mobilitydb
MobilityDB地理空间投影数据管理分析平台
概览
| 扩展包名 | 版本 | 分类 | 许可证 | 语言 |
|---|---|---|---|---|
mobilitydb | 1.3.0 | GIS | GPL-3.0 | C |
| ID | 扩展名 | Bin | Lib | Load | Create | Trust | Reloc | 模式 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1650 | mobilitydb | 否 | 是 | 否 | 是 | 否 | 是 | - |
| 1651 | mobilitydb_datagen | 否 | 否 | 否 | 是 | 否 | 是 | - |
| 相关扩展 | postgis pgrouting h3_postgis timescaledb postgis_topology postgis_raster postgis_sfcgal postgis_tiger_geocoder address_standardizer |
|---|---|
| 下游依赖 | mobilitydb_datagen |
need another schema
版本
| 类型 | 仓库 | 版本 | PG 大版本 | 包名 | 依赖 |
|---|---|---|---|---|---|
| EXT | PGDG | 1.3.0 | 1817161514 | mobilitydb | postgis |
| DEB | PGDG | 1.3.0 | 1817161514 | postgresql-$v-mobilitydb | - |
安装
您可以直接安装 mobilitydb 扩展包的预置二进制包,首先确保 PGDG 仓库已经添加并启用:
pig repo add pgdg -u # 添加 PGDG 仓库并更新缓存
使用 pig 或者是 apt/yum/dnf 安装扩展:
pig install mobilitydb; # 当前活跃 PG 版本安装
pig ext install -y mobilitydb -v 18 # PG 18
pig ext install -y mobilitydb -v 17 # PG 17
pig ext install -y mobilitydb -v 16 # PG 16
pig ext install -y mobilitydb -v 15 # PG 15
pig ext install -y mobilitydb -v 14 # PG 14
apt install -y postgresql-18-mobilitydb # PG 18
apt install -y postgresql-17-mobilitydb # PG 17
apt install -y postgresql-16-mobilitydb # PG 16
apt install -y postgresql-15-mobilitydb # PG 15
apt install -y postgresql-14-mobilitydb # PG 14
创建扩展:
CREATE EXTENSION mobilitydb CASCADE; -- 依赖: postgis
用法
MobilityDB 通过时态和时空数据类型扩展了 PostgreSQL 和 PostGIS,实现了移动对象数据(如车辆轨迹、传感器读数和时变属性)的高效存储、索引和查询。
核心文档:
快速开始
MobilityDB 依赖 PostGIS。需要同时启用两个扩展:
CREATE EXTENSION PostGIS;
CREATE EXTENSION MobilityDB;
时态类型
MobilityDB 提供基础类型的时态变体:
| 时态类型 | 基础类型 | 描述 |
|---|---|---|
tbool | boolean | 时变布尔值 |
tint | integer | 时变整数 |
tfloat | float | 时变浮点数 |
ttext | text | 时变文本 |
tgeompoint | geometry(Point) | 时变几何点 |
tgeogpoint | geography(Point) | 时变地理点 |
时态子类型
每种时态类型根据值随时间变化的方式可用不同子类型表示:
| 子类型 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| 瞬时值(Instant) | 单个时间戳上的单个值 | '25.5@2025-01-01 08:00' |
| 序列(Sequence) | 时间区间上的连续值 | '[25.5@08:00, 28.1@09:00, 30.0@10:00]' |
| 序列集(SequenceSet) | 不重叠序列的集合 | '{[25.5@08:00, 28.1@09:00], [30.0@11:00, 31.2@12:00]}' |
序列使用方括号表示包含 [ 或排除 ( 的边界,与 PostgreSQL 范围类型一致。
创建时态值
瞬时值:
SELECT tfloat '25.5@2025-06-01 08:00:00+00';
SELECT tgeompoint 'SRID=4326;Point(2.3522 48.8566)@2025-06-01 08:00:00+00';
序列值(连续插值):
SELECT tfloat '[20.0@2025-06-01 08:00, 25.5@2025-06-01 09:00, 22.0@2025-06-01 10:00]';
离散序列(阶梯插值):
SELECT tint 'Interp=Step;[10@2025-06-01 08:00, 20@2025-06-01 09:00, 15@2025-06-01 10:00]';
序列集值:
SELECT tfloat '{[20.0@08:00, 25.5@09:00], [22.0@11:00, 28.0@12:00]}';
通过组件构造:
SELECT tgeompoint_inst(ST_Point(2.3522, 48.8566, 4326), '2025-06-01 08:00+00');
SELECT tgeompoint_seq(ARRAY[
tgeompoint_inst(ST_Point(2.3522, 48.8566, 4326), '2025-06-01 08:00+00'),
tgeompoint_inst(ST_Point(2.2945, 48.8584, 4326), '2025-06-01 08:30+00'),
tgeompoint_inst(ST_Point(2.3364, 48.8606, 4326), '2025-06-01 09:00+00')
]);
时态操作
获取特定时间的值:
SELECT valueAtTimestamp(temp, '2025-06-01 08:30:00+00')
FROM (SELECT tfloat '[20.0@08:00, 30.0@09:00]' AS temp) t;
-- 返回 25.0(线性插值)
限制到特定时间段:
SELECT atTime(trip, tstzspan '[2025-06-01 08:00, 2025-06-01 09:00]')
FROM trips;
获取时态值的时间跨度:
SELECT duration(trip), startTimestamp(trip), endTimestamp(trip)
FROM trips;
时态比较:
-- 温度超过 30 度的时间段
SELECT atValue(temperature, true)
FROM (SELECT tfloat '[20@08:00, 35@09:00, 25@10:00]' #> 30.0 AS temperature) t;
时空操作
轨迹:将空间路径提取为几何体:
SELECT ST_AsText(trajectory(trip))
FROM trips
WHERE vehicle_id = 42;
速度计算:
-- 速度以每秒为单位(地理点为 m/s)
SELECT speed(trip)
FROM trips
WHERE vehicle_id = 42;
轨迹长度:
SELECT length(trip)
FROM trips
WHERE vehicle_id = 42;
时空边界框(stbox):
-- 获取时空边界框
SELECT stbox(trip)
FROM trips;
-- 构造用于查询的 stbox
SELECT stbox(
ST_MakeEnvelope(2.2, 48.8, 2.4, 48.9, 4326),
tstzspan '[2025-06-01, 2025-06-02]'
);
空间限制:获取特定区域内的值:
-- 行程中位于某多边形内的部分
SELECT atGeometry(trip, ST_Buffer(ST_Point(2.35, 48.86, 4326), 0.01))
FROM trips;
两个时态点之间的距离:
SELECT distance(t1.trip, t2.trip)
FROM trips t1, trips t2
WHERE t1.vehicle_id = 1 AND t2.vehicle_id = 2;
最近接近距离和时间:
SELECT nearestApproachDistance(t1.trip, t2.trip),
nearestApproachInstant(t1.trip, t2.trip)
FROM trips t1, trips t2
WHERE t1.vehicle_id = 1 AND t2.vehicle_id = 2;
索引
MobilityDB 支持 GiST 和 SP-GiST 索引,用于高效的时态和时空查询。
SP-GiST 索引用于时态类型(时间维度):
CREATE INDEX ON measurements USING spgist(temperature);
GiST 索引用于时空类型(空间 + 时间):
CREATE INDEX ON trips USING gist(trip);
这些索引可以加速边界框查询、时态重叠检查和时空相交操作:
-- 使用 GiST 索引进行时空过滤
SELECT vehicle_id
FROM trips
WHERE trip && stbox(
ST_MakeEnvelope(2.2, 48.8, 2.4, 48.9, 4326),
tstzspan '[2025-06-01, 2025-06-02]'
);
示例:车辆追踪
存储和查询车辆 GPS 轨迹的完整示例:
CREATE TABLE vehicles (
vehicle_id INT PRIMARY KEY,
plate TEXT,
type TEXT
);
CREATE TABLE trips (
trip_id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
vehicle_id INT REFERENCES vehicles(vehicle_id),
trip tgeompoint,
trip_date DATE
);
CREATE INDEX ON trips USING gist(trip);
-- 将行程插入为一系列 GPS 点
INSERT INTO trips (vehicle_id, trip, trip_date) VALUES (
1,
tgeompoint_seq(ARRAY[
tgeompoint_inst(ST_Point(2.3522, 48.8566, 4326), '2025-06-01 08:00+00'),
tgeompoint_inst(ST_Point(2.2945, 48.8584, 4326), '2025-06-01 08:15+00'),
tgeompoint_inst(ST_Point(2.3364, 48.8606, 4326), '2025-06-01 08:30+00'),
tgeompoint_inst(ST_Point(2.3488, 48.8534, 4326), '2025-06-01 08:45+00')
]),
'2025-06-01'
);
-- 车辆 1 在 08:20 的位置?
SELECT valueAtTimestamp(trip, '2025-06-01 08:20+00')
FROM trips WHERE vehicle_id = 1 AND trip_date = '2025-06-01';
-- 平均速度是多少?
SELECT twAvg(speed(trip))
FROM trips WHERE vehicle_id = 1 AND trip_date = '2025-06-01';
-- 总行驶距离
SELECT length(trip)
FROM trips WHERE vehicle_id = 1 AND trip_date = '2025-06-01';
-- 获取完整轨迹作为 LineString
SELECT ST_AsGeoJSON(trajectory(trip))
FROM trips WHERE vehicle_id = 1 AND trip_date = '2025-06-01';
示例:时空相交查询
查找在指定时间窗口内经过特定区域的所有行程:
-- 定义感兴趣区域:以埃菲尔铁塔为中心的圆形区域
WITH area AS (
SELECT ST_Buffer(ST_Point(2.2945, 48.8584, 4326)::geography, 500)::geometry AS geom
)
SELECT t.vehicle_id,
t.trip_date,
atGeometry(t.trip, a.geom) AS trip_in_area,
length(atGeometry(t.trip, a.geom)) AS distance_in_area
FROM trips t, area a
WHERE t.trip && stbox(
a.geom,
tstzspan '[2025-06-01 07:00+00, 2025-06-01 10:00+00]'
)
AND eIntersects(t.trip, a.geom)
ORDER BY t.trip_date;
聚合函数
MobilityDB 提供时态聚合函数:
-- 时态浮点数的时间加权平均
SELECT twAvg(temperature) FROM sensor_data WHERE sensor_id = 1;
-- 将多个时态点合并为一个
SELECT tUnion(trip) FROM trips WHERE vehicle_id = 1 AND trip_date = '2025-06-01';
-- 在每个时间戳上计算一组时态点的质心
SELECT tCentroid(trip) FROM trips WHERE trip_date = '2025-06-01';