PostGIS空间查询语言特性

1、lPostGIS简介lPostGIS特性lPostGIS读写数据lPostGIS查询语言lPostGIS函数lPostGIS扩展函数 1986年，加州大学伯克利分校的Michael Stonebraker教授领导了Postgres的项目，它是PostgreSQL的前身。随后出现了PostGIS，PostGIS是对象关系型数据库系统PostgreSQL的一个扩展，它的出现让人们开始重视基于数据库管理系统的空间扩展方式，而且使PostGIS有望成为今后管理空间数据的主流技术。 在两大开源数据库产品的对比中，一般认为MySQL速度更快，所以得到更为广泛的使用；而PostgreSQL性能更为先进，Po

2、stgreSQL 提供很多 MySQL 目前所不支持的特性，比如触发器、视图、存储过程等等，在记录数超千万之后性能表现尤其出色。lPostGIS是对象关系型数据库系统PostgreSQL的一个扩展。lPostGIS提供如下空间信息服务功能:空间对象、空间索引、空间操作函数和空间操作符。lPostGIS遵循OpenGIS的规范。lPostGIS的版权被纳入到GNU的GPL中，任何人可以自由得到PostGIS的源码并对其做研究和改进。支持OpenGIS中所有空间数据类型： 点（POINT）、线（LINESTRING）、多边形（POLYGON）、多点（MULTIPOINT）、多线（MULTILINE

3、STRING）、多多边形（MULTIPOLYGON）和集合对象集（GEOMETRYCOLLECTION）等。PostGIS支持所有的对象表达方法，比如WKT和WKB。lExamples of WKT:lPOINT(0 0) 点lLINESTRING(0 0,1 1,1 2) 线lPOLYGON(0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1) 面lMULTIPOINT(0 0,1 2) 多点lMULTILINESTRING(0 0,1 1,1 2),(2 3,3 2,5 4) 多线lMULTIPOLYGON(0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(

4、1 1,2 1,2 2,1 2,1 1), (-1 -1,-1 -2,-2 -2,-2 -1,-1 -1) 多面lGEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 3),LINESTRING(2 3,3 4) 几何集合lEWKT和EWKB相比OGC WKT和WKB格式主要的扩展有3DZ、3DM、4D坐标和内嵌空间参考支持。l以下以EWKT语句定义了一些几何对象：lPOINT(0 0 0) 3D点lSRID=32632;POINT(0 0) 内嵌空间参考的点lPOINTM(0 0 0) 带M值的点lPOINT(0 0 0 0) 带M值的3D点lSRID=4326;MULTIPOINTM(0

5、0 0,1 2 1) 内嵌空间参考的带M值的多点l以下语句可以使用EWKT格式插入一个点要素到一个表中：lINSERT INTO table ( SHAPE, NAME )lVALUES ( GeomFromEWKT(SRID=4326;POINTM(116.39 39.9 10), 北京 )lCanonical格式是16进制编码的几何对象，直接用SQL语句查询出来的就是这种格式。SQL-MM格式：SQL-MM格式定义了一些插值曲线，这些插值曲线和EWKT有点类似，也支持3DZ、3DM、4D坐标，但是不支持嵌入空间参考。以下以SQL-MM语句定义了一些插值几何对象：CIRCULARSTRING

6、(0 0, 1 1, 1 0) 插值圆弧COMPOUNDCURVE(CIRCULARSTRING(0 0, 1 1, 1 0),(1 0, 0 1) 插值复合曲线CURVEPOLYGON(CIRCULARSTRING(0 0, 4 0, 4 4, 0 4, 0 0),(1 1, 3 3, 3 1, 1 1) 曲线多边形MULTICURVE(0 0, 5 5),CIRCULARSTRING(4 0, 4 4, 8 4) 多曲线MULTISURFACE(CURVEPOLYGON(CIRCULARSTRING(0 0, 4 0, 4 4, 0 4, 0 0),(1 1, 3 3, 3 1, 1 1)

7、,(10 10, 14 12, 11 10, 10 10),(11 11, 11.5 11, 11 11.5, 11 11) 多曲面 读写PostGIS目前主要有以下四种方式： 1. 使用psql语言 select * from test1; select myID,AsText(pt) from test1; select Distance(pt, POINT(0 0) from test1; 2.使用一些小工具 有两个小的转换工具，一是shp2pg；一是ogr2ogr。3.在其他GIS软件中读写PostGIS数据 比如在QGIS中，能够打开PostGIS图层，还有SPIT插件可以把 Sha

8、pe文件输入到PostGIS数据库中。4.利用接口在应用程序中读写PostGIS数据表的建立Creating a Spatial TableCreating a Spatial Table 在PostGIS中创建一个包含几何字段的空间表分为2步：第一步创建一个一般表，第二步给这个表添加几何字段。 在test模式下创建一个名为cities的一般表：create table test .cities (id int4, name varchar(20) 再给cities添加一个名为shape的几何字段（二维点）：select Add Geometry Column(test, cities, sh

9、ape, 4326, POINT, 2)Loading GIS DataLoading GIS DataRetrieving GIS DataRetrieving GIS DataPostGISPostGIS中的空间索引中的空间索引 数据库数据库对多维数据的存取有两种索引方案，对多维数据的存取有两种索引方案，R-TreeR-Tree和和GiSTGiST（Generalized Search TreeGeneralized Search Tree），在），在PostgreSQLPostgreSQL中的中的GiSTGiST比比R-TreeR-Tree的健的健壮性更好，因此壮性更好，因此PostGI

10、SPostGIS对空间数据的索引一般采用对空间数据的索引一般采用GiSTGiST实现实现。 以下以下的语句给的语句给sdesde模式中的模式中的citiescities表添加了一个空间表添加了一个空间索引索引shape_index_citiesshape_index_cities，在，在pgAdminpgAdmin中也可以通过图形界面完成相同的功能。中也可以通过图形界面完成相同的功能。CREATE INDEX CREATE INDEX shape_index_citiesshape_index_citiesON ON sde.citiessde.citiesUSING gistUSING gi

11、st(shape(shape); ); 另外另外要注意的是，空间索引只有在进行基于边界范围的查询时才起作用要注意的是，空间索引只有在进行基于边界范围的查询时才起作用，比如比如“&”操作。操作。 Examples of Spatial SQLExamples of Spatial SQL： 1. What is the total length of all roads, expressed in kilometers?SELECT sum(ST_Length(the_geom)/1000 AS km_roads FROM bc_roads;km_roads-70842.12430396

12、43(1 row)Examples of Spatial SQLExamples of Spatial SQL： 2. How large is the city of xxx, in hectares?SELECTST_Area(the_geom)/10000 AS hectaresFROM bc_municipalityWHERE name = xxx;hectares-32657.9103824927(1 row)PostGIS函数大致可以分为以下四类：l字段处理函数 AddGeometryColumn为已有的数据表增加一个地理几何数据字段； DropGeometryColumn删除一个

13、地理数据字段的； SetSRID设置SRID值 Probe_Geometry_Columns()检查数据库几何字段并在geometry_columns中归档 PostGIS函数大致可以分为以下四类：l几何关系函数 目前共有13个，分别是：获取两个几何对象间的距离ST_Distance( )判断两个几何对象是否相等ST_Equals( )判断两个几何对象是否分离ST_Disjoint( )判断两个几何对象是否相交ST_Intersects ()判断两个几何对象的边缘是否接触ST_Touches( )判断两个几何对象是否互相穿过ST_Crosses( )判断A是否被B包含ST_Within( )判

14、断两个几何对象是否是重叠ST_Overlaps( )判断A是否包含BST_Contains( )判断A是否覆盖BST_Covers( )判断A是否被B所覆盖ST_CoveredBy( )通过DE-9IM 矩阵判断两个几何对象的关系是否成立ST_Relate( )获得两个几何对象的关系（DE-9IM矩阵）ST_Relate( )PostGIS函数大致可以分为以下四类： 几何分析函数 这类函数目前共有12个，分别是： Centroid， Area， Lenth， PointOnSurface， Boundary， Buffer， ConvexHull， Intersection， SymDiffe

15、rence， Difference， GeomUnion， MemGeomUnion 读写函数 这类函数很多，主要是用于在各种数据类型之间的转换，尤其是在于Geometry数据类型与其他如字符型等数据类型之间的转换，函数名如AsText、GeomFromText等。l管理函数：删除一个空间表（包括geometry_columns中的记录） DropGeometryTable(, )更新空间表的空间参考 UpdateGeometrySRID(, , , )更新空间表的统计信息 update_geometry_stats(, )l几何对象创建：Dump：转储 ST_GeomFromEWKT(tex

16、t)ST_GeomFromEWKB(bytea)ST_MakePoint(, , , )ST_MakePointM(, , )ST_MakeBox2D(, )l几何对象编辑：给几何对象添加一个边界，会使查询速度加快 ST_AddBBOX(geometry)删除几何对象的边界 ST_DropBBOX(geometry)添加、删除、设置点 ST_AddPoint(linestring, point, )l线性参考：根据location（0-1）获得该位置的点 ST_line_interpolate_point(linestring, location)获取一段线 ST_line_substring(linestring, start, end)根据点获取location（0-1） ST_line_locate_point(LineString, Point)根据量测值获得几何对象 ST_locate_along_measure(geometry, float8)根据量测值区间获得几何对象集合 ST_locate_between_measures(geometry, float8, float8)l杂项功能函数：几何对象的摘要 ST_Summary(geometry)几何对象的边界 ST_box2d(geometry)ST_box3d(g