Instalujemy PostGIS'a zgodnie z instrukcjami zawartymi na stronie: http://postgis.net/install/

Następnie tworzymy nową bazę danych:

=# CREATE DATABASE postgis_test;

PostGIS jest opcjonalnym rozszerzeniem dlatego konieczne będzie aktywowanie go dla naszej nowostworzonej bazy:

=# \c postgis-test
You are now connected to database "postgis_test"
postgis-test=# CREATE EXTENSION postgis;
CREATE EXTENSION

Mimo że przykłady przedstawione w tym tutorialu będą dotyczyć jedynie Postgresa, to pewnie wiele osób jest zainteresowanych możliwością używania PostGIS'a z aplikacjami pisanymi w Ruby on Rails. Z pomoca przychodzi gem activerecord-postgis-adapter, który pozwala na łatwą integrację PostGIS'owych typów danych z biblioteką RGeo.

Dodajemy gema do Gemfile:

gem 'activerecord-postgis-adapter'

A następnie w config/database.yml ustawiamy:

development:
  database:     postgis-test
  adapter:      postgis
  host:         localhost
  ...

To co najważniejsze w PostGISie to obsługa przestrzennych typów danych i operacje na nich. Zgodnie ze specyfikacją OpenGIS ich reprezentacje w bazie danych zapisane są wewnętrzenie w formacie WKB (well-known binary), i łatwo konwertowalne do "przyjaźniejszego" dla ludzi formatu WKT (well-known text).

Wyróżniamy podstawowe typy obiektów przestrzennych:

• Punkt: POINT(0 0)
• Linia łamana: LINESTRING(0 0,1 1,1 2)
• Wielokąt: POLYGON((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0),(1 1, 2 1, 2 2, 1 2,1 1))
• Zbiór punktów: MULTIPOINT(0 0,1 2)
• Zbiór linii: MULTILINESTRING((0 0,1 1,1 2),(2 3,3 2,5 4))
• Zbiór wielkątów: MULTIPOLYGON(((0 0,4 0,4 4,0 4,0 0)), ((-1 -1,-1 -2,-2 -2,-2 -1,-1 -1)))
• Zbiór obiektów: GEOMETRYCOLLECTION(POINT(2 3),LINESTRING(2 3,3 4))

PostGIS udostępnia nam szereg funkcji pozwalających na operacje, analizę i wylicznia na przestrzennych typach danych. Pełną ich listę można oczywiście znaleźć w dokumentacji, ale chciałbym teraz przedstawić klika podstawowych i najczęściej używanych.

• ST_GeomFromText(text,[<srid>])
• ST_MakePoint(<x>, <y>, [<z>], [<m>])
• ST_MakeLine(geometry, geometry) ST_MakeLine(geometry set)
• ST_MakePolygon(linestring, [linestring[]])

• ST_Distance(geometry, geometry, use_spheroid)
• ST_length(geometry, use_spheroid)
• ST_Area(geometry, use_spheroid)

• ST_Intersects(geometry, geometry)
• ST_Crosses(geometry, geometry)
• ST_Within(geometry A, geometry B)
• ST_DWithin(geometry, geometry, float, use_spheroid)

• ST_AsText(geometry)
• ST_SRID(geometry)
• ST_X(geometry) ST_Y(geometry)
• ST_AsGeoJson([version], geometry, [precision], [options])

Na potrzeby tego kursu przygotowałem kilka paczek danych które pozwolą nam pobawić się podstawowymi funkcjami PostGIS'a w praktyce.

Pierwsza z nich to dane dzielnic Warszawy (nazwy i obrys ich granic w formacie WKT) wyeksportowane z bazy OpenStreetMaps data/insert_neighbourhoods.sql

CREATE TABLE neighbourhoods (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(128),
  population INTEGER,
  geom GEOMETRY(Polygon,4326)
);

Tworzymy tabelę według powyższego schematu (zwróćmy uwagę na użycie typu danych GEOMETRY z parametrem Polygon i SRID 4326) i ładujemy dane z pliku data/insert_neighbourhoods.sql

postgis-test=# \i /foo/bar/data/insert_neighbourhoods.sql

1. Posortuj dzielnice według powierzchni (nazwa + powierzchnia[km2])
2. Lista dzielnic, które graniczą ze śródmieściem
3. W jakiej dzielnicy jestem? (lat: 52.2320838793046, lon: 20.983845407157453)

Tworzymy 3 tabele według poniższego schematu:

CREATE TABLE routes (
  id integer NOT NULL,
  geom geometry(LineString,4326)
);

CREATE TABLE lines (
  id integer NOT NULL,
  name character varying(256)
);

CREATE TABLE lines_routes (
  route_id integer,
  line_id integer
);

Ładujemy dane:

postgis-test=# \i /foo/bar/data/insert_routes.sql
postgis-test=# \i /foo/bar/data/insert_lines.sql
postgis-test=# \i /foo/bar/data/insert_lines_routes.sql

4. Długość wszystkich linii tramwajowych w Warszawie w km
5. Tramwaj który przejeżdża przez największą ilość dzielnic
6. Linie tramwajowe które przejeżdząją przez Wolę i Żoliborz

Ostatnią paczką danych są super tajne lokalizacje pokemonów na mapie Warszawy. Potrzebujemy tabeli przechowującej ich typy:

CREATE TABLE pokemon_types (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(256)
);

I lokalizacje zapisane jako współrzędne gograficzne lat, lon w strukturze Point:

CREATE TABLE pokemons (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  geom GEOMETRY(Point, 4326),
  pokemon_type_id int
);

Tak jak we wcześniejszych przykładach ładujemy dane z pliku:

postgis-test=# \i /foo/bar/data/insert_pokemon_types.sql
postgis-test=# \i /foo/bar/data/insert_pokemons.sql

7. Wyświetl 5 najbliższych pokemonów (nazwa i odległość)
8. Ilość pokemonów na dzielnicy / km2
9. [FINAL TEST] Tramwaj z Woli na Żoliborz z największą ilością pokemonów po drodze (w odległości <= 300m od linii tramwajowej)

(rozwiązania wszystkich ćwiczeń na branchu solutions)