PostGIS管網連通性分析

2021 年 4 月 27 日
筆記
GIS, PostGIS, PostgreSQL

GIS在管網數據中的很重要的一個應用方向就是」管網空間分析「，其中包括連通性分析、上下游分析、爆管分析等等。下面是我使用postgis來實現該「管網連通性分析」的解決方案，分享給大家，以便相互學習。

使用該分析之前確保已添加擴展postgis、pgrouting

CREATE EXTENSION postgis;
CREATE EXTENSION pgrouting;

導入數據

將數據導入到postgreSQL資料庫，我是從ArcGIS直接導入的，導入方式參考//blog.csdn.net/eternity_xyf/article/details/80168029

創建拓撲

這裡我用的管網數據表名為pipe

創建拓撲，生成pipe_vertices_pgr，該操作類似於ArcGIS中創建路網數據。

為pipe添加管段起始編號pgr_source、結束編號pgr_target、管段長度pgr_length三個欄位，其中管段長度是用於分析的權重值。

--添加起點id
ALTER TABLE postgres.pipe ADD COLUMN IF NOT EXISTS pgr_source integer;

--添加終點id
ALTER TABLE postgres.pipe ADD COLUMN IF NOT EXISTS pgr_target integer;

--添加權重值
ALTER TABLE postgres.pipe ADD COLUMN IF NOT EXISTS pgr_length double precision;

為pgr_source、pgr_target創建索引

--為pgr_source欄位創建索引
CREATE INDEX IF NOT EXISTS pgr_source_idx ON postgres.pipe("pgr_source")

--為pgr_target欄位創建索引
CREATE INDEX IF NOT EXISTS pgr_target_idx ON postgres.pipe("pgr_target")

為權重欄位pgr_length賦值

--為pgr_length賦值，shape為幾何類型的欄位，可能為shape、the_geom，通過ArcGIS導入的時候欄位為"shape"，其他方式導入時一般為"the_geom"
update postgres.pipe set pgr_length = public.st_length(shape)

調用pgr_createTopology方法，創建拓撲，這個步驟會為pgr_source和pgr_target欄位賦值，同時生成節點表pipe_vertices_pgr

--為目標表創建拓撲布局，即為pgr_source和pgr_target欄位賦值
select public.pgr_createTopology('postgres.pipe',0.000001,'shape','objectid','pgr_source','pgr_target')

計算聯通性

根據起點坐標、終點坐標從pipe_vertices_pgr查詢最近的起點、終點標識

調用pgr_kdijkstraPath函數，查詢出起點、終點聯通的線。

通過這裡我們可以看出，該分析的核心是調用了pgrouting擴展中的求最短路徑的函數pgr_kdijkstraPath，該函數用的是是Dijkstra演算法，通過已添加的索引pgr_source和pgr_target以及權重值pgr_length，計算出兩點之間的最短路徑，如果有最短路徑，證明兩點聯通。

該分析可用於計算給水管網、排水管網、輸YouTube道等管網數據的兩節點的連通性，當然也可用於路網的最短路徑分析。

函數腳本

上面為整體分析思路，現在將上述思路整理成函數，方便使用

創建拓撲函數：analysis_updatetopology()
計算連通性函數：analysis_connect()

如何使用

調用analysis_updatetopology()函數，完成拓撲創建

-- 傳入表名pipe，創建拓撲
select * from analysis_updatetopology('pipe')

從地圖選擇起點、終點，然後調用analysis_connect()函數，得到分析結果

-- 傳入表名、起點坐標、終點坐標、容差值
select * from analysis_connect('pipe',103.90893393,30.789659886,103.911700936,30.787850094,0.00001)

原文地址：//gisarmory.xyz/blog/index.html?blog=PostGISConnect

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