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PostGIS 查询语言特性调研报告

PostGIS 查询语言特性调研报告. 余靖 毅 2013 年 10 月 24 日. 目录 Outline. PostgreSQL / PostGIS 介绍 Standards GIS Objects Geometry & Geography Loading Data Spatial Functions. PostgreSQL 概述. 一种 对象 - 关系型 数据库管理系统（ ORDBMS ） 起源于 伯克利 （ BSD ）的数据库研究计划

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Presentation Transcript

  1. PostGIS查询语言特性调研报告 余靖毅 2013年10月24日

  2. 目录 Outline • PostgreSQL / PostGIS 介绍 • Standards • GIS Objects • Geometry & Geography • Loading Data • Spatial Functions

  3. PostgreSQL 概述 • 一种对象-关系型数据库管理系统（ORDBMS） • 起源于伯克利（BSD）的数据库研究计划 • PostgreSQL是唯一支持事务、子查询、多版本并行控制系统、数据完整性检查等特性的唯一的一种自由软件数据库管理系统 • 能在多种平台之上运行，包括Linux、MacOS和Windows等 • 支持多种开发语言 • 是目前最重要的开源数据库产品开发项目之一，有着非常广泛的用户

  4. 标准 - Standards • SFA SQL • 兼顾了预定义数据类型实现模型，在文本标注类型上更胜一筹 • SQL/MM Part3 : Spatial • 侧重于Geometry扩展空间能力的实现

  5. SFA SQL • 由开放地理空间信息协会（OGC）和国际标准化组织 • ISO 19125 • 定义了SQL模式（SQL Schema） • 支持存储，检索，查询以及要素集的更新等 • 提供相应的操作接口 • Versions • 1999 1.1 • 2005 1.1.0 • 2006 1.2.0 • 2010 1.2.1

  6. SQL/MM Part3 : Spatial开发SQL 多媒体和应用程序包 • ISO/IEC 13249 Part 1: Framework Part 2: Full-Text Part 3: Spatial Part 4: General Purpose Facilities Part 5: Still image Part 6: Data mining Part 7: History Part 8: Metadata registries (MDR) (work in progress) • 定义了空间数据及操作 • 几何对象模型 + 角度和方向的对象模型 • 基于SQL99标准，其扩展环境和SFA中支持的UDT扩展环境一致 国际标准化组织/国际电工委员会第一联合技术委员会/数据管理和交换分技术委员会CISO/IEC JTC1/SC32)

  7. Standardization survey on SDBMS

  8. PostGIS 介绍 • PostGIS是PostgreSQL的一个扩展 • PostGIS提供一系列的空间信息服务功能：  空间对象（GIS Object） •  空间索引 (Spatial Index ) •  空间操作函数 （Spatial Function） • PostGIS遵循OpenGIS的规范

  9. GIS Objects • a superset of the “Simple Features” defined by OGC • (是OGC定义的简单要素类的一个超集) • ver >=0.9, supports all the objects and functions specified in the OGC “Simple Features for SQL” specification • （支持所有OGC“Simple Features for SQL”对象和方法） • Extends the standard with support for 3DZ, 3DM and 4D coordinates • WKT（Well-Know Text）, WKB（Well-Know Binary） • EWKT, EWKB • （支持3DZ，3DM以及4D坐标系）

  10. GIS Objects • POINT • LINESTRING • POLYGON • MULTIPOINT • MULTILINESTRING • MULTIPOLYGON • GEOMETRYCOLLECTION • POINT(0 0 0) -- XYZ • SRID=32632;POINT(0 0) -- XY with SRID • POINTM(0 0 0) – XYM • POINT(0 0 0 0) -- XYZM • SRID=4326;MULTIPOINTM(0 0 0,1 2 1) -- XYM with SRID • MULTILINESTRING • POLYGON • MULTIPOLYGON • GEOMETRYCOLLECTIONM • MULTICURVE • POLYHEDRALSURFACE • TRIANGLE • TIN • CIRCULARSTRING • COMPOUNDCURVE • CURVEPOLYGON • MULTICURVE • MULTISURFACE

  11. WKT — Well-Know Text • WKT Example • POINT(0 0) • LINESTRING(0 0,1 1,1 2) • POLYGON((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1)) • Construct Function • geometry = ST_GeometryFromText(text WKT, SRID); • Insert T-SQL

  12. EWKT — Extend Well-Know Text • EWKT Example • POINT(0 0 0) -- XYZ • SRID=32632;POINT(0 0) -- XY with SRID • POINTM(0 0 0) – XYM • POINT(0 0 0 0) -- XYZM • Construct Function • geometry = ST_GeomFromEWKT(text EWKT); • Insert T-SQL

  13. SQL/MM Part3 Spatial • Extending circular curve & Defining a number of circularly interpolated curves • (扩展了一些曲线类型：通过线性插值的方法) • Type • CircularString • CompoundCurve • CurvePolygon • MultiCurve • MultiSurface • Examples • CIRCULARSTRING(0 0, 4 0, 4 4, 0 4, 0 0) • COMPOUNDCURVE(CIRCULARSTRING(0 0, 1 1, 1 0),(1 0, 0 1))

  14. 2 Types : Geometry & Geography • Geometry(plane) • The shortest path between two points on the plane is a straightline. （两点之间的最短距离是平面上的一条直线） • GEOMETRY_COLUMNS • geometry = ST_GeomFromText(text WKT, SRID); • Geography(sphere) • The shortest path between two points on the sphere is a great CircleArc.（两点之间的最短距离是一个弧段） • GEOGRAPHY_COLUMNS • lat/loncoordinate（使用的是经纬度） • only supports WGS 84 lonlat (SRID:4326)（基于大地坐标系） • geography = ST_GeogFromText(text EWKT);

  15. Geography Basic • 仅仅只支持一些最简单的简单要素 • 对于空间参考系（SRID）是 4326的几何对象（Geometry）可以自动转换成地理对象（Geography） • 相比与几何对象（Geometry）空间操作的方法较少，而且更加耗时 • 生成空间表的方法

  16. 加载数据 — Loading Data • 2种方式 • 使用SQL Statement • 使用Shape file加载器 • shp2pgsql • pgsql2shp

  17. Spatial Functions • Management Functions（管理函数） • Geometry Constructors（构造） • Geometry Accessors（访问） • Geometry Editors（编辑） • Geometry Outputs（输出） • Operators（操作符） • Spatial Relationships and Measurements（空间关系和量算） • Geometry Processing（处理）

  18. Reference • Chapter 1: Introduction to Spatial Databases. www.spatial.cs.umn.edu/Book/slides/ch1revised.ppt. • Refractions Inc. PostGIS 2.1.1 Manual. http://postgis.refractions.net/. • http://en.wikipedia.org/wiki/SQL. • http://en.wikipedia.org/wiki/Simple_feature_access. • Open Geospatial Consortium Inc. OpenGIS Implementation Specification for Geographic information-Simple feature access-Part 2:SQL option,2006. • ISO/IEC 13249-3.Information Technology Database Languages SQL Multimedia and Application Packages Part 3:Spatial,2006. • 张纯等,两种主流空间数据库国际标准与应用分析[J].地球信息科学报,2009,11(4),526-533. • 徐承志，许承瑜，钱铁云,基于GIS系统的空间查询语言[J].计算机科学，2010(7),Vol(37).No(6),207-213.

  19. Thanks for your consideration~

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