Post Gis

Banco de Dados

BD GeogrficosPostGIS

CIn/UFPE PostGis Valria Times 1

Valria Times

[email protected]

Introduo ao PostGIS

PostGIS: Uma extenso Geo para o PostgreSQL Download

http://postgis.refractions.net/download/

Diretrios


Diretrios Windows Program Files\PostgreSQL\8.1\share\contrib UNIX src/contrib/

Manual http://postgis.refractions.net/docs/

Introduo ao PostGIS

Abrindo uma conexo com PostGIS: Servidor: postgres.cin.ufpe.br Porta: 5432


Usurio: g082if695_vct Senha: fS4pDd0B

Introduo ao PostGIS

PostGIS segue o padro OpenGIS Prov suporte para todos objetos e funes da

especificao SFS (Simple Features for SQL)GEOMETRYGEOMETRY


POINT

LINESTRING

POLYGON

GEOMETRYCOLLECTION

MULTIPOINT

MULTILINESTRING

MULTIPOLYGON

POINT

LINESTRING

POLYGON

GEOMETRYCOLLECTION

MULTIPOINT

MULTILINESTRING

MULTIPOLYGONFonte: INPE

Introduo ao PostGIS Formatos WKB e WKT do OpenGIS Duas formas padres para manipular Objetos Geogrficos

Well-Known Text (WKT) e Well-Known Binary (WKB) Guardam informaes sobre tipo e coordenadas do ObjetoGeo

Exemplos:


POINT(0 0) LINESTRING(0 0,1 1,1 2) POLYGON((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1)) MULTIPOINT(0 0,1 2) MULTILINESTRING((0 0,1 1,1 2),(2 3,3 2,5 4)) MULTIPOLYGON(((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1,2 1,2 2,1 2,1 1)), ((-1 -1,-1 -2,-

2 -2,-2 -1,-1 -1))) GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 3),LINESTRING((2 3,3 4)))

Introduo ao PostGIS

SRID (Spatial Referencing System Identifier) Todo Objeto Geogrfico deve ter um SRID para ser

inserido no BDGeo Por exemplo:


Considerando a interface GeomFromText GeomFromText (text WKT, SRID);

Pode-se inserir o seguinte Objeto Geogrfico INSERT INTO SpatialTable (THE_GEOM, THE_NAME) VALUES

(GeomFromText('POINT(-126.4 45.32)', 2000), Um Lugar');

Introduo ao PostGIS

A especificao SFS/OpenGIS define tipos, funese metadados para manipular ObjetosGeo

As principais tabelas de metadados so:SPATIAL_REF_SYS guarda os IDs e as descries


SPATIAL_REF_SYS guarda os IDs e as descriestextuais do sistema de coordenadas usados no BDGeo

GEOMETRY_COLUMNS guarda informaes doesquema Geogrfico e das propriedades dos ObjetosGeo

Introduo ao PostGISTABLE SPATIAL_REF_SYS (SRID INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY, // identificador do SRSAUTH_NAME VARCHAR(256), // nome da autoridade que especificou o SRSAUTH_SRID INTEGER, // identificador do SRS definido pela autoridadeSRTEXT VARCHAR(2048), // representao WKT do SRS


PROJ4TEXT VARCHAR(2048) // especificaes para transformao de SRS)

Introduo


Introduo ao PostGISGEOMETRY_COLUMNS (F_TABLE_CATALOG VARCHAR(256) NOT NULL,F_TABLE_SCHEMA VARCHAR(256) NOT NULL,F_TABLE_NAME VARCHAR(256) NOT NULL,F_GEOMETRY_COLUMN VARCHAR(256) NOT NULL, //nome coluna Geo da tabela

// nome qualificado da tabela


COORD_DIMENSION INTEGER NOT NULL, // dimenso (2D ou 3D) da colunaSRID INTEGER NOT NULL, // ID do SRS usado na tabelaTYPE VARCHAR(30) NOT NULL // Tipo do objetoGeo (POINT, LINESTRING,

POLYGON, MULTIPOINT, MULTILINESTRING,MULTIPOLYGON, GEOMETRYCOLLECTION )

)

Introduo ao PostGIS

Note:"catalog" pode ficar em branco e apenas usar o nome do BD do PostgreSQL para "schema" .


Usando o PostGIS Criando uma tabela espacial (2 passos) 1) Criar uma tabela normal (sem campo espacial)

Exemplo: CREATE TABLE ROADS_GEOM ( ID int4, NAME varchar(25) );

2) Adicionar uma coluna espacial ("AddGeometryColumn) Sintaxe:


Sintaxe: AddGeometryColumn([],,, , ,); Exemplo:

SELECT AddGeometryColumn('public', 'roads_geom', 'geom',2000, 'LINESTRING', 2);

SELECT AddGeometryColumn( 'roads_geom', 'geom', 2000,'LINESTRING', 2);

Usando o PostGIS Outros exemplos para criar tabelas espaciais Assumindo que o SRID 2001 j existeCREATE TABLE parks ( PARK_ID int4, PARK_NAME varchar(128),

PARK_DATE date, PARK_TYPE varchar(2) );SELECT AddGeometryColumn('parks','park_geom',2001,


SELECT AddGeometryColumn('parks','park_geom',2001,'MULTIPOLYGON', 2 );

Usando o tipo genrico "geometry" e um SRID indefinido (-1)CREATE TABLE roads ( ROAD_ID int4, ROAD_NAME varchar(128) );SELECT AddGeometryColumn( 'roads', 'roads_geom', -1,

'GEOMETRY', 3 );

Usando o PostGIS Validando geometrias antes de inseri-las no BDGeo Funo ISVALID()

Valida as coordenadas de uma geometria Exemplo:

SELECT ISVALID('LINESTRING(0 0, 1 1)'), t


ISVALID('LINESTRING(0 0,0 0)'); f Opo default no validar a entrada das geometrias

Para validar deve-se adicionar uma restrio tabela ALTER TABLE parks ADD CONSTRAINT geo_valid_chk

CHECK (isvalid(park_geom)); Cuidado: Validar polgonos pode ser muito custoso!

Usando o PostGIS Inserindo ObjetosGeo nas tabelas (2 formas) 1) Usando SQL

BEGIN;BEGIN;BEGIN;BEGIN;INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES

(1,'Jeff Rd',GeomFromText('LINESTRING(191232 243118,191108 243242)',2000)); (1,'Jeff Rd',GeomFromText('LINESTRING(191232 243118,191108 243242)',2000)); (1,'Jeff Rd',GeomFromText('LINESTRING(191232 243118,191108 243242)',2000)); (1,'Jeff Rd',GeomFromText('LINESTRING(191232 243118,191108 243242)',2000)); INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES

(2,'Geordie Rd',GeomFromText('LINESTRING(189141 244158,189265 244817)',2000)); (2,'Geordie Rd',GeomFromText('LINESTRING(189141 244158,189265 244817)',2000)); (2,'Geordie Rd',GeomFromText('LINESTRING(189141 244158,189265 244817)',2000)); (2,'Geordie Rd',GeomFromText('LINESTRING(189141 244158,189265 244817)',2000));


INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES (3,'Paul St',GeomFromText('LINESTRING(192783 228138,192612 229814)',2000)); (3,'Paul St',GeomFromText('LINESTRING(192783 228138,192612 229814)',2000)); (3,'Paul St',GeomFromText('LINESTRING(192783 228138,192612 229814)',2000)); (3,'Paul St',GeomFromText('LINESTRING(192783 228138,192612 229814)',2000));

INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES (4,'Graeme INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES (4,'Graeme INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES (4,'Graeme INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES (4,'Graeme Ave',GeomFromText('LINESTRING(189412 252431,189631 259122)',2000)); Ave',GeomFromText('LINESTRING(189412 252431,189631 259122)',2000)); Ave',GeomFromText('LINESTRING(189412 252431,189631 259122)',2000)); Ave',GeomFromText('LINESTRING(189412 252431,189631 259122)',2000));

INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES (5,'Phil Tce',GeomFromText('LINESTRING(190131 224148,190871 228134)',2000)); (5,'Phil Tce',GeomFromText('LINESTRING(190131 224148,190871 228134)',2000)); (5,'Phil Tce',GeomFromText('LINESTRING(190131 224148,190871 228134)',2000)); (5,'Phil Tce',GeomFromText('LINESTRING(190131 224148,190871 228134)',2000));

INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES INSERT INTO ROADS_GEOM VALUES (6,'Dave Cres',GeomFromText('LINESTRING(198231 263418,198213 268322)',2000)); (6,'Dave Cres',GeomFromText('LINESTRING(198231 263418,198213 268322)',2000)); (6,'Dave Cres',GeomFromText('LINESTRING(198231 263418,198213 268322)',2000)); (6,'Dave Cres',GeomFromText('LINESTRING(198231 263418,198213 268322)',2000)); COMMIT;COMMIT;COMMIT;COMMIT;

Usando o PostGIS 2) Usando o Loader shp2pgsql

Converte um shape file para pgsql.sql Shp2pgsql []

: nome do shape file s/ extenso (inclui shp, shx, dbf) : nome da tabela destino. Por default, a geometria

fica na coluna 'geo_value' : nome do BDGeo destino


: nome do BDGeo destino [] : opes de configurao

PrincipaisPrincipaisPrincipaisPrincipais: (-a || -c || -d || -p mutuamente exclusivas), -D. -a : anexa dados a uma tabela existente -c : cria uma tabela e insere os dados (modo padro) -d : apaga a tabela antes de criar outra -p : l o esquema do shape file para criar uma tabela -D : permite fazer dump de grandes volumes de dados. Usa COPY

no lugar de INSERT INTO).

Usando o PostGIS 2) Usando o Loader shp2pgsql Cont.

Exemplo com arquivo intermedirio: Abrir um terminal (cmd) e executar: set PATH=%PATH%;p:\postgresql\pgsql\bin Shp2pgsql -c C:\ESRI\AV_GIS30\AVTUTOR\ARCVIEW\qstart\world94

world94 g082if695_vct > world94.sql


dir psql -h postgres.cin.ufpe.br -d g082if695_vct -U g082if695_vct -f

world94.sql -W -d: nome do BD -f: nome do arquivo -U: nome do usurio -h: nome do host

Usando o PostGIS 2) Usando o Loader shp2pgsql Cont.

Exemplo sem arquivo intermedirio: shp2pgsql -c C:\ESRI\AV_GIS30\AVTUTOR\ARCVIEW\qstart\mexico

mexico teste | psql -d teste -U postgres -h g1c10

shp2pgsql -c C:\ESRI\AV_GIS30\AVTUTOR\ARCVIEW\qstart\canadacanada teste | psql -d teste -U postgres -h g1c10


canada teste | psql -d teste -U postgres -h g1c10

Usando o PostGIS Consultas simples a ObjetosGeo Forma bsica

SELECT id, AsText(geom) AS geom, name FROM ROADS_GEOM; Operadores teis

&&: Informa se o MBR de uma geometria intersecta o MBR de outra


&&: Informa se o MBR de uma geometria intersecta o MBR de outra ~= : Testa se duas geometrias so geometricamente idnticas = : Testa se os MBR de duas geometrias so idnticos Exemplo:

SELECT ID, NAMEFROM ROADS_GEOMWHERE GEOM = GeomFromText('LINESTRING(191232

243118,191108 243242)',2000);

Usando o PostGIS Consultas simples a ObjetosGeo Exemplo (cont):

SELECT ID, NAMEFROM ROADS_GEOMWHERE GEOM ~= GeomFromText('LINESTRING(191232


WHERE GEOM ~= GeomFromText('LINESTRING(191232243118,191108 243242)',2000);

SELECT ID, NAMEFROM ROADS_GEOMWHERE GEOM && GeomFromText('POLYGON((191232

243117,191232 243119,191234 243117,191232 243117))',-1);

Usando o PostGIS Exportando dados para Shape File

pgsql2shp Converte uma tabelaGeo do PostgreSQL para shape file ESRI

pgsql2shp [] nome do BDGeo origem nome da tabela origem


[] opes de configurao ----dddd:::: definedefinedefinedefine oooo arquivoarquivoarquivoarquivo dumpdumpdumpdump paraparaparapara 3333DDDD (padro(padro(padro(padro ==== 2222D)D)D)D) ----ffff :::: nomenomenomenome dodododo shapeshapeshapeshape filefilefilefile (padro(padro(padro(padro ==== nomenomenomenome dadadada tabela)tabela)tabela)tabela).... ----hhhh :::: hosthosthosthost ondeondeondeonde estestestest oooo bancobancobancobanco dededede dadosdadosdadosdados (padro(padro(padro(padro =localhost)=localhost)=localhost)=localhost).... ----pppp :::: portaportaportaporta dededede conexoconexoconexoconexo (padro(padro(padro(padro ==== 5432543254325432)))).... ----PPPP :::: especificaespecificaespecificaespecifica aaaa senhasenhasenhasenha.... ----uuuu :::: especificaespecificaespecificaespecifica oooo usuriousuriousuriousurio.... ----gggg especificaespecificaespecificaespecifica aaaa colunaGeocolunaGeocolunaGeocolunaGeo aaaa serserserser exportadaexportadaexportadaexportada....

Usando o PostGIS Exportando dados para Shape File (Cont.) pgsql2shp

Exemplos: pgsql2shp -u postgres -P postgres teste world94


pgsql2shp -f World94Exp -u postgres -P postgres teste world94

pgsql2shp -f World94Exp -h localhost -p 5432 -u postgres -Ppostgres teste world94

Usando o PostGIS Usando ndices Geogrficos Melhor opo: usar uma R-Tree implementada no topo do

mecanismo GiST (Generalized Search Tree). A implementao nativa da R-Tree do PostgreSQL no to robusta

quanto a implementao feita pelo mecanismo GiST


quanto a implementao feita pelo mecanismo GiST Desde a verso 0.6 do PostgreSQL no recomenda-se a sua R-Tree

Consultas convencionais em tabelas geogrficas no usufruem do mecanismo GiST

Usando o PostGIS Usando ndices Geogrficos (esquema R-Tree)


Usando o PostGIS Usando ndices Geogrficos Sintaxe:

CREATE INDEX [indexname] ON [tablename]USING GIST ( [geometryfield] GIST_GEOMETRY_OPS );

Exemplo:


Exemplo:CREATE INDEX world94_idx ON world94USING GIST (the_geom GIST_GEOMETRY_OPS);

Depois de criar os ndices boa prtica executar:VACUUM ANALYZE [table_name] [column_name]

para liberar tuplas obsoletas/excludas

Usando o PostGIS possvel usufruir do GiST na consulta abaixo? Selecione as casas que estejam a menos de 1000 metros do

ponto (100000, 200000):

SELECT geometria


SELECT geometriaFROM casasWHERE distance(geometria,

GeometryFromText(POINT(100000, 200000), -1)) < 1000;

Usando o PostGIS possvel usufruir do GiST na consulta abaixo? Selecione as padarias que estejam a menos de 1000 metros

do ponto (100000, 200000):SELECT geometriaFROM padarias


FROM padariasWHERE distance(geometria,

GeometryFromText( POINT(100000, 200000), -1)) < 1000;Esta consulta ser lenta se a tabela for grande!

Somente consultas com operadores que usam MBR(ex: &&) tiram vantagem do ndice espacial.

Funes como distncia no usufruem do ndice.

Usando o PostGIS Pode-se usufruir do ndice usando uma janela

de consulta (query box)SELECT geometriaFROM padariasWHERE geometria &&


WHERE geometria &&BOX3D(99000 199000, 101000 201000)::box3dAND distance(geometria,

GeometryFromText(POINT(100000, 200000), -1)) < 1000;

Note que a janela de consulta (BOX3D + &&) forma um quadrado centralizado sobre o ponto original

Usando o PostGIS

Principais funes de relacionamento espacial Distance(geometry, geometry) Equals(geometry, geometry) Disjoint(geometry, geometry) Intersects(geometry, geometry)


Intersects(geometry, geometry) Touches(geometry, geometry) Crosses(geometry, geometry) Within(geometry, geometry) Overlaps(geometry, geometry) Contains(geometry, geometry)

Usando o PostGIS Principais funes de processamento geomtrico

Centroid(geometry) Area(geometry) Length(geometry) PointOnSurface(geometry) Boundary(geometry)


Boundary(geometry) Buffer(geometry, double, [integer]) Intersection(geometry, geometry) Difference(geometry, geometry) GeomUnion(geometry, geometry)

Usando o PostGIS

Existem muitas outras funes!


funes!Consultar tpico 6 (PostGIS

Reference) do manual PostGis.

Usando o PostGIS Exemplos de consultas espaciais Qual o comprimento total de todas as estradas? (em km)

SELECT sum ( length ( the_geom ) ) / 1000 AS km_roadsFROM bc_roads;


Qual a rea da cidade de RECIFE? (em hectares)SELECT area ( the_geom ) / 10000 AS hectaresFROM bc_municipalityWHERE name = RECIFE ;

Usando o PostGIS Exemplos de consultas espaciais Qual o maior municpio por rea? (em hectares)

SELECT name, area (the_geom ) / 10000 AS hectaresFROM bc_municipalityORDER BY hectares DESCLIMIT 1 ;


LIMIT 1 ;

Qual o tamanho das estradas contidas em cada municpio?SELECT m.name, sum ( length ( r. the_geom ) ) / 1000 as roads_km

FROM bc_roads AS r , bc_municipality AS mWHERE r.the_geom && m.the_geomAND contains(m.the_geom , r.the_geom)GROUP BY m.nameORDER BY roads_km ;

Usando o PostGIS Exemplos de consultas espaciais Crie uma tabela com todas as estradas de Recife?CREATE TABLE pg_roads as

SELECT intersection (r.the_geom, m.the_geom) ASintersection_geom, length ( r.the_geom ) AS rd_orig_length , r.*


intersection_geom, length ( r.the_geom ) AS rd_orig_length , r.*FROM bc_roads AS r, bc_municipality AS mWHERE r.the_geom && m.the_geomAND intersects ( r.the_geom, m.the_geom )AND m.name = 'RECIFE ;

Usando o PostGIS Exemplos de consultas espaciais Qual o tamanho (em km), da Av. Caxang em Recife?

SELECT sum ( length ( r.the_geom ) ) / 1000 AS kilometersFROM bc_roads r, bc_municipality m


FROM bc_roads r, bc_municipality mWHERE r.the_geom && m.the_geomAND r.name = Caxang 'AND m.name = RECIFE ;

Usando o PostGIS Exemplos de consultas espaciais com otimizao Listar o ID das regies vizinhas regio 1234.

SELECT r2.geo_idFROM regiao r1, regiao r2WHERE touchestouchestouchestouches (r1.the_geom, r2.the_geom)AND ( r2.geo_id '1234 )


AND ( r2.geo_id '1234 )AND ( r1.geo_id = '1234 )

SELECT r2.geo_idFROM regiao r1, regiao r2WHERE touchestouchestouchestouches ( r1.the_geom, r2.the_geom )ANDANDANDAND (r(r(r(r1111....the_geomthe_geomthe_geomthe_geom &&&&&&&& rrrr2222....the_geom)the_geom)the_geom)the_geom) otimizandootimizandootimizandootimizandoAND ( r2.geo_id '1234 )AND ( r1.geo_id = '1234 )

Usando o PostGIS

Exemplos de consultas espaciais com otimizao Listar o nmero de homicdios ocorridos em Pernambuco.

SELECT COUNT(*)FROM homicidios h, estados eWHERE contains (e.the_geom, h.the_geom)AND e.nome = 'PERNAMBUCO';


AND e.nome = 'PERNAMBUCO';SELECT COUNT(*)FROM homicidios h, estados eWHERE contains (e.the_geom, h.the_geom)ANDANDANDAND (((( eeee....the_geomthe_geomthe_geomthe_geom &&&&&&&& hhhh....the_geomthe_geomthe_geomthe_geom )))) otimizandootimizandootimizandootimizandoAND e.nome = PERNAMBUCO ;

Aula Prtica

CIn/UFPE PostGis Valria Times 38/80

PostGIS Exerccio Criar uma tabela chamada exemplo_lotes para

armazenar informaes a respeito dos lotes abaixo:y

9

11

13


x1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

1

3

5

7

9

L1

L2

L4L3 L5

PostGIS Exerccio Criar uma tabela chamada exemplo_quadras para

armazenar informaes a respeito das quadras abaixo:y

9

11

13


x1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

1

3

5

7

9

Q1

Q2

PostGIS Exerccio Responda: Quais os lotes vizinhos ao lote L4?

Quantos lotes esto dentro da quadra Q1?

Uma pessoa resolveu comprar todos os lotes da quadra


Uma pessoa resolveu comprar todos os lotes da quadra Q1. Criar uma nova geometria L6 que represente toda a rea dos lotes originais.

Criar uma nica tabela para armazenar os lotes e as quadras (exemplo_quadras_lotes). Esta tabela, alm do identificador, possui o tipo do objeto e as geometrias. Mas, estas ltimas no podem ter sobreposio (a rea da quadra no deve sobrepor a do lote ?!!).

Projeto de Disciplina

CIn/UFPE PostGis Valria Times 42/80

Roteiro para Projeto BD Geo Criar Minimundo, modelo conceitual e esquema

lgico com tabelas espaciais Implementar as tabelas no PostGIS, fazendo uso

do comando de carga shp2pgsql Implementar as principais consultas de

verificao de relacionamentos espaciais e de


verificao de relacionamentos espaciais e de processamento geomtrico fazendo uso das operaes espaciais do PostGIS

Testar e colocar o sistema em funcionamento, fazendo uso de um servidor de mapas para visualizao dos resultados (JUMP, TerraView, GeoClient, Mapserver,Thuban, GRASS, QGIS)

Data da Entrega: 31 / 10 / 09

Roteiro para Nota Mxima Descrio de Minimundo Modelagem Conceitual Esquema Relacional Implementar as seguintes consultas de

verificao de relacionamentos espaciais: Distance ( geometry, geometry ) Equals ( geometry, geometry )

corretos


Equals ( geometry, geometry ) Disjoint ( geometry, geometry ) Intersects ( geometry, geometry ) Touches ( geometry, geometry ) Crosses ( geometry, geometry ) Within ( geometry, geometry ) Overlaps ( geometry, geometry ) Contains ( geometry, geometry ) Intersects ( geometry, geometry )

Roteiro para Nota Mxima Implementar as seguintes consultas de

processamento geomtrico: Centroid (geometry) Area (geometry) Length (geometry) PointOnSurface (geometry) Boundary (geometry)


Boundary (geometry) Buffer (geometry, double, [integer]) Intersection (geometry, geometry) Difference (geometry, geometry) GeomUnion (geometry, geometry)

Defesa do projeto com qualidade e segurana

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