PostgreSQL中的距离计算问题 ST_Length

时间 2021-01-22

背景：PostgreSQL 可以扩展PostGIS 模块，来完成地理空间计算方面的任务
问题描述：使用内置函数 ST_Length来计算轨迹长度时，发现计算的结果和实际不太符合，查阅相关博客发现原来是坐标系的问题。（但是各个博客的内容可能不太准确，折腾了半天，最后找到官网，成功把问题解决，只能说，官网是个好东西）
问题解决：
- 概念： geometry和geography的区别
  - geometry：planar 平面坐标系【supported by SQL Server conforms to the Open Geospatial Consortium (OGC) Simple Features for SQL Specification version 1.1.0.】
  - geography： terrestrial 地理坐标系【stores ellipsoidal (round-earth) data, such as GPS latitude and longitude coordinates.】
  - 也就是说，geometry是一个平面几何的概念，而geography是一个地球的地理的概念。所以当两个点形成一条轨迹时，输入经纬度直接采用geometry即几何的方法来算的话，会不准，因为地球是一个球体，而不是一个简单的平面。
- ST_Length函数的使用
  - 先来看看官网的描述(点击蓝色的两个字可以直达官网)：
  ST_Length — Returns the 2D length of the geometry if it is a LineString or MultiLineString. geometry are in units of spatial reference and geography are in meters (default spheroid)
  
  输入LineString 或者 MultiLineString 格式的数据，然后返回二维的长度。对于geometry类型，返回对应空间参考系的单位，对于geography返回以米为单位。
  - 再看看函数定义
  float ST_Length(geometry a_2dlinestring);
  float ST_Length(geography geog, boolean use_spheroid=true);
  
  很明显，是分为两种输入类型来的。两种不同的输入返回输入的结果。而对于geography 类型的use_spheroid这个参数，默认为true，用来指定是否使用参考面（因为地图是个不规则球体，有各种参考面），如果为false，则不使用参考面，把地球当做一个完美的球体来看待，因而精度会降低，但是能剩下不少计算的时间。
- 具体解决办法
  回归到问题，直接把LineString 或 MultiLineString输入函数，属于 geometry 类型，所以如果是计算地理上面的数据，是不准确的。因此，使用ST_GeographyFromText函数将数据从geometry 类型转换为geography ，然后再进行计算，调用的就是第二个方法，得到正确的结果。
  官网示例：
```
SELECT ST_Length(the_geog) As length_spheroid,  ST_Length(the_geog,false) As length_sphere
		FROM 
			(
			SELECT ST_GeographyFromText('SRID=4326;LINESTRING(-72.1260 42.45, -72.1240 42.45666, -72.123 42.1546)') As the_geog
			) As foo;
```
  结果：
  length_spheroid | length_sphere
  ------------------±-----------------
  34310.5703627288 | 34346.2060960742
  
  个人示例：

查看原始数据

SELECT gid,geom FROM bfmap_ways limit 10;

从上图可以看到，原始数据有两个字段，gid和geom，其中geom是二进制格式。

使用st_astext将二进制格式转换为文本格式，然后使用ST_GeographyFromText将数据转换为Geography格式，最后用st_length计算长度

SELECT gid, st_astext(geom) as geom,st_length(ST_GeographyFromText(st_astext(geom))) as length FROM bfmap_ways limit 10;

总结：不清楚的时候，尽可能去找官网！官网的描述最准确，最详细！最后再一次附上官网 http://postgis.net/docs/manual-2.3/ST_Length.html