTable" );
}
MessageBox .Show( "数据库PointTable中已经成功添加点数据!" );
}
catch ( Exception ex)
{ MessageBox .Show(ex.Message);
}
B、 创建LineTable表并添加线数据的主要代码如下：
//创建LineTable表
string cmdStr = "IF OBJECT_ID ('dbo.LineTable','U') IS NOT NULL DROP TABLE dbo.LineTable" ;
SqlCommand cmd = new SqlCommand (cmdStr, con);
con.Open();
cmd.ExecuteNonQuery();
cmd.CommandText = "CREATE TABLE LineTable(ID int IDENTITY(1,1), Geometry geometry)" ;
cmd.ExecuteNonQuery();
//添加线数据
SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter ( "SELECT * FROM LineTable" , con);
SqlCommandBuilder cmdBuilder = new SqlCommandBuilder (adapter);
DataSet ds = new DataSet ();
adapter.Fill(ds, "LineTable" );
for ( int i = 0; i < 1000; i += 50)
{ string wkt = String .Format( "LINESTRING({0} {1},{2} {3})" , 20, i, 300, i);
SqlGeometry g = new SqlGeometry ();
g = SqlGeometry .Parse(wkt);
DataRow drow = ds.Tables[ "LineTable" ].NewRow();
drow[ "Geometry" ] = g;
ds.Tables[ "LineTable" ].Rows.Add(drow);
}
adapter.Update(ds, "LineTable" );
C、 创建PolygonTable表并添加多边形数据的主要代码如下：
string cmdStr = "IF OBJECT_ID ('dbo.PolygonTable','U') IS NOT NULL DROP TABLE dbo.PolygonTable" ;
SqlCommand cmd = new SqlCommand (cmdStr, con);
con.Open();
cmd.ExecuteNonQuery();
cmd.CommandText = "CREATE TABLE PolygonTable(ID int IDENTITY(1,1), Geometry geometry)" ;
cmd.ExecuteNonQuery();
//添加多边形数据
SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter ( "SELECT * FROM PolygonTable" , con);
SqlCommandBuilder cmdBuilder = new SqlCommandBuilder (adapter);
DataSet ds = new DataSet ();
adapter.Fill(ds, "PolygonTable" );
for ( int i = 0; i < 1000; i += 60)
{ string wkt = String .Format( "POLYGON(({0} {1},{2} {3},{4} {5},{6} {7},{8} {9}))" , i, i, i + 50, i, i + 50, i + 50, i, i + 50, i, i);
SqlGeometry g = new SqlGeometry ();
g = SqlGeometry .Parse(wkt);
DataRow drow = ds.Tables[ "PolygonTable" ].NewRow();
drow[ "Geometry" ] = g;
ds.Tables[ "PolygonTable" ].Rows.Add(drow);
}
adapter.Update(ds, "PolygonTable" ) ;
（4） 为Form1窗体类添加两个私有绘图函数用于使用GDI+在窗品中绘制图形；
private void DrawAllFeature( Graphics gdi)
{
// 代码为DrawSelect(Graphics gid)函数中去掉带下划线部分的代码
}
private void DrawSelect( Graphics gdi)
{ //创建数据库连接字符串
SqlConnectionStringBuilder conBuilder = new SqlConnectionStringBuilder ();
conBuilder.DataSource = @"KFB-AS\SQLSERVER2008" ; // 客户服务器名称
conBuilder.InitialCatalog = "SQLSpatial" ; // 数据库名称
conBuilder.IntegratedSecurity = true ;
//创建绘图区域对象
string wkt = "POLYGON((60 60,200 60,200 200,60 200,60 60))" ;
SqlGeometry gRect = SqlGeometry .Parse(wkt);
try
{ using ( SqlConnection con = new SqlConnection (conBuilder.ConnectionString))
{ con.Open();
//绘多边形数据
SqlDataAdapter adPolygon = new SqlDataAdapter ( "SELECT * FROM PolygonTable" , con);
SqlCommandBuilder cmdBuilderPolygon = new SqlCommandBuilder (adPolygon);
DataSet ds = new DataSet ();
adPolygon.Fill(ds, "PolygonTable" );
foreach ( DataRow row in ds.Tables[ "PolygonTable" ].Rows)
{ SqlGeometry g = ( SqlGeometry )row[ "Geometry" ];
//如果被绘图区域包含或与绘图区域相交则绘图形
if (gRect.STIntersects(g) || gRect.STContains(g))
{ int pointSum = ( int )g.STNumPoints();
PointF [] points = new PointF [pointSum];
byte [] pointTypes = new byte [pointSum];
for ( int i = 0; i < pointSum; i++)
{ points[i].X = ( float )g.STPointN(i + 1).STX;
points[i].Y = ( float )g.STPointN(i + 1).STY;
pointTypes[i] = ( byte ) PathPointType .Line;
}
GraphicsPath path = new GraphicsPath (points, pointTypes);
gdi.FillPath( Brushes .Red, path);
}
}
//绘线数据
SqlDataAdapter adLine = new SqlDataAdapter ( "SELECT * FROM LineTable" , con);
SqlCommandBuilder cmdBuilderLine = new SqlCommandBuilder (adLine);
adLine.Fill(ds, "LineTable" );
using ( Pen bluePen = new Pen ( Color .Blue, 2))
{ foreach ( DataRow row in ds.Tables[ "LineTable" ].Rows)
{ SqlGeometry g = ( SqlGeometry )row[ "Geometry" ];
//如果被绘图区域包含或与绘图区域相交则绘图形
if (gRect.STIntersects(g) || gRect.STContains(g))
{gdi.DrawLine(bluePen, new PointF (( float )g.STPointN(1).STX, ( float )g.STPointN(1).STY), new PointF (( float )g.STPointN(2).STX, ( float )g.STPointN(2).STY));
}
}
}
//绘点数据
SqlDataAdapter adPoint = new SqlDataAdapter ( "SELECT * FROM PointTable" , con);
adPoint.Fill(ds, "PointTable" );
using ( Pen greenPen = new Pen ( Color .Green, 2))
{ foreach ( DataRow row in ds.Tables[ "PointTable" ].Rows)
{ SqlGeometry g = ( SqlGeometry )row[ "Geometry" ];
if (gRect.STIntersects(g) || gRect.STContains(g))
{ // 绘一个半径为1的圆表示点
gdi.DrawEllipse(greenPen, ( float )g.STPointN(1).STX - 1, ( float )g.STPointN(1).STY - 1, 2, 2);
}
}
}
}
}
catch ( Exception e)
{ essageBox .Show(e.Message); }
}
(5) 添加绘图消息响应代码
A、 为Form1添加一个私有字段用于控制绘制所有图形还是绘制矩形范围图形;
private int drwType=-1;
B、为Form1添加OnPaint消息响应函数并添加下列代码
if (drwType==1) DrawAllFeature(e.Graphics);
else if (drwType==2)
DrawSelect(e.Graphics);
C、在菜单“绘数据库中所有图形”的消息响应函数中添加如下代码：
drwType=1;
this .Invalidate();
D、在菜单“绘60,60 200,200矩形范围内的图形”的消息响应函数中添加如下代码：
drwType = 2 ;
this .Invalidate();
5. 程序运行结果
依次点击菜单创建点、线、面数据，然后执行“ 绘数据库中所有图形”菜单后的运行结果如图2所示。执行“绘60,60 200,200矩形范围内的图形”将绘制在矩形(60,60 200,200)范围内的图形或与该矩形相交的图形，运行结果如图3所示。
图2.绘制所有的图形数据
图3. 绘制指定矩形范围的图形数据
6.小结
程序通过引入 Microsoft.SqlServer.Types.dll 程序集，使用geometry空间数据类型的封装类SqlGeometry的方法来完成空间对象的创建并存入数据库中，在判断图形是否绘制时使用了SqlGeometry类的方法很容易的完成，最后将数据库中的图形读出并使用GDI+完成图形绘制。SQL Server 2008在空间数据支持上提供了许多强大的功能，使用SQL Server 2008提供的空间数据类型对象，利用强大的开发工具Visual Studio开发工具基于.NET平台及现代的面向对象编程语言C#可快速的开发出操控空间数据的应用程序。本文意在抛砖引玉，欠妥之处，敬请指正。
参考文献：
[1]Visual C#2005文件IO与数据存取秘诀——章立民研究室 著
[2]SQL Server 2005数据库开发实战——章立民研究室著
[3]GDI+图形程序设计——Mahesh Chand 著
[4]为我们的世界建模-ESRI地理数据库设计指南——Michael Zeiler著