在这篇文章中，我们将详细讨论什么是空间数据库以及PostgreSQL支持的数据类型--POINT，以进行地理数据分析。
在我之前的文章《安装和升级PostgreSQL以支持空间数据》中，我已经演示了如何在Mac上安装PostgreSQL数据库，以及如何启用PostGIS扩展，使用该扩展可以将空间或地理数据插入数据库并执行空间查询。你也可以通过类似的步骤在Windows机器上下载并安装PostGIS扩展。强烈建议你先按照教程建立一个环境，然后再继续阅读本文。一旦你正确地安装了PostgreSQL数据库并启用了PostGIS扩展，你就可以按照这篇文章来进一步了解与PostGIS有关的不同空间数据类型。
PostGIS是一个附加库，可以安装到PostgreSQL数据库的现有实例中。PostGIS将增加特定的功能，使我们能够在PostgreSQL数据库中处理地理数据。如果你想对PostGIS扩展和它的工作原理有一个描述性的概述，我建议你看看PostGIS的官方文档。
空间数据分析和为什么需要它？
在深入研究使用空间数据的技术问题之前，让我们先了解一下空间数据分析是什么，为什么需要进行空间数据分析。简单地说，对空间或地理数据中的模式、反常现象和理论的研究被称为空间数据分析。它是数据分析的一个扩展版本，重点是地理数据而不是普通数据。因此，有一套特定的工具和方法涉及这种地理数据分析。这种空间分析的几个例子如下。
- 地点A离地点B有多远？
- 距离X地点500米内有哪些公交车站？
- 从地点X到地点Y的最佳路线是什么？
为了回答这些问题，我们需要数据库中的一组特殊函数。这些函数被设计用来处理地理数据，并给我们提供我们实际寻找的答案。在PostgreSQL中，这些函数可以通过被称为PostGIS的扩展形式来实现。这篇文章只是对基本数据类型POINT的介绍，数据是以这种类型存储在数据库中的。用这种数据进行空间分析超出了本文的范围，将在以后的文章中讨论。
PostgreSQL中空间数据类型的组成部分
为了处理地理数据，数据库使用一种特殊的数据类型。有多种处理地理数据的数据类型，如点、线、多边形等。在这篇文章中，我们将专门研究POINT数据类型，并了解如何创建和使用它。在进一步行动之前，让我们也刷一下我们的知识，了解如何在现实世界中解释地理数据。
如果我们把地球表面放在一个平面上，经纬线被用来描述一个地点在该表面上的准确位置。
图1--横跨地球表面的经纬线--（资料来源）。
正如你在上图中看到的，横跨地球表面的水平线和垂直线可以用来准确定位地球表面的位置。通过了解经纬度坐标，我们可以给出世界上任何地方的确切位置。这就是所谓的地理定位。有各种空间数据类型可用于进行空间数据分析，如下所示。
图2 - PostgreSQL中的几何数据类型
上图显示了所有可用的几何数据类型，可在PostgreSQL中工作。在这篇文章中，我们将研究以下的地理数据类型。
- POINT- 它用于使用经纬度坐标来定义准确的位置。
POINT数据类型
一个点是一个纬度和一个经度坐标的交点。通过纬度和经度坐标的组合，可以在地图上找到任何位置。在PostgreSQL中，一个点是一个几何数据类型，它将数据存储在几何数据类型中。例如，让我们考虑以下伦敦的坐标，其中纬度是51.501220，经度是-0**.138702**。
为了将上述内容转换为PostgreSQL并表示伦敦，我们可以写成
point(-0.138702 51.501220)
请注意，经度值被放在前面，而纬度则放在旁边，两者之间只有一个空格作为分隔。这在PostGIS中被称为Well Known Text或WKT。然而，这只是文本数据，为了将其转换为地理对象并载入数据库，我们将使用空间函数ST_GeomFromText(text WKT, integer SRID)。在这个格式中，我们将提供作为文本的坐标和作为第二个参数的空间参考ID。SRID是一个空间参考ID，它告诉PostGIS引擎我们的数据是什么格式的，然而，SRID可以有很多值，这不在本文的范围之内。在这个例子中，我们将考虑SRID为4326。所以，点数据类型的最终表示方法可以写成如下。
ST_GeomFromText('POINT(-0.138702 51.501220)', 4326)
当上述语句在PostgreSQL中执行时，PostGIS引擎将Well Known Text字符串值转换为有效的几何数据类型，并以二进制格式存储在数据库中。
现在让我们在PostgreSQL中创建一个表，并在其中插入几何数据。你可以使用以下来自gist的SQL查询来创建和插入数据到你的表中。
https://gist.github.com/aveek22/daf288a18480ab91be7a17cf33ad7cfc
一旦你运行该查询，你会看到在PostgreSQL中已经创建了一个包含伦敦数据的表。
图3 - 将几何数据存储到PostgreSQL中
正如你在上图中看到的，提供坐标的列sensorLocation以Well Known Text格式被转换为几何数据类型，数据以二进制格式存储。我们还可以通过点击列头右边的小眼睛按钮在地图上查看位置。
图4 - 在PostgreSQL的地图上查看几何数据
正如你在上图中看到的，当我们在PGAdmin中选择Geometry Viewer时，该点被看成是地图上伦敦市上面的一个蓝点。由于我们在数据集中只有一条记录，所以地图上只有一个点是可见的。数据集中的所有这些点都会显示在与其位置坐标相对应的地图上。
另外，你也可以通过使用以下SQL脚本来查看现有几何数据类型的数据类型。
SELECT ST_GeometryType(sensorLocation) FROM SQLShackGeomTest;
图5 - 检查几何体数据类型
总结
在这篇文章中，我们已经了解了空间数据是怎么回事，以及如何将其存储在PostgreSQL数据库中。我们还学习了与PostGIS相关的空间数据类型POINT及其意义。点是处理任何空间数据的基本块。点的组合可以用来制作其他地理对象，如线或多边形等。我们将在接下来的文章中进一步了解这些内容。
