PostGIS管网连通性分析

GIS在管网数据中的很重要的一个应用方向就是”管网空间分析“,其中包括连通性分析、上下游分析、爆管分析等等。下面是我使用postgis来实现该“管网连通性分析”的解决方案,分享给大家,以便相互学习。

使用该分析之前确保已添加扩展postgispgrouting

CREATE EXTENSION postgis;
CREATE EXTENSION pgrouting;

导入数据

将数据导入到postgreSQL数据库,我是从ArcGIS直接导入的,导入方式参考https://blog.csdn.net/eternity_xyf/article/details/80168029

创建拓扑

这里我用的管网数据表名为pipe

创建拓扑,生成pipe_vertices_pgr,该操作类似于ArcGIS中创建路网数据。

pipe添加管段起始编号pgr_source、结束编号pgr_target、管段长度pgr_length三个字段,其中管段长度是用于分析的权重值。

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

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

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

pgr_sourcepgr_target创建索引

--为pgr_source字段创建索引
CREATE INDEX IF NOT EXISTS pgr_source_idx ON postgres.pipe("pgr_source")

--为pgr_target字段创建索引
CREATE INDEX IF NOT EXISTS pgr_target_idx ON postgres.pipe("pgr_target")

为权重字段pgr_length赋值

--为pgr_length赋值,shape为几何类型的字段,可能为shape、the_geom,通过ArcGIS导入的时候字段为"shape",其他方式导入时一般为"the_geom"
update postgres.pipe set pgr_length = public.st_length(shape)

调用pgr_createTopology方法,创建拓扑,这个步骤会为pgr_sourcepgr_target字段赋值,同时生成节点表pipe_vertices_pgr

--为目标表创建拓扑布局,即为pgr_source和pgr_target字段赋值
select public.pgr_createTopology('postgres.pipe',0.000001,'shape','objectid','pgr_source','pgr_target')

计算联通性

根据起点坐标、终点坐标从pipe_vertices_pgr查询最近的起点、终点标识

调用pgr_kdijkstraPath函数,查询出起点、终点联通的线。

通过这里我们可以看出,该分析的核心是调用了pgrouting扩展中的求最短路径的函数pgr_kdijkstraPath,该函数用的是是Dijkstra算法,通过已添加的索引pgr_sourcepgr_target以及权重值pgr_length,计算出两点之间的最短路径,如果有最短路径,证明两点联通。

该分析可用于计算给水管网、排水管网、输油管道等管网数据的两节点的连通性,当然也可用于路网的最短路径分析。

函数脚本

上面为整体分析思路,现在将上述思路整理成函数,方便使用

  1. 创建拓扑函数:analysis_updatetopology()
  2. 计算连通性函数:analysis_connect()

如何使用

  1. 调用analysis_updatetopology()函数,完成拓扑创建

    -- 传入表名pipe,创建拓扑
    select * from analysis_updatetopology('pipe')
    
  2. 从地图选择起点、终点,然后调用analysis_connect()函数,得到分析结果

    -- 传入表名、起点坐标、终点坐标、容差值
    select * from analysis_connect('pipe',103.90893393,30.789659886,103.911700936,30.787850094,0.00001)
    

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

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