数据魔方之空间数据库的Geometry

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空间数据库的Geometry数据类型

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空间数据类型介绍

在空间数据库中,矢量元素分为两个部分:Geometry存储空间数据,Attributes存储属性数据。Geometry是所有空间类型的基类,它的第一层子类是最基础的空间类型,分别为点、线、面与几何几何。以世界地图为例,每个国家都是一个面元素,城市为点元素,城市内的道路为线元素,海洋中的群岛则是面元素集合或者是点元素集合。这些真实的空间地物通过转变为空间数据模型中的几何对象从而被计算机识别和存储。

OGC(开放地理空间联盟)下的简单要素几何对象模型中定义了17个几何对象类型:Geometry、Point、Curve、LineString、Line、LinearRing、Surface、Polygon、PolyhedralSurface、Triangle、TIN、GeometryCollection、MultiPoint、MultiCurve、MultiLineString、MultiSurface以及MultiPolygon。

空间数据和WKT和

WKB表现形式

WKT(wellknowntext)是一种文本标记语言,由OGC指定,用于表示矢量数据中的几何对象。

在数据传输与数据库存储时,常用到它的二进制形式,即WKB(well-knownbinary)。WKT与WKB在GIS中的重要作用在于,它们能利用文本和二进制形式简洁明了地表达矢量空间要素的几何信息,使得几何信息能以字段的形式存储于数据库中。

WKT与WBK相比更容易理解,具有很高的可读性。WKT中所有的数据类型都是以点数据为基础,点坐标的XY值用空格隔开,坐标之间用逗号隔开。例如:一个封闭多边形:POLYGON(00,40,44,04,00);一个点:POINT(00);一条线:LINESTRING(00,11,12);

目前,PostGIS中无论是WKT还是WKB,所支持的矢量数据类型都是七种,除了以上三种简单要素类型之外,还有四种复合类型:

●MULTIPOINT(多点)

●MULTILINESTRING(多线)

●MULTIPOLYGON(多面)

●GEOMETRYCOLLECTION(几何集合)

多点、多线和多面的性质相信大家都能理解,几何集合其实就是多种简单要素类型的集合,比如GEOMETRYCOLLECTION(POINT(23),LINESTRING(23,34)),说明这个几何集合对象中包含了点(2,3)和线(23,34)。

WKB采用二进制进行存储,更方便计算机处理,因此被广泛用于数据的存储和传输,以点POINT(11)为例,其WBK表达如下:

EF03F0F03F

第一个字节表示编码字节方式,00为使用big-endian编码(XDR),01为使用little-endian编码(NDR)。它们的不同仅限于在内存中放置字节的顺序,比如我们将0xabcd写入到以0x开始的内存中,则结果如下所示:

第二到第九个字节对矢量数据基本信息进行了定义。第二个与第三个字节规定了矢量数据的类型,比如上述中的表示Point,第三与第四个字节规定了矢量数据的维数,如上述代表该点是二维的。第五到第九个字节规定了矢量数据的空间参考SRID,如上述中的E610是的整数十六位进制表达,第十个字节开始,每十六个字节就代表一个坐标对,如上述中的0F03F是浮点型1的十六进制表达。

空间数据的坐标系统SRID

SRID是由欧洲石油测绘组织所定义的空间参考标识符。空间坐标系主要分为地理坐标系与投影坐标系,针对不同国家或者地区的不同情况,全世界存在许多基于不同椭球或大地水准面的空间参考系,如北京54和西安80,为了管理这些种类繁多的坐标系,EPSG进行了统计和编号,在PostGIS中提供了名为spatial_ref_sys的空间对照表,涵盖了所有常用的空间投影坐标系和空间地理坐标系,SRID以四位整数的形式唯一标识每一个空间参考系,srtext字段与proj4text字段分别存储参考椭球长短半轴、大地起始子午面,扁率等信息。

以xian地理坐标系为例,其SRID为,srtext和proj4text信息如下:

具体解释:西安地理坐标系采用IAG椭球,长半轴约为米,短半轴约为.米,扁率为1/.,大地起始子午面平行于格林尼治天文台子午面。

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