PostGIS. Создание и импорт векторных данных

Геоинформатика I. Базы пространственных данных

Самсонов Тимофей Евгеньевич

24 сентября 2025 г.

Базовые библиотеки

Функциональность PostGIS опирается на 4 библиотеки:

GDAL выполняет конвертацию между форматами данных и растровые операции

PROJ выполняет преобразования систем координат

GEOS выполняет геометрические операции в 2D

[SF]CGAL выполняет геометрические операции в 3D

Структура базы данных

Структура схемы

Структура схемы (продолжение)

Создание пустой БД

Создание БД (запрос к любой существующей БД)

CREATE DATABASE satino;

Создание схемы и активация расширения

CREATE SCHEMA postgis;
GRANT USAGE ON schema postgis to public; -- доступ для всех
CREATE EXTENSION postgis SCHEMA postgis; -- включить postgis для схемы
CREATE EXTENSION postgis_raster SCHEMA postgis; -- включить растры для схемы
ALTER DATABASE satino SET search_path=public,postgis; -- добавить в путь поиска

Проверка установки

SELECT postgis_full_version();

Внимание

Установка расширения postgis через графический интерфейс не позволяет выбрать схему и выполняется в схеме public.

Типы пространственных данных

В PostGIS существует 4 типа пространственных данных

	Тип	Особенности
1	`geometry`	Векторные данные в декартовой системе координат
2	`geography`	Векторные данные в угловой системе координат
3	`raster`	Растровые данные (многомерные)
4	`topology`	Топологические данные (вершины и грани).

Топологические данные

Тип данных topology используется для хранения топологических покрытий и сетевых данных. Для анализа последних применяется отдельное расширение pgRouting.

Интересный факт

PostGIS позволяет хранить несколько пространственных столбцов в одной таблице

Каталог систем координат

Системы координат хранятся в таблице spatial_ref_sys

SRS vs CRS

Несмотря на то, что каталог имеет называется SRS (Spatial Reference Systems), по факту он хранит описание CRS (Coordinate Reference Systems).

Терминология WKT

Терминология WKT при описании CRS может не полностью соответствовать стандартами ISO / OGC

Создание пространственных таблиц

При создании пространственных таблиц необходимо указать

уникальный идентификатор
геометрический столбец заданного типа и КСО

Например, таблица точек гидрологических промеров может иметь следующий состав:

CREATE TABLE postgis.hydro_measures (
    fid serial primary key,
    depth real,
    geom geography(point, 4326)
)

Ручное создание данных

Вставка новых строк выполняется посредством стандартной команды INSERT:

INSERT INTO postgis.hydro_measures(fid, depth, geom)
VALUES
    (1, 1.23, ST_GeomFromText('POINT (36.37802128 55.21121827)')),
    (2, 1.57, ST_GeomFromText('POINT (36.37834198 55.21127511)')),
    (3, 0.78, ST_GeomFromText('POINT (36.37861509 55.21139158)')),
    (4, 0.95, ST_GeomFromText('POINT (36.37905934 55.21137259)')),
    (5, 1.11, ST_GeomFromText('POINT (36.37938529 55.21125473)'));

Альтернативный синтаксис через преобразование строки к типу данных:

INSERT INTO postgis.hydro_measures(fid, depth, geom)
VALUES
    (1, 1.23, 'POINT (36.37802128 55.21121827)'::geography),
    (2, 1.57, 'POINT (36.37834198 55.21127511)'::geography),
    (3, 0.78, 'POINT (36.37861509 55.21139158)'::geography),
    (4, 0.95, 'POINT (36.37905934 55.21137259)'::geography),
    (5, 1.11, 'POINT (36.37938529 55.21125473)'::geography);

Импорт из CSV

Для импорта можно использовать команду COPY :

CREATE TABLE IF NOT EXISTS postgis.geo_points (
    fid serial primary key,
    name text,
    comment text,
    height_abs real,
    height_add real,
    type text,
    x real, 
    y real
);

DELETE FROM postgis.geo_points; -- опционально, если хотите очистить

COPY postgis.geo_points 
    FROM '/Volumes/Data/Spatial/Satino/geo_points.csv' 
    DELIMITER as ',' 
    CSV HEADER;

Непространственная таблица

Полученная таблица не является пространственной:

Активация пространственных точек

Если данные точечные и содержат координаты в столбцах, то можно на их основе создать геометрию

ALTER TABLE postgis.geo_points 
  ADD geom geometry(point, 32637);
UPDATE postgis.geo_points
  SET geom = ST_Point(x, y)

Для преобразования используем одну из функций PostGIS (без или с указанием SRID).

Импорт из шейп-файла

Вместе с PostGIS устанавливаются утилиты shp2pgsql и pgsql2shp , позволяющие импортировать из и экспортировать данные в формат Shapefile.

Last login: Fri Sep 22 14:36:05 on console
(base) tsamsonov@Butterfly ~ % shp2pgsql
RELEASE: 3.3.4 (3.3.4)
USAGE: shp2pgsql [<options>] <shapefile> [[<schema>.]<table>]
OPTIONS:
  -s [<from>:]<srid> Set the SRID field. Defaults to 0.
      Optionally reprojects from given SRID.
 (-d|a|c|p) These are mutually exclusive options:
     -d  Drops the table, then recreates it and populates
         it with current shape file data.
     -a  Appends shape file into current table, must be
         exactly the same table schema.
     -c  Creates a new table and populates it, this is the
         default if you do not specify any options.
     -p  Prepare mode, only creates the table.

shp2pgsql на Windows

При установке путь к утилите не прописывается в переменные среды:

shp2pgsql на Windows

На Windows утилита по умолчанию находится в папке C:\Program Files\PostgreSQL\<version>\bin

shp2pgsql на Windows

Чтобы не вводить каждый раз полный путь к программе, необходимо прописать его в переменные окружения:

setx path "%PATH%;C:\Program Files\PostgreSQL\15\bin"

После этого перезапустите командную строку, и утилита будет запускаться:

Импорт из шейп-файла

Если запустить без параметров, то будет только диагностика без импорта:

tsamsonov@Butterfly satino_base % shp2pgsql border.shp postgis.border
Field fid is an FTDouble with width 20 and precision 0
Shapefile type: Polygon
Postgis type: MULTIPOLYGON[2]
SET CLIENT_ENCODING TO UTF8;
SET STANDARD_CONFORMING_STRINGS TO ON;
BEGIN;
CREATE TABLE "postgis"."border" (gid serial,
"fid" numeric,
"name" varchar(60));
ALTER TABLE "postgis"."border" ADD PRIMARY KEY (gid);
SELECT AddGeometryColumn('postgis','border','geom','0','MULTIPOLYGON',2);
INSERT INTO "postgis"."border" ("fid","name",geom) VALUES ('1',NULL,'0106000000010000000103000000010000000500000030FF21BDE4231441BAFC8774DB575741503789C1D8231441C05B2081C35B5741F04A59C6FA711441C442AD71C45B5741F0DBD7C106721441BCE31465DC57574130FF21BDE4231441BAFC8774DB575741');
COMMIT;
ANALYZE "postgis"."border";
tsamsonov@Butterfly satino_base %

Импорт из шейп-файла

По факту утилита создает SQL-запрос, который можно направить в файл через >:

shp2pgsql -s 32637 -g geom border.shp postgis.border > border.sql

Полученный файл можно открыть средствами СУБД и запустить.

Большие файлы

При импорте больших файлов рекомендуется использовать параметр -D, при котором будет создаваться не SQL-запрос, а бинарный файл дампа базы данных.

Импорт через `psql`

В большинстве случаев однако запрос не пишут в файл, а направляют через пайп (|) в psql — командный интерфейс PostgreSQL. Необходимо указать как минимум базу данных (-d) и имя пользователя (-U):

shp2pgsql -s 32637 -g geom border.shp postgis.border 
  | psql -d satino -U postgres

После ввода пароля данные будут записаны в указанную таблицу:

Универсальный импорт через ogr2ogr

ogr2ogr — утилита GDAL, универсальный конвертер форматов данных.

Вместе с ней идет утилита ogrinfo, для анализа входных данных:

ogrinfo

Поддерживаемые форматы можно выяснить через ogr2ogr --formats :

(base) tsamsonov@Butterfly Satino % ogr2ogr --formats
Supported Formats:
  FITS -raster,vector- (rw+): Flexible Image Transport System
  PCIDSK -raster,vector- (rw+v): PCIDSK Database File
  netCDF -raster,multidimensional raster,vector- (rw+s): Network Common Data Format
  PDS4 -raster,vector- (rw+vs): NASA Planetary Data System 4
  VICAR -raster,vector- (rw+v): MIPL VICAR file
  JP2OpenJPEG -raster,vector- (rwv): JPEG-2000 driver based on OpenJPEG library
  PDF -raster,vector- (rw+vs): Geospatial PDF
  MBTiles -raster,vector- (rw+v): MBTiles
  BAG -raster,multidimensional raster,vector- (rw+v): Bathymetry Attributed Grid
  EEDA -vector- (ro): Earth Engine Data API
  OGCAPI -raster,vector- (rov): OGCAPI
  ESRI Shapefile -vector- (rw+v): ESRI Shapefile
  MapInfo File -vector- (rw+v): MapInfo File
  ...

Параметры ogr2ogr

Данная программа содержит множество параметров (см. документацию):

(base) tsamsonov@Butterfly Satino % ogr2ogr
Usage: ogr2ogr [--help-general] [-skipfailures] [-append | -upsert] [-update]
               [-select field_list] [-where restricted_where|@filename]
               [-progress] [-sql <sql statement>|@filename] [-dialect dialect]
               [-preserve_fid] [-fid FID] [-limit nb_features]
               [-spat xmin ymin xmax ymax] [-spat_srs srs_def] [-geomfield field]
               [-a_srs srs_def] [-t_srs srs_def] [-s_srs srs_def] [-ct string]
               [-f format_name] [-overwrite] [[-dsco NAME=VALUE] ...]
               dst_datasource_name src_datasource_name
               [-lco NAME=VALUE] [-nln name] 
               [-nlt type|PROMOTE_TO_MULTI|CONVERT_TO_LINEAR|CONVERT_TO_CURVE]
               [-dim XY|XYZ|XYM|XYZM|layer_dim] [layer [layer ...]]
       Advanced options :
               [-gt n] [-ds_transaction]
               [[-oo NAME=VALUE] ...] [[-doo NAME=VALUE] ...]
               [-clipsrc [xmin ymin xmax ymax]|WKT|datasource|spat_extent]
               ...

Импорт GeoPackage через ogr2ogr

Для импорта необходимо указать формат входного файла (f), параметры подключения, а также параметры, специфичные для выходного формата (-lco).

Импорт одного слоя (landscapes)

ogr2ogr 
  -f PostgreSQL PG:"dbname=satino user=postgres password=....." 
  satino_thematic.gpkg landscapes 
  -lco GEOMETRY_NAME=geom -lco SCHEMA=postgis

Импорт всех слоев

ogr2ogr 
  -f PostgreSQL PG:"dbname=satino user=postgres password=....." 
  satino_thematic.gpkg 
  -lco GEOMETRY_NAME=geom -lco SCHEMA=postgis

Каталог геометрий

PostGIS при активации создает два представления (View), в которых систематизированы все геометрические и географические атрибуты в БД:

geometry_columns

geography_columns

Каталог геометрий

Программный код представления можно посмотреть в свойствах на вкладке Code

Подключение к PostGIS из QGIS

PostgreSQL > New Connection

Basic > Test Connection > OK

Подключение к PostGIS из QGIS

Пароль может быть запрошен снова, если на предыдущем шаге не поставить галочки Store

PostGIS. Создание и импорт векторных данных

Базовые библиотеки

Структура базы данных

Структура схемы

Структура схемы (продолжение)

Создание пустой БД

Типы пространственных данных

Каталог систем координат

Создание пространственных таблиц

Ручное создание данных

Импорт из CSV

Непространственная таблица

Активация пространственных точек

Импорт из шейп-файла

shp2pgsql на Windows

shp2pgsql на Windows

shp2pgsql на Windows

Импорт из шейп-файла

Импорт из шейп-файла

Импорт через psql

Универсальный импорт через ogr2ogr

ogrinfo

Параметры ogr2ogr

Импорт GeoPackage через ogr2ogr

Каталог геометрий

Каталог геометрий

Подключение к PostGIS из QGIS

Подключение к PostGIS из QGIS

Подключение к PostGIS из QGIS

Импорт через `psql`