PostgreSQL：PostGIS 地理信息数据处理详解
PostgreSQL 与 PostGIS 结合，构成了一个功能强大、开源且符合标准的地理空间数据库系统。PostGIS 是 PostgreSQL 的一个扩展，用于存储、查询和分析地理信息（地理空间）数据。以下是对 PostGIS 地理信息数据处理的详解，涵盖核心概念、安装配置、数据类型、函数使用、索引优化、典型应用场景及性能调优等内容。
一、PostGIS 简介
1.1 什么是 PostGIS？
PostGIS 是一个遵循 Open Geospatial Consortium（OGC）标准的空间数据库扩展，为 PostgreSQL 提供了对地理空间数据的支持。它支持二维、三维甚至四维（含时间维度）的几何（Geometry）和地理（Geography）对象，并提供丰富的空间操作函数。
- 官网：https://postgis.net/
- 开源协议：GPLv2+
- 依赖库：GEOS（几何操作）、PROJ（坐标转换）、GDAL（栅格支持）、LibXML2（GML 支持）等
1.2 PostGIS 能做什么？
- 存储点、线、面、多边形、多点等几何对象
- 执行空间关系判断（如相交、包含、邻近）
- 计算距离、面积、长度等度量
- 坐标系转换（WGS84、UTM 等常见坐标系）
二、安装与启用 PostGIS
2.1 安装方式（以 Ubuntu 为例）
在大多数 Linux 发行版中，PostGIS 通常作为 PostgreSQL 的附加包提供。以 Ubuntu 为例，可以通过包管理器直接安装。
sudo apt-get install postgis
2.2 验证安装
安装完成后，可以在数据库中启用扩展来验证。
CREATE EXTENSION postgis;
SELECT PostGIS_Version();
三、核心数据类型
3.1 geometry（几何类型）
基于平面投影坐标系，适用于局部区域或投影后的数据。计算速度快，但不考虑地球曲率。
3.2 geography（地理类型）
基于椭球体模型，适用于全球范围的数据。计算更精确，但开销略大。
3.3 常见几何子类型（OGC 标准）
包括 Point（点）、LineString（线）、Polygon（面）、MultiPoint、MultiLineString、MultiPolygon 以及 GeometryCollection。
四、空间数据表示与输入
4.1 WKT（Well-Known Text）
文本格式的空间数据表示，便于人类阅读和调试。
SELECT ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)', 4326);
4.2 WKB（Well-Known Binary）
二进制格式，传输效率高，常用于程序间交互。
