PostGIS导入导出ESRI Shapefile数据

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-07-12 05:22 277阅读 0赞

PostGIS作为PostgreSQL数据库的空间扩展，提供了对空间数据管理的支持。对于空间矢量数据，PostGIS提供了Geometry和Geography俩种类型用于空间对象的存储，Geometry使用笛卡尔坐标系，而Geography使用球面坐标系（默认是WGS84坐标系）。对于空间栅格数据，则提供了Raster类型。

这里介绍如何导入我们常用的ESRI Shapefile数据到PostgreSQL数据库中，我们可以使用PostGIS提供的shp2pgsql和pgsql2shp工具进行导入和导出操作，还可以使用GDAL库提供的ogr2ogr工具，ogr2ogr工具支持更加多样的数据格式。

我的实验环境如下：  
OS: Ubuntu 16.04 LTS  
PostgreSQL:9.5.5 （安装好PostgreSQL以后可以使用`psql --version`进行查看）  
PostGIS: 2.2 （安装好PostGIS，并在数据库中启用PostGIS扩展以后，可以在psql命令行中使用`SELECT PostGIS_Version();`或者`SELECT PostGIS_Full_Version();`进行查看。

我们使用的数据是全球大洲的一个矢量数据，坐标类型为WGS84。数据下载链接：[百度云下载][Link 1]

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在Ubuntu中安装PostgreSQL和PostGIS非常简单：  
首先，使用如下命令安装PostgreSQL：

sudo apt-get install postgresql

然后，使用如下命令添加[UbuntuGIS][]的PPA用于安装PostGIS扩展。

sudo add-apt-repository ppa:ubuntugis/ppa
    sudo apt-get update

最后，使用如下命令安装PostGIS：

sudo apt-get install postgis

安装好了以后，使用`sudo -u postgres psql`命令可以进入psql交互环境。  
可以使用SQL修改postgres用户的密码`alter user postgres with password 'new password';` （修改了postgres用户密码和没有修改使用当前用户登录，在后面插入数据时命令会稍有不同）

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进入psql交互环境以后，我们首先创建数据库。

CREATE DATABASE postgis_in_action;

然后再创建一个schema，以后我们可以将我们创建的table都存储在我们的schema中，而不是默认的public schema中。

CREATE SCHEMA staging;

然后，切换到我们新建的postgis\_in\_action数据库中。

\c postgis_in_action

然后在postgis\_in\_action数据库中启用PostGIS扩展。

CREATE EXTENSION postgis;

可以通过`\dx`命令查看安装的扩展：  
![PostgreSQL扩展][PostgreSQL]

创建好了数据库以后，我们可以使用`\q`命令退出psql。

接下来就是使用shp2psql命令行工具导入数据了，命令如下：

shp2pgsql -s 4326 -I "continent" staging.world_continent | psql -h localhost -p 5432 -d postgis_in_action -U postgres -W

首先说明的是shp2pgsql的参数（具体参数使用`shp2pgsql --help`进行查看）：  
`-s`指定空间参考系，PostGIS的参考系和EPSG代码是一样的，比如EPSG:4326表示WGS84地理坐标系  
`-I`指定在新建的关系表的空间对象的那一列建立空间索引  
然后，双引号引起来的是Shapefile的文件名称（也可以加上扩展名.shp）  
最后是关系表的全名，staging是schema名称，world\_continent是关系名称  
shp2pgsql的输出是一个标准的SQL，然后Linux的管道操作符’|’将结果传入到psql中进行SQL的执行。  
`-h`指定连接的地址hostname  
`-p`指定连接的端口号  
`-d`指定连接的数据库名称  
`-U`指定连接的用户名  
`-W`指定在执行时弹出密码输入提示

**注意：**  
修改了postgres用户密码的情况下，使用上面的命令插入数据。执行过程中，按照提示输入postgres用户的密码即可。  
也可以不给postgres用户设置密码，使用如下的命令插入数据，效果是一样的。其实，raster2pgsql命令及其参数不变，就是进入psql命令的时候，稍微有些不同。要不然会提示password authentication failed for user “postgres”错误。

raster2pgsql -s 4326 -C ~/Downloads/gis-data/wsiearth.tif staging.wsiearth | sudo -u postgres psql -d postgis_in_action

这条命令执行过程中，需要输入当前用户的密码即可。

执行过程如下：  
![PostGIS导入数据][PostGIS]

执行成功以后，我们可以进入psql从数据库中查看数据。命令如下：`\dt staging.`其中，staging是schema的名称，可以看到staging中有两个关系表。  
![PostGIS空间数据表][PostGIS 1]

此外，我们还可以使用`\d staging.world_continent`查看world\_continent关系的表结构：  
![PostGIS表结构][PostGIS 2]  
可以看到这里有一个geom的列。**在PostGIS中Geography对象类型保存在名为geog的列，而Geometry对象类型保存在geom的列。**所以，我们的数据被以Geometry对象类型保存在数据库。如果要保存成为Geography对象，则需要在shp2psql命令行导入的时候加入`-G`参数。

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下面说说数据的导出，我们可以使用psql2shp工具导出数据为Shapefile文件。命令如下：

pgsql2shp -f ~/Desktop/continent -h localhost -p 5432 -u postgres -P [passworld] postgis_in_action staging.world_continent

`-f`后面是导出的文件全路径  
`-P`后面接用户postgres的密码  
最后面postgis\_in\_action是数据库名称，staging.world\_continent是关系表名称

## ![PostGIS数据导出][PostGIS 3] ##

最后，看看如何使用QGIS直接连接PostgreSQL数据库进行数据显示。  
（添加了UbuntuGIS的PPA以后，我们可直接使用`sudo apt-get install qgis python-qgis qgis-plugin-grass`命令安装QGIS）  
打开QGIS，在最左侧的图标中点击`Add PostGIS layers`，在弹出的对话框中点击`New`新建一个连接，输入连接参数。  
![QGIS连接PostGIS][QGIS_PostGIS]  
点击`Connect`，可以看到我们的staging中有两个关系表。  
![QGIS连接PostGIS][QGIS_PostGIS 1]  
选择world\_continent关系表，然后点击`Add`可以进行数据的显示。  
![QGIS连接PostGIS][QGIS_PostGIS 2]

[Link 1]: https://pan.baidu.com/s/1b4udv4
[UbuntuGIS]: https://wiki.ubuntu.com/UbuntuGIS
[PostgreSQL]: /images/20220711/85ba95b53e114c289cae6f56e9be8d1f.png
[PostGIS]: /images/20220711/2ae7212585af4fff99a69616658bce3e.png
[PostGIS 1]: /images/20220711/b983ceb2876a47aa86eddf12312e3de0.png
[PostGIS 2]: /images/20220711/8ad3235c82fc4168826da525ddff0bb9.png
[PostGIS 3]: /images/20220711/37f428653afd42eab4d25d091041deae.png
[QGIS_PostGIS]: /images/20220711/d2b6a7365be246fea94c0118597c053f.png
[QGIS_PostGIS 1]: /images/20220711/de3755110dec462487b871e50e1cccb7.png
[QGIS_PostGIS 2]: /images/20220711/fba1a31ea01a4da1b9951c1547c67518.png