项目中需要分析postGis库保存的空间数据，规划线路图。参考了很多博文，概要整理如下。

JTS简介

Java Topology Suite (JTS) 。音译为java拓扑套件。可见，咱们讨论的东西属于拓扑学范畴了，很高端。其实，说得通俗点，就是研究两个几何对象的空间关系。

比如二维平面中，一个正方形，分为：外部、内部、边线。3种情况。那么两个正方形的关系，就是3*3=9，即出现9种组合情形。这就是大名鼎鼎的九交模型。

我用的版本是1.13（com.vividsolutions.jts）。新版本的包是（org.locationtech.jts）。

API下部分包：

com.vividsolutions.jts.geom包：几何图形
com.vividsolutions.jts.linearref包：线性处理
com.vividsolutions.jts.noding包：计算交点
com.vividsolutions.jts.operation包：几何图形操作
com.vividsolutions.jts.planargraph包：平面图
com.vividsolutions.jts.polygnize包：多边形化
com.vividsolutions.jts.precision包：精度
com.vividsolutions.jts.util包：工具

JTS点、线之间关系计算

1.计算两条线段相交的交点

 GeometryFactory gf = new GeometryFactory(); WKTReader reader = new WKTReader(gf); Geometry line1 = reader.read("LINESTRING(0 0, 10 10)"); Geometry line2 = reader.read("LINESTRING(0 10, 9 0)"); System.out.println("两线段相交于点：" + line1.intersection(line2));

2.计算线外一点到线段上最短距离以及投影点

 GeometryFactory gf = new GeometryFactory(); WKTReader reader = new WKTReader(gf); Geometry line2 = reader.read("LINESTRING(0 0, 10 0, 10 10, 20 10)"); Coordinate c = new Coordinate(5, 5); PointPairDistance ppd = new PointPairDistance(); DistanceToPoint.computeDistance(line2, c, ppd); System.out.println(ppd.getDistance() + ":" + ppd.getCoordinate(0));

3. 已知点在线段上投影点，截取子线段

 GeometryFactory gf = new GeometryFactory(); WKTReader reader = new WKTReader(gf); Geometry line2 = reader.read("MULTILINESTRING((113.197 28.6344,113.482 28.6563))"); Geometry pointJiaoDian = reader.read("POINT(113.211 28.764)"); LocationIndexedLine lil = new LocationIndexedLine(line2); LinearLocation start = lil.indexOf(pointJiaoDian.getCoordinate()); LinearLocation end = lil.getEndIndex(); // 按自己的业务需要设定终点 Geometry result = lil.extractLine(start, end); System.out.println(result.toText()); // 子线

4. 一些基本操作

翻转线段上的点：geometry.reverse();

合并两条线段：geom1.union(geom2);

点与点的距离：coordinate1.distance(coordinate2);

将WKT(well know text)转为几何图形：geometry = wktReader.read("MULTILINESTRING((113.197 28.6344,113.482 28.6563))");

整合springboot+postGis+JTS

1. maven依赖如下

<dependency> <groupId>com.baomidou</groupId> <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId> <version>3.3.2</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.postgresql</groupId> <artifactId>postgresql</artifactId> <version>42.1.4</version> </dependency> <dependency> <groupId>com.vividsolutions</groupId> <artifactId>jts</artifactId> <version>1.13</version> </dependency>

如果你想脱离postgis数据库的函数，算两个经纬度坐标点之间的实际距离，可以用下面这个包：

<dependency> <groupId>org.gavaghan</groupId> <artifactId>geodesy</artifactId> <version>1.1.3</version> </dependency>

代码算法：

import com.vividsolutions.jts.geom.Coordinate; import org.gavaghan.geodesy.Ellipsoid; import org.gavaghan.geodesy.GeodeticCalculator; import org.gavaghan.geodesy.GlobalCoordinates; public static double getDistance(Coordinate p1, Coordinate p2) { GlobalCoordinates source = new GlobalCoordinates(p1.y, p1.x); GlobalCoordinates target = new GlobalCoordinates(p2.y, p2.x); return new GeodeticCalculator().calculateGeodeticCurve(Ellipsoid.WGS84, source, target).getEllipsoidalDistance(); }

2. yml配置如下

spring: application: name: demo datasource: driver-class-name: org.postgresql.Driver url: jdbc:postgresql://localhost:5432/postgis username: aa password:  mybatis-plus: type-handlers-package: com.cs.dgt.hxd.handler # 自定义typehandler时，需要配置这个 mapper-locations: classpath*:mappers//*Mapper.xml

postgreSQL的默认端口是5432。不用mysql是由于postgreSQL对于自定义数据类型的优秀扩展性，所以postgis是基于postgreSQL来做的。

由于用到mybatis, 自定义typehandler，将postgis库中Geometry类型映射到java类型：

@MappedTypes(Geometry.class) public class GeometryTypeHandler extends BaseTypeHandler<Geometry> { public void setNonNullParameter(PreparedStatement preparedStatement, int i, Geometry geometry, JdbcType jdbcType) throws SQLException { PGobject pGobject=new PGobject(); pGobject.setValue(geometry.toText()); pGobject.setType("geometry"); preparedStatement.setObject(i,pGobject); } public Geometry getNullableResult(ResultSet resultSet, String columnName) throws SQLException { String geom = resultSet.getString(columnName); if(geom==null){ return null; }else{ WKTReader wktReader=new WKTReader(); try { return wktReader.read(geom); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); return null; } } } public Geometry getNullableResult(ResultSet resultSet, int columnIndex) throws SQLException { String geom = resultSet.getString(columnIndex); if(geom==null){ return null; }else{ WKTReader wktReader=new WKTReader(); try { return wktReader.read(geom); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); return null; } } } public Geometry getNullableResult(CallableStatement callableStatement, int i) throws SQLException { String geom = callableStatement.getString(i); if(geom==null){ return null; }else{ WKTReader wktReader=new WKTReader(); try { return wktReader.read(geom); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); return null; } } } }

pojo类中属性上，使用注解，将数据库类型映射为java 类型：

@TableField(typeHandler = GeometryTypeHandler.class) private Geometry geom;

最后

分享我在已知由多条线段组成的有序清单下，拼接成一条最短规划线路的迭代算法。我觉得如果要做自动寻路，也不过是在未知有序清单时，根据道路权重等因素处理交叉路口，最后选取最短路程的那一条或者权重最合理的那一条罢了。

 / * 迭代计算路径数据(将多段路径拼接。兼容相交时剪切最短路径、或者不相交时计算投影点最短路径) * @param inputList 多条子线段的有序数据输入 * @param currIndex 当前处理到节点位置 * @param resultGeometry 数据输出 */ private Geometry calculateShortestPath(List<Hxd> inputList, int currIndex, Geometry resultGeometry) { assert !CollectionUtils.isEmpty(inputList); if (inputList.size() == 1) { // 只有一条线，直接返回 return inputList.get(0).getGeom(); } if (currIndex >= inputList.size()) { return resultGeometry; } Hxd currHxd = inputList.get(currIndex); // 获取上一线段的终点，作为当前线段的起点 Coordinate startPoint = null; if (resultGeometry != null) { Coordinate[] coordinates = resultGeometry.getCoordinates(); startPoint = coordinates[coordinates.length - 1]; } // 获取下一条线段的起点，作为当前线段的终点 Coordinate endPoint; if (currIndex == inputList.size() -1) { // 当前为最后一条线段，则在线段的起点、终点中选距离远的一个点为终点 assert startPoint != null; endPoint = calculateEndPointFarthest(startPoint, currHxd.getGeom()); } else { // 计算 线与线 最近的点 endPoint = calculateNearestPoint(currHxd.getGeom(), inputList.get(currIndex + 1).getGeom()); } if (resultGeometry == null) { // 第一次，则在线段的起点、终点中选距离远的一个点作为起点 startPoint = calculateEndPointFarthest(endPoint, currHxd.getGeom()); } // 添加截取的子线（线外一点也是可以截取子线的） LocationIndexedLine lil = new LocationIndexedLine(currHxd.getGeom()); LinearLocation start = lil.indexOf(startPoint); LinearLocation end = lil.indexOf(endPoint); resultGeometry = resultGeometry == null ? lil.extractLine(start, end) : resultGeometry.union(lil.extractLine(start, end)); return calculateShortestPath(inputList, ++currIndex, resultGeometry); } / * 计算点 到 线两端的距离，返回距离较远的端点 * @param endPoint 点 * @param geometry 线 * @return 返回距离较远的端点 */ private Coordinate calculateEndPointFarthest(Coordinate endPoint, Geometry geometry) { Coordinate[] cs = geometry.getCoordinates(); Coordinate start = cs[0]; Coordinate end = cs[cs.length - 1]; return endPoint.distance(start) > endPoint.distance(end) ? start : end; } / * 线1与线2的交点，或线1上距离线2最近的点 * @param line1 线1 * @param line2 线2 * @return 线1与线2的交点，或线1上距离线2最近的点 */ private Coordinate calculateNearestPoint(Geometry line1, Geometry line2) { // 如果两条线段有交点，则取交点。 Geometry geo = line1.intersection(line2); if (!geo.isEmpty()) { return geo.getCoordinate(); } // 如果没有交点，则取线段上距离最近的一个点 Coordinate[] cs = line1.getCoordinates(); Coordinate nearest = null; Double distance = null; PointPairDistance ppd = new PointPairDistance(); for (Coordinate coordinate : cs) { DistanceToPoint.computeDistance(line2, coordinate, ppd); if (distance == null || distance > ppd.getDistance()) { nearest = coordinate; distance = ppd.getDistance(); } } // log.info("line1={}, line2={}不相交，计算line1上距离line2最近点为：{}", line1.toText(), line2.toText(), nearest); return nearest; }