16.5. Lesson: 도형 구조

이 강의에서 우리는 SQL로 단순한 도형을 구성하는 방법에 대해 좀 더 깊이 알아볼 것입니다. 실제 상황에서는 아마도 QGIS 같은 GIS의 디지타이즈 작업 도구를 사용해서 복잡한 도형을 생성할 테지만, 도형이 어떻게 구성되는지 이해한다면 쿼리 작성 및 데이터베이스가 어떻게 조성되는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 강의의 목표: PostgreSQL/PostGIS에서 직접 공간 엔티티를 생성하는 방법을 더 잘 이해하기.

16.5.1. 라인스트링 생성

address 데이터베이스로 돌아가서, ‘streets’ 테이블을 다른 테이블과 일치시켜봅시다. 다시 말하자면 도형에 제약 조건을 걸고, ‘geometry_columns’ 테이블에 인덱스 및 항목을 추가해봅시다.

16.5.2. Try Yourself moderate 중급

  • Modify the streets table so that it has a geometry column of type ST_LineString.
  • Don’t forget to do the accompanying update to the geometry columns table!
  • Also add a constraint to prevent any geometries being added that are not LINESTRINGS or null.
  • Create a spatial index on the new geometry column

결과 확인

이제 ‘streets’ 테이블에 라인스트링을 인서트해봅시다. 이 경우, 다음과 같이 기존 도로 레코드를 업데이트할 것입니다.

update streets set the_geom = 'SRID=4326;LINESTRING(20 -33, 21 -34, 24 -33)'
where streets.id=2;

QGIS에서 결과를 살펴보십시오. (Layers 패널에서 ‘streets’ 레이어를 오른쪽 클릭한 다음 Zoom to layer extent 를 선택해야 할 수도 있습니다.)

이제 QGIS에서 그리고 커맨드 입력 창에서 더 많은 도로 항목을 생성하십시오.

16.5.3. 폴리곤 생성

폴리곤 생성 작업도 아주 쉽습니다. 다만 한 가지, 폴리곤은 정의상 적어도 네 꼭짓점을 가지며, 첫 번째와 마지막 꼭짓점이 동일한 위치에 있다는 사실을 기억해야 합니다.

insert into cities (name, the_geom)
values ('Tokyo', 'SRID=4326;POLYGON((10 -10, 5 -32, 30 -27, 10 -10))');

주석

폴리곤의 좌표 목록에 이중 괄호를 사용해야 합니다. 이렇게 하면 서로 연결되지 않은 복수의 영역을 가진 복잡한 폴리곤을 추가할 수 있습니다. 다음은 그 예입니다.

insert into cities (name, the_geom)
values ('Tokyo Outer Wards', 'SRID=4326;POLYGON((20 10, 20 20, 35 20, 20 10),
      (-10 -30, -5 0, -15 -15, -10 -30))');

이 단계를 따라했다면, QGIS에 ‘cities’ 데이터셋을 불러와서 속성 테이블을 열고 새 항목을 선택해서 결과를 확인할 수 있습니다. 이 두 폴리곤이 어떻게 하나의 폴리곤처럼 반응하는지 살펴보십시오.

16.5.4. 예제 : 도시와 인물을 연결

이 예제를 위해 다음 단계를 거쳐야 합니다.

  • ‘people’ 테이블에서 모든 데이터를 삭제하십시오.

  • ‘people’ 테이블에 ‘cities’ 테이블의 기본 키를 참조하는 외래 키를 추가하십시오.

  • QGIS를 사용해 몇몇 도시를 디지타이즈하십시오.

  • SQL을 이용해서 새 인물 레코드를 몇 개 인서트하고, 각 레코드가 관련 도로 및 도시 정보를 갖고 있는지 확인하십시오.

사용자가 업데이트한 ‘people’ 스키마가 다음과 비슷해야 합니다.

\d people

Table "public.people"
   Column   |         Type          |                      Modifiers
 -----------+-----------------------+--------------------------------------------
  id        | integer               | not null
            |                       | default nextval('people_id_seq'::regclass)
  name      | character varying(50) |
  house_no  | integer               | not null
  street_id | integer               | not null
  phone_no  | character varying     |
  the_geom  | geometry              |
  city_id   | integer               | not null
Indexes:
  "people_pkey" PRIMARY KEY, btree (id)
  "people_name_idx" btree (name)
Check constraints:
  "people_geom_point_chk" CHECK (st_geometrytype(the_geom) =
                       'ST_Point'::text OR the_geom IS NULL)
Foreign-key constraints:
  "people_city_id_fkey" FOREIGN KEY (city_id) REFERENCES cities(id)
  "people_street_id_fkey" FOREIGN KEY (street_id) REFERENCES streets(id)

결과 확인

16.5.5. 사용자 스키마 살펴보기

이 시점에서 사용자의 스키마가 이렇게 보여야 합니다.

../../../_images/final_schema.png

16.5.6. Try Yourself hard 고급

해당 도시의 주소를 모두 포함하는 최소 컨벡스 헐(minimum convex hull) 영역 및 해당 영역 주변의 버퍼를 계산해서 도시 경계를 생성하십시오.

16.5.7. 하위 오브젝트에 접근

SFS 모델 기능을 통해 SFS 도형의 하위 오브젝트에 접근할 수 있는 광범위한 옵션을 쓸 수 있습니다. ‘myPolygonTable’ 테이블의 모든 폴리곤 도형의 첫 번째 꼭짓점을 선택하고 싶다면, 다음과 같은 방법을 사용해야 합니다.

  • 폴리곤 경계선을 라인스트링으로 변환하십시오.

    select st_boundary(geometry) from myPolygonTable;

  • 그 결과 생성된 라인스트링의 첫 번째 꼭짓점을 선택하십시오.

    select st_startpoint(myGeometry)
from (
    select st_boundary(geometry) as myGeometry
    from myPolygonTable) as foo;

16.5.8. 데이터 처리

PostGIS는 OGC SFS/MM 표준을 따르는 모든 기능을 지원합니다. 이 기능들의 명칭은 모두 ST_ 로 시작합니다.

16.5.9. 클리핑

ST_INTERSECT() 기능을 사용해서 사용자 데이터의 하위 부분을 오려낼 수 있습니다. 비어 있는 도형을 오려내지 않으려면 다음 조건문을 사용하십시오.

where not st_isempty(st_intersection(a.the_geom, b.the_geom))
../../../_images/qgis_001.png 
select st_intersection(a.the_geom, b.the_geom), b.*
from clip as a, road_lines as b
where not st_isempty(st_intersection(st_setsrid(a.the_geom,32734),
  b.the_geom));
../../../_images/qgis_002.png

16.5.10. 다른 도형에서 도형 생성

어떤 주어진 포인트 테이블에서 라인스트링을 생성하고자 합니다. 포인트의 순서는 id 로 정의됩니다. 또다른 배열 방법으로, GPS 수신기로 웨이포인트를 캡처할 때 얻게 되는 것과 같은 타임스탬프를 쓸 수도 있습니다.

../../../_images/qgis_006.png

‘points’라는 새 포인트 레이어에서 라인스트링을 생성하려면, 다음 명령어를 실행하면 됩니다.

select ST_LineFromMultiPoint(st_collect(the_geom)), 1 as id
from (
  select the_geom
  from points
  order by id
) as foo;

새 레이어를 생성하지 않고 이 결과를 보려면 ‘people’ 레이어에 대해 이 명령어를 실행할 수도 있지만, 물론 실재 세계에서는 아무런 의미도 없습니다.

../../../_images/qgis_007.png

16.5.11. 도형 청소

이 주제에 대해 이 블로그 포스트 에서 더 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.

16.5.12. 테이블 사이의 차이점

동일한 구조를 가진 두 테이블 간의 차이점을 알아내려면 PostgreSQL 키워드인 EXCEPT 를 사용하면 됩니다.

select * from table_a
except
select * from table_b;

이렇게 하면 table_a의 레코드 가운데 table_b에는 없는 모든 레코드를 얻을 수 있습니다.

16.5.13. 테이블스페이스

사용자가 테이블스페이스를 생성해서 PostgreSQL이 디스크 어디에 데이터를 저장해야 하는지 정의할 수 있습니다.

CREATE TABLESPACE homespace LOCATION '/home/pg';

데이터베이스 생성 시, 다음과 같은 명령어를 통해 사용할 테이블스페이스를 지정할 수 있습니다.

createdb --tablespace=homespace t4a

16.5.14. In Conclusion

PostGIS 선언문을 사용해서 좀 더 복잡한 도형을 생성하는 방법을 배웠습니다. 이 강의는 대부분 GIS 프론트엔드를 통해 지리공간 기능이 활성화된 데이터베이스와 작업할 때를 위해 사용자의 관습적인 지식을 향상시키기 위한 것이라는 사실을 기억하십시오. 보통 이런 선언문들을 수작업으로 입력해야 할 경우는 거의 없지만, 도형의 구조를 대강이나마 아는 것은 GIS를 사용할 때 도움이 될 것입니다. 특히 구조를 모르는 경우 암호문처럼 보일 오류를 맞닥뜨렸을 때 말입니다.