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Version vom 16. Februar 2010, 16:13 Uhr
GISpunkt/UNIGIS-Seminar: Einführung in PostGIS/PostgreSQL (Kürzel Sem_PostGIS)
Durchführung: 6. Mai 2010. Nächste Durchführungen und Anmeldung siehe Agenda.
Siehe auch:
Inhaltsverzeichnis
- 1 Software
- 2 Dokumente/Unterlagen
- 3 Uebungen-Sammlung
- 3.1 Neue räumliche Tabelle erstellen und bevölkern
- 3.2 Flächenberechnungen
- 3.3 Südlichste Geometrie ermitteln
- 3.4 Koordinatentransformation
- 3.5 Distanzberechnung
- 3.6 Kombinierte Distanzabfragen
- 3.7 Selektiere angrenzende Flächen mit ST_Touches()
- 3.8 Crosses(), Selektion von Flächen die von Linien geschnitten werden
- 3.9 Geomunion() und Crosses() Abfrage (MULTIPOLYGON und MULTILINESTRING)
- 3.10 Flächen zusammenfassen mit Geomunion()
- 3.11 Point in Polygon mit ST_Within()
- 3.12 Buffer() und Point in Polygon ST_Within()
- 3.13 Anzahl Teilgeometrien ermitteln
- 3.14 ST_DWithin()
- 3.15 Räumliche Beziehungen mit ST_Relate()
- 3.16 Suche Punkt entlang einer Linie mit Linear Referencing
- 3.17 Cut Shapefiles At A Border
- 3.18 Set of closest Points to a Location (ST_Distance)
- 4 Selbststudium
- 5 Quellen
Software
- Browser
- TextPad, Scintilla, o.ä.
- PostgreSQL/PostGIS
- PgAdmin3 - Graphische Schnittstelle zu PostgreSQL
- OpenJUMP
- QGIS
- OGR
Dokumente/Unterlagen
- Kap. 6. DB-Administration: Anlegen von DB, Datensicherung und Maintenance. (Folien, PDF)
- Kap. 7. Daten-Konvertierung: COPY, pg_dump, shp2pgsql, ogr, u.a. (Folien, PDF)
- Kap. 8. Einführung in Postgis (Folien, PDF)
- Ergänzend zum Kapitel PostGIS-Funktionen: Dimensionally Extended Nine-Intersection Model (DE-9IM), (Text von Christian Strobl, DLR, 2007)
- Kap. 10. PostGIS - Tips for the PostGIS Power User: Queries, Tuning, etc. (Folien von Kevin Neufeld, Refractions Research 2007)
- Materialien:
- Einführung in PostgreSQL und Postgis. Geschichte, Features, Datenbankbegriffe und Beispiele. (Text, PDF)
- Postgis Case Studies - What is it, who is using it, and why? (Folien von Refractions Research, PDF)
- Ansatz für die Historisierung von Tabellen in Postgis, (Text, 2008-05)
- Postgis-Quickguide/Cheatsheet (PDF File from BostonGIS)
Uebungen-Sammlung
Hier einige Abfragen die mit dem Übungsdatensatz gemacht werden können. Die Übungsdaten können Sie von http://www.carto.net/papers/pgch_uebungsdaten.zip herunterladen. Sie benötigen die shapefiles "gemeinden" und "fluesse" und das SQL File staedte_ch.sql
Neue räumliche Tabelle erstellen und bevölkern
-- Eine neue räumliche Tabelle "seen" soll erstellt und alle Seen von der Tabelle -- "gemeinden" eingespielt werden. Danach soll ein räumlicher Index auf der neuen Tabelle -- "seen" erstellt werden und die Seen aus der Tabelle "gemeinden" gelöscht werden -- neue Tabelle kantone mit Primary Key erstellen CREATE TABLE seen ( gid integer PRIMARY KEY, name text ); -- räumliche Geometriespalte dazufügen SELECT AddGeometryColumn('public', 'seen', 'the_geom', 21781, 'MULTIPOLYGON', 2); -- Daten von Gemeinde hereinspielen wo kt = 0 (sind Seen), sollten 22 Datensätze sein INSERT INTO seen SELECT gid, name, the_geom FROM gemeinden WHERE kt = 0 AND gmde >= 9000; -- Seen und liechtensteinische Gemeinden aus gemeindetabelle löschen DELETE FROM gemeinden WHERE kt = 0; -- neuen räumlichen index erstellen bei der tabelle seen CREATE INDEX seen_the_geom_gist ON seen USING gist (the_geom GIST_GEOMETRY_OPS);
Resultat: neue Tabelle Seen mit Index und 36 Datensätzen
Flächenberechnungen
-- Selektiere alle Gemeinden, die eine Fläche grösser als 100 km2 haben SELECT name, kt, Round(ST_Area(the_geom) / 1000000) As flaeche FROM gemeinden WHERE (ST_Area(the_geom) / 1000000) > 100 ORDER BY flaeche DESC;
Resultat: Bagnes, 23, 283; Davos, 18, 255; Zermatt, 23, 243; ... insgesamt 48 Datensätze (wenn Seen in vorherigem Schritt gelöscht)
Südlichste Geometrie ermitteln
-- Selektiere die südlichste Gemeinde des Kantons Graubünden -- kt id 18 ist Graubünden SELECT name FROM gemeinden WHERE kt = 18 ORDER BY ST_YMIN(ST_ENVELOPE(the_geom)) ASC LIMIT 1;
Resultat: Roveredo (GR)
Koordinatentransformation
-- Die Koordinate von Bern (Tabelle staedte_schweiz), urspr. Landeskoordinate, -- als Lat/Lon, WGS84 ausgeben SELECT AsText(Transform(the_geom,4326)) FROM staedte_schweiz WHERE "FULL_NAME" = 'Bern';
Resultat: POINT(7.46666670742301 46.9166667102846)
-- Eine Koordinate von einem fremden Koordinatensystem in WGS 84 transformieren: SELECT ST_AsText(ST_Transform(ST_GeomFromText('POINT(484344.9842453949 1480036.13293874)',32648),4326))
Resultat: POINT(104.855408409113 13.3878890725056) -- WGS 84 Grad (EPSG:4326)
Distanzberechnung
-- Sphärische Distanz (spheroid) zwischen Bern und Zürich, basierend auf Bessel 1841 Ellipsoid SELECT ST_distance_spheroid( (SELECT Transform(the_geom,4326) FROM staedte_schweiz WHERE "FULL_NAME" = 'Bern'), (SELECT Transform(the_geom,4326) FROM staedte_schweiz WHERE "FULL_NAME" = 'Zürich'), 'SPHEROID["Bessel 1841",6377397.155,299.1528128]');
Resultat: 96139.7469334825
Kombinierte Distanzabfragen
-- Selektiere Orte (Tabelle staedte_schweiz) und zugehörige Seen (Tabelle Seen) die innerhalb eines Radius -- von 75 km von Bern sind und ein Ort nicht mehr als 5km von einem See entfernt ist (Tabelle Seen) -- Achtung: kartesische Distanz, nicht ellipsoidische! SELECT sta."FULL_NAME", se.name FROM staedte_schweiz sta, seen se WHERE ST_DWithin(sta.the_geom,(SELECT the_geom FROM staedte_schweiz WHERE "FULL_NAME" = 'Bern'),75000) AND ST_DWithin(sta.the_geom,se.the_geom,5000) ORDER BY sta."FULL_NAME" ASC, se.name ASC;
Resultat: Adligenswil, Vierwaldstättersee; Aecherli, Lungerer See; Aecherlis, Sarnersee; ...
Selektiere angrenzende Flächen mit ST_Touches()
-- Selektiere alle Gemeinden die an den Zürichsee grenzen SELECT name FROM gemeinden WHERE ST_TOUCHES(the_geom,(SELECT the_geom FROM seen WHERE name = 'Zürichsee')) ORDER BY name;
Resultat: 25 Records; Altendorf, Erlenbach (ZH, Freienbach, ...
Crosses(), Selektion von Flächen die von Linien geschnitten werden
-- Es sollen sämtliche Gemeinden abgefragt durch die der Fluss Emme fliesst SELECT g.name FROM gemeinden g, fluesse f WHERE f.name = 'Emme' AND f.the_geom && g.the_geom AND ST_Crosses(f.the_geom,g.the_geom) ORDER by name ASC;
Geomunion() und Crosses() Abfrage (MULTIPOLYGON und MULTILINESTRING)
-- Prüfe ob die kombinierten Einzel-Linienelemente des Rheinflusses die Gemeindegeometrie von Basel durchlaufen -- Resultat ergibt "t" (true) oder "f" (false) SELECT ST_Crosses( (SELECT the_geom FROM gemeinden WHERE name = 'Basel'), (SELECT geomunion(the_geom) FROM fluesse WHERE name = 'Rhein' GROUP BY name));
Resultat: t
Flächen zusammenfassen mit Geomunion()
-- Eine neue räumliche Tabelle "kantone" soll erstellt und Gemeinden aus der Tabelle -- "gemeinden" zu Kantonen zusammengefasst eingespielt werden. Danach soll ein räumlicher Index auf der neuen Tabelle -- "kantone" erstellt werden -- neue Tabelle kantone mit Primary Key erstellen CREATE TABLE kantone ( gid integer PRIMARY KEY, name text ); -- räumliche Geometriespalte dazufügen SELECT AddGeometryColumn('public', 'kantone', 'the_geom', 21781, 'MULTIPOLYGON', 2); -- Kantonsgeometrien von Gemeindegeometrien zusammenfassen mit Geomunion, gruppiert nach Kantons-ID "kt" -- ST_Multi() erzwingt Multigeometrien wegen dem constraint, es sollten 26 Datensätze resultieren INSERT INTO kantone SELECT kt, '', ST_Multi(Geomunion(the_geom)) FROM gemeinden GROUP BY kt; -- neuen räumlichen index erstellen bei der tabelle seen CREATE INDEX kantone_the_geom_gist ON kantone USING gist (the_geom GIST_GEOMETRY_OPS); -- danach manuell die Kantonsnamen ergänzen, etwa in QGIS, OpenJump oder GDV Spatial Commander
Resultat: neue Tabelle mit 26 Kantonsgeometrien und räumlicher Index
Point in Polygon mit ST_Within()
-- Es soll abgefragt werden wieviele Städte/Orte in jedem Kanton liegen -- Voraussetzung ist, dass Sie Ihren Kantonen Namen vergeben haben SELECT k.name, COUNT(*) FROM staedte_schweiz s, kantone k WHERE ST_WITHIN(s.the_geom,k.the_geom) GROUP BY k.name ORDER BY k.name;
Resultat: Aargau, 146; Appenzell Ausserrhoden, 20; Appenzell Innerrhoden, 8; ...
Buffer() und Point in Polygon ST_Within()
-- Selektierte Orte die innerhalb eines Buffers von 10 km des Flusses Emme liegen SELECT DISTINCT "FULL_NAME" FROM staedte_schweiz WHERE ST_Within( the_geom, (SELECT ST_Buffer(the_geom,10000) FROM fluesse WHERE name = 'Emme')) ORDER BY "FULL_NAME" ASC;
Resultat: 144 Orte; Aedermannsdor, Aelgäu, Aeschau, Affoltern, ...
Dazu gäbe es eine schnellere Alternative:
SELECT DISTINCT staedte_schweiz.full_name FROM staedte_schweiz, fluesse WHERE ST_DWithin(staedte_schweiz.the_geom, fluesse.the_geom, 10000) AND fluesse.name = 'Emme' ORDER BY full_name ASC;
Anzahl Teilgeometrien ermitteln
-- Selektiere alle Kantone die aus 4 oder mehr Teilgeometrien bestehen SELECT name, ST_NumGeometries(the_geom) AS NrGeom FROM kantone WHERE ST_NumGeometries(the_geom) >= 4 ORDER BY name ASC;
Resultat: Bern, 4; Fribourg, 4; Solothurn, 4
ST_DWithin()
-- Given a set of Point objects, filter out the Points from this set -- that lie on a straight line within a certain amount of tolerance SELECT p.* FROM yourPoints AS p, yourLine AS line WHERE ST_DWithin(p.the_geom, line.the_geom, yourTolerance)
Räumliche Beziehungen mit ST_Relate()
-- Es sollen sämtliche Seen abgefragt werden die im Kanton Bern sind oder an den Kanton Bern grenzen -- Voraussetzung ist, dass Sie Ihren Kantonen Namen vergeben haben -- Selektiere alle Seen die innerhalb des Kantons Bern liegen SELECT s.name, 'innerhalb' AS Relation FROM seen s, kantone k WHERE k.name = 'Bern' AND ST_RELATE(s.the_geom,k.the_geom) = 'FF2F1F212' ORDER BY k.name; -- Selektiere alle Seen die an der Grenze zum Kanton Bern liegen SELECT s.name, 'angrenzend' AS Relation FROM seen s, kantone k WHERE k.name = 'Bern' AND ST_RELATE(s.the_geom,k.the_geom) = 'FF2F11212' ORDER BY k.name;
Resultat 1: Brienzersee, innerhalb; Thunersee, innerhalb
Resultat 2: Lac de Neuchâtel, angrenzend; Bielersee / Lac de Bienne, angrenzend
Suche Punkt entlang einer Linie mit Linear Referencing
-- Selektiere die Gemeinde die sich 20 km vom Ursprung der Emme befindet -- Achtung, die Emme wurde offenbar von der Mündung bis zum Ursprung digitalisiert -- die Geometrie muss daher umgedreht werden -- ST_GeometryN() wird verwendet, da es sich um einen Multilinestring handelt SELECT name FROM gemeinden WHERE ST_WITHIN((SELECT ST_line_interpolate_point(ST_Reverse(ST_GeometryN(the_geom,1)),(20000 / ST_LENGTH(the_geom))) FROM fluesse WHERE name = 'Emme'),the_geom);
Resultat: Eggiwil
Cut Shapefiles At A Border
Use ST_Intersection in conjunction with ST_Intersects. ST_Intersection will clip the geometries so what is left is what falls inside both geometries.
So something like:
SELECT i.gid, ST_Intersection(country.the_geom, i.the_geom) FROM country INNER JOIN someothertable i ON ST_Intersects(country.the_geom, i.the_geom)
For your countries that are linestrings, you will need to convert them to polygons with something like ST_BuildArea, see http://postgis.refractions.net/documentation/manual-svn/ST_BuildArea.html
Set of closest Points to a Location (ST_Distance)
Say you have geometry A and geometry B and you want to know what set of points on Geometry A are closest to Geometry B: Which points in ST_Distance are selected? Return distance, startpoint, endpoint.
SELECT ST_Intersection(A, ST_Buffer(B, ST_Distance(A,B) + 0.001) );
Solution: 1) First find the minimum distance. 2) Figure out which point/pointset on the geometry satisfies the minimum distance using buffer and intersection (with minimum distance being the buffer distance).
Then if you really wanted the points -- you would use the imaginary not yet invented ST_DumpPoints should the result not be point or be a geometry collection of some sort.
Selbststudium
Siehe Sem PostGIS Selbststudium.
Quellen
Bücher:
- PostgreSQL, Korry Douglas & Susan Douglas, Sams Verlag, 2003, ISBN 0-73-571257-3.
- PostgreSQL ge-packt, Peter Eisentraut, mitp Verlag, 2005, ISBN 3-8266-1493-3.
- PostgreSQL: Introduction and Concepts, Bruce Momjian, Addison-Wesley, 2000, ISBN 0-201-70331-9. ONLINE!
- Practical PostgreSQL, John Worsley & Joshua Drake, O'Reilly, 2002, ISBN 1565928466. ONLINE!
Dokumentation und Tutorien siehe PostgreSQL und PostGIS.