空间数据管理解决方案
由于空间数据具有非结构化、空间关系、分类编码、海量等特征，一般的商用数据库管理系统难以满足要求。为了提高数据库管理系统（DBMS）对空间数据的管理能力，国内外先后出现过如下几种方案:
1.文件与关系数据库混合管理系统
2.全关系型空间数据库管理系统
3.关系型数据库+空间数据引擎
4.扩展对象关系型数据库管理系统
5.面向对象空间数据库管理系统
其中，以3和4使用最为广泛，3的典型代表为ArcSDE+关系数据库，Oracle/MySQL/PostgreSQL等；4的典型代表为PostgreSQL+PostGIS。这两种方式我们逐一进行分析。
关系型数据库+空间数据引擎
此种方案为GIS厂商研发的一种中间件解决方案。用户将自己的空间数据交给独立于数据库之外的空间数据引擎，由空间数据引擎来组织空间数据在关系型数据库中的存储;当用户需要访问数据的时候，再通知空间数据引擎，由引擎从关系型数据库中取出数据，并转化为客户可以使用的方式。关系型数据库仅仅是存放空间数据的容器，而空间数据引擎则是空间数据进出该容器的转换通道。
如下图中，ArcSDE为用户和数据库之间的空间数据引擎中间件。
优点：访问速度快，支持通用的关系数据库管理系统，空间数据按BLOB存取，可跨数据库平台，与特定GIS平台结合紧密，应用灵活。
缺点：空间操作和处理无法在数据库内核中实现，数据模型较为复杂，扩展SQL比较困难，不易实现数据共享与互操作。
扩展对象关系型数据库管理系统
此种方案为数据库厂商研发的管理空间数据一种解决方案。由于关系型数据库难以管理非结构化数据（也包括空间数据），数据库厂商借鉴面向对象技术，发展了对象关系型数据库管理系统。
此系统支持抽象的数据类型（ADT）及其相关操作的定义;用户利用这种能力可以增加空间数据类型及相关函数，从而将空间数据类型与函数就从中间件（空间数据引擎）转移到了数据库管理系统中，客户也不必采用空间数据引擎的专用接口进行编程，而是使用增加了的空间数据类型和函数的标准扩展型SQL语言来操作空间数据。
这类支持空间扩展的产品主要有Oracle Spatial/SQL Server Spatial/PostGIS。
优点：空间数据的管理与通用数据库系统融为一体，空间数据按对象存取，可在数据库内核中实现空间操作和处理，扩展SQL比较方便，较易实现数据共享与互操作。
缺点：实现难度大，压缩数据比较困难，目前的功能和性能与第一类系统尚存在差距。
PostgreSQL介绍
PostgreSQL是一种对象关系型数据库管理系统，支持大部分SQL标准并且提供了许多其他现代特性，为除MySQL外使用最广泛的第二大开源数据库。从db-engines官网提供的排名趋势图上可以看到，PostgreSQL的使用流行度在稳定提升。
PostgreSQL具备MySQL的主要特性，具体对比可在db-engines官网查看。PostgreSQL几个重要的特点如下：
1.有功能强大的GIS扩展PostGIS插件：对空间数据管理最为重要
2.对很多高级开发语言提供原生的编程接口
3.支持服务器端脚本，如Python/R等
4.自带全文搜索功能
5.支持把常见的外部数据源当作自己数据库进行查询
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PostgreSQL空间数据支持
PostgreSQL仅提供了基础空间数据格式和常用的空间查询分析支持，PostGIS作为PostgreSQL的一个扩展，增强了空间管理和分析的能力，它的出现让人们开始重视基于数据库管理系统的空间扩展方式，当前已成为管理空间数据的主流技术。PostGIS支持的主要特性列表参见百度百科。
PostGIS不仅支持快速的查询和空间分析，还提供了众多空间函数，支持主要的空间业务场景。可以使用泰森多边形分析和更多复杂GIS分析功能，完成更多的高级功能：
1.路径计算：使用路网和pgRouting分析最优路径或其他网络分析。
2.多边形的骨架线提取：使用此功能可动态构建多边形的主要的轴。
3.几何分割：将空间范围分割，可显著加速空间处理过程。
4.聚类：结合AI和已有K-means等算法，发现数据中的聚类和模型。
解决方案选择
解决方案的选择取决于实际应用场景。
当数据量较小，仅有少量低并发低频率的更新和查询，且在较长一段期限内无更复杂需求的情况下，继续使用csv/shapefile/geodatabase等文件存储方式反而成本更低。
当数据量较大，或有高并发的编辑场景，或有复杂空间分析场景时，使用方案3和4更为合理。
尤其是在当前大数据时代的背景下，与位置有关的数据量以几何数量级增加，使用场景越来越多，因此需要考虑到未来数据增加时的承载和并发能力提升问题，采用GIS厂商提供的第3类方案会受制于GIS平台的扩展成本和灵活性等因素。因此方案4有较大优势，可以实现服务能力的动态扩展，其中PostgreSQL+PostGIS则为免费且广泛应用的首选解决方案。
