API базы данных GeoDjango

Ограничения MySQL для пространственных данных

Django поддерживает пространственные функции, работающие с реальными геометриями, доступными в современных версиях MySQL. Однако пространственные функции не так богаты, как в других бэкендах, таких как PostGIS.

Поддержка растровых данных

RasterField в настоящее время реализована только для бэкенда PostGIS. Для растровых полей доступны пространственные запросы, но пространственные функции и агрегаты для растровых полей не реализованы.

Запросы по геометрии

Географические запросы с геометриями имеют следующий общий вид (предполагается модель Zipcode, используемая в API моделей GeoDjango):

>>> qs = Zipcode.objects.filter(<field>__<lookup_type>=<parameter>)
>>> qs = Zipcode.objects.exclude(...)

Например:

>>> qs = Zipcode.objects.filter(poly__contains=pnt)
>>> qs = Elevation.objects.filter(poly__contains=rst)

В этом случае, poly — это географическое поле, contains — тип пространственного запроса, pnt — параметр (который может быть объектом GEOSGeometry или строкой GeoJSON, WKT или HEXEWKB), а rst — объект GDALRaster.

Запросы по растровым данным

Синтаксис запросов по растровым данным аналогичен синтаксису для геометрий. Единственное отличие состоит в том, что можно указать индекс канала как дополнительный параметр. Если индекс канала не указан, используется первый канал по умолчанию (индекс 0). В этом случае синтаксис идентичен синтаксису запросов по геометрии.

Для указания индекса канала можно указать дополнительный параметр с обеих сторон запроса. Слева используется синтаксис с двойным подчеркиванием для передачи индекса канала. Справа можно указать кортеж из растра и индекса канала.

Это приводит к следующей общей форме запросов, связанных с растровыми данными (предполагается модель Elevation, используемая в API моделей GeoDjango):

>>> qs = Elevation.objects.filter(<field>__<lookup_type>=<parameter>)
>>> qs = Elevation.objects.filter(<field>__<band_index>__<lookup_type>=<parameter>)
>>> qs = Elevation.objects.filter(<field>__<lookup_type>=(<raster_input, <band_index>)

Например:

>>> qs = Elevation.objects.filter(rast__contains=geom)
>>> qs = Elevation.objects.filter(rast__contains=rst)
>>> qs = Elevation.objects.filter(rast__1__contains=geom)
>>> qs = Elevation.objects.filter(rast__contains=(rst, 1))
>>> qs = Elevation.objects.filter(rast__1__contains=(rst, 1))

В примере слева rast — это географическое растровое поле, а contains — тип пространственного запроса. Справа, geom — вход геометрии, а rst — объект GDALRaster. Индекс канала по умолчанию равен 0 в первых двух запросах и установлен на 1 в остальных.

Хотя все пространственные запросы могут использоваться с растровыми объектами с обеих сторон, не все базовые операторы изначально принимают растровые данные в качестве входных. В случаях, когда оператор ожидает вход геометрии, растр автоматически преобразуется в геометрию. Важно помнить об этом при интерпретации результатов запроса.

Тип поддержки растровых данных для всех запросов указан в таблице совместимости. Запросы, включающие растровые данные, в настоящее время доступны только для бэкенда PostGIS.

Введение

Вычисление расстояний с пространственными данными — непростая задача, поскольку Земля не плоская. Некоторые запросы по расстоянию с полями в географической системе координат могут потребовать иного выражения из-за ограничений PostGIS. Подробнее об этом см. раздел Выбор SRID в документации API моделей GeoDjango.

Запросы по расстоянию

Доступно для: PostGIS, MariaDB, MySQL, Oracle, SpatiaLite, PGRaster (Нативно)

Доступны следующие запросы по расстоянию:

• distance_lt
• distance_lte
• distance_gt
• distance_gte
• dwithin (кроме MariaDB и MySQL)

Запросы по расстоянию принимают кортеж параметров, состоящий из:

1. Геометрии или растра, на основе которой производятся вычисления; и
2. Числа или объекта Distance, содержащего расстояние.

Если используется объект Distance, он может быть выражен в любых единицах (SQL использует единицы, преобразованные в единицы поля); в противном случае числовые параметры предполагаются в единицах поля.

Например, предположим, что у нас есть модель SouthTexasCity (из тестов расстояний GeoDjango) в проектированной системе координат, пригодной для городов южной Техаса:

from django.contrib.gis.db import models


class SouthTexasCity(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30)
    # A projected coordinate system (only valid for South Texas!)
    # is used, units are in meters.
    point = models.PointField(srid=32140)

Тогда запросы по расстоянию можно выполнить следующим образом:

>>> from django.contrib.gis.geos import GEOSGeometry
>>> from django.contrib.gis.measure import D  # ``D`` is a shortcut for ``Distance``
>>> from geoapp.models import SouthTexasCity
# Distances will be calculated from this point, which does not have to be projected.
>>> pnt = GEOSGeometry("POINT(-96.876369 29.905320)", srid=4326)
# If numeric parameter, units of field (meters in this case) are assumed.
>>> qs = SouthTexasCity.objects.filter(point__distance_lte=(pnt, 7000))
# Find all Cities within 7 km, > 20 miles away, and > 100 chains away (an obscure unit)
>>> qs = SouthTexasCity.objects.filter(point__distance_lte=(pnt, D(km=7)))
>>> qs = SouthTexasCity.objects.filter(point__distance_gte=(pnt, D(mi=20)))
>>> qs = SouthTexasCity.objects.filter(point__distance_gte=(pnt, D(chain=100)))

Запросы к растрам работают аналогичным образом, заменяя поле геометрии point полем растра, или объект pnt объектом растра, или оба. Для указания индекса полосы растра входного значения справа можно передать кортеж из 3 элементов в запрос, как показано ниже:

>>> qs = SouthTexasCity.objects.filter(point__distance_gte=(rst, 2, D(km=7)))

Где для запроса будет использоваться полоса с индексом 2 (третья полоса) растра rst.

Пространственные запросы

В следующей таблице приводится сводка доступных пространственных запросов для каждого серверного пространственного хранилища данных. Запросы PostGIS Raster (PGRaster) разделены на три категории, описанные в разделе подробное описание растровых запросов: собственная поддержка N, двусторонняя собственная поддержка B и поддержка преобразования геометрии C.

Функции баз данных

В следующей таблице приведён обзор доступных функций баз данных, специфичных для географии, для каждого пространственного бэкэнда.

Функции агрегирования

В следующей таблице представлен обзор доступных функций агрегирования, специфичных для ГИС, на каждом пространственном бэкенде. Обратите внимание, что MariaDB не поддерживает ни одну из этих агрегатных функций и поэтому исключена из таблицы.

Примечания