PostGIS空间数据融合实践：高效合并与优化指南

在GIS桌面软件里泡久了的同学都知道，要做两个或多个地理数据的融合，直接用工具就好。ArcGIS、QGIS、SuperMap这些主流桌面端都有成熟的功能，比如QGIS的工具包里就有合并工具，随手就能用。

不过工作中总会遇到更灵活的场景——数据已经存到了PostGIS空间数据库里，用户可能随机抽几个空间数据要动态融合，这时候总不能每次都去手动点工具吧？用SQL查询来解决就舒服多了。比如某个需求里，需要把几个城市的空间数据融合成一份新数据供查询分析，PostGIS里常用的两个函数就是ST_Union()和ST_Collect()。

这两个东西乍一看差不多，但实际用起来差别不小。官网的介绍吧，说得不算特别透，所以咱们直接上实例，用实际的面数据和场景来跑一遍，看看它们到底怎么用、区别在哪。

一、ST_Union()简介

先看PostGIS里st_union的定义，有几个入参版本：

函数定义长这样：

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."st_union"("geom1" "public"."geometry", "geom2" "public"."geometry")
RETURNS "public"."geometry" AS '$libdir/postgis-3', 'ST_Union'
LANGUAGE c IMMUTABLE STRICT
COST 10000

1、方法说明

跟Ja va的方法重载差不多，st_union有5个重载版本：

2、参数介绍

geometry是空间对象，float8表示数据精度。注意：st_union运算后的结果是合并输入几何体，并且会消除重叠部分，输出可能是原子几何、多重几何或几何集合。关键点就是合并并消除重叠。

二、ST_Collect()简介

再看st_collect的定义：

函数定义SQL：

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."st_collect"("geom1" "public"."geometry", "geom2" "public"."geometry")
RETURNS "public"."geometry" AS '$libdir/postgis-3', 'LWGEOM_collect'
LANGUAGE c IMMUTABLE
COST 50

1、方法说明

2、参数介绍

将几何收集（聚合）到几何集合中。结果是一个多*或一个GeometryCollection，取决于输入几何的类型相同还是不同（同构或异类）。输入几何图形在集合中保持不变。注意这里的用词是聚合，跟上面的合并，概念完全不同。

3、两者区别

光从字面看，“合并”和“聚合”有点接近，但在空间运算里差别很大。一句话概括：ST_Collect只是把几何图形收集到一块，不做任何修改；ST_Union则会合并重叠部分、在交点处拆分线串，溶解边界后可能返回单个几何。说白了，st_collect不改变数据本身，st_union会改变数据的几何形态。下面实战验证。

三、实际案例实践

用面数据来试。分两种情况：空间不重叠和空间重叠，看看两个函数不同空间关系下的结果。

1、不重叠融合

用PostGIS里的城市数据，对长株潭三个城市做融合。

biz_city表数据如下：

用st_union融合：

select st_asgeojson(st_union(geom)) from biz_city where city_name in ('长沙市','株洲市','湘潭市');

查询结果：

在QGIS里看：

很明显，三个城市已经完全融合，边界消失，形成了一个全新的面数据。

再看看st_collect的效果：

select st_asgeojson(st_collect(geom)) from biz_city where city_name in ('长沙市','株洲市','湘潭市');

QGIS展示结果：

虽然三个城市也合在一起了，但各自的边界还在，并没有真正融合。从geojson的type上也能看出区别。

结论：在不重叠的情况下，st_union和st_collect的结果视觉差别不大，但对数据是否改变来说，影响很大。

2、空间重叠融合

准备两份空间重叠的数据，用模拟数据来演示：

-- A 图
select ST_GeomFromGeoJSON('{"type":"Polygon","coordinates":[[[120.52757263183594,31.495432803134843],[120.59211730957031,31.31199502365151],[120.89012145996094,31.35950051982242],[120.74729919466666,31.483245492650792],[120.52757263183594,31.495432803134843]]]}')
-- B 图
select ST_GeomFromGeoJSON('{"type":"Polygon","coordinates":[[[120.74386596679688,31.487235582017444],[120.84548950195312,31.269747790889888],[121.01783752441405,31.378261512889125],[120.91827392578125,31.487821121636433],[120.74386596679688,31.487235582017444]]]}')

转成geojson在QGIS里看，这是A图：

B图：

两者叠加后的空间关系：

用st_union融合：

-- ST_Union在几何形状重叠的地方对其进行几何合并，并在相交处拆分线串。溶解边界时，它可能会返回单个几何。
select ST_Union (
  ST_GeomFromGeoJSON('{"type":"Polygon","coordinates":[[[120.52757263183594,31.495432803134843],[120.59211730957031,31.31199502365151],[120.89012145996094,31.35950051982242],[120.52757263183594,31.495432803134843]]]}'),
  ST_GeomFromGeoJSON('{"type":"Polygon","coordinates":[[[120.74386596679688,31.487235582017444],[120.84548950195312,31.269747790889888],[121.01783752441405,31.378261512889125],[120.91827392578125,31.487821121636433],[120.74386596679688,31.487235582017444]]]}')
)

用st_collect融合：

-- ST_Collect将几何形状聚合到一个集合中，而无需进行任何更改。
select ST_Collect (
  ST_GeomFromGeoJSON('{"type":"Polygon","coordinates":[[[120.52757263183594,31.495432803134843],[120.59211730957031,31.31199502365151],[120.89012145996094,31.35950051982242],[120.74729919466666,31.483245492650792],[120.52757263183594,31.495432803134843]]]}'),
  ST_GeomFromGeoJSON('{"type":"Polygon","coordinates":[[[120.74386596679688,31.487235582017444],[120.84548950195312,31.269747790889888],[121.01783752441405,31.378261512889125],[120.91827392578125,31.487821121636433],[120.74386596679688,31.487235582017444]]]}')
)

实验结果同样印证：st_collect对原始数据没有丝毫改变，而st_union则把重叠部分溶解了，改变了数据的边界和几何形态。

总结

到这里应该真正理解了“合并”和“聚合”的区别。在实际项目里，根据需求选对函数非常关键：如果只需要把多个几何图形拼在一起、保留各自边界，用ST_Collect；如果需要消除重叠、生成一个连续完整的图形，就用ST_Union。选错了，结果可能差得很远。