PostGIS函数

一： 空间数据存储

使用geography这种数据类型时，PostGIS的内部计算是基于实际地球球体来计算的；
而使用geometry这种数据类型时，PostGIS的内部计算是基于平面来计算的。

1.1 几何类型（Geometry Type）
Geometry（几何对象类型）是PG的一个基本存储类型，PostGIS的空间数据都会以Geometry的形式存储在PostgreSQL里，本质是个二进制对象。

1.1.1 OGC的WKB和WKT格式
PostGIS在Geometry对象上实现了一系列的GIS Object（地物对象），使用了OGC推荐的WKT（Well-Known Text）和WKB（Well-Known Binary）格式进行描述，大幅增加了易用性，例如WKT的7个基本类型：

点：POINT(0 0)

线：LINESTRING(0 0,1 1,1 2)

面(多边形)：POLYGON((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0))  简单多边形
          POLYGON((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1))  多边形有一个内部的"孔洞（hole）"

多点：MULTIPOINT((0 0),(1 2))

多线：MULTILINESTRING((0 0,1 1,1 2),(2 3,3 2,5 4))

多面：MULTIPOLYGON(((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1,2 1,2 2,1 2,1 1)), ((-1 -1,-1 -2,-2 -2,-2 -1,-1 -1)))

几何集合：GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 3),LINESTRING(2 3,3 4))

2.1.2 EWKT、EWKB和Canonical格式
PostGIS自身又在WKT和WKB基础上扩展实现了EWKT和EWKB来满足更复杂的场景需求，EWKT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。

2.2 地理类型（Geography Type）
地理类型提供支持本地空间特性的“地理”坐标(有时称为“大地”坐标,或“纬度/经度”,或“经度/纬度”)。它的几何基础是球面。

计算两点间的距离相当于计算圆弧的距离，不能使用平面几何原理，需要通过其他参考方法计算。

PostGresSQL8.3推出一张表辅助空间参考表：spatial_ref_sys表，它存放的是OGC规范的空间参考。辅助转化。我们取我们最熟悉的4326参考看一下：

它的srid存放的就是空间参考的Well-Known ID，对这个空间参考的定义主要包括两个字段，srtext存放的是以字符串描述的空间参考，proj4text存放的则是以字符串描述的PROJ.4 投影定义（PostGIS使用PROJ.4实现投影）

如下创建表：

CREATE TABLE global_points (
id SERIAL PRIMARY KEY,
name VARCHAR(64),
location GEOGRAPHY(POINT,4326)
);
# 插入数据
INSERT INTO global_points (name, location) VALUES 
('London', ST_GeographyFromText('SRID=4326; POINT(-72.1235 42.3521)'));

二：PostGIS函数

创建了一个表，然后向该表中插入5个几何图形数据（geometry）：

一个点（POINT）
一条线（LINESTRING）
一个多边形（POLYGON）
一个内含空洞的多边形（POLYGON with a hole）
一个图形集合（GEOMETRYCOLLECTION）

CREATE TABLE geometries (name varchar, geom geometry);
 
INSERT INTO geometries VALUES
  ('Point', 'POINT(0 0)'),
  ('Linestring', 'LINESTRING(0 0, 1 1, 2 1, 2 2)'),
  ('Polygon', 'POLYGON((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0))'),
  ('PolygonWithHole', 'POLYGON((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0),(1 1, 1 2, 2 2, 2 1, 1 1))'),
  ('Collection', 'GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 0),POLYGON((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0)))');

二、元数据表
为了符合Simple Features for SQL（SFSQL）规范，PostGIS提供了两张表用于追踪和报告数据库中的几何图形：

第一张表spatial_ref_sys —— 定义了数据库已知的所有空间参照系统，稍后将对其进行更详细的说明。
第二张表（实际上是视图-view）geometry_columns —— 提供了数据库中所有空间数据表的描述信息。
注意：如果nyc数据库的表没有指定26918的srid，那该怎么办呢？通过更新表很容易修复：

SELECT UpdateGeometrySRID('nyc_neighborhoods','geom',26918);

三、表示真实世界的对象
ST_GeometryType(geometry) —— 返回几何图形的类型
ST_NDims(geometry) —— 返回几何图形的维数
ST_SRID(geometry) —— 返回几何图形的空间参考标识码

SELECT name, ST_GeometryType(geom), ST_NDims(geom), ST_SRID(geom)
FROM geometries;

结果：

3.1、点（Points）
ST_X(geometry) —— 返回X坐标
ST_Y(geometry) —— 返回Y坐标
ST_Z(geometry) —— 返回Z坐标
ST_M(geometry) —— 返回M信息

SELECT ST_AsText(geom),ST_X(geom),st_y(geom),st_z(geom),st_m(geom)
FROM geometries
WHERE name = 'Point';

3.2、线串（Linestring）
线串既可以是闭合的，也可以是简单的。
如果线串的起始点和结束点是同一个点，则称其是闭合的（closed），可以使用ST_IsClosed函数进行测试。

如果线串不与自身交叉或接触（如果线串是闭合的，则排除结束点），则称其是简单的（simple），可以使用ST_IsSimple函数进行测试。

用于处理线串的一些特定空间函数包括：

ST_Length(geometry) —— 返回线串的长度
ST_StartPoint(geometry) —— 将线串的第一个坐标作为点返回
ST_EndPoint(geometry） —— 将线串的最后一个坐标作为点返回
ST_NPoints(geometry) —— 返回线串的坐标数量

SELECT ST_AsText(geom),st_length(geom),st_startpoint(geom),st_astext(st_endpoint(geom)),st_npoints(geom)
FROM geometries
WHERE name = 'Linestring';

结果：

3.3、多边形（Polygon）

关于多边形图形的一些特定空间函数包括：

ST_Area(geometry) —— 返回多边形的面积
ST_NRings(geometry) —— 返回多边形中环的数量（通常为1个，其他是孔）
ST_ExteriorRing(geometry) —— 以线串的形式返回多边形最外面的环
ST_InteriorRingN(geometry, n) —— 以线串形式返回指定的内部环
ST_Perimeter(geometry) —— 返回所有环的长度

SELECT name, ST_Area(geom),st_nrings(geom),st_exteriorring(geom),st_interiorringn(geom,1),st_perimeter(geom)
FROM geometries
WHERE name LIKE 'Polygon%';

结果：

3.4、图形集合（Collection）
有四种图形集合（Collection）类型，它们将多个简单几何图形组合为图形集合：

MultiPoint —— 点集合
MultiLineString —— 线串集合
MultiPolygon —— 多边形集合
GeometryCollection —— 由任意几何图形（包括其他GeometryCollection）组成的异构集合

SELECT name, ST_AsText(geom),st_numgeometries(geom),st_astext(st_geometryn(geom,2)),st_length(geom)
FROM geometries
WHERE name = 'Collection';

结果：

四、几何图形输入和输出

①Well-known text（WKT）

ST_GeomFromText(text, srid) —— 返回geometry
ST_AsText(geometry) —— 返回text
ST_AsEWKT(geometry) —— 返回text
②Well-known binary（WKB）

ST_GeomFromWKB(bytea) —— 返回geometry
ST_AsBinary(geometry) —— 返回bytea
ST_AsEWKB(geometry) —— 返回bytea
③Geographic Mark-up Language（GML）

ST_GeomFromGML(text) —— 返回geometry
ST_ASGML(geometry) —— 返回text
④Keyhole Mark-up Language（KML）

ST_GeomFromKML(text) —— 返回geometry
ST_ASKML(geometry) —— 返回text
⑤GeoJson

ST_AsGeoJSON(geometry) —— 返回text

SELECT name, st_astext(geom), st_asewkt(geom)
FROM geometries
WHERE name LIKE 'Polygon%';

结果：

SELECT name, st_asbinary(geom), st_asewkb(geom)
FROM geometries
WHERE name LIKE 'Polygon%';

结果：

SELECT name, st_asgeojson(geom)
FROM geometries
WHERE name LIKE 'Polygon%';

结果：