PostgreSql 安装配置 PostGIS

1.安装PostGIS插件

sudo apt-get install PostGIS
sudo apt-get install postgresql-9.3-postgis

2.开启PostgreSql对于PostGIS 的支持,在psql 或者 PgAdmin 中执行命令

-- Enable PostGIS (includes raster)
CREATE EXTENSION postgis;
-- Enable Topology
CREATE EXTENSION postgis_topology;
-- fuzzy matching needed for Tiger
CREATE EXTENSION fuzzystrmatch;
-- Enable US Tiger Geocoder
CREATE EXTENSION postgis_tiger_geocoder;

3.测试例子

-- Create table with spatial column
CREATE TABLE mytable ( 
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  geom GEOMETRY(Point, 26910),
  name VARCHAR(128)
); 

-- Add a spatial index
CREATE INDEX mytable_gix
  ON mytable 
  USING GIST (geom); 

-- Add a point
INSERT INTO mytable (geom) VALUES (
  ST_GeomFromText('POINT(0 0)', 26910)
);

-- Query for nearby points
SELECT id, name
FROM mytable
WHERE ST_DWithin(
  geom, 
  ST_GeomFromText('POINT(0 0)', 26910),
  1000
);

PostGIS 快速入门

PostGIS 是 PostgreSQL 关系数据库的空间操作扩展。它为 PostgreSQL 提供了存储、查询和修改空间关系的能力。本文中 ‘PostgreSQL’ 指代基本的关系数据库功能,而 ‘PostGIS’ 指代扩展的空间操作特性。

  • 客户端-服务器构架

PostgreSQL 同众多数据库产品一样,采用客户端-服务器构架。客户端向服务器发出请求并得到响应。这种机制同浏览器从网络服务器获取网页类似。在 PostgreSQL 中,请求以 SQL 语言发出,而响应多为从数据库提取的表单。

客户端与服务器可以部署在同一台设备上,即 PostgreSQL 可以在单一的计算机上使用。借由系统内部的 ‘loopback’ 通信机制,数据库系统可以进行私密通讯。除非专门配置,外界是不能访问这些信息的。

本位介绍三种客户端:命令行, Quantum GISpgAdmin 图形化数据库客户端。

  • 创造具有空间信息处理能力的数据库

命令行客户端在终端模拟器(Terminal Emulator)中运行。在 Applications 菜单的 Accessories 中打开一个终端模拟器,将显示一个 Unix 风格的命令行界面。输入:

psql -V

回车确认,将显示 PostgreSQL 版本号。

一个 PostgreSQL 服务器中,可以将不同的任务组织到不同的数据库。每个数据库独立运作,拥有专门的表单、显示、用户等。访问 PostgreSQL 数据库时将指定一个数据库。

服务器上数据库列表通过以下命令查询:

psql -l

输出将罗列 Live 上配置的几个数据库。这里演示新建一个。

PostgreSQL 使用 createdb 工具创建数据库。这里建立的数据库应带有 PostGIS 的扩展功能,因此需要指定相应的模板。这里将新建数据库称为 demo 。命令为:

createdb -T template_postgis demo

现在执行 psql -l 应当可以看到 demo 数据库。

也可以使用 SQL 语言创建 PostGIS 数据库。首先使用 dropdb 命令删除之前创建的数据库,然后使用 psql 命令开启 SQL 命令解析器:

dropdb demo
psql -d postgres

这样就连接到了一个通用的系统数据库 postgres 。输入 SQL 命令建立新数据库:

postgres=# CREATE DATABASE demo TEMPLATE=template_postgis;

现在可以转换连接到新建的数据库。若重新连接时可以使用 psql -d demo 命令。但在 psql 系统内部也可以使用以下命令:

postgres=# \c demo

一个信息页面将显示当前已连接 demo 数据库。输入 \dt 列出当前数据库内的表单,输出如下:

demo=# \dt
             List of relations
 Schema |       Name       | Type  | Owner
--------+------------------+-------+-------
 public | geometry_columns | table | user
 public | spatial_ref_sys  | table | user
(2 rows)

这两个表格是 PostGIS 默认的。其中 spatial_ref_sys 存储着合法的空间坐标系统。利用 SQL 查询查看:

demo=# SELECT srid,auth_name,proj4text FROM spatial_ref_sys LIMIT 10;

 srid | auth_name |          proj4text
------+-----------+--------------------------------------
 3819 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=bessel +towgs...
 3821 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=aust_SA +no_d...
 3824 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=GRS80 +towgs8...
 3889 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=GRS80 +towgs8...
 3906 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=bessel +no_de...
 4001 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=airy +no_defs...
 4002 | EPSG      | +proj=longlat +a=6377340.189 +b=63...
 4003 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=aust_SA +no_d...
 4004 | EPSG      | +proj=longlat +ellps=bessel +no_de...
 4005 | EPSG      | +proj=longlat +a=6377492.018 +b=63...
(10 rows)

以上显示确认了该数据库已经建立空间操作功能。数据库中的 geometry_columns 用于记录那些表格是有空间信息的。

  • 手工建立空间数据表格

空间数据库已经建立,现在可以建立具有空间信息的表格。

首先建立一个常规的表格存储有关城市(cities)的信息。这个表格有两栏,一个是 ID 编号,一个是城市名:

demo=# CREATE TABLE cities ( id int4, name varchar(50) );

现在添加一个空间栏用于存储城市的位置。习惯上这个栏目叫做 the_geom 。它记录了数据为什么类型(点、线、面)、有几维(这里是二维)以及空间坐标系统。此处使用 EPSG:4326 坐标系统:

demo=# SELECT AddGeometryColumn ('cities', 'the_geom', 4326, 'POINT', 2);

完成后,查询 cities 表单应当显示这个新栏目。同时页面将显示当前表达没有记录(0 rows)。

demo=# SELECT * from cities;
 id | name | the_geom
----+------+----------
(0 rows)

为添加记录,需要使用 SQL 命令。对于空间栏,使用 PostGIS 的 ST_GeomFromText 可以将文本转化为坐标与参考系号的记录:

demo=# INSERT INTO cities (id, the_geom, name) VALUES (1,ST_GeomFromText('POINT(-0.1257 51.508)',4326),'London, England');
demo=# INSERT INTO cities (id, the_geom, name) VALUES (2,ST_GeomFromText('POINT(-81.233 42.983)',4326),'London, Ontario');
demo=# INSERT INTO cities (id, the_geom, name) VALUES (3,ST_GeomFromText('POINT(27.91162491 -33.01529)',4326),'East London,SA');

当然,这样的输入方式难以操作。其它方式可以更快的输入数据。就目前来说,表格内已经有了一些城市数据,可以先进行查询等操作。

  • 简单查询

标准的 SQL 操作都可以用于 PostGIS 表单:

demo=# SELECT * FROM cities;
 id |      name       |                      the_geom
----+-----------------+----------------------------------------------------
  1 | London, England | 0101000020E6100000BBB88D06F016C0BF1B2FDD2406C14940
  2 | London, Ontario | 0101000020E6100000F4FDD478E94E54C0E7FBA9F1D27D4540
  3 | East London,SA  | 0101000020E610000040AB064060E93B4059FAD005F58140C0
(3 rows)

这里的坐标是无法阅读的 16 进制格式。要以 WKT 文本显示,使用 ST_AsText(the_geom) 或 ST_AsEwkt(the_geom) 函数。也可以使用 ST_X(the_geom) 和 ST_Y(the_geom) 显示一个维度的坐标:

demo=# SELECT id, ST_AsText(the_geom), ST_AsEwkt(the_geom), ST_X(the_geom), ST_Y(the_geom) FROM cities;
 id |          st_astext           |               st_asewkt                |    st_x     |   st_y
----+------------------------------+----------------------------------------+-------------+-----------
  1 | POINT(-0.1257 51.508)        | SRID=4326;POINT(-0.1257 51.508)        |     -0.1257 |    51.508
  2 | POINT(-81.233 42.983)        | SRID=4326;POINT(-81.233 42.983)        |     -81.233 |    42.983
  3 | POINT(27.91162491 -33.01529) | SRID=4326;POINT(27.91162491 -33.01529) | 27.91162491 | -33.01529
(3 rows)
  • 空间查询:

PostGIS 为 PostgreSQL 扩展了许多空间操作功能。以上已经涉及了转换空间坐标格式的 ST_GeomFromText 。多数空间操作以 ST(spatial type)开头,在 PostGIS 文档相应章节有罗列。这里回答一个具体的问题:以米为单位并假设地球是完美椭球,上面三个城市相互的距离是多少?

demo=# SELECT p1.name,p2.name,ST_Distance_Sphere(p1.the_geom,p2.the_geom) FROM cities AS p1, cities AS p2 WHERE p1.id > p2.id;
      name       |      name       | st_distance_sphere
-----------------+-----------------+--------------------
 London, Ontario | London, England |   5875766.85191657
 East London,SA  | London, England |   9789646.96784908
 East London,SA  | London, Ontario |   13892160.9525778
 (3 rows)

输出显示了距离数据。注意 ‘WHERE’ 部分防止了输出城市到自身的距离(0)或者两个城市不同排列的距离数据(London, England 到 London, Ontario 和 London, Ontario 到 London, England 的距离是一样的)。尝试取消 ‘WHERE’ 并查看结果。

这里采取不同的椭球参数(椭球体名、半主轴长、扁率)计算:

demo=# SELECT p1.name,p2.name,ST_Distance_Spheroid(
        p1.the_geom,p2.the_geom, 'SPHEROID["GRS_1980",6378137,298.257222]'
        )
       FROM cities AS p1, cities AS p2 WHERE p1.id > p2.id;
      name       |      name       | st_distance_spheroid
-----------------+-----------------+----------------------
 London, Ontario | London, England |     5892413.63776489
 East London,SA  | London, England |     9756842.65711931
 East London,SA  | London, Ontario |     13884149.4140698
(3 rows)
  • 制图

以 PostGIS 数据制图需要相应的客户端支持。包括 Quantum GIS、gvSIG、uDig 在内的多种客户端均可以。以下使用 Quantum GIS:

从 Desktop GIS 菜单启动 Quantum GIS 并在其 layer 菜单选择 Add PostGIS layers 。连接到 Natural Earth PostGIS 数据库的参数在 Connections 下拉菜单中有。这里可以定义和储存其它的配置。点击 Edit 可以查看具体参数。点击 Connect 连接:

postgis_addlayers  系统将显示所有空间信息表供选择:

postgis_listtables  选择 lakes 湖泊表单并点击底部的 Add 添加。顶部的 Load 可以载入新的数据库连接配置。数据将被导入:

postgis_lakesmap  界面上显示出湖泊的分布。QGIS 并不理解湖泊一词的含义,也许不会自动使用蓝色。请查看其手册了解如何设置。这里缩放到加拿大一处著名的湖泊群。

  • 自动创建空间数据表单

OSGeo Live 的多数桌面 GIS 系统都可以将 shp 等文件导入数据库。这里依然使用 QGIS 演示。

QGIS 中导入 shp 可以使用 PostGIS Manager 插件。在 Plugins 菜单选择 Fetch Plugins 导入最新的官方插件列表(需要网络连接)。找到 PostGIS Manager 点击 Install plugin 安装。

postgis_getmanager  完成后,在 Plugin 菜单点击 PostGIS Manager 启动。也可以点击工具栏上大象与地球的图标。

该插件将连接 Natural Earth 数据库。若提示输入密码,留空即可。在开启的界面中,选择表单可以显示相应的信息。预览(Preview)选项卡可以显示地图预览。这里选择了 populated places 图层并缩放到一个小岛:

postgis_managerpreview  接下来使用 PostGIS Manager 将 shp 导入数据库。这里使用 R 统计扩展包含的 North Carolina sudden infant death syndrome (SIDS) 数据:

Data 菜单选择 Load data from shapefile 选项。点击 ... 选中 R maptools 中的 sids.shp

postgis_browsedata  直接点击 Load 即可:

postgis_importsids

数据将被导入 PostGIS 。关闭 PostGIS Manager 回到主界面。

使用 ‘Add PostGIS Layer’ 导入 SIDS 数据。略加调整,得到被卡洛莱娜州新生儿猝死率分布图:

postgis_sidsmap

  • pgAdmin III

通过 Databases 菜单下的 pgAdmin III 可以进行非空间操作。该客户端是 PostgreSQL 的官方产品,使用 SQL 语句操作。

postgis_adminscreen1 postgis_adminscreen2

进一步尝试

可以尝试其它一些操作:

  1. 尝试 st_buffer(the_geom)st_transform(the_geom,25831)x(the_geom) 等空间操作,相关文档位于 http://postgis.org/documentation/
  2. 在命令行使用 pgsql2shp 将表单导出到 shp 。
  3. 在命令行使用 ogr2ogr 导入导出数据。

其它信息

以下网站包含了有关 PostGIS 的大量信息:

PostGIS 主页

PostGIS 文档