场景
基于GIS相关的集成系统,需要对空间数据做一些判断处理。比如读取WKT数据、点到点、点到线、点到面的距离,
线的长度、面的面积、点是否在面内等处理。
JTS
(Java Topology Suite) Java拓扑套件,是Java的处理地理数据的API。
github地址:
https://github.com/locationtech/jtsAPI文档地址:
https://locationtech.github.io/jts/javadoc/
Maven中央仓库地址:
https://mvnrepository.com/artifact/org.locationtech.jts/jts-core
特点
实现了OGC关于简单要素SQL查询规范定义的空间数据模型
一个完整的、一致的、基本的二维空间算法的实现,包括二元运算(例如touch和overlap)和空间分析方法(例如intersection和buffer)
一个显示的精确模型,用算法优雅的解决导致dimensional
collapse(尺度坍塌–专业名词不知道对不对,暂时这样译)的情况。
健壮的实现了关键计算几何操作
提供著名文本格式的I/O接口
JTS是完全100%由Java写的
JTS支持一套完整的二元谓词操作。二元谓词方法将两个几何图形作为参数,
返回一个布尔值来表示几何图形是否有指定的空间关系。它支持的空间关系有:
相等(equals)、分离(disjoint)、相交(intersect)、相接(touches)、
交叉(crosses)、包含于(within)、包含(contains)、覆盖/覆盖于(overlaps)。
同时,也支持一般的关系(relate)操作符。
relate可以被用来确定维度扩展的九交模型(DE-9IM),它可以完全的描述两个几何图形的关系。
空间数据模型
JTS提供了以下空间数据模型
图形可视化WKT数据
在jts的bin下的testbuilder.bat,双击运行
即可运行WKT数据可视化界面
可以在页面上绘制图形并下方生成wkt数据,以及输入wkt数据,点击右边按钮,图形化显示。
注:
博客:
https://blog.csdn.net/badao_liumang_qizhi
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实现
1、项目中引入jts的依赖
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.locationtech.jts/jts-core --> <dependency> <groupId>org.locationtech.jts</groupId> <artifactId>jts-core</artifactId> <version>1.18.2</version> </dependency>
2、从WKT字符串中读取几何图形,读取点、线、面
//read a geometry from a WKT string (using the default geometry factory) //从WKT字符串读取几何图形 Geometry g1 = null; try { //读取线 //g1 = new WKTReader().read("LINESTRING (0 0, 10 10, 20 20)"); //读取点 //g1 = new WKTReader().read("POINT (2 2)"); //读取面 g1 = new WKTReader().read("POLYGON((40 100, 40 20, 120 20, 120 100, 40 100))"); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } // Arrays.stream(g1.getCoordinates()).forEach(point -> System.out.println("x:"+point.x+" y:"+point.y)); //输出结果: // x:0.0 y:0.0 // x:10.0 y:10.0 // x:20.0 y:20.0 //Arrays.stream(g1.getCoordinates()).forEach(point ->System.out.println("x:"+point.x+" y:"+point.y)); //输出:x:2.0 y:2.0 //Arrays.stream(g1.getCoordinates()).forEach(point ->System.out.println("x:"+point.x+" y:"+point.y)); //输出: // x:40.0 y:100.0 // x:40.0 y:20.0 // x:120.0 y:20.0 // x:120.0 y:100.0 // x:40.0 y:100.0
3、创建点、线
//创建点 Point point = new GeometryFactory().createPoint(new Coordinate(1, 1)); // create a geometry by specifying the coordinates directly //通过指定坐标创建线 Coordinate[] coordinates = new Coordinate[]{new Coordinate(0, 0), new Coordinate(10, 10), new Coordinate(20, 20)}; // use the default factory, which gives full double-precision Geometry g2 = new GeometryFactory().createLineString(coordinates); //System.out.println("Geometry 2: " + g2); //输出结果:Geometry 2: LINESTRING (0 0, 10 10, 20 20)
4、计算点是否在线上、点是否在面内
//创建点 Point point = new GeometryFactory().createPoint(new Coordinate(1, 1)); //输出结果:POINT (1 1) //计算点是否在线上 //System.out.println(g1.contains(point)); //输出结果:true //计算点是否在面内 Point point2 = new GeometryFactory().createPoint(new Coordinate(70, 70)); //System.out.println(g1.contains(point2)); //输出结果: true Point point3 = new GeometryFactory().createPoint(new Coordinate(20, 10)); //System.out.println(g1.contains(point3)); //输出结果: false
5、计算两个几何图形的交点
// compute the intersection of the two geometries //计算两个几何图形的交点 Geometry g3 = g1.intersection(g2); //System.out.println("G1 intersection G2: " + g3); //输出结果:G1 intersection G2: MULTILINESTRING ((0 0, 10 10), (10 10, 20 20))
6、创建一个MultiPoint多点
// create a factory using default values (e.g. floating precision) //创建一个MultiPoint多点 GeometryFactory fact = new GeometryFactory(); // Point p1 = fact.createPoint(new Coordinate(0,0)); // System.out.println(p1); // // Point p2 = fact.createPoint(new Coordinate(1,1)); // System.out.println(p2); // // MultiPoint mpt = fact.createMultiPointFromCoords(new Coordinate[] { new Coordinate(0,0), new Coordinate(1,1) } ); // System.out.println(mpt); //输出结果: // POINT (0 0) // POINT (1 1) // MULTIPOINT ((0 0), (1 1))
7、创建闭合线LinearRing
//创建闭合线-LinearRing LinearRing lr = new GeometryFactory().createLinearRing(new Coordinate[]{new Coordinate(0, 0), new Coordinate(0, 10), new Coordinate(10, 10), new Coordinate(10, 0), new Coordinate(0, 0)}); //System.out.println(lr); //输出结果:LINEARRING (0 0, 0 10, 10 10, 10 0, 0 0)
8、创建几何集合列表
//创建几何集合列表 Geometry[] garray = new Geometry[]{g1,g2}; GeometryCollection gc = fact.createGeometryCollection(garray); //System.out.println(gc.toString()); //输出结果:GEOMETRYCOLLECTION (POLYGON ((40 100, 40 20, 120 20, 120 100, 40 100)), LINESTRING (0 0, 10 10, 20 20))
9、几何关系判断
//几何关系判断,是否相交intersection //其他方法类似 // 相等(Equals): 几何形状拓扑上相等。 // 不相交(Disjoint): 几何形状没有共有的点。 // 相交(Intersects): 几何形状至少有一个共有点(区别于脱节) // 接触(Touches): 几何形状有至少一个公共的边界点,但是没有内部点。 // 交叉(Crosses): 几何形状共享一些但不是所有的内部点。 // 内含(Within): 几何形状A的线都在几何形状B内部。 // 包含(Contains): 几何形状B的线都在几何形状A内部(区别于内含) // 重叠(Overlaps): 几何形状共享一部分但不是所有的公共点,而且相交处有他们自己相同的区域。 WKTReader reader = new WKTReader(fact); LineString geometry1 = null; try { geometry1 = (LineString) reader.read("LINESTRING(0 0, 2 0, 5 0)"); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } LineString geometry2 = null; try { geometry2 = (LineString) reader.read("LINESTRING(0 0, 0 2)"); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } Geometry interPoint = geometry1.intersection(geometry2);//相交点 //System.out.println(interPoint.toText()); //输出结果: POINT (0 0)
10、计算距离distance
//计算距离distance Point p1 = fact.createPoint(new Coordinate(0,0)); //System.out.println(p1); Point p2 = fact.createPoint(new Coordinate(3,4)); ///System.out.println(p2); //System.out.println(p1.distance(p2)); //输出结果 // POINT (0 0) // POINT (3 4) // 5.0
11、计算长度和面积
Geometry g5 = null; Geometry g6 = null; try { //读取面 g5 = new WKTReader().read("POLYGON((40 100, 40 20, 120 20, 120 100, 40 100))"); g6 = new WKTReader().read("LINESTRING(0 0, 0 2)"); //计算面积getArea() //System.out.println(g5.getArea()); //输出结果:6400.0 //计算长度getLength() //System.out.println(g6.getLength()); //输出结果:2.0 } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); }
12、求点到线、点到面的最近距离
GeometryFactory gf = new GeometryFactory(); WKTReader reader2 = new WKTReader(gf); Geometry line2 = null; Geometry g7 = null; try { line2 = reader2.read("LINESTRING(0 0, 10 0, 10 10, 20 10)"); g7 = new WKTReader().read("POLYGON((40 100, 40 20, 120 20, 120 100, 40 100))"); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } Coordinate c = new Coordinate(5, 5); PointPairDistance ppd = new PointPairDistance(); //求点到线的最近距离 //DistanceToPoint.computeDistance(line2,c,ppd); //输出结果:5.0 //求点到面的最近距离 DistanceToPoint.computeDistance(g7,c,ppd); System.out.println(ppd.getDistance()); //输出结果38.07886552931954
13、其他api可以参考其官方文档或者示例代码中进行使用。