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MySQL geometry地理位置数据存储和计算

MySQL geometry地理位置数据存储和计算

作者: SarahLee1122 | 来源:发表于2018-12-10 14:13 被阅读49次

    最近学习了些MySQL geometry数据存储和计算,在这里记录下。

    1. 环境

      geometry推荐在5.6版本以上使用,尽管大部分功能在5.5已经可用,除了距离计算函数st_distance等新增函数。

    2. Geometry主要相关类

    2.1 Geometry

      Geometry是所有此扩展中类型得基类,其他类型如Point,LineString,Polygon都是Geometry的子类。Geometry有一些属性,这些属性是所有其他几何类的共有属性:

      type: 类型(Point, LineString,...)

      SRID: 该值确定了用于描述定义几何对象的坐标空间的空间坐标系统,参考链接:https://www.cnblogs.com/Joetao/articles/2086846.html

      coordinates: 坐标值

      interior, boundary, exterior: interior是几何对象所展空间的部分,boundary是几何对象的边界,exterior是几何对象未占有的空间。

      MBR: 能够覆盖几何对象的最小矩形,可以想象成信封,它由几何对象中最大最小的坐标值组合而成:

        ((MINX MINY, MAXX MINY, MAXX MAXY, MINX MAXY, MINX MINY))

      simple/nonsimple: 几何对象是否简单

      closed/not closed: 几何对象是否封闭

      dimension: 维度数(Point: 0, LineString: 1, Polygon: 2)

    2.2 Point

      顾名思义就是点,有一个坐标值,没有长度、面积、边界。

    2.3 LineString

      顾名思义就是线,由一系列点连接而成。

      如果线从头至尾没有交叉,那就是简单的(simple)

      如果起点和终点重叠,那就是封闭的(closed)

    2.4 Polygon

      多边形。可以是一个实心平面形,即没有内部边界,也可以有空洞,类似纽扣。

    2.5 MultiPoint, MultiLineString, MultiPolygon, GeometryCollection

      这4种类型都是集合类,是多个Point、LineString或Polygon组合在一起而成。

    3. 几何对象在MySQL中的数据格式

      在MySQL中有3种表达几何对象的格式:

      -->WKT(文本格式)

      -->WKB(二进制格式)

      -->MySQL内部存储格式

      其中WKT格式简单易读,在这里着重介绍:

    3.1 WKT

    3.1.1 Point

      POINT(121.213342 31.234532)

      经度(longitude)在前,维度(latitude)在后,用空格分隔

    3.1.2 LineString

      LINESTRING(121.342423 31.542423,121.345664 31.246790,121.453178 31.456862)

      点与点之间用逗号分隔;一个点中的经纬度用空格分隔,与POINT格式一致

    3.1.3 Polygon

      POLYGON((121.342423 31.542423,121.345664 31.246790,121.453178 31.456862),(121.563633 31.566652,121.233565 31.234565,121.568756 31.454367))

      由一个表示外部边界的LineString和0个或多个表示内部边界的LineString组成,最简单的就是只有一个外边界的情况:POLYGON((0 0,10,0 10 10, 0 10))

    3.1.4 集合类格式

      MULTIPOINT(0 0, 20 20, 60 60)

      MULTILINESTRING((10 10, 20 20), (15 15, 30 15))

      MULTIPOLYGON(((0 0,10 0,10 10,0 10,0 0)),((5 5,7 5,7 7,5 7, 5 5)))

      GEOMETRYCOLLECTION(POINT(10 10), POINT(30 30), LINESTRING(15 15, 20 20))

    4. 几何对象创建函数

      MySQL表中的几何对象有它自己的内部格式,我们需要将几何对象从方便输入的WKT格式转换为其内部格式,才能进行进一步的存储,计算等。

      这里主要讲解使用WKT格式的函数,对于集合类对象的创建函数由于较少使用也不再列举

      GeomFromText(wkt): 创建一个任何类型的几何对象Geometry

      PointFromText(wkt): 创建一个Point对象

      LineStringFromText(wkt): 创建一个LineString对象

      PolygonFromText(wkt): 创建一个Polygon对象

    5. 创建支持空间几何对象的表

    5.1 创建表

      以下是我创建的一个样例:

    CREATE TABLE `t_geo_test` (

        `ID` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

        `NAME` varchar(64) NOT NULL,

        `SHAPE` geometry NOT NULL,

        PRIMARY KEY (`ID`)

      ) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=10 DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC

    这里的字段SHAPE就是存储几何对象的,类型为geometry,可以支持point,linestring,polygon等任意几何对象。

      引擎需要使用MyISAM。

      表结构:

    5.2 插入数据

    5.2.1 插入点数据

    INSERT INTO `t_geo_test` (ID,NAME,SHAPE) VALUES (1, 'P1', geomFromText('POINT(121.474103 31.232862)'));

    5.2.2 插入线数据

    INSERT INTO `t_geo_test` (ID,NAME,SHAPE) VALUES (2, 'L1', geomFromText('LINESTRING(121.474103 31.232862,121.472462 31.231339,121.471984 31.232821)'));

    5.2.3 插入多边形数据

      INSERT INTO `t_geo_test` (ID,NAME,SHAPE) VALUES (5, 'POLYGON_1', geomfromtext('POLYGON((121.474243 31.234504, 121.471775 31.233348, 121.470724 31.23155, 121.471603 31.230229, 121.472655 31.230357, 121.475777 31.232045, 121.474243 31.234504))'));

    5.3 获取数据

      AsText(): 此函数能将几何对象的内部存储格式转换为WKT格式

    6. 常用函数

    6.1 获取几何对象属性的函数

      6.1.1 Geometry

        -->Dimension(g)

          返回对象g的维数

        -->Envelope(g)

          返回对象g的最小边界矩形(MBR)。结类型为Polygon值。

        -->GeometryType(g)

          以字符串形式返回几何类型的名称,如POINT,LINESTRING

        -->IsClosed(g)

          返回对象g是否封闭

        -->IsSimple(g)

          返回对象g是否简单

      6.1.2 Point

        -->X(p)

          以双精度数值返回点p的X坐标值(经度)。

        -->Y(p)

          以双精度数值返回点p的Y坐标值(纬度)。

      6.1.3 LineString

        -->EndPoint(line)

          返回对象line的最后一个点Point

        -->StartPoint(line)

          返回对象line的第一个点Point

        -->PointN(line, N)

          返回对象line中第N个点,N从1开始

      6.1.4 Polygon

        -->ExteriorRing(poly)

          返回对象poly的外环,类型为LineString

        -->InteriorRingN(poly, N)

          返回对象poly的第N个内环,N从1开始

        -->NumInteriorRings(poly)

          返回对象poly的neihuan个数

    6.2 从现成几何对象创建新的对象

    6.2.1 st_union(g1, g2)

      将g1和g2合并为一个集合类对象

    SET @g1 = geomFromText('POLYGON((121.474243 31.234504,121.471775 31.233348,121.470724 31.23155,121.471603 31.230229,121.472655 31.230357,121.475777 31.232045,121.474243 31.234504))');

      SET @g2 = geomFromText('POLYGON((121.474243 31.234804,121.471775 31.233948,121.471724 31.23155,121.471903 31.230229,121.472655 31.230157,121.475777 31.231045,121.474243 31.234804))');

      SELECT st_union(@g1, @g2);

      结果:

    POLYGON((121.472655 31.230157, 121.471903 31.230229, 121.471898134093 31.2302649098516, 121.471603 31.230229, 121.470724 31.23155, 121.471761757556 31.2333253454665, 121.471775 31.233948, 121.474243 31.234804, 121.474597 31.2339365384615, 121.475777 31.232045, 121.475442678789 31.2318642395248, 121.475777 31.231045, 121.472655 31.230157))

    6.2.2 st_difference(g1, g2)

      返回几何对象,该对象表示了几何值g1与g2的点集合差异

    SET @g1 = geomFromText('POLYGON((121.474243 31.234504,121.471775 31.233348,121.470724 31.23155,121.471603 31.230229,121.472655 31.230357,121.475777 31.232045,121.474243 31.234504))');

      SET @g2 = geomFromText('POLYGON((121.474243 31.234804,121.471775 31.233948,121.471724 31.23155,121.471903 31.230229,121.472655 31.230157,121.475777 31.231045,121.474243 31.234804))');

      SELECT st_difference(@g1,@g2);

      结果:

    MULTIPOLYGON(((121.471603 31.230229, 121.470724 31.23155, 121.471761757556 31.2333253454665, 121.471724 31.23155, 121.471898134093 31.2302649098516, 121.471603 31.230229)), ((121.475442678789 31.2318642395248, 121.474597 31.2339365384615, 121.475777 31.232045, 121.475442678789 31.2318642395248)))

    6.2.3 st_intersection(g1,g2)

      返回几何对象,该对象表示了几何值g1与g2的点集合交集

    SET @g1 = geomFromText('POLYGON((121.474243 31.234504,121.471775 31.233348,121.470724 31.23155,121.471603 31.230229,121.472655 31.230357,121.475777 31.232045,121.474243 31.234504))');

      SET @g2 = geomFromText('POLYGON((121.474243 31.234804,121.471775 31.233948,121.471724 31.23155,121.471903 31.230229,121.472655 31.230157,121.475777 31.231045,121.474243 31.234804))');

      SELECT st_intersection(@g1,@g2);

      结果:

    POLYGON((121.471898134093 31.2302649098516, 121.471724 31.23155, 121.471761757556 31.2333253454665, 121.471775 31.233348, 121.474243 31.234504, 121.474597 31.2339365384615, 121.475442678789 31.2318642395248, 121.472655 31.230357, 121.471898134093 31.2302649098516))

    6.3 几何对象之间空间关系的函数

    6.3.1 st_contains(g1, g2)

      返回1: g1完全包含g2;返回0: g1未包含g2

    6.3.2 st_crosses(g1, g2), st_intersects(g1, g2)

      返回1: g1与g2相交;返回0:g1与g2未相交

    6.3.3 st_disjoint(g1, g2)

      是st_crosses的反函数

    6.3.4 st_within(g1, g2)

      g1在g2内则返回1,否则返回0

    7. 空间索引

    对表中的geometry类型的字段进行索引可以优化搜索,MySQL中通过对Geometry对象的MBR创建索引

    创建:

    CREATE SPATIAL INDEX i_shape ON `t_geo_test`(SHAPE);

    删除:

    DROP INDEX i_shape ON `t_geo_test`;

    8.一些注意事项

    8.1 目前MySQL中支持的空间坐标系统没有gcj02,bd09等国内坐标系,默认使用WGS84地球坐标系,所以在创建几何对象时输入的坐标值尽量使用WGS84坐标,以避免误差。

    8.2 MySQL中的计算距离,长度,面积等绝对数值的空间计算函数(area(), GLength(), st_distance())存在一定的误差,尽量不要使用。

    原文地址:http://www.manongjc.com/article/11778.html

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