PostGIS中的几何类型

缺乏、安全感 2022-03-18 02:00 300阅读 0赞

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二、 PostGIS中的几何类型

PostGIS支持所有OGC规范的“Simple Features”类型，同时在此基础上扩展了对3DZ、3DM、4D坐标的支持。

1. OGC的WKB和WKT格式

OGC定义了两种描述几何对象的格式，分别是WKB（Well-Known Binary）和WKT（Well-Known Text）。

在SQL语句中，用以下的方式可以使用WKT格式定义几何对象：  
POINT(0 0) ——点  
LINESTRING(0 0,1 1,1 2) ——线  
POLYGON((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1)) ——面  
MULTIPOINT(0 0,1 2) ——多点  
MULTILINESTRING((0 0,1 1,1 2),(2 3,3 2,5 4)) ——多线  
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))) ——多面  
GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 3),LINESTRING((2 3,3 4))) ——几何集合

以下语句可以使用WKT格式插入一个点要素到一个表中，其中用到的GeomFromText等函数在后面会有详细介绍：  
INSERT INTO table ( SHAPE, NAME )  
VALUES ( GeomFromText('POINT(116.39 39.9)', 4326), '北京');

2. EWKT、EWKB和Canonical格式

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。

以下以EWKT语句定义了一些几何对象：  
POINT(0 0 0) ——3D点  
SRID=32632;POINT(0 0) ——内嵌空间参考的点  
POINTM(0 0 0) ——带M值的点  
POINT(0 0 0 0) ——带M值的3D点  
SRID=4326;MULTIPOINTM(0 0 0,1 2 1) ——内嵌空间参考的带M值的多点

以下语句可以使用EWKT格式插入一个点要素到一个表中：  
INSERT INTO table ( SHAPE, NAME )  
VALUES ( GeomFromEWKT('SRID=4326;POINTM(116.39 39.9 10)'), '北京' )

Canonical格式是16进制编码的几何对象，直接用SQL语句查询出来的就是这种格式。

3. SQL-MM格式

SQL-MM格式定义了一些插值曲线，这些插值曲线和EWKT有点类似，也支持3DZ、3DM、4D坐标，但是不支持嵌入空间参考。

以下以SQL-MM语句定义了一些插值几何对象：  
CIRCULARSTRING(0 0, 1 1, 1 0) ——插值圆弧  
COMPOUNDCURVE(CIRCULARSTRING(0 0, 1 1, 1 0),(1 0, 0 1)) ——插值复合曲线  
CURVEPOLYGON(CIRCULARSTRING(0 0, 4 0, 4 4, 0 4, 0 0),(1 1, 3 3, 3 1, 1 1)) ——曲线多边形  
MULTICURVE((0 0, 5 5),CIRCULARSTRING(4 0, 4 4, 8 4)) ——多曲线  
MULTISURFACE(CURVEPOLYGON(CIRCULARSTRING(0 0, 4 0, 4 4, 0 4, 0 0),(1 1, 3 3, 3 1, 1 1)),((10 10, 14 12, 11 10, 10 10),(11 11, 11.5 11, 11 11.5, 11 11))) ——多曲面

三、 PostGIS中空间信息处理的实现

1. spatial\_ref\_sys表

在基于PostGIS模板创建的数据库的public模式下，有一个spatial\_ref\_sys表，它存放的是OGC规范的空间参考。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）。

4326空间参考的srtext内容：  
GEOGCS\["WGS 84",DATUM\["WGS\_1984",SPHEROID\["WGS 84",6378137,298.257223563,AUTHORITY\["EPSG","7030"\]\],TOWGS84\[0,0,0,0,0,0,0\],AUTHORITY\["EPSG","6326"\]\],PRIMEM\["Greenwich",0,AUTHORITY\["EPSG","8901"\]\],UNIT\["degree",0.01745329251994328,AUTHORITY\["EPSG","9122"\]\],AUTHORITY\["EPSG","4326"\]\]

4326空间参考的proj4text内容：  
\+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no\_defs

2. geometry\_columns表

geometry\_columns表存放了当前数据库中所有几何字段的信息，比如我当前的库里面有两个空间表，在geometry\_columns表中就可以找到这两个空间表中几何字段的定义：  
  
其中f\_table\_schema字段表示的是空间表所在的模式，f\_table\_name字段表示的是空间表的表名，f\_geometry\_column字段表示的是该空间表中几何字段的名称，srid字段表示的是该空间表的空间参考。

3. 在PostGIS中创建一个空间表

在PostGIS中创建一个包含几何字段的空间表分为2步：第一步创建一个一般表，第二步给这个表添加几何字段。

以下先在test模式下创建一个名为cities的一般表：  
create table test.cities (id int4, name varchar(20))

再给cities添加一个名为shape的几何字段（二维点）：  
select AddGeometryColumn('test', 'cities', 'shape', 4326, 'POINT', 2)

4. PostGIS对几何信息的检查

PostGIS可以检查几何信息的正确性，这主要是通过IsValid函数实现的。  
以下语句分辨检查了2个几何对象的正确性，显然，(0, 0)点和(1,1)点可以构成一条线，但是(0, 0)点和(0, 0)点则不能构成，这个语句执行以后的得出的结果是TRUE,FALSE。

select IsValid('LINESTRING(0 0, 1 1)'), IsValid('LINESTRING(0 0,0 0)')  
默认PostGIS并不会使用IsValid函数检查用户插入的新数据，因为这会消耗较多的CPU资源（特别是复杂的几何对象）。当你需要使用这个功能的时候，你可以使用以下语句为表新建一个约束：  
ALTER TABLE cities  
ADD CONSTRAINT geometry\_valid  
CHECK (IsValid(shape))

这时当我们往这个表试图插入一个错误的空间对象的时候，会得到一个错误：  
INSERT INTO test.cities ( shape, name )  
VALUES ( GeomFromText('LINESTRING(0 0,0 0)', 4326), '北京');

ERROR: new row for relation "cities" violates check constraint "geometry\_valid"  
SQL 状态: 23514

5. PostGIS中的空间索引

数据库对多维数据的存取有两种索引方案，R-Tree和GiST（Generalized Search Tree），在PostgreSQL中的GiST比R-Tree的健壮性更好，因此PostGIS对空间数据的索引一般采用GiST实现。

以下的语句给sde模式中的cities表添加了一个空间索引shape\_index\_cities，在pgAdmin中也可以通过图形界面完成相同的功能。  
CREATE INDEX shape\_index\_cities  
ON sde.cities  
USING gist  
(shape);

另外要注意的是，空间索引只有在进行基于边界范围的查询时才起作用，比如“&&”操作。

四、 PostGIS中的常用函数   
  
以下内容包括比较多的尖括号，发布到blogger的时候会显示不正常，内容太多我也无暇一个个手动改代码，因此如有问题就去参考PostGIS官方文档。  
  
首先需要说明一下，这里许多函数是以ST\_\[X\]yyy形式命名的，事实上很多函数也可以通过xyyy的形式访问，在PostGIS的函数库中我们可以看到这两种函数定义完全一样。  
  
1. OGC标准函数   
  
管理函数：   
添加几何字段 AddGeometryColumn(, , , , , )  
删除几何字段 DropGeometryColumn(, , )  
检查数据库几何字段并在geometry\_columns中归档 Probe\_Geometry\_Columns()  
给几何对象设置空间参考（在通过一个范围做空间查询时常用） ST\_SetSRID(geometry, integer)  
  
几何对象关系函数 ：  
获取两个几何对象间的距离 ST\_Distance(geometry, geometry)  
如果两个几何对象间距离在给定值范围内，则返回TRUE ST\_DWithin(geometry, geometry, float)  
判断两个几何对象是否相等  
（比如LINESTRING(0 0, 2 2)和LINESTRING(0 0, 1 1, 2 2)是相同的几何对象） ST\_Equals(geometry, geometry)  
判断两个几何对象是否分离 ST\_Disjoint(geometry, geometry)  
判断两个几何对象是否相交 ST\_Intersects(geometry, geometry)  
判断两个几何对象的边缘是否接触 ST\_Touches(geometry, geometry)  
判断两个几何对象是否互相穿过 ST\_Crosses(geometry, geometry)  
判断A是否被B包含 ST\_Within(geometry A, geometry B)  
判断两个几何对象是否是重叠 ST\_Overlaps(geometry, geometry)  
判断A是否包含B ST\_Contains(geometry A, geometry B)  
判断A是否覆盖 B ST\_Covers(geometry A, geometry B)  
判断A是否被B所覆盖 ST\_CoveredBy(geometry A, geometry B)  
通过DE-9IM 矩阵判断两个几何对象的关系是否成立 ST\_Relate(geometry, geometry, intersectionPatternMatrix)  
获得两个几何对象的关系（DE-9IM矩阵） ST\_Relate(geometry, geometry)  
  
几何对象处理函数：   
获取几何对象的中心 ST\_Centroid(geometry)  
面积量测 ST\_Area(geometry)  
长度量测 ST\_Length(geometry)  
返回曲面上的一个点 ST\_PointOnSurface(geometry)  
获取边界 ST\_Boundary(geometry)  
获取缓冲后的几何对象 ST\_Buffer(geometry, double, \[integer\])  
获取多几何对象的外接对象 ST\_ConvexHull(geometry)  
获取两个几何对象相交的部分 ST\_Intersection(geometry, geometry)  
将经度小于0的值加360使所有经度值在0-360间 ST\_Shift\_Longitude(geometry)  
获取两个几何对象不相交的部分（A、B可互换） ST\_SymDifference(geometry A, geometry B)  
从A去除和B相交的部分后返回 ST\_Difference(geometry A, geometry B)  
返回两个几何对象的合并结果 ST\_Union(geometry, geometry)  
返回一系列几何对象的合并结果 ST\_Union(geometry set)  
用较少的内存和较长的时间完成合并操作，结果和ST\_Union相同 ST\_MemUnion(geometry set)  
  
几何对象存取函数：   
获取几何对象的WKT描述 ST\_AsText(geometry)  
获取几何对象的WKB描述 ST\_AsBinary(geometry)  
获取几何对象的空间参考ID ST\_SRID(geometry)  
获取几何对象的维数 ST\_Dimension(geometry)  
获取几何对象的边界范围 ST\_Envelope(geometry)  
判断几何对象是否为空 ST\_IsEmpty(geometry)  
判断几何对象是否不包含特殊点（比如自相交） ST\_IsSimple(geometry)  
判断几何对象是否闭合 ST\_IsClosed(geometry)  
判断曲线是否闭合并且不包含特殊点 ST\_IsRing(geometry)  
获取多几何对象中的对象个数 ST\_NumGeometries(geometry)  
获取多几何对象中第N个对象 ST\_GeometryN(geometry,int)  
获取几何对象中的点个数 ST\_NumPoints(geometry)  
获取几何对象的第N个点 ST\_PointN(geometry,integer)  
获取多边形的外边缘 ST\_ExteriorRing(geometry)  
获取多边形内边界个数 ST\_NumInteriorRings(geometry)  
同上 ST\_NumInteriorRing(geometry)  
获取多边形的第N个内边界 ST\_InteriorRingN(geometry,integer)  
获取线的终点 ST\_EndPoint(geometry)  
获取线的起始点 ST\_StartPoint(geometry)  
获取几何对象的类型 GeometryType(geometry)  
类似上，但是不检查M值，即POINTM对象会被判断为point ST\_GeometryType(geometry)  
获取点的X坐标 ST\_X(geometry)  
获取点的Y坐标 ST\_Y(geometry)  
获取点的Z坐标 ST\_Z(geometry)  
获取点的M值 ST\_M(geometry)  
  
几何对象构造函数 ：  
参考语义：  
Text：WKT  
WKB：WKB  
Geom:Geometry  
M:Multi  
Bd:BuildArea  
Coll:Collection ST\_GeomFromText(text,\[\])  
  
ST\_PointFromText(text,\[\])  
ST\_LineFromText(text,\[\])  
ST\_LinestringFromText(text,\[\])  
ST\_PolyFromText(text,\[\])  
ST\_PolygonFromText(text,\[\])  
ST\_MPointFromText(text,\[\])  
ST\_MLineFromText(text,\[\])  
ST\_MPolyFromText(text,\[\])  
ST\_GeomCollFromText(text,\[\])  
ST\_GeomFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_GeometryFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_PointFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_LineFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_LinestringFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_PolyFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_PolygonFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_MPointFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_MLineFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_MPolyFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_GeomCollFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_BdPolyFromText(text WKT, integer SRID)  
ST\_BdMPolyFromText(text WKT, integer SRID)  
四、 PostGIS中的常用函数   
  
以下内容包括比较多的尖括号，发布到blogger的时候会显示不正常，内容太多我也无暇一个个手动改代码，因此如有问题就去参考PostGIS官方文档。  
  
首先需要说明一下，这里许多函数是以ST\_\[X\]yyy形式命名的，事实上很多函数也可以通过xyyy的形式访问，在PostGIS的函数库中我们可以看到这两种函数定义完全一样。  
  
1. OGC标准函数   
  
管理函数：   
添加几何字段 AddGeometryColumn(, , , , , )  
删除几何字段 DropGeometryColumn(, , )  
检查数据库几何字段并在geometry\_columns中归档 Probe\_Geometry\_Columns()  
给几何对象设置空间参考（在通过一个范围做空间查询时常用） ST\_SetSRID(geometry, integer)  
  
几何对象关系函数 ：  
获取两个几何对象间的距离 ST\_Distance(geometry, geometry)  
如果两个几何对象间距离在给定值范围内，则返回TRUE ST\_DWithin(geometry, geometry, float)  
判断两个几何对象是否相等  
（比如LINESTRING(0 0, 2 2)和LINESTRING(0 0, 1 1, 2 2)是相同的几何对象） ST\_Equals(geometry, geometry)  
判断两个几何对象是否分离 ST\_Disjoint(geometry, geometry)  
判断两个几何对象是否相交 ST\_Intersects(geometry, geometry)  
判断两个几何对象的边缘是否接触 ST\_Touches(geometry, geometry)  
判断两个几何对象是否互相穿过 ST\_Crosses(geometry, geometry)  
判断A是否被B包含 ST\_Within(geometry A, geometry B)  
判断两个几何对象是否是重叠 ST\_Overlaps(geometry, geometry)  
判断A是否包含B ST\_Contains(geometry A, geometry B)  
判断A是否覆盖 B ST\_Covers(geometry A, geometry B)  
判断A是否被B所覆盖 ST\_CoveredBy(geometry A, geometry B)  
通过DE-9IM 矩阵判断两个几何对象的关系是否成立 ST\_Relate(geometry, geometry, intersectionPatternMatrix)  
获得两个几何对象的关系（DE-9IM矩阵） ST\_Relate(geometry, geometry)  
  
几何对象处理函数：   
获取几何对象的中心 ST\_Centroid(geometry)  
面积量测 ST\_Area(geometry)  
长度量测 ST\_Length(geometry)  
返回曲面上的一个点 ST\_PointOnSurface(geometry)  
获取边界 ST\_Boundary(geometry)  
获取缓冲后的几何对象 ST\_Buffer(geometry, double, \[integer\])  
获取多几何对象的外接对象 ST\_ConvexHull(geometry)  
获取两个几何对象相交的部分 ST\_Intersection(geometry, geometry)  
将经度小于0的值加360使所有经度值在0-360间 ST\_Shift\_Longitude(geometry)  
获取两个几何对象不相交的部分（A、B可互换） ST\_SymDifference(geometry A, geometry B)  
从A去除和B相交的部分后返回 ST\_Difference(geometry A, geometry B)  
返回两个几何对象的合并结果 ST\_Union(geometry, geometry)  
返回一系列几何对象的合并结果 ST\_Union(geometry set)  
用较少的内存和较长的时间完成合并操作，结果和ST\_Union相同 ST\_MemUnion(geometry set)  
  
几何对象存取函数：   
获取几何对象的WKT描述 ST\_AsText(geometry)  
获取几何对象的WKB描述 ST\_AsBinary(geometry)  
获取几何对象的空间参考ID ST\_SRID(geometry)  
获取几何对象的维数 ST\_Dimension(geometry)  
获取几何对象的边界范围 ST\_Envelope(geometry)  
判断几何对象是否为空 ST\_IsEmpty(geometry)  
判断几何对象是否不包含特殊点（比如自相交） ST\_IsSimple(geometry)  
判断几何对象是否闭合 ST\_IsClosed(geometry)  
判断曲线是否闭合并且不包含特殊点 ST\_IsRing(geometry)  
获取多几何对象中的对象个数 ST\_NumGeometries(geometry)  
获取多几何对象中第N个对象 ST\_GeometryN(geometry,int)  
获取几何对象中的点个数 ST\_NumPoints(geometry)  
获取几何对象的第N个点 ST\_PointN(geometry,integer)  
获取多边形的外边缘 ST\_ExteriorRing(geometry)  
获取多边形内边界个数 ST\_NumInteriorRings(geometry)  
同上 ST\_NumInteriorRing(geometry)  
获取多边形的第N个内边界 ST\_InteriorRingN(geometry,integer)  
获取线的终点 ST\_EndPoint(geometry)  
获取线的起始点 ST\_StartPoint(geometry)  
获取几何对象的类型 GeometryType(geometry)  
类似上，但是不检查M值，即POINTM对象会被判断为point ST\_GeometryType(geometry)  
获取点的X坐标 ST\_X(geometry)  
获取点的Y坐标 ST\_Y(geometry)  
获取点的Z坐标 ST\_Z(geometry)  
获取点的M值 ST\_M(geometry)  
  
几何对象构造函数 ：  
参考语义：  
Text：WKT  
WKB：WKB  
Geom:Geometry  
M:Multi  
Bd:BuildArea  
Coll:Collection ST\_GeomFromText(text,\[\])  
  
ST\_PointFromText(text,\[\])  
ST\_LineFromText(text,\[\])  
ST\_LinestringFromText(text,\[\])  
ST\_PolyFromText(text,\[\])  
ST\_PolygonFromText(text,\[\])  
ST\_MPointFromText(text,\[\])  
ST\_MLineFromText(text,\[\])  
ST\_MPolyFromText(text,\[\])  
ST\_GeomCollFromText(text,\[\])  
ST\_GeomFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_GeometryFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_PointFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_LineFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_LinestringFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_PolyFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_PolygonFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_MPointFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_MLineFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_MPolyFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_GeomCollFromWKB(bytea,\[\])  
ST\_BdPolyFromText(text WKT, integer SRID)  
ST\_BdMPolyFromText(text WKT, integer SRID)  
2. PostGIS扩展函数

管理函数：

删除一个空间表（包括geometry\_columns中的记录） DropGeometryTable(\[\], )  
更新空间表的空间参考 UpdateGeometrySRID(\[\], , , )  
更新空间表的统计信息 update\_geometry\_stats(\[, \])

参考语义：  
Geos：GEOS库  
Jts：JTS库  
Proj：PROJ4库 postgis\_version()

postgis\_lib\_version()  
postgis\_lib\_build\_date()  
postgis\_script\_build\_date()  
postgis\_scripts\_installed()  
postgis\_scripts\_released()  
postgis\_geos\_version()  
postgis\_jts\_version()  
postgis\_proj\_version()  
postgis\_uses\_stats()  
postgis\_full\_version()

几何操作符：

A范围=B范围 A = B  
A范围覆盖B范围或A范围在B范围左侧 A &<> B  
A范围在B范围左侧 A <<>> B  
A范围覆盖B范围或A范围在B范围下方 A &<| B A范围覆盖B范围或A范围在B范围上方 A |&> B  
A范围在B范围下方 A <<| B A范围在B范围上方 A |>> B  
A=B A ~= B  
A范围被B范围包含 A @ B  
A范围包含B范围 A ~ B  
A范围覆盖B范围 A && B

几何量测函数：

量测面积 ST\_Area(geometry)  
根据经纬度点计算在地球曲面上的距离，单位米，地球半径取值6370986米 ST\_distance\_sphere(point, point)  
类似上，使用指定的地球椭球参数 ST\_distance\_spheroid(point, point, spheroid)  
量测2D对象长度 ST\_length2d(geometry)  
量测3D对象长度 ST\_length3d(geometry)  
根据经纬度对象计算在地球曲面上的长度 ST\_length\_spheroid(geometry,spheroid)  
ST\_length3d\_spheroid(geometry,spheroid)  
量测两个对象间距离 ST\_distance(geometry, geometry)  
量测两条线之间的最大距离 ST\_max\_distance(linestring,linestring)  
量测2D对象的周长 ST\_perimeter(geometry)  
ST\_perimeter2d(geometry)  
量测3D对象的周长 ST\_perimeter3d(geometry)  
量测两点构成的方位角，单位弧度 ST\_azimuth(geometry, geometry)

几何对象输出：   
参考语义：  
NDR：Little Endian  
XDR：big-endian  
HEXEWKB：Canonical  
SVG：SVG 格式  
GML：GML 格式  
KML：KML 格式  
GeoJson：GeoJson 格式

ST\_AsBinary(geometry,\{'NDR'|'XDR'\})  
ST\_AsEWKT(geometry)  
ST\_AsEWKB(geometry, \{'NDR'|'XDR'\})  
ST\_AsHEXEWKB(geometry, \{'NDR'|'XDR'\})  
ST\_AsSVG(geometry, \[rel\], \[precision\])  
ST\_AsGML(\[version\], geometry, \[precision\])  
ST\_AsKML(\[version\], geometry, \[precision\])  
ST\_AsGeoJson(\[version\], geometry, \[precision\], \[options\])

几何对象创建：

参考语义：  
Dump：转储 ST\_GeomFromEWKT(text)

ST\_GeomFromEWKB(bytea)  
ST\_MakePoint(, , \[\], \[\])  
ST\_MakePointM(, , )  
ST\_MakeBox2D(, )  
ST\_MakeBox3D(, )  
ST\_MakeLine(geometry set)  
ST\_MakeLine(geometry, geometry)  
ST\_LineFromMultiPoint(multipoint)  
ST\_MakePolygon(linestring, \[linestring\[\]\])  
ST\_BuildArea(geometry)  
ST\_Polygonize(geometry set)  
ST\_Collect(geometry set)  
ST\_Collect(geometry, geometry)  
ST\_Dump(geometry)  
ST\_DumpRings(geometry)

几何对象编辑：

给几何对象添加一个边界，会使查询速度加快 ST\_AddBBOX(geometry)  
删除几何对象的边界 ST\_DropBBOX(geometry)  
添加、删除、设置点 ST\_AddPoint(linestring, point, \[\])  
ST\_RemovePoint(linestring, offset)  
ST\_SetPoint(linestring, N, point)  
几何对象类型转换 ST\_Force\_collection(geometry)  
ST\_Force\_2d(geometry)  
ST\_Force\_3dz(geometry), ST\_Force\_3d(geometry),  
ST\_Force\_3dm(geometry)  
ST\_Force\_4d(geometry)  
ST\_Multi(geometry)  
将几何对象转化到指定空间参考 ST\_Transform(geometry,integer)  
对3D几何对象作仿射变化 ST\_Affine(geometry, float8, float8, float8, float8, float8, float8, float8, float8, float8, float8, float8, float8)  
对2D几何对象作仿射变化 ST\_Affine(geometry, float8, float8, float8, float8, float8, float8)  
对几何对象作偏移 ST\_Translate(geometry, float8, float8, float8)  
对几何对象作缩放 ST\_Scale(geometry, float8, float8, float8)  
对3D几何对象作旋转 ST\_RotateZ(geometry, float8)  
ST\_RotateX(geometry, float8)  
ST\_RotateY(geometry, float8)  
对2D对象作偏移和缩放 ST\_TransScale(geometry, float8, float8, float8, float8)  
反转 ST\_Reverse(geometry)  
转化到右手定则 ST\_ForceRHR(geometry)  
参考IsSimple函数  
使用Douglas-Peuker算法 ST\_Simplify(geometry, tolerance)  
ST\_SimplifyPreserveTopology(geometry, tolerance)  
讲几何对象顶点捕捉到网格 ST\_SnapToGrid(geometry, originX, originY, sizeX, sizeY)  
ST\_SnapToGrid(geometry, sizeX, sizeY), ST\_SnapToGrid(geometry, size)  
第二个参数为点，指定原点坐标 ST\_SnapToGrid(geometry, geometry, sizeX, sizeY, sizeZ, sizeM)  
分段 ST\_Segmentize(geometry, maxlength)  
合并为线 ST\_LineMerge(geometry)

线性参考：

根据location（0-1）获得该位置的点 ST\_line\_interpolate\_point(linestring, location)  
获取一段线 ST\_line\_substring(linestring, start, end)  
根据点获取location（0-1） ST\_line\_locate\_point(LineString, Point)  
根据量测值获得几何对象 ST\_locate\_along\_measure(geometry, float8)  
根据量测值区间获得几何对象集合 ST\_locate\_between\_measures(geometry, float8, float8)

杂项功能函数：   
几何对象的摘要 ST\_Summary(geometry)  
几何对象的边界 ST\_box2d(geometry)  
ST\_box3d(geometry)  
多个几何对象的边界 ST\_extent(geometry set)  
0=2d, 1=3dm, 2=3dz, 3=4d ST\_zmflag(geometry)  
是否包含Bounding Box ST\_HasBBOX(geometry)  
几何对象的维数：2、3、4 ST\_ndims(geometry)  
子对象的个数 ST\_nrings(geometry)  
ST\_npoints(geometry)  
对象是否验证成功 ST\_isvalid(geometry)  
扩大几何对象 ST\_expand(geometry, float)  
计算一个空间表的边界范围 ST\_estimated\_extent(\[schema\], table, geocolumn)  
获得空间参考 ST\_find\_srid(, , )  
几何对象使用的内存大小，单位byte ST\_mem\_size(geometry)  
点是否在圆上 ST\_point\_inside\_circle(,,,)  
获取边界的X、Y、Z ST\_XMin(box3d)  
ST\_YMin(box3d)  
ST\_ZMin(box3d)  
ST\_XMax(box3d)  
ST\_YMax(box3d)  
ST\_ZMax(box3d)  
构造一个几何对象的数组 ST\_Accum(geometry set)

长事务支持：   
启用/关闭长事务支持，重复调用无副作用 EnableLongTransactions()  
DisableLongTransactions()  
检查对行的update和delete操作是否已授权 CheckAuth(\[\], , )  
锁定行 LockRow(\[\], , , , \[\])  
解锁行 UnlockRows()  
在当前事务中添加授权ID AddAuth()

其它还有SQL-MM和ArcSDE样式的函数支持，可以参考[http://postgis.refractions.net/documentation/manual-1.3/ch06.html\#id2750611][http_postgis.refractions.net_documentation_manual-1.3_ch06.html_id2750611]，这里就不详细列了。

五、 PostGIS示例

下面我们通过一个简单的Flex应用示例来看一下PostGIS的用法：

假想现在发生了恐怖袭击，导致在一些城市有污染物出现，现在我们要根据污染物和当地风力、风向情况，计算污染扩散范围，针对这些区域及时进行警报和疏散。

首先我们希望获得所有发生污染的城市的当前风速、风向等信息，在我们的PostGIS数据库中有一个空间表保存着这些信息，我们构造这样的SQL语句进行查询：  
select \*,ST\_AsGeoJson(shape) from sde.wind

这里会获取所有风相关的信息，并且附加了以JSON格式返回的几何信息，这有助于我们在Flex中进行解析。如下图是关于风的查询结果：  
  
下面我们希望PostGIS帮助我们实现一些空间分析。我们以污染发生的城市为起点，当地风向为主方向，构造一个30度开角的范围；这个范围将是污染扩散的主要方向，扩散的范围主要和风的强度有关；在构造这个区域以后，为了保险起见，我们在对其进行一定范围的缓冲，最后得到每个污染源可能扩散的范围。我们构造的SQL语句如下：  
select \*,ST\_AsGeoJson( ST\_Buffer( ST\_PolygonFromText( 'POLYGON((' ||ST\_X(shape)||' '||ST\_Y(shape)||',' ||ST\_X(shape)+velocity\*cos((direction+15)\*PI()/180)/20||' '||ST\_Y(shape)+velocity\*sin((direction+15)\*PI()/180)/20||',' ||ST\_X(shape)+velocity\*cos((direction-15)\*PI()/180)/20||' '||ST\_Y(shape)+velocity\*sin((direction-15)\*PI()/180)/20||',' ||ST\_X(shape)||' '||ST\_Y(shape)||'))' ) , velocity/50 ) ) from sde.wind

下面是PostGIS进行运算后返回的结果：  
  
在这里，Flex应用与服务器的交互通过BlazeDS进行,下面是本示例在服务器端的Java代码：

package wuyf;

import java.sql.Connection;   
import java.sql.DriverManager;   
import java.sql.ResultSet;   
import java.sql.Statement;   
import java.util.ArrayList;   
import java.util.HashMap;

public class Wind   
\{   
private Connection conn = null;

public Connection getConn()   
\{   
if (conn==null)   
\{   
try   
\{   
Class.forName("org.postgresql.Driver");   
String url = "jdbc:postgresql://localhost:5432/sde" ;   
conn = DriverManager.getConnection(url, "sde" , "pwd" );   
conn.setAutoCommit(false);   
\}   
catch(Exception e)   
\{   
System.err.print(e);   
\}   
\}

return conn;   
\}

public ArrayList > getWinds()   
\{   
ArrayList > result = new ArrayList >();

if ( this.getConn()==null )   
return result;

try   
\{   
String sql = "select \*,ST\_AsGeoJson(shape) from sde.wind";

Statement st = this.getConn().createStatement();   
st.setFetchSize(0);   
ResultSet rs = st.executeQuery(sql);   
while (rs.next())   
\{   
HashMap map = new HashMap ();   
map.put("shape", rs.getString("ST\_AsGeoJson"));   
map.put("velocity", rs.getString("velocity"));   
map.put("direction", rs.getString("direction"));   
result.add(map);   
\}   
rs.close();   
st.close();   
\}   
catch(Exception e)   
\{   
System.err.print(e);   
\}

return result;   
\}

public ArrayList > getEffectZones()   
\{   
ArrayList > result = new ArrayList >();

if ( this.getConn()==null )   
return result;

try   
\{   
String sql = "select \*,ST\_AsGeoJson(";   
sql+= "ST\_Buffer(";   
sql+= "ST\_PolygonFromText(";   
sql+= "'POLYGON(('";   
sql+= "||ST\_X(shape)||' '||ST\_Y(shape)||','";   
sql+= "||ST\_X(shape)+velocity\*cos((direction+15)\*PI()/180)/20||' '||ST\_Y(shape)+velocity\*sin((direction+15)\*PI()/180)/20||','";   
sql+= "||ST\_X(shape)+velocity\*cos((direction-15)\*PI()/180)/20||' '||ST\_Y(shape)+velocity\*sin((direction-15)\*PI()/180)/20||','";   
sql+= "||ST\_X(shape)||' '||ST\_Y(shape)||'))'";   
sql+= ")";   
sql+= ", velocity/50";   
sql+= ")";   
sql+= ") ";   
sql+="from sde.wind";

return result;   
\}

[http_blog.sina.com.cn_s_blog_722b6a020102v5m9.html]: http://blog.sina.com.cn/s/blog_722b6a020102v5m9.html
[http_postgis.refractions.net_documentation_manual-1.3_ch06.html_id2750611]: http://postgis.refractions.net/documentation/manual-1.3/ch06.html#id2750611