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MySQL Geometry类型入门与实践指南

最近在学习MySQL的Geometry数据存储和计算，下面是我理解的内容。

环境

Geometry推荐在5.6版本以上使用，尽管大部分功能在5.5版本中已经可用，除了距离计算函数st_distance等新增函数。

Geometry类型分类

Geometry是所有几何类型的基类，其子类包括Point、LineString、Polygon等。Geometry具有以下共同属性：

Geometry类型的具体实现

Point（点）

Point是几何类型中最简单的，它具有一个坐标值，没有长度、面积或边界。例如：

POINT(121.213342 31.234532)

LineString（线段）

LineString由一系列点连接而成。如果线段没有交叉且端点不重复，则为简单线段；如果起点和终点重合，则为封闭线段。例如：

LINESTRING(121.342423 31.542423, 121.345664 31.246790, 121.453178 31.456862)

Polygon（多边形）

Polygon可以是一个实心平面形（没有内部边界）或具有空洞。例如：

POLYGON((121.342423 31.542423, 121.345664 31.246790, 121.453178 31.456862), (121.563633 31.566652, 121.233565 31.234565, 121.568756 31.454367))

Geometry对象的数据存储格式

MySQL支持三种几何对象存储格式：

本文将重点介绍WKT格式。

WKT格式示例

• Point：

  POINT(121.213342 31.234532)

• LineString：

  LINESTRING(121.342423 31.542423, 121.345664 31.246790, 121.453178 31.456862)

• Polygon：

  POLYGON((121.342423 31.542423, 121.345664 31.246790, 121.453178 31.456862), (121.563633 31.566652, 121.233565 31.234565, 121.568756 31.454367))

• 集合类：
  • MULTIPOINT：

    MULTIPOINT(0 0, 20 20, 60 60)

  • MULTILINESTRING：

    MULTILINESTRING((10 10, 20 20), (15 15, 30 15))

  • MULTIPOLYGON：

    MULTIPOLYGON(((0 0,10 0,10 10,0 10,0 0)),((5 5,7 5,7 7,5 7, 5 5)))

  • GEOMETRYCOLLECTION：

    GEOMETRYCOLLECTION(POINT(10 10), POINT(30 30), LINESTRING(15 15, 20 20))

创建Geometry对象

MySQL提供了多种函数用于创建几何对象：

• GeomFromText(wkt)：将WKT格式转换为Geometry对象。
• PointFromText(wkt)：创建Point对象。
• LineStringFromText(wkt)：创建LineString对象。
• PolygonFromText(wkt)：创建Polygon对象。

支持空间几何的表结构

表结构示例

CREATE TABLE `t_geo_test` (    `ID` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,    `NAME` varchar(64) NOT NULL,    `SHAPE` geometry NOT NULL,    PRIMARY KEY (`ID`)) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=10 DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC

插入数据

INSERT INTO `t_geo_test` (ID, NAME, SHAPE) VALUES (1, 'P1', geomFromText('POINT(121.474103 31.232862)'));

INSERT INTO `t_geo_test` (ID, NAME, SHAPE) VALUES (2, 'L1', geomFromText('LINESTRING(121.474103 31.232862, 121.472462 31.231339, 121.471984 31.232821)'));

INSERT INTO `t_geo_test` (ID, NAME, SHAPE) VALUES (5, 'POLYGON_1', geomfromtext('POLYGON((121.474243 31.234504, 121.471775 31.233348, 121.470724 31.23155, 121.471603 31.230229, 121.472655 31.230357, 121.475777 31.232045, 121.474243 31.234504))'));

获取数据

使用AsText()函数将几何对象转换为WKT格式：

SELECT AsText(SHAPE) FROM `t_geo_test` WHERE ID = 1;

常用函数

属性获取函数

• Dimension(g)：返回几何对象g的维度。
• Envelope(g)：返回几何对象g的最小包围矩形（MBR）。
• GeometryType(g)：返回几何对象g的类型字符串。
• IsClosed(g)：判断几何对象是否封闭。
• IsSimple(g)：判断几何对象是否简单。

点操作函数

• X(p)：返回点p的X坐标。
• Y(p)：返回点p的Y坐标。

LineString操作函数

• EndPoint(line)：返回线段的终点。
• StartPoint(line)：返回线段的起点。
• PointN(line, N)：返回线段中的第N个点。

Polygon操作函数

• ExteriorRing(poly)：返回多边形的外环。
• InteriorRingN(poly, N)：返回多边形的第N个内环。
• NumInteriorRings(poly)：返回多边形的内环数。

空间操作函数

综合操作函数

• st_union(g1, g2)：将g1和g2合并为一个集合类对象。
• st_difference(g1, g2)：返回g1与g2的点集合差异。
• st_intersection(g1, g2)：返回g1与g2的点集合交集。
• st_within(g1, g2)：判断g1是否在g2内部。

交叉与包含关系

• st_contains(g1, g2)：判断g1是否完全包含g2。
• st_crosses(g1, g2)：判断g1与g2是否相交。
• st_intersects(g1, g2)：判断g1与g2是否有交集。
• st_disjoint(g1, g2)：判断g1与g2是否不相交。

空间索引

对geometry类型字段创建空间索引可以显著提升查询性能。例如：

CREATE SPATIAL INDEX i_shape ON `t_geo_test`(SHAPE);

删除索引：

DROP INDEX i_shape ON `t_geo_test`;

注意事项

以上就是对MySQL Geometry类型的理解和实践总结。

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