1. Qué es GIS (posicionamiento de mapas de conocimiento)
1.1 Concepto GIS
El Sistema de Información Geográfica (Geographic Information System o Geo-Information system, GIS) a veces se denomina "sistema de información geográfica". Es un sistema de información espacial específico y muy importante. Es un sistema técnico que recopila, almacena, gestiona, calcula, analiza, muestra y describe los datos de distribución geográfica relevantes en el espacio de la totalidad o parte de la superficie terrestre (incluida la atmósfera) con el apoyo de sistemas informáticos de hardware y software. .
La ubicación y la información geográfica son tanto el núcleo como la base de LBS. Los usuarios reconocerán y comprenderán una simple coordenada de latitud y longitud solo después de colocarla en información geográfica específica y representarla como una determinada ubicación, señal u orientación. Una vez que los usuarios obtienen información de ubicación a través de tecnologías relacionadas, también necesitan comprender su entorno geográfico, consultar y analizar información ambiental, a fin de brindar soporte de información y servicios para las actividades de los usuarios.
El Sistema de Información Geográfica (SIG, Sistema de Información Geográfica) es un tema integral que combina la geografía y la cartografía, la teledetección y la informática. Ha sido ampliamente utilizado en diferentes campos y se utiliza para la entrada, el almacenamiento, la consulta, el análisis y la visualización. La computadora sistema de datos geográficos, con el desarrollo de GIS, también llamado GIS "ciencia de la información geográfica" (Geographic Information Science), en los últimos años, también llamado GIS "servicio de información geográfica"
1.1 Plataformas GIS tradicionales
1.1.1 ArcGIS y ESRI
ArcGis es una aplicación de "mapeo por computadora" que incluye mapas base, datos de mapas, aplicaciones, plantillas de aplicaciones configurables y herramientas GIS y API para desarrolladores a escala global, que se pueden usar para cree mapas web, publique servicios GIS, comparta mapas, datos y aplicaciones, y administre contenido organizacional y múltiples usuarios.
1.1.1.1 ESRI
Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI para abreviar) se estableció en 1969 y tiene su sede en RedLands, California, EE. UU. Es el proveedor de tecnología de sistemas de información geográfica (SIG) más grande del mundo.
Los técnicos pueden seguir el github de ESRI: https://github.com/Esri
1.1.1.2 Evaluación
En cierto sentido, ArcGIS es
el software SIG comercial con el nombre más completo y la mayoría de los estándares de la industria para SIG
ArcGIS Desktop
ArcGIS Server
ArcGIS Engine
City Engine
...
El mayor pecado original es que es Estados Unidos 1.1.2
SuperMap GIS y SuperMap Figure
SuperMap GIS es una serie de software GIS básico a gran escala desarrollado por SuperMap Software para el desarrollo de aplicaciones en diversas industrias, mapeo y visualización 2D y 3D y análisis de decisiones. Incluye servidores GIS en la nube, servidores GIS perimetrales, terminales GIS y plataformas GIS en línea y otros productos de software.
1.1.2.1. SuperMap
Beijing SuperMap Software Co., Ltd. es el tercero más grande del mundo y el mayor fabricante de software de sistemas de información geográfica (GIS) en Asia. Se dedica principalmente a la investigación y desarrollo y servicios de aplicación de GIS relacionados. tecnologías de software.
1.1.2.2 Evaluación
La plataforma GIS más completa en China puede reemplazar a ArcGIS
y ArcGIS tiene una brecha en los detalles
1.1.3 QGIS
Quantum GIS (QGIS) es un sistema de información geográfica de código abierto muy amigable, autorizado por GNU (Licencia Pública General) , un proyecto oficial de la Open Source eospatial Foundation (OSGeo). Bajo la licencia GNU, los desarrolladores pueden revisar y ajustar el código del programa por sí mismos y garantizar que todos los usuarios puedan modificar el programa libre y libremente.
El objetivo de QGIS es ser un SIG fácil de usar que proporcione funciones y símbolos comunes. Proporciona funciones básicas y componentes complementarios (Python o C++) para expandirse continuamente a través de gráficos principales, lo que permite a los usuarios navegar, administrar, editar, analizar datos y dibujar gráficos.
QGIS es un proyecto desarrollado por un grupo de voluntarios. Los usuarios o desarrolladores globales son bienvenidos a contribuir con defectos de código, correcciones, informes y proporcionar documentación. Es mantenido por una entusiasta comunidad de usuarios y desarrolladores. Proporciona una lista de correo interactiva, así como un canal de red de ayuda y asesoramiento para otros usuarios y desarrolladores. Además, también proporciona desarrollo comercial personalizado.
dirección de github: https://github.com/qgis/QGIS
1.2 Tipo de datos
En el almacenamiento de datos, los medios de almacenamiento para almacenar datos GIS (Sistema de Información Geográfica) son:
Shapefile, archivo shp para abreviar
MDB
GDB
ArcSDE
ArcSDE para Oracle
ArcSDE para SqlServer
ArcSDE para Postgresql PostGIS para
Oracle Spatial Postgresql En términos generales, los archivos shp se usan para archivos locales, y ArcSDE y PostGIS se usan para almacenamiento de servidor compartido. Antes de que apareciera PostGIS, todos usaban Oracle Spatial.
En el medio de almacenamiento, los tipos de datos espaciales se dividen en:
Tipos de datos espaciales básicos
Punto, línea multipunto
, polígono multilínea , datos ráster
multisuperficie 1.2.1 Tipos de datos espaciales básicos
PUNTO(0 0)
LINEA(0 0,1 1,1 2)
POLÍGONO((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1))
MULTIPUNTO((0 0),(1 2))
CADENA MULTILINEA((0 0,1 1,1 2),(2 3,3 2,5 4))
MULTIPOLÍGONO(((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)))
GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 3),LINESTRING(2 3,3 4))
1
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13
WKT, WKB y GeoJson expresan superficie de línea de punto
1.2.2 Tipo de datos ráster
1.2.2.1 Tipo de datos ráster
.tiff Imágenes satelitales
ERDAS IMAGINE (.img) DEM y DOM 1.3 Referencia espacial 1.3.1 Cambios históricos de uso de referencia espacial Las referencias espaciales utilizadas por New China en orden cronológico son:
Beijing 54
Xi'an 80
CGCS2000
Para obtener más información, consulte Beijing 54, Xi'an 80 y CGCS2000
En una palabra, la Nueva China usó Beijing 54 por razones políticas y científicas y tecnológicas; Xi'an 80 es una referencia espacial que establece el origen de la tierra en el pueblo de Yongle, condado de Jingyang, provincia de Shaanxi, China central, y al mismo tiempo el tiempo determinó el Datum de elevación nacional de 1985; Y en el nuevo siglo, para satisfacer las necesidades de la investigación científica, la aviación, la industria aeroespacial, la navegación y la construcción de defensa nacional, hemos adoptado la referencia espacial CGCS2000.
1.3.2
Sistema de coordenadas WGS84 de referencia espacial de uso común: es decir, el sistema de coordenadas terrestres, que es un sistema de coordenadas común en el mundo.
Sistema de coordenadas GCJ02: el sistema de coordenadas de Marte y el sistema de coordenadas encriptado del sistema de coordenadas WGS84. Sistema de coordenadas BD09 del mapa Gaode
: es decir, el sistema de coordenadas Baidu y el sistema de coordenadas encriptado del sistema de coordenadas GCJ02.
Sistema de coordenadas Web Mercator exclusivo de Baidu
1.3.3 Recogida de sustantivos en referencia espacial (sistema de coordenadas, referencia espacial, proyección, datum, elipsoide)
Para obtener más información, consulte: Recogida de sustantivos en referencia espacial (sistema de coordenadas, referencia espacial , proyección , datum, elipsoide)
1.3.3. ¿Por qué necesita proyectar?
En las expresiones anteriores, básicamente describimos la latitud y la longitud, es decir, el sistema de coordenadas geográficas. La unidad del mapa suele ser grados, y el sistema de coordenadas proyectadas (Sistema de coordenadas proyectadas) plano La unidad de mapa del sistema de coordenadas suele ser metros. , también conocido como sistema de coordenadas de proyección no terrestre (noteearth) o coordenadas planas.
La tierra es tridimensional
, el mapa (pantalla) es bidimensional, y
el sistema de coordenadas geográficas es un método de posicionamiento en las tres dimensiones (plano de datos).
La proyección convierte las tres dimensiones en dos dimensiones
y las tres dimensiones en dos dimensiones producirá deformación.
En términos generales, el sistema de coordenadas proyectadas y el sistema de coordenadas de latitud y longitud que utilizan el mismo elipsoide se pueden convertir entre sí, pero para los sistemas de coordenadas de los dos elipsoides, es necesario establecer una conversión de coordenadas para realizar una conversión matemática. , el cambio de las coordenadas de los dos nodos.
En algunas ciudades especiales, cuando se usa el sistema de coordenadas proyectadas, a menudo hay un sistema de coordenadas local, como Beijing, porque la banda cruzada
2. PostGIS en Postgresql
2.1 ¿Qué es PostGIS?
PostGIS es un extensor de base de datos espacial para la base de datos relacional de objetos de PostgreSQL. Agrega soporte para objetos geográficos que permiten que las consultas de ubicación se ejecuten en SQL. 1 PostGIS
es
una extensión de base de datos espacial para la base de datos relacional de objetos de PostgreSQL. dispositivo de base de datos. Agrega soporte para objetos geográficos, lo que permite que las consultas de ubicación se ejecuten en SQL.
PostGIS es una base de datos espacial de código abierto que agrega la capacidad de almacenar y administrar datos espaciales en la base de datos relacional de objetos PostgreSQL.La base de datos espacial almacena y manipula objetos espaciales como cualquier otro objeto en la base de datos.
Es un complemento de extensión de PostgreSQL, que realiza la función de la capa GIS en la capa central (almacenamiento, recuperación, transacción, etc.) de PostgreSQL, y no puede ejecutarse independientemente de PostgreSQL.
2.2 ¿Qué problema resuelve Postgis? ¿Por qué elegir PostGIS?
Postgresql en sí mismo es el RDBMS de código abierto más avanzado (nadie) y uno de los RDBMS más estables y maduros (la popularidad y la madurez de la comunidad no son tan buenas como MySQL)
PostGIS es la base de datos GIS gratuita más madura y rica en funciones (nadie), solo se pueden comparar con Oracle y SQL Server pagados (ambos tienen una versión GIS), la función GIS de MySQL generalmente no es comparable con ella.
PostGIS es esencialmente una base de datos, que utiliza operaciones SQL, que puede cumplir con sus requisitos de actualizaciones frecuentes y uso combinado con otras condiciones de filtrado.
Combinado con la extensión FTS postgresql (Búsqueda de texto completo), no solo se puede buscar según el género, la edad, la información LBS, sino que también se puede combinar con la búsqueda de palabras clave difusas
Postgresql también puede hacer clustering, replicación y alta disponibilidad.
2.3 La relación entre Postgis y ArcSDE
2.3.1 La relación entre Postgis y ArcSDE
Para responder a esta pregunta, primero debe comprender qué es ArcSDE.
ArcSDE es una tecnología proporcionada por ESRI que puede acceder y administrar datos espaciales almacenados en bases de datos relacionales.
2.3.1.1. Las similitudes entre los dos
son que ambos pueden implementarse como bases de datos espaciales;
ambos siguen las dos especificaciones de OGC SFSQL e ISO SQL/MM;
2.3.1.2. Las diferencias entre los dos son que
ArcSDE puede usarse como un motor de datos espaciales para diferentes bases de datos relacionales (SDE significa motor de datos espaciales), Postgis no puede;
ArcSDE puede implementar bases de datos espaciales en diferentes bases de datos relacionales, y Postgis solo puede implementar bases de datos espaciales en PostgreSQL.
2.4 ¿Qué incluye Postgis? ¿Qué especificación sigue?
Postgis implementa tipos de datos espaciales, índices espaciales y funciones espaciales basadas en PostgreSQL. El contenido que implementa sigue dos especificaciones: OGC SFSQL e ISO SQL/MM.
2.4.1 OGC Especificación SFSQL
OGC: es una organización internacional de estándares, establecida en 1994, es una industria sin fines de lucro compuesta por representantes de fabricantes de GIS, fabricantes de computadoras, fabricantes de bases de datos, agencias federales de EE. UU., organizaciones de estándares y asociaciones académicas. Comprometidos a realizar la integración integral de datos geoespaciales y recursos de procesamiento de información geográfica, a través de la infraestructura de información, uso extensivo de software de procesamiento de información geográfica comercial e interoperable.
2.4.2 Estándar SQL/MM
SQL/MM es un estándar propuesto por ISO (Organización Internacional de Estándares, Organización Internacional de Estandarización).La tercera parte de SQL/MM define los estándares relevantes para el almacenamiento y recuperación de datos vectoriales, y explica los datos basados en en estos tipos de datos Cómo usar almacenar, recuperar y procesar datos espaciales.
SQL-MM Parte 3 define una gran cantidad de tipos de curvas de interpolación para ampliar los tipos de características simples definidos por la especificación SQL.
2.4.3 Extensión de PostGIS Extensión
EWKT, EWKB
En esencia, para facilitar la gestión unificada de datos, se agrega un srid a cada gráfico almacenado en la tabla de datos (se agrega una referencia espacial a cada gráfico), y la referencia espacial en la misma tabla de datos (modo de tabla) es consistente, definir una base matemática consistente para el posterior almacenamiento de datos, análisis de datos y, especialmente, referencia espacial.
Funciones SIG extendidas
Es conveniente para la visualización de algunas características nuevas de postgis, así como para la realización de nuevos algoritmos y tecnologías.
3. Uso básico de PostGIS
3.1 Usando la extensión
CREAR EXTENSIÓN postgis:
1
Después de crear la extensión, el tipo postgis aparecerá en la función de la base de datos, es decir, el tipo geométrico se puede usar en Postgresql y la función postgis se puede Sirve para operar y analizar la figura geométrica.
3.2 Lectura de datos
De acuerdo con los estándares OGC anteriores, podemos usar WKT, WKB y GeoJson para almacenar y comunicar datos, es decir, los estándares de intercambio de diferentes plataformas y bases de datos, que se reflejan en las siguientes funciones en PostGIS.
En general, los más utilizados
---------------Leer la cadena wkt como geometría---------------:
ST_GeomFromText(ST_GeometryFromText)
--------------- Convertir geometría a diferentes formatos estándar de datos ---------------:
---Convertir a wkt
ST_AsText
---Convertir para geojson
ST_AsGeoJSON
1
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3.3 Operadores
&&
A && B: Devuelve verdadero cuando el rango 2D A cubre el rango 2D B.
1
&&&
A &&& B: Retorna verdadero cuando el rango 3D A cubre el rango 3D B.
1
&<
A&<B : Devuelve verdadero cuando el rango A cubre el rango B o el rango A está en el lado izquierdo del rango B.
1
&<|
A&<|B : Devuelve verdadero cuando el rango A cubre el rango B o el rango A está por debajo del rango B.
1
=
A=B : Devuelve verdadero cuando rango A=B rango.
1
~
A~B : Cuando el rango de A contiene el rango de B, devuelve verdadero.
1
<->
A<->B : Devuelve la distancia entre dos puntos. Para el punto o la verificación de puntos, utiliza precisión de punto flotante (a diferencia de la doble precisión para el punto de geometría subyacente). Para las distancias entre otros tipos de geometría, devuelve un cuadro delimitador de coma flotante. Se utiliza para la clasificación por distancia y los métodos de vecino más cercano.
1
<#>
A<#>B : Devuelve la distancia entre los cuadros delimitadores de 2 geometrías. Para la verificación de punto/punto, es casi la misma distancia (aunque tal vez no sea la misma, ya que el cuadro delimitador es de precisión flotante y la geometría es de precisión doble). Se utiliza para hacer la distancia más corta y encontrar la distancia al borde adyacente, etc.
1
3.4 Relación espacial basada en el modelo de 9 intersecciones (DE-9IM)
Relación espacial Nombre chino Estándar OGC Explicación
Contiene Sí El interior de una geometría contiene completamente el interior y los límites de otra geometría.
CoveredBy Covered No Una geometría está cubierta por otra geometría y sus límites se cruzan. Point y MultiPoint no admiten esta relación espacial porque no tienen límites.
Cruces Sí El interior de una geometría se cruza con el límite y el interior de otra geometría, pero sus límites no se cruzan.
Separación disjunta Sí Los límites y los interiores de dos geometrías no se cruzan.
EnvelopeIntersects Envelope Intersects No Intersecta los rectángulos envolventes de dos geometrías.
Igual Igual Sí Dos geometrías tienen el mismo límite e interior.
La geometría Inside No One está dentro de otra geometría, pero no toca su límite.
Interseca Intersecta Sí Dos geometrías no están separadas (Non-DisJoint).
Superposiciones Superposición Sí Límite e intersección interior (Intersección) de dos geometrías.
Contacto táctil Sí Los límites de dos geometrías se cruzan, pero los interiores no se cruzan.
Dentro está el interior y el límite de una geometría completamente dentro de otra geometría.
https://qlygmwcx.blog.csdn.net/article/details/122762041?spm=1001.2014.3001.5502
3.4.1 Recursos de traducción
Recursos generales
Relaciones espaciales y medidas de PostGIS-
Relaciones espaciales y medidas de PostGIS Relaciones espaciales y
medidas Relaciones espaciales
y medidas de PostGIS: 2
Relaciones espaciales y medidas de PostGIS Relaciones y medidas Relación espacial y medida: 5
Procesamiento de geometría de PostGIS _1 ST_Buffer&&ST_BuildArea
[Procesamiento de geometría de PostGIS 2 (ST_ClipByBox2D, ST_Collect, ST_ConcaveHull, ST_ConvexHull)] (Procesamiento de geometría de PostGIS 2 (ST_ClipBy Box2D, ST_Collect, ST_ConcaveHull, ST_ConvexHull)) Procesamiento de geometría 3 ST_CurveToLine, ST_DelaunayTriangles Procesamiento de geometría 4 ST_Difference, ST_Dump, ST_DumpPoints, ST_DumpRings 3.5
Índice
de
relación espacial
GiST significa Árbol de búsqueda generalizado (Generalized Search Tree). Es un método de acceso estructurado en árbol balanceado que actúa como una plantilla básica en el sistema y puede usarse para implementar patrones de indexación arbitrarios. Los árboles B+/-, los árboles R y muchos otros esquemas de indexación se pueden implementar con GiST.
CREAR ÍNDICE idx_my_table_geom EN my_table UTILIZANDO gist(geom gist_geometry_ops);
1Del
índice de la base de datos al índice de datos espaciales
Por qué usar el índice espacial
Datos espaciales:
estructura de datos espaciales del índice de cuadrícula (quadtree, octtree, árbol BVH, árbol BSP, árbol kd)
Espacial multidimensional eficiente algoritmo de indexación de puntos — R-tree indexación GIST
indexación de datos vectoriales de Geohash y Google S2 indexación espacial 3.6 Ejemplo de descripción importación de geoherramientas en PostGIS y carga con ArcGIS para ver datos espaciales
Java importa archivos de forma a postgis para mejorar la eficiencia de importación de geoherramientas
Use PostGIS para encontrar la intersección de dos clases de entidades
PostGIS implementa (gran volumen de datos, grandes puntos de mapa) herramienta de intersección entre capas
Utilice PostGIS para realizar una reducción topológica de los datos
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