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PostGIS Einführung, Astrid Emde PG.Conf.DE 2011 Oberhausen PostGIS die PostgreSQL Erweiterung zur Geodatenhaltung Astrid Emde

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PostGIS Einführung, Astrid Emde  PG.Conf.DE 2011 Oberhausen 

PostGISdie PostgreSQL Erweiterung zur 

Geodatenhaltung

Astrid Emde

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PostGIS Einführung, Astrid Emde  PG.Conf.DE 2011 Oberhausen  2 /59

                           , Bonn

Projektumsetzung im Bereich WebGIS

Projekte mit PostgreSQL/PostGIS, MapServer, GeoServer, Quantum GIS

Aktiv in OSGeo und FOSSGIS e.V.

Astrid Emde

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Was ist PostGIS?

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Was ist PostGIS ?

PostGIS ist ein räumlicher Aufsatz zur Speicherung und Verwaltung von Geodaten in PostgreSQL

konform mit der OGC Simple Feature Spezifikation für SQL (SFSQL)

Orientierung an der ISO Spezifikation SQL/MM Teil 3

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Was ist PostGIS?

Erweitert um PostGIS­eigene Funktionen

Programmierung in C++, PL/pgSQL

nutzt GEOS, Proj4, GDAL, LibXML2

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Vorteile der Geodatenhaltung in 

der Datenbank

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Vorteile

Geometrie und Sachdaten können in einer Tabelle abgelegt werden

Alles in einem System

Berechnungen direkt in der Datenbank über PostGIS Funktionen ­ GIS wird nicht benötigt

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Die ersten Schritte

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Installation

● PostgreSQL, GEOS, PROJ4

tar xvzf postgis­1.5.3.tar.gz

cd postgis­1.5.3

./configure

make

make install

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Installation

apt­get install postgresql postgresql­client postgresql­contrib pgadmin3

apt­get install postgresql­8.4­postgis

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Installation unter Windows

PostgreSQL Stack­Builder

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PostGIS Datenbank 

prozedurale Sprache PL/pgSQL

PostGIS Funktionen

Metadatentabelle geometry_columns

Tabelle mit Projektionsangaben spatial_ref_sys

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PostGIS Datenbank anlegen

createdb ­U postgres postgis_template

createlang ­U postgres plpgsql postgis_template

psql ­U postgres geodatabase ­f /usr/share/postgresql/8.4/contrib/postgis­1.5/postgis.sql

psql ­U postgres geodatabase ­f /usr/share/postgresql/8.4/contrib/postgis­1.5/spatial_ref_sys.sql

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PostGIS Template verwenden

createdb ­U postgres 

­T postgis_template 

geodatabase

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PostGIS Funktionen

> 300 Funktionen

C++ oder PL/pgSQL

OGC Simple Feature for SQL Standard (SFSQL)

SQL/MM Standard Teil 3

PostGIS­eigene Funktionen

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Tabelle geometry_columns

Metadaten zu den Geometriespalten

GeometrietypProjektionssystemDimension

Ab 2.0 als View 

Ab 2.0 als View 

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Tabelle spatial_ref_sys

> 3000 EPSG Codes

Umrechnungsparameter für Transformation

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Geometrietypen

POINT, LINESTRING, POLYGON

MULTIPOINT, MULTILINESTRING, MULTIPOLYGON

GEOMETRYCOLLECTION

CIRCULARSTRING, COMPOUNDCURVE, CURVEPOLYGON, MULTICURVE, MULTISURFACE

GEOGRAPHY (ab 1.5)

ab 2.0: TIN, POLYHEDRALSURFACE, TRIANGLE

Ab 2.0: Raster

Ab 2.0: TopoGeometry

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WKT RepräsentationPOINT(0 0)          POINT(0 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))

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

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Die erste Tabelle

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Tabelle mit Punktobjekten

CREATE TABLE poi (gid serial, name varchar);

SELECT AddGeometryColumn('public' , 'poi' , 'the_geom' , 31466 , 'POINT' , 2);

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ST_GeomFromText

INSERT INTO poi (name , the_geom) 

VALUES ('Rathaus' , ST_GeomFromText('POINT(2568793 5631376)',

   31466)

);

OGC SFSQL / SQL/MM

OGC SFSQL / SQL/MM

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ST_MakePoint

INSERT INTO poi (name , the_geom) 

VALUES ( 'Schule', ST_SetSRID( ST_MakePOINT(2568833.6,5631230.1), 31466

 ));

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ST_POINT

INSERT INTO poi (name , the_geom) 

VALUES ('Museum',

 ST_SetSRID( ST_POINT(2569104.4 , 5631326.4), 31466

 ));

SQL/MM

SQL/MM

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WKB und WKTWKB – Well Known Binary

WKT – Well Known Text

SELECT the_geom, astext(the_geom) from poi limit 1;

the_geom  

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

0101000020EA7A0000000000802C99434100000000647B5541

astext   

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

POINT(2568793 5631376)

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ST_AsEWKTSELECT ST_AsText(the_geom), ST_AsEWKT(the_geom) FROM poi limit 1;

st_astext

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­  

POINT(2568793 5631376)

st_asewkt  

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­SRID=31466;POINT(2568793 5631376)

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LINESTRINGCREATE TABLE leitung (gid serial, name varchar);

SELECT AddGeometryColumn( 'public' , 'leitung' , 'the_geom' , 31466 , 'LINESTRING' , 2);

INSERT INTO leitung (name , the_geom) VALUES ('Wasserleitung', GeometryFromText('LINESTRING(2568996.2 5631464 , 2568849 5631296)', 31466));

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Länge ermitteln mit ST_LengthSELECT name , 

 ST_Length(the_geom)  FROM leitung;

     name      |    st_length     

­­­­­­­­­­­­­­­+­­­­­­­­­­­­­­­­­­

 Wasserleitung | 223.364813701834

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Datenvisualisierung

Quantum GIS

GvSIG

uDig

Jump

SAGA

Spatial Commander

UMN MapServer

GeoServer

Deegree

MapInfo 10+

AutoCAD

ArcGIS über SDE

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QGIS PostGIS Feature

Visualisierung

Abfragen über den Abfragemanager

Import von Shape nach PostgreSQL über Plugin Spit oder PostGIS Manager

Digitalisierung

Offline Digitalisierung

3D Visualisierung über Plugin

PostGIS Raster Plugin

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Datenimport

shp2pgsql

shp2pgsql­gui

ogr2ogr (GDAL)

Quantum GIS Spit Plugin

osm2pgsql, osmosis, Imposm

FME

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shp2pgsql

shp2pgsql ­I ­s 4326 ­W LATIN1 countries.shp laender > laender.sql

­I Erstellt einen Geometrie­Index

­s <epsgcode>SRID wird gesetzt 

­W <encoding>  Encoding

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shp2pgsql­gui

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ogr2ogrogr2ogr ­f PostgreSQL PG:"host=localhost dbname=geodatabase user=postres password=xxx" poi.shp ­nln poi ­a_srs EPSG:31466

ogr2ogr ­­formats 

­f  Ausgabeformat

­nln <tabellenname> gewünschter Tabellename

­a_srs EPSG:4326 Angabe des Referenzsystems

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GIST Index

● Generalized Search Tree● Schnellere räumliche Abfragen● Nutzt BBOX

CREATE INDEX gix_poiON poiUSING GIST ( the_geom  GIST_GEOMETRY_OPS );

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Räumliche Funktionen in PostGIS

Generierung, Analyse, Manipulation via SQL

Mehr als 300 räumliche Funktionen

Operatoren (z.B. &&)

OGC SFSQL (konform ab Version 0.9, 2005)

ISO Spezifikation SQL/MM Teil 3

Eigene PostGIS Funktionen

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Eine Auswahl

ST_EXTENT(geometry)

ST_Touches(geometry,geometry)

ST_Intersects(geometry,geometry)

ST_Overlaps(geometry,geometry)

ST_Union(geometry,geometry)

ST_ExteriorRing(polygon)

ST_Centroid(geometry)

ST_IsValid(geometry)

                             http://postgis.org/documentation/

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Leitungsverlegung benötigt eine 20 m 

breite Baustelle

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Puffern mit ST_Buffer

Create View st_buffer_10 AS   SELECT oid, gid,   ST_Buffer(the_geom, 10)    AS the_geom  FROM leitung;

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ST_Buffer mit endcap=flatCreate View st_buffer_10 AS    SELECT oid, gid,    ST_Buffer(the_geom,              10 ,              'endcap=flat')              AS the_geom   FROM leitung;

endcap – round (default),    

         square oder flat

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Wie groß ist die Fläche?

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Fläche berechnen mit ST_AreaSELECT ST_Area(    ST_Buffer(the_geom,              10 ,              'endcap=flat')

) AS flaeche   FROM leitung;

     flaeche      

­­­­­­­­­­­­­­­­­­

 4467.29627418518

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Welche Flurstücke sind betroffen?

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ST_Intersect

SELECT flurstueckskennzeichen FROM ax_flurstueck, leitung WHERE ST_Intersects(  ST_Buffer(the_geom,10 ,'endcap=flat'),   wkb_geometry);

FEHLER

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FEHLER:  Operation on two geometries with different SRIDs

KONTEXT:  SQL­Funktion »st_intersects« Anweisung 1

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ST_SRID

SELECT ST_SRID(wkb_geometry) from ax_flurstueck limit 1;

 st_srid 

­­­­­­­­­

   25832

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ST_Transform

SELECT flurstueckskennzeichen FROM ax_flurstueck, leitung WHERE  ST_Intersects(  ST_Buffer( ST_Transform(the_geom,25832)

  ,10 ,'endcap=flat'), 

  wkb_geometry);

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Ergebnis der Verschneidung

?Transformationsparameter 

prüfen!

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flurstueckskennzeichen ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ 05469701600171______ 05469701600186______ 05469901701661______ 05469901703924______ 05469901701658______ 05469901704653______ 05469901701660______ 05469901701659______ 05469901701663______ 05469901701662______ 05469701600199______ 05469701600189______ 05469700700359______ 05469701600241______ 05469701600242______ 05469901701664______ 05469901701666______ …(42 Zeilen)

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ST_DistanceSELECT p.name, ST_Distance(p.the_geom, ST_Buffer(l.the_geom, 10 ,'endcap=flat')) AS entfernung FROM poi p, leitung l;

  name   |    entfernung    

­­­­­­­­­+­­­­­­­­­­­­­­­­­­

 Rathaus | 84.8403629422498

 Schule  | 63.5849795875077

 Museum  |  162.06076177808

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Auf geht's!

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PostGIS Dokumentation

sehr gute und ausführliche Dokumentation mit SQL­Beispielen und Grafiken

HTML oder PDF­Version

http://postgis.org/documentation/

PostGIS Wiki (Tutorials, Präsentationen, Videos)

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PostGIS in Action

http://www.manning.com/obe/

Regina O. Obe und Leo S. Hsu

Vorwort Paul Ramsey

April 2011, 520 Seiten

ISBN 9781935182269

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PostGIS auf 

http://live.osgeo.org

GIS Software Kollektion

> 40 GeoSpatial Open Source Anwendungen 

Beispieldaten

Dokumentationen

basiert auf Xubuntu

bootfähige DVD, USB­Stick oder virtuelle Maschine 

iso zum Download unter http://live.osgeo.org/de/download.html

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Vielen Dank !

Astrid Emde

                           , Bonn

[email protected]

Fragen?

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