golang實(shí)現(xiàn)webgis后端開(kāi)發(fā)的步驟詳解
前言
最近都在研究一門(mén)新語(yǔ)言golang,以及如何利用golang完成一個(gè)webgis后端平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。go語(yǔ)言作為一門(mén)強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言,在web后端開(kāi)發(fā)中目前有高性能、語(yǔ)法簡(jiǎn)潔、編譯速度快、自帶高并發(fā)的特性,它既沒(méi)有C/C++這樣有著復(fù)雜,冗余的語(yǔ)法,又擁有一些弱類(lèi)型語(yǔ)言的特性,比如自帶垃圾回收機(jī)制,自帶變量類(lèi)型判斷,關(guān)系是golang的打包是所有語(yǔ)言中最為先進(jìn)的,編譯器只會(huì)打包引入的代碼,而不是想java,python一樣會(huì)將導(dǎo)入的庫(kù)整體打包。同樣一個(gè)項(xiàng)目,用go打包出來(lái)可能只有幾M,而用python打包出來(lái)會(huì)有幾十上百兆。其運(yùn)行速度和Java不相上下,部分計(jì)算還快過(guò)java,但是占用的內(nèi)存比java小太多。不得不說(shuō)golang是一門(mén)偉大的語(yǔ)言,大名鼎鼎的容器dock,yarn都是go語(yǔ)言寫(xiě)出來(lái)的。
但是golang的缺點(diǎn)也很明顯,就是生態(tài)不夠完善,參考資料太少。很多功能都沒(méi)有現(xiàn)成的需要自己手寫(xiě)一一實(shí)現(xiàn),并且golang的各種類(lèi)庫(kù)的作者也是非常隨意,各種變量,函數(shù)想改就改,讓使用者門(mén)非常苦惱,只有按個(gè)看源碼來(lái)學(xué)習(xí)功能。
一、整體思路
一個(gè)健全的webgis后端必須實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能:
1、postgis數(shù)據(jù)庫(kù)和model的綁定。
2、如何將pg庫(kù)中的要素轉(zhuǎn)換為geojson
3、將前端傳入的geojson儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)
4、動(dòng)態(tài)矢量瓦片的實(shí)現(xiàn)
5、實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)幾何分析功能
6、完成各類(lèi)復(fù)雜業(yè)務(wù)的分析模型
二、實(shí)現(xiàn)步驟
1.postgis數(shù)據(jù)庫(kù)和model的綁定
參考grom庫(kù)的官方文檔https://gorm.io/zh_CN/docs/create.html
grom是golang對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)orm操作的第三方庫(kù),在github上面獲得了廣泛的好評(píng),目前支持MySQL, PostgreSQL, SQLite, SQL Server 和 TiDB這幾種數(shù)據(jù)庫(kù)。
首先在項(xiàng)目中創(chuàng)建一個(gè)model的包,并在這個(gè)包中定義你需要的數(shù)據(jù)庫(kù)映射表。我們?cè)O(shè)計(jì)了幾個(gè)字段,其中g(shù)eom為幾何要素字段,MultiPolygon為幾何要素類(lèi)型,4326為坐標(biāo)系
package models type MyTable struct { ID uint `gorm:"primary_key"` Name string `gorm:"type:varchar(255)"` Bh string `gorm:"type:varchar(255)"` Geom string `gorm:"type:geometry(MultiPolygon,4326)"` }
創(chuàng)建一個(gè)core.go 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接信息,創(chuàng)建一個(gè)全局變量DB,注意在go中全局變量首字母名必須為大寫(xiě)
package models import ( "fmt" "gorm.io/driver/postgres" "gorm.io/gorm" ) var DB *gorm.DB var err error func init() { dsn := "host=localhost user=postgres password=1 dbname=gotest port=5432 sslmode=disable TimeZone=Asia/Shanghai" DB, err = gorm.Open(postgres.Open(dsn), &gorm.Config{}) if err != nil { fmt.Println(err) } }
2.將pg庫(kù)中的要素轉(zhuǎn)換為geojson
(1)幾何定義
在pg數(shù)據(jù)庫(kù)中,幾何信息都是通過(guò)wkb格式進(jìn)行存儲(chǔ),所以我們需要將wkb解析為golang中我們可以操作的幾何對(duì)象,那么在解析wkb之前我們需要定義好全部的幾何要素
1、定義點(diǎn)類(lèi)型,直接用兩位浮點(diǎn)切片定義,如果需要z值就三位,我這里目前只需要二維數(shù)據(jù)就定義的2維。
type Point [2]float64
2、定義線類(lèi)型,線類(lèi)型由點(diǎn)類(lèi)型組成
type LineString []Point
3、定義環(huán)類(lèi)型,該類(lèi)型主要在存在環(huán)島面的時(shí)候使用,環(huán)類(lèi)型的特點(diǎn)就是起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)一致
type Ring LineString
4、定義單面類(lèi)型,該面由環(huán)類(lèi)型切片構(gòu)成,我們還可以給在該類(lèi)型中定義一些簡(jiǎn)單的幾何函數(shù)
type Polygon []Ring //判斷兩個(gè)面是否相等 func (p Polygon) Equal(polygon Polygon) bool { if len(p) != len(polygon) { return false } for i := range p { if !p[i].Equal(polygon[i]) { return false } } return true } //復(fù)制面 func (p Polygon) Clone() Polygon { if p == nil { return p } np := make(Polygon, 0, len(p)) for _, r := range p { np = append(np, r.Clone()) } return np }
5、定義聚合面MultiPolygon,該要素又面的切片構(gòu)成
type MultiPolygon []Polygon
6、做一個(gè)幾何類(lèi),整合所有幾何要素,在golang中這個(gè)被叫做接口
type Geometry interface { GeoJSONType() string Dimensions() int Bound() Bound }
(2)將wkb解析為幾何類(lèi)型
wkb作為一種開(kāi)源的二進(jìn)制格式,存儲(chǔ)幾何信息具備高性能,占用空間小等特點(diǎn)。WKB編碼包括兩部分:類(lèi)型及坐標(biāo)信息, 類(lèi)型部分用一個(gè)字節(jié)表示,其中前四位表示幾何類(lèi)型,后四位表示SRID(空間參考系統(tǒng)編號(hào)),坐標(biāo)信息根據(jù)不同幾何類(lèi)型分別編碼,如點(diǎn)的坐標(biāo)用x,y兩個(gè)double類(lèi)型表示,線的坐標(biāo)是一系列的點(diǎn)坐標(biāo)等。以下代碼實(shí)現(xiàn)了將wkb轉(zhuǎn)換為上面定義的幾何要素。因?yàn)槊總€(gè)幾何類(lèi)型的解析方式不一樣這里我將每種方式單獨(dú)做成了函數(shù)。
func Unmarshal(data []byte) (Geometry, int, error) { order, typ, srid, geomData, err := unmarshalByteOrderType(data) if err != nil { return nil, 0, err } var g Geometry switch typ { case pointType: g, err = unmarshalPoint(order, geomData) case multiPointType: g, err = unmarshalMultiPoint(order, geomData) case lineStringType: g, err = unmarshalLineString(order, geomData) case multiLineStringType: g, err = unmarshalMultiLineString(order, geomData) case polygonType: g, err = unmarshalPolygon(order, geomData) case multiPolygonType: g, err = unmarshalMultiPolygon(order, geomData) case geometryCollectionType: g, _, err := NewDecoder(bytes.NewReader(data)).Decode() if err == io.EOF || err == io.ErrUnexpectedEOF { return nil, 0, ErrNotWKB } return g, srid, err default: return nil, 0, ErrUnsupportedGeometry } if err != nil { return nil, 0, err } return g, srid, nil }
以下是解析MultiPolygon的代碼
func readMultiPolygon(r io.Reader, order byteOrder, buf []byte) (geo.MultiPolygon, error) { num, err := readUint32(r, order, buf[:4]) if err != nil { return nil, err } alloc := num if alloc > MaxMultiAlloc { alloc = MaxMultiAlloc } result := make(orb.MultiPolygon, 0, alloc) for i := 0; i < int(num); i++ { pOrder, typ, _, err := readByteOrderType(r, buf) if err != nil { return nil, err } if typ != polygonType { return nil, errors.New("面要素錯(cuò)誤") } p, err := readPolygon(r, pOrder, buf) if err != nil { return nil, err } result = append(result, p) } return result, nil }
(3)定義geojson類(lèi)型
先定義幾種基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)體
//定義Feature 結(jié)構(gòu)體 type Feature struct { ID interface{} `json:"id,omitempty"` Type string `json:"type"` BBox BBox `json:"bbox,omitempty"` Geometry geo.Geometry `json:"geometry"` //這里為上一步定義的幾何類(lèi)型 Properties Properties `json:"properties"` //這里為空map類(lèi)型 } //定義FeatureCollection 結(jié)構(gòu)體 type FeatureCollection struct { Type string `json:"type"` BBox BBox `json:"bbox,omitempty"` Features []*Feature `json:"features"` }
(4)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
先將grom查詢到的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象傳遞到該函數(shù),通過(guò)reflect映射字段,再將字段信息轉(zhuǎn)換為properties的map對(duì)象,最后組裝geojson返回
func Makegeojson(myTables []models.MyTable) interface{} { var FeaturesList []*geojson.Feature FeaturesList = []*geojson.Feature{} for _, t := range myTables { properties := make(map[string]interface{}) v := reflect.ValueOf(t) tt := reflect.TypeOf(t) for i := 0; i < v.NumField(); i++ { if tt.Field(i).Name != "Geom" { properties[strings.ToLower(tt.Field(i).Name)] = v.Field(i).Interface() } } wkbBytes, _ := hex.DecodeString(strings.Trim(t.Geom, " ")) geom, _ := wkb.Unmarshal(wkbBytes) feature := geojson.NewFeature(geom) feature.Properties = properties FeaturesList = append(FeaturesList, feature) } features := geojson.NewFeatureCollection() features.Features = FeaturesList GeoJSON, _ := json.Marshal(features) var obj interface{} json.Unmarshal(GeoJSON, &obj) return obj }
(5)數(shù)據(jù)返回
type UserController struct{} func (uc *UserController) OutGeo(c *gin.Context) { name := c.PostForm("name") var mytable []models.MyTable DB := models.DB DB.Where("Name = ?", name).Find(&mytable) data := methods.Makegeojson(mytable) c.JSON(http.StatusOK, data) }
通過(guò)postman調(diào)接口,數(shù)據(jù)完美返回geojson
2.前端傳入的geojson儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)
這一步其實(shí)和取是一樣的,只需要把思路反過(guò)來(lái),將geojson解析為我們定義的幾何結(jié)構(gòu),然后再將幾何結(jié)構(gòu)解析成wkb。直接上代碼。
幾何要素轉(zhuǎn)換為wkb
func Marshal(geom geo.Geometry, byteOrder ...binary.ByteOrder) ([]byte, error) { buf := bytes.NewBuffer(make([]byte, 0, wkbcommon.GeomLength(geom, false))) e := NewEncoder(buf) if len(byteOrder) > 0 { e.SetByteOrder(byteOrder[0]) } err := e.Encode(geom) if err != nil { return nil, err } if buf.Len() == 0 { return nil, nil } return buf.Bytes(), nil } func GeoJsonToWKB(geo geojson.Feature) string { TempWkb, _ := wkb.Marshal(geo.Geometry) WkbHex := hex.EncodeToString(TempWkb) return WkbHex }
完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
func (uc *UserController) InGeo(c *gin.Context) { var jsonData geojson.FeatureCollection c.BindJSON(&jsonData) DB := models.DB for _, t := range jsonData.Features { wkb_result := methods.GeoJsonToWKB(*t) DB.Model(models.MyTable{}).Create(map[string]interface{}{ "Bh": t.Properties["bh"], "Name": t.Properties["name"], "geom": clause.Expr{SQL: "ST_GeomFromWKB(decode(?, 'hex'))", Vars: []interface{}{wkb_result}}, }) } c.JSON(http.StatusOK, "ok") }
至于更新功能也是一樣的,幾何更新只需要更新geom字段就行了。
3、其他功能實(shí)現(xiàn)
動(dòng)態(tài)矢量瓦片直接用go語(yǔ)言重寫(xiě)我之前博客用python做的那部分即可,至于復(fù)雜的地理數(shù)據(jù)分析可以采用postgis函數(shù)實(shí)現(xiàn),復(fù)雜的業(yè)務(wù)分析模塊可以直接使用golang調(diào)用fme實(shí)現(xiàn),這里就不過(guò)多介紹,后期博客會(huì)更新相關(guān)內(nèi)容。
總結(jié)
golang實(shí)在是太COOL了,語(yǔ)法簡(jiǎn)潔,運(yùn)行高效,部署簡(jiǎn)單,打包完美,我愿稱(chēng)之為python之后最好用的語(yǔ)言,唯一的缺陷就是生態(tài)還有所欠缺,不過(guò)隨著開(kāi)發(fā)者們的擁護(hù),我相信golang會(huì)有光明的未來(lái)。
以上就是golang實(shí)現(xiàn)webgis后端開(kāi)發(fā)的步驟詳解的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于golang實(shí)現(xiàn)webgis后端開(kāi)發(fā)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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