SQL语句--postgis语句（矢量数据的定义与操作）
postersql相对于其它数据库有一个明显的优势，就是它拥有postgis这个地理空间的数据库模块，是每一位gis学者必不可少的工具。
postgis常见的数据类型描述
box2d 矩阵框类型：由矩阵框左下角、右上角坐标组成。例如：box2d(0 0,5 5)
box3d 长方体类型：由长方体左前下角，右后下角组成。例如，box3d(0 0 0 ,5 5 5 )
bytea 相当于BLOB类型，表示一个可变长的二进度值
geometry 用几何平面系表示几何要素类型
geometry[] 几何数据类型数组：有多个几何类型组成的数组
geometry set 几何数据类型的集合
geography 使用大地（椭球）坐标系表示的几何要素的类型
geomval 一种复合数据类型，由.geom字段引入的几何图形对象和val组成，val是表示栅格标注栏中 特定几何位置的像素值的双精度值
addbanding 一种复合类型，用于输入到ST_AddBand函数，用于定义栅格波段的初始化值和属性
reclassarg 一个复合类型，用于输入到ST_Reclass 函数，用于定义重分类的行为参数
summarystats 一种复合类型，用于承载ST_SummaryStats,ST_SummaryStatsAgg两函数的返回值
unionarg 一种复合类型，用于输入到ST_Union函数，用于定义联合操作的相关参数
数据定义与插入
基本语句的语法不变这里只写几个例子供参考
建立名为landuse的土地利用数据表，属性包括id号（landuse_id),名称（name),几何列（the_geom),面积（area),周长（perimeter)等。其中ID号为主键，不能为空且值是唯一的。
CREATE TABLE landuse
(
landuse_id INT4 NOT NULL,
name varchar(20),
the_geom geometry,
area float8,
perimeter float8,
constraint landuse_pkey primary key (landuse_id)
);
postgis中的默认索引方法是B树，如果要建立R树等空间索引，需要指明索引方法。
create index geo_idx on landuse using rtree (the_geom);
将一条新的土地利用数据记录（id:12,名称：Timber-forest;几何列：WKB描述：01010000001DDB93F460BB4241A84E5AC86F455441；面积：47806700;周长：34246.2）插入到landuse表中
insert into landuse(landuse_id,name,the_geom,area,perimater)
value ('12','Timeber-forest','01010000001DDB93F460BB4241A84E5AC86F455441','4.78067e+007','3.12162e+004');
将landuse表中ID号小于15的记录存入表landuse_new中
insert into landuse_new(landuse_id,name,the_geom,area,perimater)
select *from landuse
where landuse_id<15;
表的管理函数
部分PostGIS管理函数
AddGeometryColumn(varchar,varchar,int4,varchar,int4) 添加几何字段（对应ALERT）
DropGeometryColumn(varchar,varchar,varchar) 删除几何字段（对应ALERT)
DropGeometryTable(varchar,varchar) 删除一个空间表（对应DROP TABLE)
Populate_Geometry_Columns() 确保集合列遵循一定的规则（对应ALERT)
Probe_Geometry_Columns() 扫描数据库几何字段，若GEOMETRY_COLUMNS表中尚无其元数据信息，则在该中添加
Find_SRID(varchar,varchar,varchar) 返回某空间表某空间列的空间参考系ID
updateGeometrySRID(varchar,varchar,int4) 更新某空间表某空间列的空间参考系ID
update_Geometry_Stats(varchar,varchar) 更新空间表的统计信息
下面以AddGeometryColumn函数为例进一步介绍其使用方法。其参数为：表的模式名，表名，列名，空间参考，数据几何类型，几何对象数据类型的维数。
在landuse表中添加一个新的几何字段geom，其空间查询语句如下：
SELECT AddGeometryColumn('public','landuse','geom','-1','POLYGON',2)
几何构造函数
下面以ST_GeomFromText(text,[])和ST_LineFromWKB(bytea,[])函数为例进一步介绍使用方法。ST_GeomFromText的第一个参数为文本类型，是某个几何对象的WKT描述；ST_LineFromWKB第一个参数为长二进制类型，是某个几何对象的WKB描述。
构造名为aline的LINESTRING(1 2,3 4)几何对象。空间查询语句如下：
select st_lineFromWKB(ST_AsBinary(ST_GeomFromText('LINESTRING(1 2,3 4)')) )AS aline;
其中，ST_AsBinary的作用是将Geometry类型转换为WKB类型的函数
函数拆解与执行顺序（从内到外）
ST_GeomFromText(‘LINESTRING(1 2,3 4)’)
作用: 将 WKT（Well-Known Text）格式的字符串转换为 PostGIS 的几何对象。
输入: ‘LINESTRING(1 2,3 4)’（文本表示的线段，由点 (1,2) 和 (3,4) 组成）
输出: PostGIS 的 LINESTRING 几何对象。
ST_AsBinary(…)
作用: 将 PostGIS 几何对象转换为 WKB（Well-Known Binary）格式。
输入: 上一步生成的 LINESTRING 几何对象。
输出: 二进制表示的几何数据（如 \x010200000002000000000000000000f03f000000000000004000000000000008400000000000001040）。
ST_LineFromWKB(…)
作用: 将 WKB 格式的二进制数据转换回 PostGIS 的线几何对象。
输入: 上一步生成的 WKB 数据。
输出: 与原始输入等价的 LINESTRING 几何对象。
AS aline
作用: 将结果列命名为 aline。
几何访问函数
用ST_IsSimple 函数判断下面两个几何对象是否为简单对象，空间查询语句如下：
-- ✅ 正确语法：分别检查两个几何体的简单性
SELECT ST_IsSimple(ST_GeomFromText('LINESTRING(1 1,2 2,1 3,1 2,2 1)')) AS smpl_line,ST_IsSimple(ST_GeomFromText('POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))')) AS smpl_plygn;
几何体分析
1. 线几何体 LINESTRING(1 1,2 2,1 3,1 2,2 1)
坐标序列：点依次为 (1,1) → (2,2) → (1,3) → (1,2) → (2,1)
自相交检查：
线段 (1,1)-(2,2) 与 (1,2)-(2,1) 在点 (1.5,1.5) 处相交。
线段 (1,3)-(1,2) 是垂直线段，与其他线段无交叉。
结果：存在自相交 → 非简单几何体 (smpl_line = false)
2. 多边形 POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))
坐标序列：点依次为 (0,0) → (0,1) → (1,1) → (1,0) → (0,0)
闭合性检查：首尾点相同，闭合正确。
边交叉检查：
边 (0,1)-(1,1) 和 (1,0)-(0,0) 在点 (0.5,0.5) 处交叉（因为顶点顺序错误）。
正确的简单多边形顶点顺序应为顺时针或逆时针，此处顺序导致边交叉。
结果：边交叉 → 非简单几何体 (smpl_plygn = false)
几何输出函数
我们以POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))为例，分别按二进制、EWKT、SVG格式输出，其空间查询语句和输出结果分别如下。
SELECT ST_AsBinary(
ST_GeomFromText('POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))',4326)
);
SELECT ST_AsEWKT(
ST_GeomFromText('POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))',4326)
);
SELECT ST_AsSVG(
ST_GeomFromText('POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))',4326)
);
几何编辑数据
PostGIS提供的编辑函数种类较多，组合起来基本上能处理几何对象编辑的各类问题。在此我们对ST_Force_Collection、ST_ForceRHR、ST_Affine的函数进行简单的介绍。
使用ST_Force_Collection函数将原先的Geometry数据类型转换为GeometryCollection.
SELECT ST_AsEWKT(ST_Force_Collection(ST_GeomFromText('POLYGON Z ((0 0 2,0 5 2,5 0 2,0 0 2),(1 1 2,3 1 2,1 3 2,1 1 2))'))
) AS result;
分步解析
1. ST_GeomFromText()
作用：将 WKT 字符串转换为 PostGIS 几何对象。
输入：‘POLYGON Z ((…))’（明确标注三维坐标）。
输出：三维多边形对象，包含外环和内环。
2. ST_Force_Collection()
作用：将几何对象强制转换为 GEOMETRYCOLLECTION 类型。
输入：上一步生成的多边形对象。
输出：GEOMETRYCOLLECTION Z，包含原始多边形的所有环（外环+内环）。
3. ST_AsEWKT()
作用：将几何对象转换为 EWKT（Extended Well-Known Text）格式。
输出：包含坐标和维度信息的字符串。
将上述例子中用到的多边形POLYGON((0 0 2,0 5 2,5 0 2,0 0 2),(1 1 2,3 1 2,1 3 2,1 1 2))用ST_ForceRHR函数进行强制转换，使其点坐标排列顺序复合RHR法则
SELECT ST_AsEWKT(ST_ForceRHR('POLYGON((0 0 2,0 5 2,5 0 2,0 0 2),(1 1 2,3 1 2,1 3 2,1 1 2))')
);
对三维坐标空间中的几何几何对象进行仿射变换的函数ST_Affine,它有13个函数。可简单记为ST_Affine(geom,a,b,c,d,e,f,g,h,i,xoff,yoff,zoff)
将一条线沿Z轴方向旋转180度，对应的空间查询语句如下：
SELECT ST_AsEWKT(ST_Affine(the_geom,cos(pi()), -sin(pi()), 0,sin(pi()), cos(pi()), 0,0, 0, 1,0, 0, 0)
) AS using_assine
FROM (SELECT ST_GeomFromEWKT('LINESTRING Z (1 2 3,1 4 3)') AS the_geom
) AS HAHA;
参数作用:
参数 值（计算后） 对应矩阵元素 几何意义
a cos(π) = -1 第1行第1列 X轴缩放/旋转
b -sin(π) = 0 第1行第2列 XY剪切
c 0 第1行第3列 XZ剪切
d sin(π) = 0 第2行第1列 YX剪切
e cos(π) = -1 第2行第2列 Y轴缩放/旋转
f 0 第2行第3列 YZ剪切
g 0 第3行第1列 ZX剪切
h 0 第3行第2列 ZY剪切
i 1 第3行第3列 Z轴缩放
xoff 0 X轴平移 无平移
yoff 0 Y轴平移 无平移
zoff 0 Z轴平移 无平移
运算符
空间关系 运算符 示例 含义
Intersects && Geol && Geo2 若Geol的边界框与Geo2边界框相交，则返回True
Intersects(n维) &&& Geol &&& Geo2 在n维坐标空间中，若Geol的边界框与Geo2边界框相交，则返回True
Equal ~ Geol ~ Geo2 若Geol的边界框等于Geo2的边界框，则返回True
Equal ~≈ Geol ~≈ Geo2 若Geol的边界框近似等于Geo2的边界框，则返回True
Within @ Geol @ Geo2 若Geol的边界框在Geo2边界框内，则返回True
Contains ~ Geol ~ Geo2 若Geol的边界框包含Geo2的边界框，则返回True
Left/Right &< Geol &< Geo2 若Geol的边界框在Geo2边界框左侧，或交替排列，则返回True
Below/Above &< Geol &< Geo2 若Geol的边界框在Geo2边界框下方，或交替排列，则返回True
Right/Left &> Geol &> Geo2 若Geol的边界框在Geo2边界框右侧，或交替排列，则返回True
Above/Below &> Geol
Left << Geol << Geo2 若Geol的边界框严格在Geo2边界框左侧，则返回True
Right >> Geol >> Geo2 若Geol的边界框严格在Geo2边界框右侧，则返回True
Below << Geol << Geo2 若Geol的边界框严格在Geo2边界框下方，则返回True
Above >> Geol >> Geo2 若Geol的边界框严格在Geo2边界框上方，则返回True
<-> GeoA <-> GeoB 返回GeoA和GeoB之间的2D距离
|=| GeoA|=|GeoB 返回A和B轨迹在其最近的接近点处的距离
<#> GeoA<#>GeoB 返回A和B边界框之间的2D距离
<<>> GeoA<<>>GeoB 返回A和B边界框质心之间的n-D距离
<<#>> GeoA<<#>> GeoB 返回A和B边界框之间的n-D距离
-- 创建两个临时表（tbla和tblb），并判断几何边界框是否重叠
WITH tbla AS (VALUES (1, ST_GeomFromText('LINESTRING(0 0, 2 2)')) ), -- 临时表tblatblb AS (VALUES (2, ST_GeomFromText('LINESTRING(1 1, 3 3)')) ) -- 临时表tblb-- 主查询：判断几何体边界框是否相交
SELECT tbla.column1 AS id_a,tblb.column1 AS id_b,(tbla.column2 && tblb.column2) AS overlaps -- 使用 && 操作符
FROM tbla, tblb;
关键解析
1. 临时表定义（CTE）
tbla:
列结构：(id, geometry)
几何数据：线 LINESTRING(0 0, 2 2)（从 (0,0) 到 (2,2)）
tblb:
列结构：(id, geometry)
几何数据：线 LINESTRING(1 1, 3 3)（从 (1,1) 到 (3,3)）
2. && 操作符的作用
功能: 检查两个几何体的边界框（MBR, Minimum Bounding Rectangle）是否相交。
本示例结果:
tbla.column2 的边界框：矩形对角点 (0,0) 和 (2,2)
tblb.column2 的边界框：矩形对角点 (1,1) 和 (3,3)
相交判断: 是 → overlaps = true
功能描述 函数名称
判断几何对象A是否被B包含 ST_Contains(geometry A, geometry B)
判断几何对象A是否覆盖B ST_Covers(geometry A, geometry B)
判断几何对象A是否被B覆盖 ST_CoveredBy(geometry A, geometry B)
判断两个几何对象是否相交 ST_Intersects(geometry, geometry)
判断两个几何对象是否相等 ST_Equals(geometry, geometry)
判断两个几何对象是否相离（无交集） ST_Disjoint(geometry, geometry)
判断两个几何对象是否互相穿过 ST_Crosses(geometry, geometry)
判断两个几何对象是否重叠 ST_Overlaps(geometry, geometry)
判断两个几何对象是否接触（边界重合） ST_Touches(geometry, geometry)
获取两个几何对象的九交矩阵表示 ST_Relate(geometry, geometry)
判断是否符合给定的九交矩阵关系 ST_Relate(geometry, geometry, pattern)
判断两个多边形对象POLYGON((1 1,2 1,2 3,1 1))、POLYGON((3 0,3 2,4 0,3 0))间是否相交，空间查询语句如下：
SELECT ST_Intersects(ST_GeomFromText('POLYGON((1 1,2 1,2 3,1 1))'),
ST_GeomFromText('POLYGON((3 0,3 2,4 0,3 0))')
);
测量函数
求两点（0 0）和（1 1）间的方位角，空间查询语句如下：
SELECT ST_Azimuth(
ST_GeomFromText('POINT(0 0)'),ST_GeomFromText('POINT(1 1)'));
计算两点在GRS_1980地球椭球体下的曲面距离，空间查询语句如下：
SELECT st_distance_spheroid(
st_centroid(the_geom),st_geomfromtext('POINT(-118 38)'),
'SPHEROID["GRS_1980",6378137,298.257222101]')FROM landuse;
其中，SPHEROID[“GRS_1980”,6378137,298.257222101]地球参数
几何处理函数
从这边开始，只提供例子，具体函数可以去https://postgis.net/docs/查看
获取土地利用数据表landuse中ID号为12的几何对象的质心。空间查询语句如下：
SELECT ST_Centroid(the_geom)
FROM landuse
WHERE landuse_id=12
为土地利用数据表landuse中ID号为12的几何对象建立距离为3的缓冲区。空间查询语句如下：
SELECT ST_Buffer(the_geom,3)
FROM landuse
WHERE landuse_id=12
线性参考
下面举例说明ST_Line_Interpolate_Point函数的使用方法。该函数带有两个参数，他的第一个参数必须是一个折线类型的数据；第二个参数是0~1间的值，它表示某点在整个折现上所处的位置
已知点在30%处，语句如下：
SELECT ST_AsEWKT(ST_Line_Interpolate_Point(the_line,0.30))
from
(select st_geomfromewkt('linestring(25 30,80 100,150 210)')as the_line)As HOHO;
其它函数
估计土地利用数据表landuse的边界范围，以及the_geom字段占用的内存大小的空间查询语句分别为
SELECT ST_Estimated_Extent('public','landuse','the_geom')
SELECT SUM(ST_Mem_Size(the_geom))FROM landuse
通过以上几个小结的阐述，不难看出，开源数据库PostGIS针对矢量数据提供了种类繁多、功能强大的操作函数。他们能满足GIS应用对空间数据库管理系统的基本要求。