PostGIS管網連通性分析

GIS兵器庫發表於2021-04-27

GIS在管網資料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新增擴充套件postgis、pgrouting

CREATE EXTENSION postgis;
CREATE EXTENSION pgrouting;

匯入資料

將資料匯入到postgreSQL資料庫，我是從ArcGIS直接匯入的，匯入方式參考https://blog.csdn.net/eternity_xyf/article/details/80168029

建立拓撲

這裡我用的管網資料表名為pipe

建立拓撲，生成pipe_vertices_pgr，該操作類似於ArcGIS中建立路網資料。

為pipe新增管段起始編號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。

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

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

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

為pgr_source、pgr_target建立索引

--為pgr_source欄位建立索引
CREATE INDEX IF NOT EXISTS pgr_source_idx ON postgres.pipe("pgr_source")

--為pgr_target欄位建立索引
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為幾何型別的欄位，可能為shape、the_geom，通過ArcGIS匯入的時候欄位為"shape"，其他方式匯入時一般為"the_geom"
update postgres.pipe set pgr_length = public.st_length(shape)

呼叫pgr_createTopology方法，建立拓撲，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

--為目標表建立拓撲佈局，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

根據起點座標、終點座標從pipe_vertices_pgr查詢最近的起點、終點標識

image-20210426182158735

呼叫pgr_kdijkstraPath函式，查詢出起點、終點聯通的線。

image-20210315104505557

通過這裡我們可以看出，該分析的核心是呼叫了pgrouting擴充套件中的求最短路徑的函式pgr_kdijkstraPath，該函式用的是是Dijkstra演算法，通過已新增的索引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、輸油管道等管網資料的兩節點的連通性，當然也可用於路網的最短路徑分析。

函式指令碼

上面為整體分析思路，現在將上述思路整理成函式，方便使用

  1. 建立拓撲函式：analysis_updatetopology()
  2. 計算連通性函式：analysis_connect()

如何使用

  1. 呼叫analysis_updatetopology()函式，完成拓撲建立

    -- 傳入表名pipe，建立拓撲
select * from analysis_updatetopology('pipe')

  2. 從地圖選擇起點、終點，然後呼叫analysis_connect()函式，得到分析結果

    -- 傳入表名、起點座標、終點座標、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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