PostgreSQL + PostGIS（SQL操作）

一、PostgreSQL常用操作:

1.创建数据库:

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-- 创建名为gis_db数据库
CREATE DATABASE gis_db;

2.连接到数据库:

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# 操作系统 shell 中
psql -d gis_db -U postgres

3.创建表:

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-- 创建一个存储小区信息的表，包含空间字段 geom（多边形，SRID 4326）
CREATE TABLE residential_zones (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    geom GEOMETRY(Polygon, 4326)
);

3.1 基础几何类型（OGC 标准）

类型	说明
`Point`	点
`LineString`	线（由多个点连接而成）
`Polygon`	多边形（由外环和零或多个内环组成）
`MultiPoint`	多点集合
`MultiLineString`	多线集合
`MultiPolygon`	多多边形集合
`GeometryCollection`	混合几何集合（可包含上述任意类型）

3.2 曲面类型（PostGIS 扩展 / SQL-MM 标准）

类型	说明
`CircularString`	由圆弧段组成的线
`CompoundCurve`	由直线段和圆弧段混合组成的线
`CurvePolygon`	由曲线（含圆弧）构成边界的多边形
`MultiCurve`	多曲线集合
`MultiSurface`	多曲面集合

3.3 带 Z（高程）或 M（测量值）的变体

上述所有类型都可以带 Z（三维）、M（测量值）或 ZM（两者都有），例如：

PointZ
LineStringM
PolygonZM

在创建表时，也可直接使用 GEOMETRY(PointZ, 4326) 这样的约束。（只需将 Polygon 替换成其他几何类型名称即可）

4.插入数据:

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-- 插入一个多边形（小区边界），坐标顺序必须闭合（首尾相同）
INSERT INTO residential_zones (name, geom)
VALUES (
    '东方花园',
    ST_GeomFromText('POLYGON((116.40 39.90, 116.41 39.90, 116.41 39.91, 116.40 39.91, 116.40 39.90))', 4326)
);

5.查询数据:

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-- 查询所有小区
SELECT * FROM residential_zones;

-- 查询 id 为 1 的小区名称和几何对象
SELECT name, ST_AsText(geom) FROM residential_zones WHERE id = 1;

6.更新数据:

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-- 将 id 为 1 的小区名称改为"东方花园（一期）"
UPDATE residential_zones SET name = '东方花园（一期）' WHERE id = 1;

-- 查询所有小区
SELECT * FROM residential_zones;

7.删除数据:

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-- 删除 id 为 2 的小区记录
DELETE FROM residential_zones WHERE id = 2;

8.创建索引:

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-- 为 geom 字段创建 GIST 空间索引（强烈推荐，提升空间查询性能）
CREATE INDEX idx_residential_zones_geom ON residential_zones USING GIST (geom);

9.执行事务:

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-- 开启事务，连续执行两条更新，若出错则全部回滚
BEGIN;
    UPDATE residential_zones SET name = 'A区' WHERE id = 1;
    UPDATE residential_zones SET name = 'B区' WHERE id = 2;
COMMIT;  -- 提交事务
-- 若要回滚，使用 ROLLBACK;

10.添加PostGIS扩展:

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-- 在数据库中启用 PostGIS 扩展（只需执行一次）
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS postgis;

二、PostGIS常用的空间查询语句

1.查询包含在指定几何对象内部的所有要素:

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-- 查询完全位于某个大矩形内部的小区
SELECT name 
FROM residential_zones
WHERE ST_Within(
    geom, 
    ST_GeomFromText('POLYGON((116.38 39.88, 116.42 39.88, 116.42 39.92, 116.38 39.92, 116.38 39.88))', 4326)
);

2.查询与指定几何对象相交的所有要素:

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-- 查询与一个圆形缓冲区相交的小区（缓冲区中心点 116.40,39.90，半径 200 米）
SELECT name 
FROM residential_zones
WHERE ST_Intersects(
    geom, 
    ST_Buffer(ST_SetSRID(ST_MakePoint(116.40, 39.90), 4326)::geography, 200)::geometry
);

3.查询距离给定几何对象最近的要素:

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-- 查询离点 (116.405, 39.905) 最近的小区，并返回距离
SELECT name, 
       ST_Distance(geom::geography, ST_SetSRID(ST_MakePoint(116.405, 39.905), 4326)::geography) AS distance_m
FROM residential_zones
ORDER BY geom::geography <-> ST_SetSRID(ST_MakePoint(116.405, 39.905), 4326)::geography
LIMIT 1;

4.查询在指定距离内与给定几何对象相交的所有要素:

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-- 查询距离点 (116.40,39.90) 500 米范围内的小区
SELECT name 
FROM residential_zones
WHERE ST_DWithin(
    geom::geography, 
    ST_SetSRID(ST_MakePoint(116.40, 39.90), 4326)::geography, 
    500
);

5.查询要素的面积:

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-- 查询每个小区的面积（平方米）
SELECT name, ST_Area(geom::geography) AS area_m2
FROM residential_zones;

6.查询要素的长度:

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-- 假设有一条河流表 rivers，包含线状字段 geom
SELECT name, ST_Length(geom::geography) AS length_m
FROM rivers;

三、PostGIS常用的空间关系判断语句

以下均以 residential_zones（多边形）和 point_of_interest（点表）为例。

ST_Equals(A, B)：判断两个几何体是否完全相同
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```
SELECT ST_Equals(geom1, geom2) FROM ...;
```

ST_Intersects(A, B)：判断是否相交

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SELECT name FROM residential_zones 
WHERE ST_Intersects(geom, ST_SetSRID(ST_MakePoint(116.40,39.90), 4326));

ST_Contains(A, B)：判断 A 是否包含 B

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SELECT r.name FROM residential_zones r, point_of_interest p
WHERE ST_Contains(r.geom, p.geom) AND p.id = 1;

ST_Within(A, B)：判断 A 是否在 B 内部

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SELECT p.name FROM point_of_interest p, residential_zones r
WHERE ST_Within(p.geom, r.geom) AND r.name = '东方花园';

ST_Touches(A, B)：判断两个几何体是否接触（边界有公共点）

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SELECT a.name, b.name 
FROM residential_zones a, residential_zones b
WHERE ST_Touches(a.geom, b.geom) AND a.id != b.id;

ST_Overlaps(A, B)：判断两个几何体是否重叠（同维度相交但不包含）

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SELECT a.name, b.name 
FROM residential_zones a, residential_zones b
WHERE ST_Overlaps(a.geom, b.geom);

ST_Crosses(A, B)：判断是否交叉（如线穿过面）

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-- 假设 roads 表有线状几何
SELECT r.name 
FROM roads r, residential_zones z
WHERE ST_Crosses(r.geom, z.geom);

ST_Disjoint(A, B)：判断是否不相交

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SELECT name FROM residential_zones 
WHERE ST_Disjoint(geom, ST_SetSRID(ST_MakePoint(116.40,39.90), 4326));

ST_DWithin(A, B, distance)：判断是否在指定距离内

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SELECT name FROM residential_zones 
WHERE ST_DWithin(geom::geography, ST_SetSRID(ST_MakePoint(116.40,39.90), 4326)::geography, 500);

四、数据导入导出语句

导出整个数据库

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pg_dump -U postgres -h localhost gis_db > gis_db_backup.sql

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导出特定表

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pg_dump -U postgres -h localhost -t residential_zones gis_db > residential_zones_backup.sql

导入 SQL 文件

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psql -U postgres -h localhost gis_db < gis_db_backup.sql

使用 COPY 导出 CSV

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-- 将 residential_zones 表导出为 CSV，包含表头
COPY residential_zones (id, name, ST_AsText(geom)) 
TO '/tmp/residential_zones.csv' WITH CSV HEADER;

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使用 COPY 导入 CSV

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-- 假设已有表结构，导入 CSV 数据（需确保几何字段为 WKT 文本）
COPY residential_zones (id, name, geom) 
FROM '/tmp/residential_zones.csv' WITH CSV HEADER;

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导入 Shapefile 到 PostGIS

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# 使用 shp2pgsql 将 shapefile 转换为 SQL 并导入数据库
shp2pgsql -s 4326 /path/to/housing.shp residential_zones | psql -d gis_db -U postgres

导出 PostGIS 表为 Shapefile

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# 使用 pgsql2shp 导出表为 shapefile
pgsql2shp -f /tmp/housing.shp -h localhost -u postgres gis_db residential_zones

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