空间数据格式
seekdb 支持两种标准的空间数据格式用于表示查询中的几何对象：
-
Well-Know Text Format（WKT）
-
Well-Know Binary Format（WKB）
WKT
WKT 是基于EBNF（Extended Backus Naur Form）定义的。WKT 既可以作为数据格式（本文中称作 WKT-Data），也可以在 GIS 用于 SRS 的定义（在本文中简称 WKT-SRS）。
Point
Point 不使用逗号分隔。格式示例如下：
POINT(15 20)
如下示例使用 ST_X() 从 Point 对象中提取 X 坐标。 第一个直接使用 Point() 函数生成对象。第二个使用通过 ST_GeomFromText() 转换为 Point 的 WKT 表示。
SELECT ST_X(Point(15, 20));
返回结果如下：
+---------------------+
| ST_X(Point(15, 20)) |
+---------------------+
| 15 |
+---------------------+
1 row in set (0.001 sec)
SELECT ST_X(ST_GeomFromText('POINT(15 20)'));
返回结果如下：
+---------------------------------------+
| ST_X(ST_GeomFromText('POINT(15 20)')) |
+---------------------------------------+
| 15 |
+---------------------------------------+
1 row in set (0.001 sec)
Line
Line 是由多个点组成，点之间使用逗号隔开。格式示例如下：
LINESTRING(0 0, 10 10, 20 25, 50 60)
Polygon
Polygon 是由至少一条外环（闭合的线）以及若干条（可以是 0 条）内环（闭合的线）组成。格式示例如下：
POLYGON((0 0,10 0,10 10,0 10,0 0),(5 5,7 5,7 7,5 7, 5 5))
MultiPoint
MultiPoint 由多个点组成，和线比较类似，但是语义不同。多点连接组成线，多点离散是 MultiPoint。格式示例如下：
MULTIPOINT(0 0, 20 20, 60 60)
在函数 ST_MPointFromText() 以及 ST_GeoFromText() 中，MultiPoint 中的点采用括号括起来也是合法的。格式示例如下：
ST_MPointFromText('MULTIPOINT (1 1, 2 2, 3 3)')
ST_MPointFromText('MULTIPOINT ((1 1), (2 2), (3 3))')
MultiLineString
MultiLineString 是多条线的集合。格式示例如下：
MULTILINESTRING((10 10, 20 20), (15 15, 30 15))
MultiPolygon
MultiPolygon 是多个多边形的集合。格式示例如下：
MULTIPOLYGON(((0 0,10 0,10 10,0 10,0 0)),((5 5,7 5,7 7,5 7, 5 5)))
GeometryCollection
GeometryCollection 可以是多种基础类型以及集合类型的集合。
GEOMETRYCOLLECTION(POINT(10 10), POINT(30 30), LINESTRING(15 15, 20 20))
WKB
WKB 是基于 OpenGIS 规范开发的，支持 7 种类型（Point、Linestring、Polygon、Multipoint、Multilinestring、Multipolygon 和 Geometrycollection）以及对应格式定义。
Point
以 POINT(1 -1) 为例，格式定义如下表所示。
| 组件名称 | 规格 | 类型 | 取值 |
|---|---|---|---|
| Byte order | 1 byte | unsigned int | 01 |
| WKB type | 4 bytes | unsigned int | 01000000 |
| X coordinate | 8 bytes | double-precision | 000000000000F03F |
| Y coordinate | 8 bytes | double-precision | 000000000000F0BF |
Linestring
基于 LINESTRING(1 -1, -1 1) 举例，格式定义如下表所示。Num points 要求大于等于 2。
| 组件名称 | 规格 | 类型 | 取值 |
|---|---|---|---|
| Byte order | 1 byte | unsigned int | 01 |
| WKB type | 4 bytes | unsigned int | 02000000 |
| Num points | 4 bytes | unsigned int | 02000000 |
| X coordinate | 8 bytes | double-precision | 000000000000F03F |
| Y coordinate | 8 bytes | double-precision | 000000000000F0BF |
| X coordinate | 8 bytes | double-precision | 000000000000F0BF |
| Y coordinate | 8 bytes | double-precision | 000000000000F03F |
Polygon
| 组件名称 | 规格 | 类型 | 取值 |
|---|---|---|---|
| Byte order | 1 byte | unsigned int | 01 |
| WKB type | 4 bytes | unsigned int | 03000000 |
| Num rings | 4 bytes | unsigned int | 大于等于 1 |
| repeat ring | - | - | - |
MultiPoint
| 组件名称 | 规格 | 类型 | 取值 |
|---|---|---|---|
| Byte order | 1 byte | unsigned int | 01 |
| WKB type | 4 bytes | unsigned int | 04000000 |
| Num points | 4 bytes | unsigned int | 要求 Num points >= 1 |
| repeat POINT | - | - | - |
MultilineString
| 组件名称 | 规格 | 类型 | 取值 |
|---|---|---|---|
| Byte order | 1 byte | unsigned int | 01 |
| WKB type | 4 bytes | unsigned int | 05000000 |
| Num linestrings | 4 bytes | unsigned int | 大于等于 1 |
| repeat LINESTRING | - | - | - |
MultiPolygon
| 组件名称 | 规格 | 类型 | 取值 |
|---|---|---|---|
| Byte order | 1 byte | unsigned int | 01 |
| WKB type | 4 bytes | unsigned int | 06000000 |
| Num polygons | 4 bytes | unsigned int | 大于等于 1 |
| repeat POLYGON | - | - | - |
GeometryCollection
| 组件名称 | 规格 | 类型 | 取值 |
|---|---|---|---|
| Byte order | 1 byte | unsigned int | 01 |
| WKB type | 4 bytes | unsigned int | 07000000 |
| Num wkbs | 4 bytes | unsigned int | - |
| repeat WKB | - | - | - |
-
只有 GeometryCollection 可以为空，表示存储了 0 个元素，其它类型都不能为空。
-
LENGTH()作用在 GIS 对象上的时候，返回的是存储的二进制的长度。
SET @g = ST_GeomFromText('POINT(1 -1)');
返回结果如下：
Query OK, 0 rows affected (0.000 sec)
SELECT LENGTH(@g);
返回结果如下：
+------------+
| LENGTH(@g) |
+------------+
| 25 |
+------------+
1 row in set (0.001 sec)
SELECT HEX(@g);
返回结果如下：
+----------------------------------------------------+
| HEX(@g) |
+----------------------------------------------------+
| 000000000101000000000000000000F03F000000000000F0BF |
+----------------------------------------------------+
1 row in set (0.001 sec)
句法和几何合法性
句法合法性
句法合法需要满足如下条件：
- Linestring 需要至少 2 个点
- Polygon 需要至少一个环
- Polygon 是需要闭环的（首位的 2 个点相同）
- Polygon 的环至少需要 4 个点（最小的多边形是三角形，第一个点和最后一个点相同）
- 除了 GeometryCollection，其它的集合类型都不能为空
几何合法性
几何合法需要满足如下条件：
- Polygon 不能自己和自己相交
- Polygon 的外环要在内环外面
- Multipolygons 中不能存在重叠的多边形
通过 ST_IsValid() 函数可以显式检查几何对象的几何合法性。
GIS 示例
插入示例
//转换函数和 WKT 都放在 SQL 语句内
INSERT INTO geom VALUES (ST_GeomFromText('POINT(1 1)'));
//WKT 放在参数中
SET @g = 'POINT(1 1)';
INSERT INTO geom VALUES (ST_GeomFromText(@g));
//转换表达式直接放在参数中
SET @g = ST_GeomFromText('POINT(1 1)');
INSERT INTO geom VALUES (@g);
//使用统一的转换函数
SET @g = 'LINESTRING(0 0,1 1,2 2)';
INSERT INTO geom VALUES (ST_GeomFromText(@g));
SET @g = 'POLYGON((0 0,10 0,10 10,0 10,0 0),(5 5,7 5,7 7,5 7, 5 5))';
INSERT INTO geom VALUES (ST_GeomFromText(@g));
SET @g ='GEOMETRYCOLLECTION(POINT(1 1),LINESTRING(0 0,1 1,2 2,3 3,4 4))';
INSERT INTO geom VALUES (ST_GeomFromText(@g));
//使用基于类型的转换函数
SET @g = 'POINT(1 1)';
INSERT INTO geom VALUES (ST_PointFromText(@g));
SET @g = 'LINESTRING(0 0,1 1,2 2)';
INSERT INTO geom VALUES (ST_LineStringFromText(@g));
SET @g = 'POLYGON((0 0,10 0,10 10,0 10,0 0),(5 5,7 5,7 7,5 7, 5 5))';
INSERT INTO geom VALUES (ST_PolygonFromText(@g));
SET @g =
'GEOMETRYCOLLECTION(POINT(1 1),LINESTRING(0 0,1 1,2 2,3 3,4 4))';
INSERT INTO geom VALUES (ST_GeomCollFromText(@g));
//也可以直接基于 WKB 进行插入
INSERT INTO geom VALUES(ST_GeomFromWKB(X'0101000000000000000000F03F000000000000F03F'));
查询示例
//查询并转换成 WKT 输出
SELECT ST_AsText(g) FROM geom;
//查询并转换为 WKB 输出
SELECT ST_AsBinary(g) FROM geom;