PostGIS实现叠加分析之-Spatial Join (1)

空间关系也是空间数据区别于非空间数据一个非常重要的特点。比如我们最为熟知的关系数据库(RDBMS)，他这里的“关系”的核心是基于二维表的，即笛卡尔积的集合理论，相对抽象的很多，记得以前学数据库概论的时候，老师堆一堆数学抽象概念定义之类的。

我们空间数据也有“关系”，即空间关系，这是可以看得见摸得着的，比如我们描述“这条公路穿过五个省”，就隐含了“线穿过面的空间关系”的空间拓扑关系，再比如"武汉在广州的北边"，这句话也隐含了一个空间方向的关系，这些都很直观形象的，这也是我们学习空间数据相对不枯燥的一点，总的来说空间关系包括度量关系、方向关系、和拓扑关系。一般默认指空间拓扑关系。

虽说空间关系看起来直观形象，但是由于空间问题固有的复杂性和不确定性，“关系”本身很难去定量描述，为了定性的去描述空间关系，大牛们就整出一套套的理论去定义它，这样我们就能进行数字化、量化，进而进行计算机的表达，再去做运算。

其中最为广泛的是九交模型理论（DE-9IM），该模型把空间几何要素划分为内，外，边界三个部分，通过对几何要素这三个部分的关系判断，来定义空间要素的空间关系，有兴趣的同学，想深挖的可以查相关资料。先定义E，I，B：

看下图来个直观认识：

再来一张九交模型的经典图，文氏图的可在网上找到一堆，这里不放了：

Arcgis spatial join工具提供了18个空间关系，PostGIS提供了17个空间拓扑关系函数，这么多的空间拓扑关系，看起来很凌乱又记不住，其实根据实际的使用情况，空间拓扑关系又可分三大类：

• 包含：contains，within 等

• 相交：intersect，3DIntersects ，Crosses 等
  

• 邻近：Touches ，WITHIN_A_DISTANCE 等

首先我们看Arcgis中如何实现Spatial Join，工具箱里查找该工具。一个Target 图层参数，一个Join图层参数，然后是关系判断，这里Target认为在操作符左边，称作输入图层，Join在操作符右边，称作操作图层（可以参考这一篇文章GIS：谈谈叠加分析），这里的操作符就是空间关系的判断，可以列个公式：

TargetLayer (Spatial Relationships ) JoinLayer
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比如A contins B，A 是Target Layer，B是Join Layer，操作符是Contains，如果A中的某要素Contains B中的某要素，这条记录返回为真，然后取相应字段。可选的空间关系列出了18个，具体可以在右边查看对应的解释，英文的容易理解

PostGIS提供的空间拓扑关系函数，可以实现Arcgis中的Spatial Join操作，具体的要能够灵活使用以满足需求

注意一点这些函数只是空间关系的判断，也就是说我们可以放在where子句中作为条件的，他并不生产空间要素，用户可以随便怎么组合应用在自己的项目中，基于某种空间关系的判断去实现自己需求，最简单的例子，想要计算所有穿过河南省的高速公路的长度，那首先要坐的就是判断哪些高速公路穿过了河南省，这就是线面的空间关系的判断。使用时注意参数类型，一般为geometry或者geography。

相对比的话，Postgis函数的第一个参数相当于TargetLayer，第二个参数相当于JoinLayer，切勿生搬硬套，一定要掌握PostGIS各种空间关系函数的含义，就可以摈弃Arcgis的各种难受限制，在具体场景中灵活使用。

有些表达可能欠妥或不准确，有不明白的地方欢迎交流。下一篇直接介绍常用函数的使用以及注意点。

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