基于Java实现震中附近风景区预警可视化分析实践_java实现洪水预报

目录

前言

一、空间数据说明

1、表结构信息展示

2、空间范围查询

二、Java后台开发实现

1、模型层设计与实现

2、控制层设计与实现

三、Leaflet地图开发

1、地震震中位置展示

2、百公里风景区列表展示

3、风景区列表展示

4、附近风景区展示

四、总结

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前言

        地震这类地址灾害的发生常常是不能提前预知的，而往往在人群聚集的地方会给人们带来巨大的财产损失。在人类活动过程中，旅游景点往往是人们热门的出行地方，尤其是5A、4A级这样的旅游景区。在出行的过程当中，往往是没有进行任何准备的。这里以2017年8月8日，发生在我国四川省阿坝州九寨沟县的M7.0级地震为例，详细展示了在震区100公里范围内的所有A级旅游景点。通过100公里范围内的旅游景点展示，同时展示直线距离。为地震发生后，结合地震的震级和影像范围，为地震范围内的旅游景点，尤其是热门旅游景点的影响评估做一个评估参考。突如其来的地震，已导致部分列车停运，不少游客被困景区。九寨沟风景名胜区位于九寨沟县漳扎镇境内，地震发生当日接待游客量为3.4万余人次。目前，九寨沟风景名胜区管理局正全力开展景区排险工作，为保证游客游览安全，九寨沟景区停止接待游客。具体接待游客时间另行通告。九寨沟风景名胜区管理局表示，已经预订了8月9日及以后门车票的游客可到阿坝文旅办理退票，已出8月9日票的游客，在九寨沟景区沟口售票大厅办理退票。

        这次地震对旅游风景区的影响很大。地震及后续的余震对这些游客和当地的老板姓都是很大的安全威胁。本文基于地震信息和全国风景旅游区位置信息，在发震位置点构建一个直径100公里的影响范围景区列表。将地震震级、风景区里震中位置距离、风景区级别、旅游人数信息（可以从景点接待处获取），在实际工作当中，我们可以结合这些数据进行地震风险评估，为后续的救援和应急力量的输送与分配推送一个比较优化的方案。

        本文使用Java开发语言，使用PostGIS空间数据库，构建这样一个空间范围分析模型，输出震中百公里影响景点。将作为下一步的数据分析基础提供数据支撑。通过构建源点位与目标点位的实际距离，构建模型分析的基本要素之一，感兴趣的朋友可以看看本文，了解相关的知识。

一、空间数据说明

        本节将对空间数据结构和数据，100公里范围的空间分析查询进行简单介绍。让大家了解如何进行地震位置指定范围风景区查询。查询涉及的表有两张，第一张是地震信息表，第二张是风景区信息表。

1、表结构信息展示

        这里直接展示地震信息表和风景区信息表两张表的物理结构，表结构信息如下：

         上述这两张表的DDL语句如下所示：

CREATE TABLE "public"."biz_ceic_earthquake" (
  "pk_id" int8 NOT NULL,
  "auto_flag" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "cata_id" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "cata_type" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "epi_depth" numeric(11,8),
  "epi_lat" varchar(15) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "epi_lon" varchar(15) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "eq_cata_type" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "eq_type" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "is_del" varchar(6) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "location_c" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "location_s" varchar(100) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "loc_stn" varchar(20) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "m" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "mmb" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "mmb2" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "mml" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "mms" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "mms7" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "new_did" varchar(16) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "o_time" timestamp(6),
  "o_time_fra" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "save_time" timestamp(6),
  "sum_stn" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "sync_time" timestamp(6),
  "epi_id" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "geom" "public"."geometry",
  CONSTRAINT "pk_biz_ceic_earthquake" PRIMARY KEY ("pk_id")
);
 
CREATE INDEX "idx_biz_ceic_earthquake_eqidept" ON "public"."biz_ceic_earthquake" USING btree (
  "epi_depth" "pg_catalog"."numeric_ops" ASC NULLS LAST
);
CREATE INDEX "idx_biz_ceic_earthquake_geom" ON "public"."biz_ceic_earthquake" USING gist (
  "geom" "public"."gist_geometry_ops_2d"
);
CREATE INDEX "idx_biz_ceic_earthquake_m" ON "public"."biz_ceic_earthquake" USING btree (
  "m" COLLATE "pg_catalog"."default" "pg_catalog"."text_ops" ASC NULLS LAST
);
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_ceic_earthquake"."pk_id" IS '主键id';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_ceic_earthquake"."epi_depth" IS '地震深度';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_ceic_earthquake"."epi_lat" IS '纬度';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_ceic_earthquake"."epi_lon" IS '经度';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_ceic_earthquake"."geom" IS '位置';
COMMENT ON TABLE "public"."biz_ceic_earthquake" IS '中国地震台网信息表';

CREATE TABLE "public"."biz_scenic_spot" (
  "id" int8 NOT NULL,
  "name" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "level" varchar(4) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "province" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "city" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "area" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "address" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "evaluation_time" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "publish_time" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "lng_gcj02" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "lat_gcj02" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "lng_bd09" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "lat_bd09" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "lng_wgs84" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "lat_wgs84" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "geom" "public"."geometry",
  "publish_link" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",
  CONSTRAINT "pk_biz_scenic_spot" PRIMARY KEY ("id")
);
CREATE INDEX "idx_biz_scenic_spot_geom" ON "public"."biz_scenic_spot" USING gist (
  "geom" "public"."gist_geometry_ops_2d"
);
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."id" IS '主键';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."name" IS '景区名称';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."level" IS '景区级别';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."province" IS '所属省份';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."city" IS '所属城市';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."area" IS '所属区县';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."address" IS '地址';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."evaluation_time" IS '评定时间';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."publish_time" IS '发布时间';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."lng_gcj02" IS 'lng_GCJ02';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."lat_gcj02" IS 'lat_GCJ02';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."lng_bd09" IS 'lng_BD09';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."lat_bd09" IS 'lat_BD09';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."lng_wgs84" IS 'lng_WGS84';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."lat_wgs84" IS 'lat_WGS84';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_scenic_spot"."publish_link" IS '发布链接';
COMMENT ON TABLE "public"."biz_scenic_spot" IS '全国风景区信息表';

2、空间范围查询

        与之前介绍过的附近城市分析涉及的空间分析查询一样，主要的空间分析函数是：st_dwithin，这里依然以九寨沟地震震发中心点为查询样例：

SELECT 
    T.*,
	st_x ( T.geom ) lon,
	st_y ( T.geom ) lat,
	st_distance ( T.geom :: geography, t1.geom :: geography ) dist 
FROM
	biz_scenic_spot T,
	biz_ceic_earthquake t1 
WHERE
	t1.pk_id = 1780964053414354949 
	AND st_dwithin ( T.geom :: geography, t1.geom :: geography, 5000 * 20 ) 
ORDER BY
	dist;

        在PostGIS当中执行上述空间查询语句之后，可以看到以下结果：

        下面的章节将实现把上面的查询结果进行Web应用开发，完全实现通过一个地震点来实时查询地震点附近的风景区列表分析。 

二、Java后台开发实现

        在了解了空间数据查询的SQL具体的写法之后，我们来开发针对性的后台。开发语言采用我们熟悉的Java开发语言。java开发采用熟悉的MVC三层开发模式。

1、模型层设计与实现

        在模型层，我们主要介绍实体类的代码实现和Mapper即数据库访问层的设计与实现。实体类主要用来将数据库查询的结果集绑定到对象中。而Mapper则实现对PostGIS空间数据库的绑定和设置。实例代码如下：

package com.yelang.project.extend.scenicspot.domain;
import java.io.Serializable;
import java.math.BigDecimal;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.Setter;
import lombok.ToString;
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Setter
@Getter
@ToString
public class ScenicSpotDistVo implements Serializable{
	private static final long serialVersionUID = -1403627497900208179L;
	private BigDecimal dist;//距离
	private String address;//位置
	private String name;//名称
	private String level;//风景区级别
	private String lon;//经度
	private String lat;
}

           在Mapper接口中定义以下方法，用于实现从数据库中查询相应的风景区数据列表。

static final String FIND_LIST_BY_EARTHID = "<script>"
			+ " select t.name,t.level,t.address,st_x(t.geom) lon,st_y(t.geom) lat, "
			+ " st_distance(t.geom :: geography, t1.geom :: geography) dist from biz_scenic_spot t,biz_ceic_earthquake t1 "
			+ " where t1.pk_id= #{eqId} and st_dwithin(t.geom :: geography,t1.geom :: geography,100000  )  order by dist "
			+ "</script>";
/**
 *  查询地震100公里范围内的风景区列表
* @param eqId
* @return 地震发生地点100公里范围内的景区
*/
@Select(FIND_LIST_BY_EARTHID)
List<ScenicSpotDistVo> findListByEarthId(@Param("eqId") Long eqId);

2、控制层设计与实现

         业务层比较简单，不进行详细说明。在这个实例当中，业务层的实现比较简单。这里将控制层的代码实现进行说明。这里仅实现页面的跳转和一个ajax接口，关键代码如下：

//跳转附近风景区页面，用get请求
@RequiresPermissions("ceiceq:info:nearbyss")
@GetMapping("/nearbyscenicspot/{pkId}")
public String nearbyScenicSpot(@PathVariable("pkId")Long pkId,ModelMap mmap){
    mmap.put("pkId", pkId);
    CeicEarthquake earthQuake = ceicEarthQuakeService.getById(pkId);
    mmap.put("earthQuake", earthQuake);
    List<ScenicSpotDistVo> dataList = scenicSpotService.findListByEarthId(pkId);
    mmap.put("dataList", dataList);
    return prefix + "/nearbyscenicspot";
}
    
/**
* 获取附近风景区列表数据，用post
* @param pkId
* @return
*/
@PostMapping("/nearbyscenicspot/{pkId}")
@ResponseBody
public AjaxResult nearbyScenicSpot(@PathVariable("pkId")Long pkId){
    AjaxResult ar = AjaxResult.success();
    List<ScenicSpotDistVo> dataList = scenicSpotService.findListByEarthId(pkId);
    ar.put("data", dataList);
    return ar;
}

        以上代码即给出了后台Java实现的关键代码。通过以上代码即完成了空间数据分析查询接口开发。下面通过Leaflet组件来进行地图可视化开发。

三、Leaflet地图开发

        本小节主要讲解如何使用Leaflet进行空间可视化展示开发。关于Leaflet的相关知识不再赘述，这里提供关键代码：

1、地震震中位置展示

          在进行地震百公里风景区可视化展示时，首先需要对震中位置进行展示。关键的代码如下所示。

var lon = [[${earthQuake.epiLon}]];  
var lat = [[${earthQuake.epiLat}]];
var cityInfo = [[${earthQuake.locationC}]];

//矢量文本标签渲染器
var canvasLabel = new L.CanvasLabel({
	 defaultLabelStyle: {
	      collisionFlg: true,
	      scale: 1.2,
	      strokeStyle: "white",
	      fillStyle: "#fff",
	      lineWidth:15
	 }
});

$(function() {
     var marker = L.circleMarker(new L.LatLng(lat, lon), {radius: 8,
		  labelStyle: {
			   text: cityInfo,
			   rotation: 0,
			   zIndex: 2,
			   strokeStyle :"red"
		  },
		  color : "red"
		}).addTo(mymap);
       //展示距离
       showDistance();
 });

2、百公里风景区列表展示

        关键代码如下：

function showDistance(){
     $.ajax({  
		   type:"post",  
		   url:prefix + "/nearbyscenicspot/" + [[${pkId + ''}]],  
		   dataType:"json",  
		   cache:false,
		   processData:false,
		   success:function(result){
		       if(result.code == web_status.SUCCESS){
		        	var strokeStyleSet = "green";
		        	for(var i=0;i<result.data.length;i++){
		        		var dataInfo = result.data[i];
		        		var dist = dataInfo.dist;
		        		if(parseFloat(dist) <= 30000){
		    				strokeStyleSet = "red";
		    			}
		        			
		        		if(parseFloat(dist) > 30000 && parseFloat(dist) <= 60000 ){
		    				strokeStyleSet = "orange";
		    			}
		        		if(parseFloat(dist) >= 60000){
		        			strokeStyleSet = "green";
		        		}
		        			
		        		var _dist = parseFloat(dataInfo.dist / 1000).toFixed(2);
		    			var content = "<strong>风景区名称:</strong>"+dataInfo.name + "<br/><strong>震中位置:</strong>"+ cityInfo;
		    		 content += "<br/><strong>风景区级别:</strong>"+dataInfo.level + "<br/><strong>距离（千米）:</strong>"+_dist;
	    				var marker = L.circleMarker(new L.LatLng(dataInfo.lat, dataInfo.lon), {radius: 8,labelStyle: {
			    			          text: dataInfo.name,
			    			          rotation: 0,
			    			          zIndex: i,
			    			          strokeStyle :strokeStyleSet
			    			        },
			    			        color : strokeStyleSet
			    			    }).addTo(mymap);
		    				marker.bindPopup(content);    
		    				
		    				L.polyline(
	   					      [
	   					    	  [
	   					    		  [lat, lon],[dataInfo.lat, dataInfo.lon]]], {
	   					      labelStyle: {
	   					        text: _dist + "千米",
	   					        zIndex: 0,
	   					        collisionFlg: false,
	   					        textAlign:'center',
	   					     	strokeStyle :strokeStyleSet
	   					      },
	   					      color : strokeStyleSet
	   					    }).addTo(mymap);
		        		}
		        	}
		        },
		        error:function(){
		        	$.modal.alertWarning("获取信息失败");
		        }
		    });
        }

3、风景区列表展示

<table class="table table-bordered white-bg" >
     <thead>
          <tr>
               <th width="50%">风景区名称</th>
               <th>风景区级别</th>
               <th>距离(公里)</th>
          </tr>
      </thead>
      <tbody>
          <tr th:each="data,itemStat:${dataList}">
                <td >[[${itemStat.count}]]、[[${data.name}]]</td>
                <td>[[${data.level}]]</td>
                <td th:text="${#numbers.formatDecimal((data.dist / 1000 ), 1, 2)}"></td>
           </tr>
       </tbody>
 </table>

4、附近风景区展示

        地震点列表及震中位置定位功能示意图

        可以看到，震中位置附近有很多的风景名胜区，其中就有5A级风景区，九寨沟。距离震中最近的还有8公里左右的爱情海景区。30公里范围内还有一个4A级的阿坝州九寨沟县嫩恩桑措旅游景区。完整的列表表单如下所示：

四、总结

        以上就是本文的主要内容，本文使用Java开发语言，使用PostGIS空间数据库，构建这样一个空间范围分析模型，输出震中百公里影响景点。将作为下一步的数据分析基础提供数据支撑。通过构建源点位与目标点位的实际距离，构建模型分析的基本要素之一，感兴趣的朋友可以看看本文，了解相关的知识。

        文章通过对空间数据库表的设计以及空间分析查询语句的编写，让大家掌握如何在PostGIS数据库中进行空间分析，最后使用Leaflet组件调用Java服务完成了震中附近风景区列表的分析实战。行文仓促，定有不足之处，不当之处，还请各位专家博主在评论区批评指正，万分感谢。