我正在寻找一个理想的数据库或数据结构来存储地图。这份地图由“路线”组成，类似于道路、路径等。路线包含节点(具有纬度和经度坐标，并且有时还有高度)。
任何这样的数据库或结构应该:
能够快速定位边界框内的所有节点(毫秒级)
可选地，在大量节点与少量节点在边界框内或边界框很大时，不会明显减慢速度
能够找到直接连接的节点：例如连接两条路线的节点
可以只读
应该是紧凑的（避免浪费空间）-我希望将英国地图放在少于1 GB的空间中。我的卫星导航仪可以在SD卡上使用约800 MB的空间进行此操作。
最初我考虑使用四叉树来存储路线。但是快速实现比较棘手，而且它们不能用于存储单个节点; 所有节点都被放入最小的边界框中。
（我故意使用Open Street Map的相同术语，因为我计划使用该数据。）
PostGIS可能是最佳选择。注意：PostGIS就是带有地理扩展的PostgreSQL。您只需安装PostgreSQL，然后运行各种脚本即可添加地理函数和类型。
请参阅关于PostGIS的OpenStreetMap信息。您可以使用osm2pgsql将OpenStreetMap planet文件/planet extracts加载到PostGIS中，这就是在OpenStreetMap瓦片服务器上运行Mapnik渲染器时所做的操作。但是...
OpenStreetMap数据还有一种更原始的数据库模式（称为“节点”和“路径”等表）。这是主要的OpenStreetMap数据库服务器用于存储其地理数据并允许通过API进行编辑的方式。当涉及到空间索引等内容时，这种方法可能不太聪明，但很简单。您可以通过安装OpenStreetMap API/website ruby on rails code以此格式创建数据库。这是建立最新版本数据库模式（由rails migrations定义）的最可靠方法。之后，您可能会运行osmosis工具来填充数据库。
PostGIS并不是唯一支持地理空间数据的数据库，但其价格非常实惠。很难击败“免费”。
但是还有其他免费的选择，有些读者可能已经使用了另一个关系型数据库系统，并希望利用那方面的专业知识，而不是学习PostGIS。任何支持Open Geographical Consortium规范（OGC或OpenGeo）的数据库都可以满足您描述的场景。
就像摄影世界中的格言一样 - “最好的相机是你随身携带的相机” - 有时理想的空间数据库就是您已经拥有并知道如何使用的数据库。
因此，这里是我所知道的所有选项列表：
空间关系型数据库管理系统 - 免费选项可用
空间关系型数据库管理系统 - 没有免费选项
不太理想的空间关系型数据库管理系统
空间“扩展软件”
我所知道的最好的地理数据数据库是带有地理扩展的PostgreSQL，但我不知道它的速度如何。我知道OSM使用它，但他们可以访问一个庞大的计算机基础设施，速度非常快。我也知道他们正在寻找能够为他们编写更快程序的人。
我认为Quadtree是处理地理空间数据的一个非常好的选择，因为从我所了解的情况来看，你可以允许正方形变得非常小。你可以使边界更加柔和（允许一个节点在Quadtree的两个叶子中），并添加每个叶子的最小节点数。例如，任何叶子都不允许包含少于64个节点，也不允许超过1024个节点。
在这里，排序尤其重要，建议将可能首先访问的区域进行排序。例如，如果70%的请求都在伦敦附近，那么将这些数据放在文件的开头会减少搜索时间，从而提高速度。
我不确定空间问题，但您可能希望查看是否可以使用任何常见数据库服务器的地理扩展。它们通常提供快速的地理索引，基于边界框（回答1和2），许多地理过程来进行计算（回答3，intersect(way1,way2)）。
此外，您的问题更适合http://gis.stackexchange.com。
