Kurs PostGIS Einführung: Unterschied zwischen den Versionen

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GISpunkt/UNIGIS-Seminar: Einführung in PostGIS/PostgreSQL (Kürzel Sem_PostGIS)
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Di. 20. Januar 2009, 9:00 bis 16:30 Uhr, PC-Raum 1.213 HSR.
 
 
 
Siehe auch:
 
* [http://gis.hsr.ch/index.php?option=com_content&task=view&id=230&Itemid=151 Startseite, Programm und Anmeldung]
 
* [[PostgreSQL]] und [[PostGIS]]
 
 
 
 
 
== Software ==
 
* Browser
 
* TextPad, Scintilla, o.ä.
 
* [[PostgreSQL]]/[[PostGIS]]
 
* PgAdmin3 - Graphische Schnittstelle zu PostgreSQL
 
* [[OpenJUMP]]
 
* [[QGIS]]
 
* [[OGR]]
 
 
 
== Dokumente/Unterlagen ==
 
* Kap. 6. [[Media:Backup_Import_Export.pdf|DB-Administration: Anlegen von DB, Datensicherung und Maintenance. (Folien, PDF)]]
 
* Kap. 7. [[Media:Postgis_Daten-Konvertierung.pdf|Daten-Konvertierung: COPY, pg_dump, shp2pgsql, ogr, u.a. (Folien, PDF)]]
 
* Kap. 8. [[Media:Postgis_einfuehrung_2008.pdf|Einführung in Postgis (Folien, PDF)]]
 
* Kap. 9. [[Media:9dem_springer.pdf|Dimensionally Extended Nine-Intersection Model (DE-9IM), (Text von Christian Strobl, DLR, 2007)]]
 
* Kap. 10. [[Media:Postgis-for-power-users.pdf|PostGIS - Tips for the PostGIS Power User: Queries, Tuning, etc. (Folien von Kevin Neufeld, Refractions Research 2007)]]
 
* Materialien [[Media:Einfuehrung_postgresql_postgis.pdf|Einführung in PostgreSQL und Postgis. Geschichte, Features, Datenbankbegriffe und Beispiele. (Text, PDF)]]
 
* Materialien [[Media:Postgis-case-studies.pdf|Postgis Case Studies - What is it, who is using it, and why? (Folien von Refractions Research, PDF)]]
 
* Materialien [[Media:Postgis_historisierung.pdf|Ansatz für die Historisierung von Tabellen in Postgis, (Text, 2008-05)]]
 
* Materialien [http://www.bostongis.com/postgis_quickguide.bqg?outputformat=PDF 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/postgis/pgch_uebungsdaten.zip 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 ===
 
<pre>
 
-- 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);
 
</pre>
 
 
 
Resultat: neue Tabelle Seen mit Index und 36 Datensätzen
 
 
 
=== Flächenberechnungen ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
Resultat: Bagnes, 23, 283; Davos, 18, 255; Zermatt, 23, 243; ... insgesamt 48 Datensätze (wenn Seen in vorherigem Schritt gelöscht)
 
 
 
=== Südlichste Geometrie ermitteln ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
Resultat: Roveredo (GR)
 
 
 
=== Koordinatentransformation ===
 
<pre>
 
-- 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';
 
</pre>
 
Resultat: POINT(7.46666670742301 46.9166667102846)
 
 
 
<pre>
 
-- Eine Koordinate von einem fremden Koordinatensystem in WGS 84 transformieren:
 
SELECT ST_AsText(ST_Transform(ST_GeomFromText('POINT(484344.9842453949 1480036.13293874)',32648),4326))
 
</pre>
 
Resultat: POINT(104.855408409113 13.3878890725056) -- WGS 84 Grad (EPSG:4326)
 
 
 
=== Distanzberechnung ===
 
<pre>
 
-- Spheroidische Distanz 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]');
 
</pre>
 
 
 
Resultat: 96139.7469334825
 
 
 
=== Kombinierte Distanzabfragen ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
Resultat: Adligenswil, Vierwaldstättersee; Aecherli, Lungerer See; Aecherlis, Sarnersee; ...
 
 
 
=== Selektiere angrenzende Flächen mit ST_Touches() ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
Resultat: 25 Records; Altendorf, Erlenbach (ZH, Freienbach, ...
 
 
 
=== Crosses(), Selektion von Flächen die von Linien geschnitten werden ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
=== Geomunion() und Crosses() Abfrage (MULTIPOLYGON und MULTILINESTRING) ===
 
<pre>
 
-- 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));
 
</pre>
 
 
 
Resultat: t
 
 
 
=== Flächen zusammenfassen mit Geomunion() ===
 
<pre>
 
-- 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, Jump-GIS oder GDV Spatial Commander
 
</pre>
 
 
 
Resultat: neue Tabelle mit 26 Kantonsgeometrien und räumlicher Index
 
 
 
=== Point in Polygon mit ST_Within() ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
Resultat: Aargau, 146; Appenzell Ausserrhoden, 20; Appenzell Innerrhoden, 8; ...
 
 
 
=== Buffer() und Point in Polygon ST_Within() ===
 
<pre>
 
-- Selektierte Orte die innerhalb eines Buffers von 10 km des Flusses Emme liegen
 
 
 
SELECT "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;
 
</pre>
 
 
 
Resultat: 144 Orte; Aedermannsdor, Aelgäu, Aeschau, Affoltern, ...
 
 
 
=== Anzahl Teilgeometrien ermitteln ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
Resultat: Bern, 4; Fribourg, 4; Solothurn, 4
 
 
 
=== ST_DWithin() ===
 
 
 
<pre>
 
-- 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)
 
</pre>
 
 
 
=== Räumliche Beziehungen mit ST_Relate() ===
 
<pre>
 
-- 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;
 
</pre>
 
 
 
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 ===
 
<pre>
 
-- 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);
 
</pre>
 
 
 
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:
 
 
 
<pre>
 
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)
 
</pre>
 
 
 
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
 
 
 
== Selbststudium ==
 
 
 
Siehe [[Sem_PostGIS_Selbststudium| Ueb 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. [http://www.postgresql.org/docs/books/awbook.html ONLINE!]
 
* Practical PostgreSQL, John Worsley & Joshua Drake, O'Reilly, 2002, ISBN 1565928466. [http://www.commandprompt.com/ppbook/ ONLINE!]
 
 
 
Dokumentation und Tutorien siehe [[PostgreSQL]] und [[PostGIS]].
 
 
 
[[Kategorie:Weiterbildung]]
 

Aktuelle Version vom 17. Oktober 2013, 23:28 Uhr

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