PostGIS几何类型&操作符&基本函数整理

最新推荐文章于 2025-06-16 11:34:28 发布
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分类专栏： PostgreSQL 文章标签： PostGIS 几何类型 操作符
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/antma/article/details/84454466
本文详细介绍PostgreSQL中几何类型的基础知识，包括点、线、线段、矩形、路径、多边形和圆的定义及表现形式。此外，还介绍了几何操作符的功能和用法，以及各种几何函数和类型转换函数的应用示例。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

 

目录

一、几何类型

1、点(point)

2、线(line)

3、线段(lseg)

4、矩形(box)

5、路径(path)

6、多边形(polygon)

7、圆(circle)

示例：

二、几何操作符

三、几何函数

四、几何类型转换函数

 

PostgreSQL支持的几何类型如下表：

名字

存储空间

描述

表现形式

point

16字节

平面上的点

(x,y)

line

32字节

直线

{A,B,C}

lseg

32字节

线段

((x1,y1),(x2,y2))

box

32字节

矩形

((x1,y1),(x2,y2))

path

16+16n字节

闭合路径(与多边形相似)

((x1,y1),...)

path

16+16n字节

开放路径

[(x1,y1),...]

polygon

40+16n字节

多边形(与闭合路径相似)

((x1,y1),...)

circle

24字节

圆

<(x,y),r> 

(中心点与半径)

 

详细说明：

1、点(point)

点是几何类型的基本二维构建块。point使用以下任一语法指定类型的值：

（x，y）
   x，y

其中x和y是相应的坐标，作为浮点数。

使用第一种语法输出点。

 

2、线(line)

线由线性方程Ax + By + C= 0表示，其中A和B不都为零。类型的值 line以下列形式输入和输出：

{ A，B，C}

或者，可以使用以下任何形式进行输入：

[ ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 ) ]
( ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 ) )
  ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 )
    x1 , y1   ,   x2 , y2

其中（x1，y1）和（x2，y2）是线上的两个不同点。

 

3、线段(lseg)

线段由成对的点表示，这些点是段的端点。lseg类型的值使用下列语法中的任何一种来指定：

[ ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 ) ]
( ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 ) )
  ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 )
    x1 , y1   ,   x2 , y2

其中（x1，y1）和（x2，y2）是线段的端点。

使用第一种语法输出线段。

 

4、矩形(box)

矩形是由矩形的对角线的点对来表示的。box 使用下列语法中的任何一种来指定类型的值：

( ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 ) )
  ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 )
    x1 , y1   ,   x2 , y2

其中（x1，y1）和（x2，y2）是矩形的任意两个相对的角。

使用第二种语法输出矩形。

可以在输入时提供任意两个相对的角，但是值将根据需要重新排序，以便按顺序存储右上角和左下角。

所以建议在输入时提供右上角和左下角。

 

5、路径(path)

路径由连接点列表表示。路径可以是开放的（其中列表中的第一和最后一个点被认为是未连接的），或者是闭合的（其中第一和最后一个点被认为是连接的）。

path使用以下任何语法指定类型的值：

[ ( x1 , y1 ) , ... , ( xn , yn ) ]
( ( x1 , y1 ) , ... , ( xn , yn ) )
  ( x1 , y1 ) , ... , ( xn , yn )
  ( x1 , y1   , ... ,   xn , yn )
    x1 , y1   , ... ,   xn , yn

其中点是包括路径的线段的端点。方括号（[]）表示开放路径，而圆括号（()）表示闭合路径。当省略最外面的括号时，如在第三到第五语法中，假设闭合路径。

其中点是包括路径的线段的端点。方括号（[]）表示开放路径，而小括号（（））表示闭合路径。当最外括号被省略时，如在第三到第五语法中，表示默认为一条闭合路径。

根据需要，建议使用第一或第二语法输出路径。

 

6、多边形(polygon)

多边形由点列表（多边形的顶点）表示。多边形与闭合路径非常相似，但存储方式不同，并且具有自己的一组支持程序。

polygon使用以下任何一种语法指定类型的值：

( ( x1 , y1 ) , ... , ( xn , yn ) )
  ( x1 , y1 ) , ... , ( xn , yn )
  ( x1 , y1   , ... ,   xn , yn )
    x1 , y1   , ... ,   xn , yn

其中点是包括多边形边界的线段的端点。

建议使用第一种语法输出多边形。

 

7、圆(circle)

圆由中心点和半径表示。circle使用以下任何一种语法指定类型的值：

< ( x , y ) , r >
( ( x , y ) , r )
  ( x , y ) , r
    x , y   , r

其中（x，y）是中心点，r是圆的半径。

建议使用第一种语法输出圆。

 

示例：

test=# select point'(1,1)';
 point 
-------
 (1,1)
(1 row)

test=# select line'{1,1,1}';
  line   
---------
 {1,1,1}
(1 row)

test=# select lseg'(1,1),(2,2)';
     lseg      
---------------
 [(1,1),(2,2)]
(1 row)

test=# select box'(1,1),(2,2)';
     box     
-------------
 (2,2),(1,1)
(1 row)

test=# select path'(1,1),(2,2),(2,1)';
        path         
---------------------
 ((1,1),(2,2),(2,1))
(1 row)

test=# select path'[(1,1),(2,2),(2,1)]';
        path         
---------------------
 [(1,1),(2,2),(2,1)]
(1 row)

test=# select polygon'((1,1),(2,2),(2,1))';
       polygon       
---------------------
 ((1,1),(2,2),(2,1))
(1 row)

test=# select circle'<(0,0),1>';
  circle   
-----------
 <(0,0),1>
(1 row)

 

二、几何操作符

操作符

描述

示例

结果

+

平移

select box '((0,0),(1,1))' + point '(2.0,0)';

(3,1),(2,0)

-

平移

select box '((0,0),(1,1))' - point '(2.0,0)';

(-1,1),(-2,0)

*

伸缩/旋转

select box '((0,0),(1,1))' * point '(2.0,0)';

(2,2),(0,0)

/

伸缩/旋转

select box '((0,0),(2,2))' / point '(2.0,0)';

(1,1),(0,0)

#

交点或者交面

select box'((1,-1),(-1,1))' # box'((1,1),(-1,-1))';

(1,1),(-1,-1)

#

path或polygon的顶点数

select #path'((1,1),(2,2),(2,1))';

3

@-@

长度或周长

select @-@ path'((1,1),(2,2),(2,1))';

3.41421356237309

@@

中心

select @@ circle'<(0,0),1>';

(0,0)

##

第一个操作数和第二个操作数的最近点

select point '(0,0)' ## lseg '((2,0),(0,2))';

(1,1)

<->

间距

select circle '<(0,0),1>' <-> circle '<(5,0),1>';

3

&&

是否有重叠

select box '((0,0),(1,1))' && box '((0,0),(2,2))';

t

<<

是否严格在左

select circle '((0,0),1)' << circle '((5,0),1)';

t

>>

是否严格在右

select circle '((0,0),1)' >> circle '((5,0),1)';

f

&<

是否没有延伸到右边

select box '((0,0),(1,1))' &< box '((0,0),(2,2))';

t

&>

是否没有延伸到左边

select box '((0,0),(3,3))' &> box '((0,0),(2,2))';

t

<<|

是否严格在下

select box '((0,0),(3,3))' <<| box '((3,4),(5,5))';

t

|>>

是否严格在上

select box '((3,4),(5,5))' |>> box '((0,0),(3,3))';

t

&<|

是否没有延伸到上面

select box '((0,0),(1,1))' &<| box '((0,0),(2,2))';

t

|&>

是否没有延伸到下面

select box '((0,0),(3,3))' |&> box '((0,0),(2,2))';

t

<^

是否低于（允许接触）

select box '((0,0),(3,3))' <^ box '((3,3),(4,4))';

t

>^

是否高于（允许接触）

select box '((0,0),(3,3))' >^ box '((3,3),(4,4))';

f

?#

是否相交

select lseg '((-1,0),(1,0))' ?# box '((-2,-2),(2,2))';

t

?-

是否水平对齐

select ?- lseg '((-1,1),(1,1))';

t

?-

两边图形是否水平对齐

select point '(1,0)' ?- point '(0,0)';

t

?|

是否竖直对齐

select ?| lseg '((-1,0),(1,0))';

f

?|

两边图形是否竖直对齐

select point '(0,1)' ?| point '(0,0)';

t

?-|

是否垂直

select lseg '((0,0),(0,1))' ?-| lseg '((0,0),(1,0))';

t

?||

是否平行

select lseg '((-1,0),(1,0))' ?|| lseg '((-1,2),(1,2))';

t

@>

是否包含

select circle '((0,0),2)' @> point '(1,1)';

t

<@

是否包含于或在图形上

select point '(1,1)' <@ circle '((0,0),2)';

t

~=

是否相同

select polygon '((0,0),(1,1))' ~= polygon '((1,1),(0,0))';

t

 

三、几何函数

函数

返回值类型

描述

示例

结果

area(object)

double precision

面积

select area(circle'((0,0),1)');

3.14159265358979

center(object)

point

中心

select center(box'(0,0),(1,1)');

(0.5,0.5)

diameter(circle)

double precision

圆直径

select diameter(circle '((0,0),2.0)');

4

height(box)

double precision

矩形竖直高度

select height(box '((0,0),(1,1))');

1

isclosed(path)

boolean

是否为闭合路径

select isclosed(path '((0,0),(1,1),(2,0))');

t

isopen(path)

boolean

是否为开放路径

select isopen(path '[(0,0),(1,1),(2,0)]');

t

length(object)

double precision

长度

select length(path '((-1,0),(1,0))');

4

npoints(path)

int

path中的顶点数

select npoints(path '[(0,0),(1,1),(2,0)]');

3

npoints(polygon)

int

多边形的顶点数

select npoints(polygon '((1,1),(0,0))');

2

pclose(path)

path

将开放path转换为闭合path

select pclose(path '[(0,0),(1,1),(2,0)]');

 ((0,0),(1,1),(2,0))

popen(path)

path

将闭合path转换为开放path

select popen(path '((0,0),(1,1),(2,0))');

[(0,0),(1,1),(2,0)]

radius(circle)

double precision

圆半径

select radius(circle '((0,0),2.0)');

2

width(box)

double precision

矩形的水平长度

select width(box '((0,0),(1,1))');

1

 

四、几何类型转换函数

函数

返回

类型

描述

示例

结果

box(circle)

box

圆形转矩形

select box(circle '((0,0),2.0)');

(1.41421356237309,1.41421356237309),(-1.41421356237309,-1.41421356237309)

box(point)

box

点转空矩形

select box(point '(0,0)');

(0,0),(0,0)

box(point, point)

box

点转矩形

select box(point '(0,0)', point '(1,1)');

(1,1),(0,0)

box(polygon)

box

多边形转矩形

select box(polygon '((0,0),(1,1),(2,0))');

(2,1),(0,0)

bound_box(box, box)

box

将两个矩形转换成一个边界矩形

select bound_box(box '((0,0),(1,1))', box '((3,3),(4,4))');

(4,4),(0,0)

circle(box)

circle

矩形转圆形

select circle(box '((0,0),(1,1))');

<(0.5,0.5),0.707106781186548>

circle(point, double precision)

circle

圆心与半径转圆形

select circle(point '(0,0)', 2.0);

<(0,0),2>

circle(polygon)

circle

多边形转圆形

select circle(polygon '((0,0),(1,1),(2,0))');

<(1,0.333333333333333),0.924950591148529>

line(point, point)

line

点转直线

select line(point '(-1,0)', point '(1,0)');

{0,-1,0}

lseg(box)

lseg

矩形转线段

select lseg(box '((-1,0),(1,0))');

[(1,0),(-1,0)]

lseg(point, point)

lseg

点转线段

select lseg(point '(-1,0)', point '(1,0)');

[(-1,0),(1,0)]

path(polygon)

path

多边形转path

select path(polygon '((0,0),(1,1),(2,0))');

((0,0),(1,1),(2,0))

point(double precision, double precision)

point

创建点

select point(23.4, -44.5);

(23.4,-44.5)

point(box)

point

矩形中心点

select point(box '((-1,0),(1,0))');

(0,0)

point(circle)

point

圆中心点

select point(circle '((0,0),2.0)');

(0,0)

point(lseg)

point

线段中心点

select point(lseg '((-1,0),(1,0))');

(0,0)

point(polygon)

point

多边形的中心

select point(polygon '((0,0),(1,1),(2,0))');

(1,0.333333333333333)

polygon(box)

polygon

矩形转4点多边形

select polygon(box '((0,0),(1,1))');

((0,0),(0,1),(1,1),(1,0))

polygon(circle)

polygon

圆形转12点多边形

select polygon(circle '((0,0),2.0)');

 

polygon(npts, circle)

polygon

圆形转npts点多边形

select polygon(12, circle '((0,0),2.0)');

 

polygon(path)

polygon

将path转多边形

select polygon(path '((0,0),(1,1),(2,0))');

((0,0),(1,1),(2,0))

 

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postgis数据类型
04-18
&lt;think&gt;好的，用户想了解PostGIS中的数据类型支持与用法，我需要结合之前的回答和提供的引用内容来整理一个清晰的回答。首先，用户之前的问题是关于ST_开头的函数与其他函数的对比，现在转向数据类型，我需要确保覆盖主要的数据类型，比如geometry和geography，还有栅格数据。 根据引用1，geometry类型的信息存储在geometry_columns表中，遵循OGC规范，用户在创建时会自动维护这个表。应该提到这一点，说明如何查看和管理geometry类型。 引用2提到了在MyBatis中使用TypeHandler处理PostGIS数据类型，特别是如何转换WKT格式。这可能和用户的实际应用相关，但用户现在的问题更偏向理论，所以可能需要简要提到如何与应用程序交互，比如通过WKT或WKB。 引用3讨论了geography类型转换为geometry来使用ST_X函数，这说明两种类型的区别和使用场景，比如地理坐标系和平面坐标系的差异，以及何时需要转换。 引用4提到了栅格数据，虽然引用不完整，但需要补充PostGIS的栅格支持，比如raster类型和相关函数。 接下来，我需要组织数据类型部分，可能分为几何、地理、栅格，以及复合类型如GeometryCollection。还要对比geometry和geography的不同，比如计算距离时的不同方法，以及空间函数的支持情况。 另外，用户可能想知道如何创建这些类型的字段，比如建表语句，以及如何插入数据，比如使用ST_GeomFromText等函数。引用1中的geometry_columns表需要解释，确保用户知道如何查询现有空间表的信息。 还要注意常见问题，比如选择geometry还是geography，可能的应用场景，比如地理分析使用geography，而平面地图使用geometry。同时，栅格数据的应用场景，如遥感或高程数据存储。 需要确保回答结构清晰，分点说明，并给出示例SQL语句，帮助用户理解如何实际操作。比如创建表、插入数据、查询等步骤，以及如何转换类型。 最后，相关问题部分要引导用户深入，比如性能优化、类型转换的影响，以及空间索引的应用。这些问题可以帮助用户进一步学习，解决实际中可能遇到的问题。&lt;/think&gt;### PostGIS数据类型详解及使用指南 --- #### 一、核心数据类型分类 PostGIS支持**几何（Geometry）**、**地理（Geography）**和**栅格（Raster）**三大类空间数据类型，满足不同的空间计算需求。 1. **几何类型（Geometry）** - **定义**：基于平面坐标系（如Web墨卡托），用于二维平面空间计算 - **适用场景**：地图可视化、工程测量、平面分析（如$ST\_Area$计算平面面积） - **子类型**： - 点（`POINT`）、线（`LINESTRING`）、面（`POLYGON`） - 集合类型（`MULTIPOINT`, `GEOMETRYCOLLECTION`等） - **元数据管理**：通过`geometry_columns`表自动记录所有几何字段的坐标系（SRID）、几何类型等信息[^1] ```sql -- 查看所有几何字段定义 SELECT * FROM geometry_columns; ``` 2. **地理类型（Geography）** - **定义**：基于地理坐标系（如WGS84），支持球面距离计算（如$ST\_Distance$返回米制单位） - **适用场景**：地球表面距离/面积计算（如计算两个城市间的实际距离） - **限制**：部分几何函数需先转换为Geometry类型[^3] ```sql -- 地理类型转几何后提取坐标 SELECT ST_X(geog::geometry) AS longitude FROM city; ``` 3. **栅格类型（Raster）** - **定义**：存储像元矩阵数据（如卫星影像、高程模型） - **功能支持**：波段运算、栅格代数、与矢量数据叠加分析[^4] - **典型函数**：`ST_Intersects`（栅矢叠加分析）、`ST_Clip`（按几何裁剪栅格） --- #### 二、数据类型选择对比 | 特征 | Geometry | Geography | Raster | |---------------|----------------------|----------------------|---------------------| | **坐标系** | 平面坐标系（SRID） | 地理坐标系（SRID=4326） | 任意坐标系 | | **计算方式** | 平面几何计算 | 球面地理计算 | 像元矩阵运算 | | **性能** | 高（适合局部地图） | 低（需球面计算） | 中等（依赖数据量） | | **典型函数** | `ST_Area`, `ST_Length` | `ST_Distance` | `ST_Union`, `ST_Reclass` | --- #### 三、数据类型操作实践 1. **创建空间表** ```sql -- 创建包含几何字段的表 CREATE TABLE roads ( id SERIAL PRIMARY KEY, name VARCHAR(64), geom GEOMETRY(LINESTRING, 3857) -- 指定类型和坐标系 ); ``` 2. **数据插入方法** - **WKT格式**（人类可读）： ```sql INSERT INTO roads (geom) VALUES (ST_GeomFromText(&#39;LINESTRING(0 0, 10 10)&#39;, 3857)); ``` - **WKB格式**（二进制高效）： ```sql INSERT INTO roads (geom) VALUES (ST_GeomFromEWKB(E&#39;\\x0010...&#39;)); ``` 3. **类型转换** - **隐式转换**：部分函数自动处理类型转换 ```sql SELECT ST_Distance(geom::geography, target_geog) FROM points; ``` - **显式转换**：使用`::`操作符或转换函数 ```sql SELECT ST_AsText(geom) FROM (SELECT geog::geometry AS geom FROM cities) t; ``` --- #### 四、应用开发集成 1. **Java类型映射** - **实体类设计**：使用`org.postgis.Geometry`类型或自定义类型处理器[^2] ```java public class Road { private PGgeometry geom; // PostGIS几何对象 // WKT格式转换方法 public String getGeomAsWKT() { return geom.getGeometry().toWKT(); } } ``` 2. **空间索引** - 使用`CREATE INDEX`加速空间查询： ```sql CREATE INDEX roads_geom_gist ON roads USING GIST (geom); ``` --- #### 五、常见问题解答 **Q1: 何时选择Geometry/Geography？** - 需要球面距离计算（如GPS轨迹分析）&rarr; Geography - 平面地图可视化或局部区域分析&rarr; Geometry **Q2: 如何解决函数不兼容问题？** - 使用显式类型转换：`geog::geometry` - 检查函数文档（如`ST_Distance`支持两种类型但计算结果不同） --- ### 流程图：数据类型选择决策 ```mermaid graph TD A[是否需要处理地球表面距离/面积?] --&gt;|是| B[使用Geography类型] A --&gt;|否| C{是否涉及栅格分析?} C --&gt;|是| D[使用Raster类型] C --&gt;|否| E[使用Geometry类型] ``` ---
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