PostGIS面试题及详细答案120道之 （011-020 ）

《前后端面试题》专栏集合了前后端各个知识模块的面试题，包括html，javascript，css，vue，react，java，Openlayers，leaflet，cesium，mapboxGL，threejs，nodejs，mangoDB，MySQL，Linux… 。

前后端面试题-专栏总目录

一、本文面试题目录

11. PostGIS中geometry和geography数据类型的区别是什么？

• 原理说明：
  • geometry：基于平面坐标系，使用欧几里得几何计算距离、面积等，适合小范围（如城市）数据，计算效率高。
  • geography：基于地球椭球体，使用球面几何计算，适合全球范围数据，结果更精确，但计算开销大。
• 主要区别：

  对比项	geometry	geography
  坐标系统	平面坐标系（如UTM）	地理坐标系（经纬度）
  距离单位	取决于投影单位（如米）	默认为米
  计算精度	小范围精确，大范围有误差	全球范围精确
  空间函数支持	更丰富（如ST_Buffer）	部分函数受限（需ST_DWithin等）

• 示例代码：创建不同类型的表

-- geometry类型（需指定投影SRID）
CREATE TABLE cities_geom (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),geom GEOMETRY(Point, 3857) -- Web Mercator投影
);-- geography类型（默认SRID=4326）
CREATE TABLE cities_geog (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),geog GEOGRAPHY(Point)
);

12. 如何在PostgreSQL表中定义一个存储点坐标的列？

• 原理说明：在PostgreSQL中结合PostGIS扩展，可通过GEOMETRY或GEOGRAPHY类型定义点坐标列，需指定SRID以明确坐标系统。
• 实现步骤：
  1. 启用PostGIS扩展（若未启用）：CREATE EXTENSION postgis;
  2. 创建表时定义点类型列，语法为GEOMETRY(Point, SRID)或GEOGRAPHY(Point)。
• 示例代码：

-- 使用geometry类型（投影坐标，如UTM）
CREATE TABLE places (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),location GEOMETRY(Point, 32650) -- UTM Zone 50N
);-- 使用geography类型（经纬度坐标）
CREATE TABLE landmarks (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),location GEOGRAPHY(Point) -- 默认SRID=4326
);

13. 若要存储一条河流的路径，应使用哪种PostGIS数据类型？

• 原理说明：河流路径是由一系列连续点组成的线要素，需使用线类型存储。
• 适用数据类型：
  • LineString：适合简单连续河流。
  • MultiLineString：适合分段或不连续的河流水系（如季节性河流）。
• 示例代码：

-- 存储单一河流（LineString）
CREATE TABLE rivers (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),path GEOMETRY(LineString, 4326)
);-- 插入长江主干线路径示例
INSERT INTO rivers (name, path)
VALUES ('Yangtze River',ST_GeomFromText('LINESTRING(114.3 30.5, 115.2 29.8, 116.5 28.6)', 4326)
);-- 存储复杂河网（MultiLineString）
CREATE TABLE river_network (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),segments GEOMETRY(MultiLineString, 4326)
);

14. 怎样存储一个城市的行政区域边界数据？

• 原理说明：城市行政区域边界是闭合的多边形，需使用面类型存储，复杂边界可能需使用MultiPolygon。
• 适用数据类型：
  • Polygon：适合简单单部分区域（无孔洞）。
  • MultiPolygon：适合多部分区域（如包含飞地）或有孔洞的区域。
• 示例代码：

-- 存储简单城市边界（无孔洞）
CREATE TABLE cities (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),boundary GEOMETRY(Polygon, 4326)
);-- 插入北京市边界示例（简化）
INSERT INTO cities (name, boundary)
VALUES ('Beijing',ST_GeomFromText('POLYGON((115.4 39.4, 117.6 39.4, 117.6 41.0, 115.4 41.0, 115.4 39.4))', 4326)
);-- 存储含孔洞的区域（如湖泊）
CREATE TABLE cities_with_lakes (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),boundary GEOMETRY(Polygon, 4326)
);-- 插入含湖泊的城市边界
INSERT INTO cities_with_lakes (name, boundary)
VALUES ('City with Lake',ST_GeomFromText('POLYGON((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0), (3 3, 3 7, 7 7, 7 3, 3 3))', 4326)
);

15. PostGIS是否支持对栅格数据的存储，若支持，如何操作？

• 原理说明：PostGIS从2.0版本开始支持栅格数据类型（raster），可存储遥感影像、DEM等栅格数据。
• 操作步骤：
  1. 启用PostGIS栅格扩展：CREATE EXTENSION postgis_raster;
  2. 创建包含raster类型的表。
  3. 使用ST_AsRaster或外部工具（如raster2pgsql）导入栅格数据。
• 示例代码：

-- 创建栅格数据表
CREATE TABLE satellite_images (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),acquisition_date DATE,rast RASTER
);-- 从文件导入栅格数据（需使用raster2pgsql工具）
-- 命令行示例：
-- raster2pgsql -s 4326 -I -C -M /path/to/image.tif public.satellite_images | psql -d your_database

16. 如何将WKT（Well - Known Text）格式的数据转换为PostGIS中的空间数据类型？

• 原理说明：WKT是一种文本标记语言，用于表示几何对象。PostGIS提供函数将WKT转换为内部空间数据类型。
• 核心函数：
  • ST_GeomFromText(wkt, srid)：将WKT转换为geometry类型。
  • ST_GeogFromText(wkt)：将WKT转换为geography类型（默认SRID=4326）。
• 示例代码：

-- WKT转geometry（点）
SELECT ST_GeomFromText('POINT(116.4 39.9)', 4326);-- WKT转geometry（线）
SELECT ST_GeomFromText('LINESTRING(116.3 39.8, 116.5 39.9)', 4326);-- WKT转geography（面）
SELECT ST_GeogFromText('POLYGON((116.3 39.8, 116.5 39.8, 116.5 40.0, 116.3 40.0, 116.3 39.8))');-- 插入WKT数据到表
INSERT INTO points (name, geom)
VALUES ('Beijing', ST_GeomFromText('POINT(116.4 39.9)', 4326));

17. 什么是GML（地理标记语言），PostGIS与GML有什么关联？

• 原理说明：
  • GML：是一种基于XML的地理空间数据编码标准，由OGC制定，用于描述地理要素的几何和属性。
  • PostGIS关联：PostGIS提供函数支持GML与内部空间类型的相互转换，实现与其他GIS系统的数据交换。
• 核心函数：
  • ST_GeomFromGML(gml)：将GML字符串转换为geometry。
  • ST_AsGML(version, geom)：将geometry转换为GML字符串（支持GML 2/3版本）。
• 示例代码：

-- GML转geometry
SELECT ST_GeomFromGML('<gml:Point srsName="EPSG:4326"><gml:pos>116.4 39.9</gml:pos></gml:Point>'
);-- geometry转GML
SELECT ST_AsGML(3,  -- GML版本3ST_GeomFromText('POINT(116.4 39.9)', 4326)
);

18. 能否将JSON格式的空间数据导入PostGIS，若可以，如何操作？

• 原理说明：PostGIS支持GeoJSON（符合RFC 7946标准的空间JSON格式），可通过函数直接转换为内部空间类型。
• 操作方法：
  • ST_GeomFromGeoJSON(json)：将GeoJSON字符串转换为geometry。
  • ST_AsGeoJSON(geom)：将geometry转换为GeoJSON字符串。
• 示例代码：

-- JSON转geometry
SELECT ST_GeomFromGeoJSON('{"type":"Point","coordinates":[116.4,39.9]}'
);-- 从JSONB字段提取几何
CREATE TABLE places_json (id SERIAL PRIMARY KEY,data JSONB
);INSERT INTO places_json (data)
VALUES ('{"name":"Beijing","location":{"type":"Point","coordinates":[116.4,39.9]}}');-- 查询时转换为geometry
SELECT data->>'name' AS name,ST_GeomFromGeoJSON(data->'location') AS geom
FROM places_json;

19. 在PostGIS中，如何存储和管理3D空间数据？

• 原理说明：PostGIS支持存储带Z值（高程）或M值（测量值）的3D几何类型，通过扩展的函数进行管理。
• 数据类型：
  • POINTZ：带高程的点（x,y,z）。
  • LINESTRINGZ：带高程的线。
  • POLYGONZ：带高程的面。
• 核心函数：
  • ST_3DLength：计算3D线长度。
  • ST_3DDistance：计算3D点距离。
  • ST_Force3D：将2D几何转换为3D。
• 示例代码：

-- 创建3D点表
CREATE TABLE buildings (id SERIAL PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),geom GEOMETRY(PointZ, 4326)
);-- 插入3D点（高度100米）
INSERT INTO buildings (name, geom)
VALUES ('Skyscraper',ST_GeomFromText('POINTZ(116.4 39.9 100)', 4326)
);-- 计算3D距离
SELECT ST_3DDistance(ST_GeomFromText('POINTZ(0 0 0)', 4326),ST_GeomFromText('POINTZ(0 0 10)', 4326)
); -- 结果为10（仅Z轴差异）

20. 简述PostGIS中空间数据的存储结构原理。

• 原理说明：PostGIS基于PostgreSQL的存储架构，通过扩展实现空间数据的高效存储。
• 核心机制：
  1. 几何存储：
     • 空间数据以二进制形式存储（使用WKB格式）。
     • 几何对象包含边界框（MBR）信息，加速空间查询过滤。
  2. 空间索引：
     • 使用GIST（Generalized Search Tree）索引，适合多维数据。
     • 索引基于R树结构，将空间划分为矩形区域。
  3. 分区存储：
     • 支持按空间范围分区（如按经纬度网格），提升大尺度数据查询效率。
  4. 元数据管理：
     • geometry_columns表记录所有几何列的元数据（表名、列名、SRID等）。
     • spatial_ref_sys表存储空间参考系统定义。
• 示例代码：查看空间索引和元数据

-- 创建空间索引
CREATE INDEX idx_buildings_geom ON buildings USING GIST(geom);-- 查看几何列元数据
SELECT * FROM geometry_columns WHERE f_table_name = 'buildings';-- 查看空间参考系统
SELECT * FROM spatial_ref_sys WHERE srid = 4326;