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PostGIS ajoute le support d'objets géographique à la base de données PostgreSQL. En effet, PostGIS "spatialise" le serverur PostgreSQL, ce qui permet de l'utiliser comme une base de données SIG.

Maintenu à jour, en fonction de nos disponibilités et des diverses sorties des outils que nous testons, nous vous proposons l'ensemble de nos travaux publiés en langue française.

source: trunk/workshop-foss4g/geometries.rst @ 78

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Partie 8 : Les géometries

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Title underline too short.

Partie 8 : Les géometries
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Introduction

Dans :ref:`une partie précédente<loading_data>` nous avons chargé différentes données. Avant de commencer à jouer avec, commençons par regarder quelques exemples simples. Depuis pgAdmin, choisissez de nouveau la base de donnée nyc et ouvrez l'outil de requêtage SQL. Copiez cette exemple de code SQL (aprÚs avoir supprimé le contenu présent par défaut si nécessaire) puis exécutez-le.

System Message: ERROR/3 (<string>, line 9); backlink

Unknown interpreted text role "ref".
CREATE TABLE geometries (name varchar, geom geometry);
INSERT INTO geometries VALUES
  ('Point', 'POINT(0 0)'),
  ('Linestring', 'LINESTRING(0 0, 1 1, 2 1, 2 2)'),
  ('Polygon', 'POLYGON((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0))'),
  ('PolygonWithHole', 'POLYGON((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0),(1 1, 1 2, 2 2, 2 1, 1 1))'),
  ('Collection', 'GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 0),POLYGON((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0)))');
SELECT Populate_Geometry_Columns();
SELECT name, ST_AsText(geom) FROM geometries;
./geometries/start01.png

L'exemple ci-dessus créé une table (geometries) puis y insÚre cinq géométries : un point, une ligne, un polygone, un polygone avec un trou, et une collection. Les lignes insérées sont sélectionnées et affichées dans le tableau de sortie.

Les tables de métadonnées

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Title underline too short.

Les tables de métadonnées
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Dans le respect de la spécification Simple Features for SQL (:term:`SFSQL`), PostGIS fournit deux tables pour récupérer et s'informer sur les types de géométries disponibles dans une base de données spécifique.

System Message: ERROR/3 (<string>, line 33); backlink

Unknown interpreted text role "term".
  • La premiÚre table, spatial_ref_sys, définit tous les systÚmes de projection connus de la base de données et sera décrite plus en détails plus tard.
  • La seconde table, geometry_columns, fournit une liste de toutes les "entités" (définit comme un objet avec un attribut géométrique) et les détails de base relatives à ces entités.
./geometries/table01.png

Dans l'exemple fournit en introduction, la fonction :command:`Populate_Geometry_Columns()` détecte toutes les colonnes de la base de données qui contiennent des géométries et met à jour la table geometry_columns pour y inclure leurs références.

System Message: ERROR/3 (<string>, line 40); backlink

Unknown interpreted text role "command".

Regardons maintenant la table geometry_columns de notre base de données. Copiez cette commande dans la fenêtre de requêtage :

SELECT * FROM geometry_columns;
./geometries/start08.png
  • f_table_catalog, f_table_schema, et f_table_name fournissent le nom complet de la table contenant une géométrie donnée. Étant donné que PostgreSQL n'utilise pas de catalogues, f_table_catalog est toujours vide.
  • f_geometry_column est le nom de la colonne qui contient la géométrie -- pour les tables ayant plusieurs colonnes géométriques, il y a un enregistrement dans cette table pour chacune.
  • coord_dimension et srid définissent respectivement la dimension de la géométrie (en 2-, 3- or 4-dimensions) et le systÚme de référence spatiale qui fait référence à la table spatial_ref_sys.
  • La colonne type définit le type de géométrie comme décrit plus tÃŽt, nous avons déjà vu les points et les lignes.

En interrogeant cette table, les clients SIG et les libraires peuvent déterminer quoi attendre lors de la récupération des données et peuvent réaliser les opération de reprojection, transformation ou rendu sans avoir à inspecter chaque géométrie.

Réprésenter des objets du monde réel

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Réprésenter des objets du monde réel
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La spécification Simple Features for SQL (:term:`SFSQL`), le standard ayant guidé le développement de PostGIS, définit comment les objets du monde réel doivent être représentés. En considérant une forme continue à une seule résolution fixe, nous obtenons une piÚtre représentation des objets. SFSQL considÚre uniquement les représentations en 2 dimensions. PostGIS a étendu cela en ajoutant les représentation en 3 et 4 dimensions. Plus récemment, la spécification SQL-Multimedia Part 3 (:term:`SQL/MM`) a officiellement définit sa propre représentation.

System Message: ERROR/3 (<string>, line 61); backlink

Unknown interpreted text role "term".

System Message: ERROR/3 (<string>, line 61); backlink

Unknown interpreted text role "term".

Notre table exemple contient différents types de géométries. Nous pouvons récupérer les informations de chaque objet en utilisant les fonctions qui lisent les métadonnées de la géométrie.

SELECT name, ST_GeometryType(geom), ST_NDims(geom), ST_SRID(geom)
  FROM geometries;

      name       |    st_geometrytype    | st_ndims | st_srid
-----------------+-----------------------+----------+---------
 Point           | ST_Point              |        2 |      -1
 Polygon         | ST_Polygon            |        2 |      -1
 PolygonWithHole | ST_Polygon            |        2 |      -1
 Collection      | ST_GeometryCollection |        2 |      -1
 Linestring      | ST_LineString         |        2 |      -1

Les points

./introduction/points.png

Un point représente une localisation unique sur la Terre. Ce point est représenté par une seule coordonnée (incluant soit 2, 3 ou 4 dimensions). Les points sont utilisés pour représenter des objets lorsque le détail exact du contour n'est pas important à une échelle donnée. Par exemple, les villes sur une carte du monde peuvent être décrites sous la forme de points alors qu'une carte régionale utiliserait une représentation polygonale des villes.

SELECT ST_AsText(geom)
  FROM geometries
  WHERE name = 'Point';

POINT(0 0)

Certaines des fonctions spécifiques pour travailler avec les points sont :

Donc, nous pouvons lire les coordonnées d'un point de la maniÚre suivante :

SELECT ST_X(geom), ST_Y(geom)
  FROM geometries
  WHERE name = 'Point';

La table des stations de métro de la ville de New York (nyc_subway_stations) est un ensemble de données représenté sous la forme de points. La requête SQL suivante renverra la géométrie associée à un point (dans la colonne :command:`ST_AsText`).

System Message: ERROR/3 (<string>, line 117); backlink

Unknown interpreted text role "command".
SELECT name, ST_AsText(the_geom)
  FROM nyc_subway_stations
  LIMIT 1;

Les lignes

./introduction/lines.png

Une ligne est un chemin entre plusieurs points. Elle prend la forme d'un tableau ordonné composé de deux (ou plusieurs) points. Les routes et les riviÚres sont typiquement représentées sous la forme de lignes. Une ligne est dite fermée si elle commence et finit en un même point. Elle est dite simple si elle ne se coupe pas ou ne se touche pas elle-même (sauf à ses extrémités si elle est fermée). Une ligne peut être à la fois fermée et simple.

Le réseau des rues de New York (nyc_streets) a été chargé auparavant. Cet ensemble de données contient les détails comme le nom et le type des rues. Une rue du monde réel pourrait être constituée de plusieurs lignes, chacune représentant une segment de routes avec ses différents attributs.

La requête SQL suivante retourne la géométrie associée à une ligne (dans la colonne :command:`ST_AsText`) :

System Message: ERROR/3 (<string>, line 136); backlink

Unknown interpreted text role "command".
SELECT ST_AsText(geom)
  FROM geometries
  WHERE name = 'Linestring';

LINESTRING(0 0, 1 1, 2 1, 2 2)

Les fonctions spatiales permettant de travailler avec les lignes sont les suivantes :

Donc, la longueur de notre ligne est :

SELECT ST_Length(geom)
  FROM geometries
  WHERE name = 'Linestring';

3.41421356237309

Les polygones

./introduction/polygons.png

Un polygone est représenté comme une zone. Le contour externe du polygone est représenté par une ligne simple et fermée. Les trous sont représentés de la même maniÚre.

Les polygones sont utilisés pour représenter les objets dont les tailles et la forme sont importants. Les limites de villes, les parcs, les bâtiments ou les cours d'eau sont habituellement représentés par des polygones lorsque l'échelle est suffisament élevée pour pouvoir distinguer leurs zones. Les routes et les riviÚres peuvent parfois être représentées comme des polygones.

La requête SQL suivante retournera la géométrie associée à un polygone (dans la colonne :command:`ST_AsText`).

System Message: ERROR/3 (<string>, line 178); backlink

Unknown interpreted text role "command".
SELECT ST_AsText(geom)
  FROM geometries
  WHERE name LIKE 'Polygon%';

Note

PlutÎt que d'utiliser le signe = dans notre clause WHERE, nous avons utilisé l'opérateur LIKE pour pouvoir définir notre comparaison. Vous auriez sans doute voulu utiliser le symbole * pour exprimer "n'importe quelle valeur" mais en SQL vous devez utiliser : % et l'opérateur LIKE pour informer le systÚme que cette comparaison doit être possible.

POLYGON((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0))
POLYGON((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0),(1 1, 1 2, 2 2, 2 1, 1 1))

Le premier polygone a seulement une ligne. Le second a un "trou". La plupart des systÚmes de rendu graphique supportent le concept de "polygone", mais les systÚmes SIG sont les seuls à accepter que les polygones puissent contenir des trous.

./screenshots/polygons.png

Certaines des fonctions spatiales spécifiques de traitement des polygones sont :

Nous pouvons calculer l'aire de nos polygones en utilisant la fonction area :

SELECT name, ST_Area(geom)
  FROM geometries
  WHERE name LIKE 'Polygon%';

Polygon            1
PolygonWithHole    99

Remarquez que le polygone contenant un trou a une aire égale à l'aire du contour externe (un carré de 10 sur 10) moins l'aire du trou (un carré de 1 sur 1).

Les collections

Il y a quatre types de collections, qui regroupent ensemble plusieurs géométries simples.

  • MultiPoint, une collection de points
  • MultiLineString, une collection de lignes
  • MultiPolygon, une collection de polygones
  • GeometryCollection, une collection hétérogÚne de n'importe quelle géométrie (dont d'autre collections)

Les collections sont un concept présents dans les logiciels SIG plus que dans les applications de rendu graphique génériques. Elles sont utiles pour directement modéliser les objets du monde réel comme des objet spatiaux. Par exemple, comment modéliser une parcelle qui a été coupée par un chemin ? Comme un MultiPolygon, ayant une partie de chaque coté du chemin.

./screenshots/collection2.png

Notre collection exemple contient un polygone et un point :

SELECT name, ST_AsText(geom)
  FROM geometries
  WHERE name = 'Collection';

GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 0),POLYGON((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0)))
./screenshots/collection.png

Certaines des fonctions spatiales spécifiques à la manipulation des collections sont :

Entré / Sortie des géométries

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Entré / Sortie des géométries
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Dans la base de données, les géométries sont stockées dans un format utilisé uniquement par le programme PostGIS. Afin que des programmes externes puissent insérer et récupérer les données utiles, elles ont besoin d'être converties dans un format compris par l'application. Heureusement, PostGIS supporte un grand nombre de formats en entrée et en sortie :

La requête SQL suivante montre un exemple de représentation en :term:`WKB` (l'appel à :command:`encode()` est requis pour convertir le format binaire en ASCII pour l'afficher) :

System Message: ERROR/3 (<string>, line 292); backlink

Unknown interpreted text role "term".

System Message: ERROR/3 (<string>, line 292); backlink

Unknown interpreted text role "command".
SELECT encode(
  ST_AsBinary(ST_GeometryFromText('LINESTRING(0 0 0,1 0 0,1 1 2)')),
  'hex');
./geometries/represent-04.png

Dans le reste de ces travaux pratiques, nous utiliserons principalement le format WKT pour que vous puissiez lire et comprendre les géométries que nous voyons. Néanmoins, pour la plupart des traitement actuels, comme la visualisation des données dans une application SIG, le transfert de données à des services web, ou l'exécution distante de traitements, le format WKB est un format de choix.

Puisque les formats WKT et le WKB sont définis dans la spécification :term:`SFSQL`, ils ne prennent pas en compte les géométries à 3 ou 4 dimensions. C'est pour cette raison que PostGIS définit les formats Extended Well Known Text (EWKT) et Extended Well Known Binary (EWKB). Cela permet de gérer de façon similaire aux formats WKT et WKB les dimensions ajoutées.

System Message: ERROR/3 (<string>, line 304); backlink

Unknown interpreted text role "term".

Voici un exemple de ligne 3D au format WKT :

SELECT ST_AsEWKT(ST_GeometryFromText('LINESTRING(0 0 0,1 0 0,1 1 2)'));
./geometries/represent-05.png 
SELECT encode(ST_AsEWKB(ST_GeometryFromText(
    'LINESTRING(0 0 0,1 0 0,1 1 2)')), 'hex');
./geometries/represent-06.png

En plus de pouvoir générer les différents formats en sortie (WKT, WKB, GML, KML, JSON, SVG), PostGIS permet aussi de lire 4 de ces formats (WKT, WKB, GML, KML). La plupart des applications utilisent des fonctions créant des géométries à l'aide du format WKT ou WKB, mais les autres marchent aussi. Voici un exemple qui lit du GML et retourne du JSON :

SELECT ST_AsGeoJSON(ST_GeomFromGML('<gml:Point><gml:coordinates>1,1</gml:coordinates></gml:Point>'));
./geometries/represent-07.png

Liste des fonctions

Populate_Geometry_Columns: s'assure que les colonnes géométriques ont les contraintes spatiales appropriées et qu'elles sont présentes dans la table geometry_columns.

ST_Area: retourne l'aire de la surface si c'est un polygone ou un multi-polygone. Pour le type "geometry" l'aire est dans l'unité du SRID. Pour les "geography" l'aire est en mÚtres carrés.

ST_AsText: retourne la représentation de la geometry/geography au format Well-Known Text (WKT) sans métadonnée correspondant au SRID.

ST_AsBinary: retourne la représentation de la geometry/geography au format Well-Known Binary (WKB) sans métadonnée correspondant u SRID.

ST_EndPoint: retourne le dernier point d'une ligne.

ST_AsEWKB: retourne la représentation de la géometrie au format Well-Known Binary (WKB) avec la métadonnée SRID.

ST_AsEWKT: retourne la représentation de la géometrie au format Well-Known Text (WKT) avec la métadonnée SRID.

ST_AsGeoJSON: retourne la géométrie au format GeoJSON.

ST_AsGML: retourne la géométrie au format GML version 2 ou 3.

ST_AsKML: retourne la géométrie au format KML. Nombreuses variantes. Par défaut : version=2 et precision=15.

ST_AsSVG: retourne la géométrie au format SVG.

ST_ExteriorRing: retourne une ligne représentant le contour extérieur du polygone. Retourne NULL si la géométrie n'est pas un polygone. Ne fonctionne pas avec les multi-polygones.

ST_GeometryN: retourne la niÚme composante si la géométrie est du type GEOMETRYCOLLECTION, MULTIPOINT, MULTILINESTRING, MULTICURVE ou MULTIPOLYGON. Sinon, retourne NULL.

ST_GeomFromGML: prend en entrée une représentation GML de la géométrie et retourne un object PostGIS de type geometry.

ST_GeomFromKML: prend en entrée une représentation KML de la géométrie et retourne un object PostGIS de type geometry.

ST_GeomFromText: retourne une valeur de type ST_Geometry à partir d'une représentation au format Well-Known Text (WKT).

ST_GeomFromWKB: retourne une valeur de type ST_Geometry à partir d'une représentation au format Well-Known Binary (WKB).

ST_GeometryType: retourne le type de géométrie de la valeur de type ST_Geometry.

ST_InteriorRingN: retourne le niÚme contour intérieur d'un polygone. Retourne NULL si la géométrie n'est pas un polygone ou si N est hors des limites.

ST_Length: retourne la longueur en 2-dimensions si c'est une ligne ou une multi-lignes. Les objets de type geometry sont dans l'unité du systÚme de référence spatiale et les objets de type geography sont en mÚtres (sphéroïde par défaut).

ST_NDims: retourne le nombre de dimensions d'une géométrie. Les valeurs possibles sont : 2,3 ou 4.

ST_NPoints: retourne le nombre de points dans une géométrie.

ST_NRings: si la géométrie est un polygone ou un multi-polygone, retourne le nombre de contours.

ST_NumGeometries: si la géométrie est du type GEOMETRYCOLLECTION (ou MULTI*) retourne le nombre de géométries, sinon retourne NULL.

ST_Perimeter: retourne la longueur du contour extérieur d'une valeur de type ST_Surface ou ST_MultiSurface (polygone, multi-polygone).

ST_SRID: retourne l'identifiant du systÚme de référence spatiale définit dans la table spatial_ref_sys d'un objet de type ST_Geometry.

ST_StartPoint: retourne le premier point d'une ligne.

ST_X: retourne la coordonnée X d'un point, ou NULL si non présent. L'argument passé doit être un point.

ST_Y: retourne la coordonnée Y d'un point, ou NULL si non présent. L'argument passé doit être un point.

Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.