(數據科學學習手札93)利用geopandas與PostGIS進行交互
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1 簡介
PostGIS
作為postgresql
針對地理空間數據的拓展功能,可以幫助我們有效管理和固化空間矢量數據,以及開展空間數據分析,而geopandas
作為Python
生態中優秀的空間數據分析處理工具,自然在與PostGIS
進行交互方面開發了相應的功能。
本文就將針對如何利用geopandas
向PostGIS
空間資料庫寫入及讀取矢量數據進行介紹。
2 geopandas與PostGIS進行交互
為了能在geopandas
中與postgresql
和PostGIS
建立連接,請確保以下3個庫已經安裝:
pip install sqlalchemy, psycopg2, geoalchemy2
接下來我們需要保證postgresql
中存在可以連接的空間資料庫,在pgAdmin介面內新建資料庫,譬如這裡我們新建資料庫demo
:
點擊保存成功創建資料庫之後,要注意這時我們的demo
資料庫只是個普通的postgresql
資料庫,是不支援空間相關功能的,在對應資料庫上右鍵打開查詢工具:
在彈出的介面中輸入CREATE EXTENSION postgis;
並執行,成功之後我們的資料庫就變成了空間資料庫,支援空間相關的各種功能:
至此我們的準備工作就已結束,接下來我們就可以直接在geopandas
中讀寫PostGIS
數據表。
2.1 利用geopandas向PostGIS寫入數據
為方便演示,這裡我們以簡化版的重慶市區縣矢量面數據為例,首先我們導入所需的geopandas
(注意geopandas
版本必須大於等於0.8.0)與sqlalchemy
(後者用於創建資料庫連接),並讀入重慶市.geojson
文件,你可以在開頭的Github
倉庫找到它:
接著我們來演示如何通過geopandas
向PostGIS
推送矢量資訊表,使用到的API為to_postgis()
,其主要參數如下:
name:字元型,用於指定推送到
PostGIS
後的表名稱con:
sqlalchemy.engine.Engine
對象,用於建立與資料庫的連接if_exists:字元型,用於指定當資料庫中已存在同名表時的相應策略,
'fail'
表示拋出錯誤,'replace'
指替換,'append'
指向原表追加,默認為fail
schema:字元型,用於指定
schema
,默認為'public'
index:bool型,用於指定是否保留index資訊
index_label:字元型或序列,當index被設置為True時為index資訊指定欄位名稱
首先需要利用sqlalchemy
中的create_engine
來創建資料庫連接,傳入字元串包含了資料庫類型、用戶名、密碼、主機IP、埠以及資料庫名稱,格式為:
資料庫類型://用戶名:密碼@主機IP:埠/資料庫名稱
對應本例:
在pgAdmin
中隨即就能查看到剛才寫入的數據表:
2.2 利用geopandas從PostGIS讀取數據
從PostGIS
中讀取數據要用到另一個API,對應geopandas
的read_postgis()
,其主要參數如下:
sql:字元型,對應從空間資料庫中提取數據的SQL語句
con:同
to_postgis()
geom_col:字元型,用於指定將哪一列作為
GeoDataFrame
的矢量列crs:用於指定坐標參考系,同
GeoDataFrame
的坐標參考系設定方式index_col:字元型或列表,用於指定將哪些列作為索引
parse_dates:列表,用於預解析時間類型數據
接著我們從PostGIS
中讀取剛才寫入的表:
簡簡單單,我們就實現了與PostGIS
的交互。
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