pgsql gis基础

名词解释

PostGIS

  1. 简单理解:PostGIS是PGSQL的一个扩展,既然是扩展,那就需要进行安装,而不是直接就带着的
  2. PostGIS类似Oracle上的spatial(没接触过Oracle中的GIS)
  3. PGSQL如果想用地理位置相关的功能,就要安装PostGIS

SRID

SRID:Spatial Reference System Identifier,理解为空间引用标识符,或者说空间坐标系

空间引用标识系统是由欧洲石油测绘组 (EPSG) 标准定义的,它是为绘图、测绘以及大地测量数据存储而开发的一组标准。该标准归石油天然气生产商 (OGP) 测绘和定位委员会所有。

几何图形实例默认 SRID 为零(就是几何图形!什么点线面体狼神的)

PGSQL中 geometry 实例的默认 SRID 为 0。利用 geometry 空间数据,执行计算是不需要空间实例的指定 SRID 的;因此,实例可驻留在未定义的平面空间。

地域实例必须使用支持的 SRID

PGSQL支持基于 EPSG 标准的 SRID。必须使用 geography 实例的支持 PGSQL 的 SRID 执行计算或将方法用于地域空间数据。SRID 必须与 sys.spatial_reference_systems 目录视图中显示的 SRID 中的一个匹配。如前所述,在使用 geography 数据类型空间数据执行计算时,结果将取决于在创建数据时使用的是哪个椭圆体,因为为每个椭圆体都分配了一个特定空间引用标识符 (SRID)。

geography 实例使用方法时,PGSQL使用等于 4326 的默认 SRID,它将映射到 WGS84 空间引用系统。如果要使用 WGS84 (或 SRID 4326)之外的某个空间引用系统中的数据,您需要确定地域空间数据的特定 SRID

WGS84、GCJ02

关于这个,相信接触过位置开发的小伙伴都多少了解过,为什么坐标定位会有偏移?那可能你的GCJ02(国测局02年制定的坐标系,又被大家称为火星坐标系)没有转成WGS84导致的。更多的内容请自行了解一下。这个对于位置的计算来说很重要。

总结来说就是:

来自GPS的信号的坐标基本都是WGS84坐标系(Android和iOS都不会转的,需要自己手动转换)
对于微信来说,来自腾讯地图上的坐标(不论是点选的还是怎么着的),都是加密后的GCJ02坐标系
对于微信公众号来说,公众号开启的获取用户位置功能返回的就是WGS84的坐标(恶不恶心?可能对于地图服务商来说不准提供WGS84的坐标,但是手机GPS获取的都是WGS84的坐标,所以就会出现这种情况啦!)

启用PostGIS扩展

--UUID
CREATE EXTENSION pgcrypto;
CREATE EXTENSION "uuid-ossp";

-- Enable PostGIS (as of 3.0 contains just geometry/geography)
-- 启用PostGIS功能(仅包括geometry/geography相关)
CREATE EXTENSION postgis;

-- enable raster support (for 3+)
-- 启用栅格扩展
CREATE EXTENSION postgis_raster;

-- Enable Topology
-- 启用拓扑扩展
CREATE EXTENSION postgis_topology;

-- Enable PostGIS Advanced 3D
-- and other geoprocessing algorithms
-- sfcgal not available with all distributions
CREATE EXTENSION postgis_sfcgal;
-- fuzzy matching needed for Tiger
CREATE EXTENSION fuzzystrmatch;
-- rule based standardizer
CREATE EXTENSION address_standardizer;
-- example rule data set
CREATE EXTENSION address_standardizer_data_us;
-- Enable US Tiger Geocoder
CREATE EXTENSION postgis_tiger_geocoder;

关于SRID

很多盆友都会遇到SRID的问题,如何选择SRID让我头疼了许久,也踩了许多坑。上面举例中用的SRID是26910,有的例子中最开始用的SRID是26918,而对于我们GPS返回的坐标来说,使用的是WGS84坐标系,对应的SRID应该是4326的地理坐标系。

所以建议在数据库中保存GPS坐标时使用4326的SRID进行保存,这样在地理位置计算上可以做到更加统一。

坐标为"地理(geographics)"形式或者说是" 纬度(latitude)/经度(longitude)"形式的数据非常常见。
与Mercator(墨卡托)、UTM(通用横轴墨卡托)、Stateplane中的坐标不同,地理坐标不是笛卡尔平面坐>标(Cartesian coordinates)。地理坐标并不表示平面上与原点的线性距离,相反,这些球坐标描述了>地球上的角坐标。在球坐标中,点由该点与参考子午线(经度)的旋转角度和该点与赤道的角度(纬度)指定。

image

你可以将地理坐标看作近似的笛卡尔平面坐标,并继续进行空间计算,然而,关于距离、长度和面积的测量>将会是毫无意义的。由于球坐标测量角度距离,因此单位以"度"表示。此外,索引和真/假测试(如相交和包>含)可能会变得非常错误,因为越与极点或国际日期线接近的区域,点与点之间的距离变得越大。

建议

-数据库中存储GPS位置(Point)或者范围等内容的列建议设置SRID为4326
-这些列中存储的GPS数据需要在存储前转换为WGS84坐标系再存储,不要存GCJ02的坐标!
-由于4326中规定的度量单位是度(经度、纬度的那个度),而不是我们常用的米,所以在计算点的位置关系的时候,根据需要进行SRID的转换(比如计算GPS点之间在地球上的距离等场景),比如需要将SRID4326的坐标点Point转换为geography格式,这时再通过ST_DWithin函数查询周边范围的时候就是以米为单位了。

那有童鞋会问了,为什么不在存储的时候就存储成地理位置坐标系(geography),而是存储为SRID=4326的geometry呢?因为对于geography来说,相较于geometry会少很多空间计算的函数,在你深入了解号geograhy和geometry之间的曲别和联系后,你就可以根据场景灵活的选择使用哪种空间类型了。对于入门的我们来说,统一使用geometry不是什么坏处,毕竟它和geography之间可以直接转换!

比如:ST_X()这个函数,只支持geometry类型,如果我们存储的是geography的话,需要获取这个点的X坐标,需要先将其转换为geometry。。。

pgsql运算符

  • PostgreSQL中独有的操作符,比如文本查找操作符,@@(tsvector类型与tsquery类型字符是否匹配),@>(tsquery类型之间是否包含),<@(tsquery类型之间是否被包含)操作符。网络地址操作符如<<=(表示包含于或者等于),>>=(包含或者等于)。几何操作符如@-@(表示图形的周长或者长度),@@(表示圆心),<->(表示圆心距),&&(表示图形是否重叠)
  • 创建表
-- 添加 点
CREATE TABLE mytable (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  geom_fence_alter geometry(POLYGON,4326),
  name VARCHAR(128),
  lon varchar(255),
  lat varchar(255)
);
CREATE INDEX mytable_gix ON mytable  USING GIST (geom);

--添加面
ALTER TABLE basic_mall_v1 ADD COLUMN geom_fence_alter geometry(POLYGON,4326);
CREATE INDEX idx_area_fence ON basic_mall_v1 USING gist(geom_fence);

--批量更新现有的经纬度字段为POINT(其中,需要注意的是,使用pg的字符串拼接符号||,POINT经纬度之间要留空格。)
update s_poi_gaode set 
geom_point=ST_GeomFromText('POINT('||longitude||'  ' ||latitude||')', 4326)

  • 查询两个点间的距离
select ST_DistanceSphere (ST_GeomFromText ('POINT(113.667096 34.753029)',4326), geom);
  • 查询数据库中距离这个坐标最近的5个对象,并输出这5个对象距离此地的距离,此处单位是
select 
    id, 
    name, 
    ST_AsText(geom), 
   ST_DistanceSphere (ST_GeomFromText ('POINT(113.667096 34.753029)',4326), geom) 
from 
    mytable 
order by 
    geom <-> ST_GeomFromText ( 'POINT(113.667096 34.753029)', 4326 )
limit 3;

  • 查看此对象1000 米内的所有对象与距离
SELECT 
id, 
name,
lon,
lat,
ST_DistanceSphere (ST_GeomFromText ('POINT(113.667096 34.753029)',4326), geom) 
FROM mytable
WHERE 
    ST_DWithin ( geom::geography, ST_GeomFromText ( 'POINT(113.667096 34.753029)', 4326 ) :: geography, 5000 ) IS TRUE 
;

  • 查询当前点是否在某个多边形内
 SELECT ST_Within ( ST_GeomFromText('POINT(113.667096 34.753029)',4326),ST_GeomFromText ( 'POLYGON((113.67227 34.758545,113.652795 34.755639,113.650495 34.742707,113.673564 34.750182,113.67227 34.758545))',4326 ));
  • 返回某个多边形内所有的点
SELECT 
id, 
name,
lon,
lat,
ST_DistanceSphere (ST_GeomFromText ('POINT(113.667096 34.753029)',4326), geom) 
FROM mytable
WHERE 
    ST_Within (  geom, ST_GeomFromText ( 'POLYGON((113.67227 34.758545,113.652795 34.755639,113.650495 34.742707,113.673564 34.750182,113.67227 34.758545))', 4326 )) IS TRUE 
;

强烈注意 ST_DWithin 与 ST_Within 的区别##

网格聚合算法

--WIDTH_BUCKET的原理是将对应的经度、纬度范围值划分为多少份,二这个参数就是地图四至。比如高德--地图,它的可见范围,从西至东(经度范围),从南至北(纬度范围),正确的四至是一个数组表示的值--如,[minX,minY,maxX,MaxY]。

SELECT 
  width_bucket(st_x(geom), 117.057442 ,119.235188 ,20) grid_x, 
  width_bucket(st_y(geom), 30.431278 , 32.614617, 20) grid_y,  
  count(*),
  st_centroid(st_collect(geom)) geom,  
  array_agg(gid) gids
from tpoint  
where 
  st_x(geom) between 117.057442 and 119.235188 
  and 
  st_y(geom) between 30.431278  and 32.614617 
GROUP BY grid_x,grid_y

网格抽稀算法

    select 
        grid_x,
        grid_y,
        name,
        lon,
        lat,
        dense_rank
    from (
    select 
        grid_x,
        grid_y,
        name,
        lon,
        lat,
        dense_rank() over(partition by grid_x order by name desc) dense_rank
    from (
        select 
            width_bucket(st_x(geom), 113.635763, 127.161163839957, 20) grid_x,
            width_bucket(st_y(geom),17.7650105263925,35.6746737273545,20) grid_y,
            name,
            lon,
            lat
        from mytable) a) b
        where dense_rank<=3

附上测试建表语句

CREATE TABLE mytable (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  geom GEOMETRY(Point, 4326),
  name VARCHAR(128),
    lon varchar(255),
    lat varchar(255)
);
CREATE INDEX mytable_gix
  ON mytable
  USING GIST (geom);
    
    
INSERT INTO mytable (geom,lon,lat,name) VALUES (
  ST_GeomFromText('POINT(113.667096 34.753029)', 4326),
    '113.667096',
    '34.753029',
    '郑州站'
);

INSERT INTO mytable (geom,lon,lat,name) VALUES (
  ST_GeomFromText('POINT(113.635763 34.758011)', 4326),
    '113.635763',
    '34.758011',
    '碧沙岗'
);

INSERT INTO mytable(geom,lon,lat,name) VALUES (
  ST_GeomFromText('POINT(113.636051 34.773431)', 4326),
    '113.636051',
    '34.773431',
    '月季公园'
);

INSERT INTO mytable(geom,lon,lat,name)VALUES (
  ST_GeomFromText('POINT(113.670258 34.755046)', 4326),
    '113.670258',
    '34.755046',
    '万博商品城'
);

INSERT INTO mytable (geom,lon,lat,name) VALUES (
  ST_GeomFromText('POINT(113.64913 34.724077)', 4326),
    '113.64913',
    '34.724077',
    '二七万达'
);

查看当前数据库已上锁的语句

---查询当前被锁住的sql语句

select pid, state, usename, query, query_start 
from pg_stat_activity 
where pid in (
  select pid from pg_locks l 
  join pg_class t on l.relation = t.oid 
  and t.relkind = 'r' 
  
);
----kill有两种方式,第一种是:
SELECT pg_cancel_backend(PID);
这种方式只能kill select查询,对update、delete 及DML不生效)

----第二种是:
SELECT pg_terminate_backend(PID);
这种可以kill掉各种操作(select、update、delete、drop等)操作
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