基于SpringBoot和PotsGIS的各省地震震发可视化分析

目录

前言

一、后台接口研发

1、控制层实现

2、Mapper访问层

3、空间查询分析

 二、前端可视化展示

1、主体地图定义        

2、行政区划列表定义

3、行政区划定位

三、数据分析

1、北京市

2、广东省

3、青海省

 4、湖南省

总结

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前言

        在之前的博文中，我们对全球地震信息进行了可视化展示。地震对人类的生命财产安全造成了严重的威胁，但目前又缺乏科学准确的预测。在无法准确预测的前提下，我们对现今发生的地震信息结合我国的行政区划进行统一展示。目前采集的数据是截止到2023年12月6日的。2023年12月6日以后的，暂时没有采集。

        本文使用SpringBoot框架进行开发，将深度分析全国各省的地震震发情况，按照省级行政区划的方式进行空间统计分析，空间数据库依然采用我们熟悉的PostGIS数据库。通过本文可以对全国各省的地震分布有一个大致的了解，快来看看你所在省份是否是地震高发区呢。跟着本文一起来看看吧。

一、后台接口研发

        本文后台采用SpringBoot开发框架，数据访问层采用Mybatis-Plus插件。下面将按照MVC开发模式对各层进行设计和实现。

1、控制层实现

        控制层主要提供三个方法，第一个方法是跳转到具体的地图展示页面，第二个方法是根据行政区划code查询地震信息列表，第三个方法是查询行政区划的geojson边界数据。关键代码如下：

package com.yelang.project.extend.earthquake.controller;
import java.util.List;
import org.apache.shiro.authz.annotation.RequiresPermissions;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import com.yelang.framework.web.controller.BaseController;
import com.yelang.framework.web.domain.AjaxResult;
import com.yelang.framework.web.page.TableDataInfo;
import com.yelang.project.extend.earthquake.domain.EarthquakeInfo;
import com.yelang.project.extend.earthquake.domain.Province;
import com.yelang.project.extend.earthquake.service.IEarthquakeInfoService;
import com.yelang.project.extend.earthquake.service.IProvinceService;
@Controller
@RequestMapping("/eq/province")
public class ProvinceController extends BaseController{
	private String prefix = "earthquake/province";
	@Autowired
	private IProvinceService provinceService;
	@Autowired
	private IEarthquakeInfoService earthQuakeInfoService;
	@RequiresPermissions("eq:province:view")
    @GetMapping()
    public String map(){
        return prefix + "/map";
    }
	
    @RequiresPermissions("eq:province:list")
    @PostMapping("/list")
    @ResponseBody
    public TableDataInfo list(Province province){
        startPage();
        List<Province> list = provinceService.selectList(province);
        return getDataTable(list);
    }
    
    @RequiresPermissions("eq:province:geom")
    @GetMapping("/geojson/{id}")
    @ResponseBody
    public AjaxResult getGeojson(@PathVariable("id") Long id){
    	Province province = provinceService.findGeoJsonById(id, null);
        return AjaxResult.success().put("data", province.getGeomJson());
    }
    
    @RequiresPermissions("eq:province:statview")
    @GetMapping("/statview")
    public String statview(){
        return prefix + "/statview";
    }
    
    @RequiresPermissions("eq:province:quakelist")
    @GetMapping("/quakelist/{code}")
    @ResponseBody
    public AjaxResult quakelist(@PathVariable("code") String code){
    	List<EarthquakeInfo> list = earthQuakeInfoService.findListByPcode(code);
    	AjaxResult ar = AjaxResult.success();
        ar.put("data", list);
        return ar;
    }
   
}

2、Mapper访问层

        系统的业务层比较简单，只是将控制层的参数传递到数据库中。因此这里不对业务层代码进行深度介绍，由于Mapper访问层是对空间数据库的访问，有必要在此进行一些介绍，让广大朋友知道空间分析函数的基本使用方法。

package com.yelang.project.extend.earthquake.mapper;
import java.util.List;
import org.apache.ibatis.annotations.Param;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
import com.yelang.project.extend.earthquake.domain.EarthquakeInfo;
 
/**
 * 地震信息数据操作接口
 * @author wuzuhu
 *
 */
public interface EarthQuakeInfoMapper extends BaseMapper<EarthquakeInfo>{
	static final String FIND_LISTBY_PCODE = "<script>"
			+ "select t.* from biz_province p,biz_earthquake_info t where p.code = #{code} "
			+ "and _st_contains(p.geom, ST_GeomFromText(format('point(%s %s)',t.eq_lng,t.eq_lat),4326)) "
			+ "</script>";
	/**
	 * 根据省级行政区划查询对应的地震信息发生列表
	 * @param code 省份编码
	 * @return 对应的地震信息列表
	 */
	@Select(FIND_LISTBY_PCODE)
	List<EarthquakeInfo> findListByPcode(@Param("code")String code);
}

3、空间查询分析

        在本文的需求中，我们需要对省级行政区划内的地震震发信息进行可视化统计，需要使用到st_contains函数。这里需要判断点是否在面数据中，使用数据库客户端来验证一下：

select t.* from biz_province p,biz_earthquake_info t where p.code = '110000'
and st_contains(p.geom, ST_GeomFromText(format('point(%s %s)',t.eq_lng,t.eq_lat),4326));

        其中，110000是北京市的行政编号，通过行政编码来进行行政区划的过滤。执行上述sql语句后可以看到，北京市的震发数量是18条数据。

 二、前端可视化展示

        前端空间数据展示使用Leaflet组件展示，静态标注使用Leaflet.canvaslabel.js，图例组件采用leaflet.legend.js。下面来看看前端可视化代码的具体实现过程。

1、主体地图定义        

//矢量文本标签渲染器
        var canvasLabel = new L.CanvasLabel({
	          defaultLabelStyle: {
	            collisionFlg: true,
	            scale: 1.1,
	            //strokeStyle: "#000",
	            strokeStyle: "red",
	            fillStyle: "#fff",
	            //lineWidth:3
	            lineWidth:15
	          }
        });
        
    	$("#mapid").height($(window).height());//动态设置高度
    
	    L.CRS.CustomEPSG4326 = L.extend({}, L.CRS.Earth, {
			code: 'EPSG:4326',
			projection: L.Projection.LonLat,
			transformation: new L.Transformation(1 / 180, 1, -1 / 180, 0.5),
			scale: function (zoom) {
				return 256 * Math.pow(2, zoom - 1);
			}
		});
    	
	    var showGroup = L.layerGroup();
	    var quakeGroup = L.layerGroup();
	
	    //限制地图的拖动范围是正负90到正负180，这样才合理。
	    var maxBounds = L.latLngBounds(L.latLng(-90, -180), L.latLng(90, 180)); //构建视图限制范围 第一个参数是左上角经纬度 第二个参数是右下点经纬度
		var mymap = L.map('mapid',{renderer: canvasLabel,crs:L.CRS.CustomEPSG4326,maxBounds:maxBounds,attributionControl:false}).setView([29.052934, 104.0625], 5);
		var showLayerGroup =L.featureGroup().addTo(mymap);
L.tileLayer('http://192.168.31.64:8086/data/basemap_nowater/1_10_tms/{z}/{x}/{y}.jpg', {minZoom:1,
			maxZoom: 16,
			id: 'baseMap-nowater',
			tileSize: 256,
			zoomOffset: -1
		}).addTo(mymap);
		//标签
		L.tileLayer('http://192.168.31.64:8086/data/basemap_nowater/1-10label/{z}/{x}/{y}.png', {maxZoom: 10,minZoom:1,
			id: 'mapbox/label',tileSize: 256,zoomOffset: -1
		}).addTo(mymap);

2、行政区划列表定义

function initSidebar(){//初始化sidebar页面
	    	var sidebar = L.control.sidebar('sidebar', {position: 'right'}).addTo(mymap);
	    	//默认sidebar打开，并展示一个tab页
	    	sidebar.open();
	    	$("#xz_info").addClass("active");
	    	$("#home").addClass("active");
	    	//初始化行政区划表格
	    	initHnTownTable();
	    }
	    
	    function initHnTownTable(){
	    	var options = {
	                url: prefix + "/list",
	                createUrl: prefix + "/add",
	                updateUrl: prefix + "/edit/{id}",
	                modalName: "乡镇行政区划",
	                columns: [
	                {
	                    field: 'id',
	                    title: '',
	                    visible: false
	                },
	                {
	                    field: 'name',
	                    title: '省份'
	                },
	                {
	                    field: 'type',
	                    title: '类别'
	                },
	                {
	                    title: '操作',
	                    align: 'center',
	                    formatter: function(value, row, index) {
	                        var actions = [];
	                        actions.push('<a class="btn btn-success btn-xs ' + removeFlag + '" href="javascript:void(0)" onclick="previewTown(\'' + row.id + '\',\''+row.code+'\')"><i class="fa fa-dot-circle-o"></i>查看</a>');
	                        return actions.join('');
	                    }
	                }]
	            };
	            $.table.init(options);
	    }

3、行政区划定位

        在地图右侧列表中，点击定位按钮，可以展示当前省级行政区域的空间范围，同时可以查看对应行政区划范围内的地震震发情况。

 function initEarthInfo(code){
	    	$.ajax({
	            type: "get",
	            url: prefix + "/quakelist/"+ code,
	            data: {},
	            success: function(rsData) {
	                quakeGroup.clearLayers();
	    			var earthData = rsData.data;
	    			for (var i = 0; i < earthData.length; i++) {
	    				var info = earthData[i];
	    				var eqLevel = info.eqLevel;
	    				var strokeStyleSet = "green";
	    				if(parseFloat(eqLevel) > 3.5 && parseFloat(eqLevel) <= 5.0){
	    					strokeStyleSet = "yellow";
	    				}
	    				if(parseFloat(eqLevel) > 5.0){
	    					strokeStyleSet = "red";
	    				}
	    				var marker = L.circleMarker(new L.LatLng(info.eqLat, info.eqLng), {radius: 8,
	    			        labelStyle: {
		    			          text: info.eqLevel+'级'+info.eqLocation,
		    			          rotation: 0,
		    			          zIndex: i,
		    			          strokeStyle :strokeStyleSet
		    			        }});
	    				var content = "<strong>发震时间:</strong>"+info.eqTime + "<br/><strong>震中位置:</strong>"+info.eqLocation;
	    				    content += "<br/><strong>震源深度（千米）:</strong>"+info.eqDepth + "<br/><strong>震级:</strong>"+info.eqLevel;
	    				marker.bindPopup(content);
	    				quakeGroup.addLayer(marker);
	    			}
	    			mymap.addLayer(quakeGroup);
	            }
	        });
	    }

三、数据分析

        经过后台相关接口的开发，以及前端webgis的界面开发，基本已经完成整个各省行政区划内震发数据的可视化过程，下面结合各省份进行分别说明。由于省份信息众多，这里不全部展开，分别按照区域进行选取一些典型省份进行数据分型说明。

1、北京市

        北京市是国家首都，首先来看一下北京市的震发情况，点击操作栏中的查看按钮，地图会自动定位到北京市的行政区划范围，同时将北京市内的所有震发点进行展示。

 可以看到，北京的地震震发情况比较少，而且震级也不高。一共是18次（以数据库中发布的地震信息为准，仅供参考），最高的震级是3.6级。整体来说，安全系数还是比较高。

2、广东省

        广东省是我们国家的经济大省，也是南方的城市。来看一下南方城市的地震震发情况如何，首先来看一下总体情况。

         截止2023年12月6日，广东的地震次数是61次，最大的震级是4.3级。震级不是很高，还算是比较小的。可以看到在省会附近地震震发很少。

3、青海省

        看完北部的省份和南方的城市，再来看一下西部的城市，这里选取青海省作为示例。相信从地图上就可以一眼直观的看到地震震发较多。同时通过图例可以知道，红色是大于5级的地震，在青海省超过5级的地震就有好几个。最大是青海果洛州玛多县的7.4级地震

        通过在后台查询，青海省的地震次数有466次，比南方和北方省份多了不少。 通过下图可以看到，这附近的大地震还不少。

 4、湖南省

        最后来看一下中部省份湖南省的地震情况。地震震发情况如下：

         可以看到，作为中部省份，湖南省的地震情况是非常少的。有一些是矿震引起的，不是地质运动引起的。在数据中可以查到一共有8条地震信息，其中最大的震级是3.4级，发生在湖南娄底市双峰县。

        通过gis发现了一些时空分布的规律，当我们把地震活动和空间分析结合在一起，就可以发现，在我们国家的西部地区，也就是喜马拉雅一带，地震活动比较频繁，这也与世界地震带分布有对应关系。

总结

        以上就是本文的主要内容，本文使用SpringBoot框架进行开发，将深度分析全国各省的地震震发情况，按照省级行政区划的方式进行空间统计分析，空间数据库依然采用我们熟悉的PostGIS数据库。通过本文可以对全国各省的地震分布有一个大致的了解，快来看看你所在省份是否是地震高发区呢？通过gis可视化，对我们理解地理分布和活动规律有更多的参考和指导。让我们一起用gis去发现更多有意思的分布情况吧。博文使用数据来源于互联网，如有错误，请指出，必将及时修正，欢迎在评论区留言指导，万分感谢。