MySQL空间函数详解，MySQL记录经纬度并进行计算

秃了也弱了。2025-12-03 20:49

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一、空间数据类型

在 MySQL 空间数据类型中，GEOMETRY 是所有空间类型的"基类"，其余（POINT、LINESTRING 等）都是 GEOMETRY 的具体子类，用于存储不同形态的地理/几何信息（如单个点、线、区域、多个点集合等）。这些类型的核心作用是结构化存储空间数据，配合空间函数（如距离计算、范围判断）和空间索引，实现高效的地理/几何运算。

1、GEOMETRY：核心基类

作用：

所有空间数据类型的父类型（抽象基类），本身不直接存储具体的空间形态，而是用于：

1.兼容所有子类（如 POINT、POLYGON 都可赋值给 GEOMETRY 类型字段）；

2.统一处理混合类型的空间数据（如查询时返回任意类型的空间结果）。

关键特点：

不能直接用 INSERT 插入数据（无具体形态），需通过子类的 WKT/函数生成后赋值；

支持所有空间函数（如 ST_SRID()、ST_AsText()），可接收任意子类的空间对象。

适用场景：

需存储"不确定形态"的空间数据（如同时存储点、线、面）；

通用化的空间数据接口（如函数参数、存储过程返回值）。

sql 复制代码 
-- 定义 GEOMETRY 类型字段（兼容所有空间类型）
CREATE TABLE spatial_data (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  geom GEOMETRY NOT NULL SRID 4326 COMMENT '兼容任意空间类型'
);

-- 插入 POINT 类型数据（自动兼容 GEOMETRY 字段）
INSERT INTO spatial_data (geom) VALUES (ST_MakePoint(116.4, 39.9));

-- 插入 POLYGON 类型数据（同样兼容）
INSERT INTO spatial_data (geom) VALUES (
  ST_GeomFromText('POLYGON((116.3 39.8, 116.5 39.8, 116.5 40.0, 116.3 40.0, 116.3 39.8))', 4326)
);

2、POINT：单个点（重要）

作用：

存储二维平面/地球表面的单个坐标点（核心用于经纬度、具体位置）。

关键特点：

由一对坐标 (X, Y) 组成（地理场景：X=经度，Y=纬度）；

必须指定 SRID（如 4326 对应 WGS84 经纬度）；

是经纬度存储的最优类型（之前对话重点讲过）。

实际场景：

存储 POI 坐标（如商场、景点、地址）；

设备定位点（如手机GPS、车辆定位）。

sql 复制代码 
-- WKT 格式：POINT(X Y)（经度在前，纬度在后  貌似我的版本正好是反过来的？很奇怪）
ST_GeomFromText('POINT(116.4042 39.9153)', 4326)

-- 简化函数（MySQL 8.0.12+）：ST_MakePoint(X, Y)（自动继承字段 SRID）
ST_MakePoint(116.4042, 39.9153)

3、LINESTRING：线串（折线）

作用：

存储由多个有序点连接而成的连续线段（可理解为"折线"，非曲线）。

关键特点：

由 2 个及以上 POINT 组成（点的顺序决定线的走向）；

点之间是直线连接，可自交（但通常用于无自交的连续线）；

坐标单位与 SRID 一致（4326 为度，3857 为米）。

实际场景：

道路、铁路、航线（如公交路线、飞机航线）；

河流、管道、边界线（如省界的一段）；

轨迹（如跑步路线、车辆行驶轨迹）。

sql 复制代码 
-- WKT 格式：LINESTRING(点1 点2 点3 ...)（点之间用空格分隔）
-- 示例：北京到天津的航线（简化为3个途经点）
ST_GeomFromText('LINESTRING(116.4042 39.9153, 116.8 39.95, 117.2 39.13)', 4326)

4、POLYGON：多边形（闭合区域）

作用：

存储由闭合线串围成的区域（可包含"孔洞"），用于表示"面状"地理范围。

关键特点：

核心是"闭合线串"：外边界的首尾点必须完全相同（否则 MySQL 会自动补全，但不推荐）；

支持"孔洞"：可包含多个线串，第一个是外边界，后续是内边界（孔洞，如区域内的湖泊）；

点的顺序：外边界按"顺时针"或"逆时针"排列，内边界（孔洞）顺序相反（避免交叉）。

实际场景：

行政区域（如城市、区县、省份范围）；

地块、园区（如工业园区、校园范围）；

地理围栏（如"电子围栏内的设备报警"）。

sql 复制代码 
-- 1. 简单多边形（无孔洞）：北京市东城区范围（简化）
ST_GeomFromText('POLYGON((116.35 39.88, 116.45 39.88, 116.45 39.95, 116.35 39.95, 116.35 39.88))', 4326)

-- 2. 带孔洞的多边形（区域内有湖泊）
ST_GeomFromText('POLYGON(
  (116.35 39.88, 116.45 39.88, 116.45 39.95, 116.35 39.95, 116.35 39.88),  -- 外边界
  (116.38 39.90, 116.42 39.90, 116.42 39.93, 116.38 39.93, 116.38 39.90)   -- 内边界（孔洞）
)', 4326)

5、复合类型（MULTI 开头）：多个同类型几何对象

用于存储多个结构相同的空间对象（如多个点、多条线、多个多边形），且这些对象之间相互独立、不重叠（逻辑上是"集合"）。

6、MULTIPOINT：多点集合

作用：

存储多个独立的 POINT（无关联，不连接）。

关键特点：

多个点之间无顺序要求，互不连接；

适合存储"一组离散的点"（无需每条记录存一个 POINT）。

实际场景：

多个POI集合（如同一品牌的所有门店坐标）；

传感器部署点、监测点（如多个空气质量监测站）。

sql 复制代码 
-- 示例：某城市的多个公交站点坐标
ST_GeomFromText('MULTIPOINT((116.40 39.91), (116.41 39.92), (116.42 39.90), (116.39 39.93))', 4326)

7、MULTILINESTRING：多线集合

作用：

存储多条独立的 LINESTRING（互不连接，无顺序要求）。

关键特点：

每条线串都是独立的（如多条不相交的道路）；

避免重复创建多条 LINESTRING 记录，简化数据管理。

实际场景：

多条道路、水系（如一个区域内的所有河流）；

多条航线、轨迹（如某航空公司的多条航线）。

sql 复制代码 
-- 示例：某城市的3条主要道路
ST_GeomFromText('MULTILINESTRING(
  (116.35 39.88, 116.45 39.88),  -- 道路1（东西向）
  (116.40 39.88, 116.40 39.95),  -- 道路2（南北向）
  (116.38 39.90, 116.42 39.93)   -- 道路3（斜向）
)', 4326)

8、MULTIPOLYGON：多面集合

作用：

存储多个独立的 POLYGON（互不重叠、不相交）。

关键特点：

每个多边形都是独立的（如多个城市、多个地块）；

适合存储"一组区域"（如省份包含的所有区县）。

实际场景：

行政区域集合（如省份、国家包含的所有下级区域）；

多个地块、园区（如一个开发区内的多个工厂地块）。

sql 复制代码 
-- 示例：京津冀地区的3个主要城市范围（简化）
ST_GeomFromText('MULTIPOLYGON(
  -- 北京
  ((116.3 39.8, 116.6 39.8, 116.6 40.1, 116.3 40.1, 116.3 39.8)),
  -- 天津
  ((117.1 39.0, 117.4 39.0, 117.4 39.3, 117.1 39.3, 117.1 39.0)),
  -- 石家庄
  ((114.2 38.0, 114.6 38.0, 114.6 38.4, 114.2 38.4, 114.2 38.0))
)', 4326)

9、混合集合：GEOMETRYCOLLECTION

作用：

存储多种不同类型的空间对象（如 POINT + LINESTRING + POLYGON），是最灵活的空间类型（但使用频率较低）。

关键特点：

可包含任意空间类型（单个或复合类型），如"一个点 + 一条线 + 一个多边形"；

无类型限制，但可读性和查询效率较低（不推荐频繁使用）；

需确保所有对象的 SRID 一致（否则空间函数会报错）。

实际场景：

复杂地理数据集（如一个区域内的所有地理要素：点、线、面）；

临时数据存储（如批量导入的混合类型空间数据）。

sql 复制代码 
-- 示例：某区域的"景点（点）+ 游览路线（线）+ 景区范围（面）"
ST_GeomFromText('GEOMETRYCOLLECTION(
  POINT(116.4042 39.9153),  -- 天安门（点）
  LINESTRING(116.40 39.91, 116.41 39.92),  -- 游览路线（线）
  POLYGON((116.39 39.90, 116.42 39.90, 116.42 39.93, 116.39 39.93, 116.39 39.90))  -- 景区范围（面）
)', 4326)

二、使用

1、POINT相关

（1）建表与索引

sql 复制代码 
CREATE TABLE `poi` (
  `id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  `name` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '地点名称',
  `location` POINT SRID 4326 NOT NULL COMMENT '经纬度（POINT类型，WGS84坐标系）',
  `address` VARCHAR(255) COMMENT '详细地址',
  -- 创建空间索引（加速空间查询）
  SPATIAL INDEX `idx_spatial_location` (`location`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='POI地点表';

（2）ST_PointFromText()：从 WKT 构造点（推荐，显式指定 SRID）

sql 复制代码 
-- 语法：ST_PointFromText('POINT(纬度 经度)', SRID)
INSERT INTO poi (name, location, address)
VALUES (
  '天安门',
  ST_PointFromText('POINT(39.914885 116.403874)', 4326), -- 经度116.403874，纬度39.914885
  '北京市东城区东长安街'
), (
  '上海外滩',
  ST_PointFromText('POINT(31.235924 121.490171)', 4326), -- 经度121.490171，纬度31.235924
  '上海市黄浦区中山东一路'
);

（3）ST_GeomFromText()：通用几何对象创建函数

sql 复制代码 
INSERT INTO poi (name, location, address)
VALUES (
  '广州塔',
  ST_GeomFromText('POINT(23.113500 113.330430)', 4326),
  '广州市海珠区阅江西路222号'
);

（4）ST_SRID()：通过对象创建

sql 复制代码 
INSERT INTO poi (name, location, address)
VALUES (
  '深圳市民中心',
  ST_SRID(Point(114.057865, 22.543096), 4326), -- Point(经度, 纬度)
  '深圳市福田区福中三路'
);

（5）ST_X、ST_Y查询x、y坐标（不适用经纬度）

sql 复制代码 
mysql> SELECT ST_X(Point(56.7, 53.34));
+--------------------------+
| ST_X(Point(56.7, 53.34)) |
+--------------------------+
|                     56.7 |
+--------------------------+
sql 复制代码 
mysql> SELECT ST_Y(Point(56.7, 53.34));
+--------------------------+
| ST_Y(Point(56.7, 53.34)) |
+--------------------------+
|                    53.34 |
+--------------------------+

（6）ST_AsText(), ST_AsWKT()：转换为字符串、WKT格式

sql 复制代码 
mysql> SET @g = 'LineString(1 1,2 2,3 3)';
mysql> SELECT ST_AsText(ST_GeomFromText(@g));
+--------------------------------+
| ST_AsText(ST_GeomFromText(@g)) |
+--------------------------------+
| LINESTRING(1 1,2 2,3 3)        |
+--------------------------------+

（7）ST_Longitude()、ST_Latitude()：查询经纬度

sql 复制代码 
SELECT
  id,
  name,
  ST_Longitude(location) AS longitude, -- 提取经度
  ST_Latitude(location) AS latitude,  -- 提取纬度
  address
FROM poi;

（8）ST_Distance()：点的平面距离（不适用经纬度）

sql 复制代码 
mysql> SET @g1 = ST_GeomFromText('POINT(1 1)');
mysql> SET @g2 = ST_GeomFromText('POINT(2 2)');
mysql> SELECT ST_Distance(@g1, @g2);
+-----------------------+
| ST_Distance(@g1, @g2) |
+-----------------------+
|    1.4142135623730951 |
+-----------------------+

mysql> SET @g1 = ST_GeomFromText('POINT(1 1)', 4326);
mysql> SET @g2 = ST_GeomFromText('POINT(2 2)', 4326);
mysql> SELECT ST_Distance(@g1, @g2);
+-----------------------+
| ST_Distance(@g1, @g2) |
+-----------------------+
|     156874.3859490455 |
+-----------------------+
mysql> SELECT ST_Distance(@g1, @g2, 'metre');
+--------------------------------+
| ST_Distance(@g1, @g2, 'metre') |
+--------------------------------+
|              156874.3859490455 |
+--------------------------------+
mysql> SELECT ST_Distance(@g1, @g2, 'foot');
+-------------------------------+
| ST_Distance(@g1, @g2, 'foot') |
+-------------------------------+
|             514679.7439273146 |
+-------------------------------+

（9）ST_Distance_Sphere()：基于球体（地球）计算两点直线距离

sql 复制代码 
SELECT
  ST_Distance_Sphere ( ST_PointFromText ( 'POINT(39.914885 116.403874)', 4326 ), ST_PointFromText ( 'POINT(31.235924 121.490171)', 4326 ) ) AS distance_m;

2、实战

（1）查询范围内的点

sql 复制代码 
-- 步骤1：构造目标点（天安门经纬度）
-- 步骤2：计算每个POI到目标点的距离（米）
-- 步骤3：筛选距离≤5000米的结果，按距离升序排序
SELECT
  id,
  name,
  address,
  ST_Longitude(location) AS longitude,
  ST_Latitude(location) AS latitude,
  -- 计算距离（米），保留2位小数
  ROUND(ST_Distance_Sphere(
    location,
    ST_PointFromText('POINT(39.914883 116.403873)', 4326) -- 目标点：天安门
  ), 2) AS distance_m
FROM poi
WHERE
  -- 先通过经纬度范围粗筛（减少计算量，优化性能）
  ST_Longitude(location) BETWEEN 116.403872 - 0.05 AND 116.403874 + 0.05 -- 经度范围（≈5.5公里）
  AND ST_Latitude(location) BETWEEN 39.914883 - 0.05 AND 39.914885 + 0.05 -- 纬度范围（≈5.5公里）
  -- 再精确筛选5公里内
  AND ST_Distance_Sphere(
    location,
    ST_PointFromText('POINT(39.914885 116.403874)', 4326)
  ) < 5000
ORDER BY distance_m ASC; -- 按距离从近到远排序

参考资料

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/spatial-types.html
https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/spatial-function-reference.html

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