Java+Leaflet:湖南省道路长度WebGIS的构建与实践
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前言
在当今数字化时代，地理信息系统（GIS）技术在各个领域都发挥着至关重要的作用。它不仅为城市规划、交通管理、环境保护等提供了强大的技术支持，也为公众获取地理信息提供了便捷的途径。湖南省作为中国中部地区的重要省份，拥有复杂的地理环境和庞大的交通网络。如何高效地管理和展示湖南省的道路长度信息，对于交通规划、物流运输以及公众出行都具有极其重要的意义。因此，我们开展了基于Java和Leaflet的湖南省道路长度WebGIS系统的构建与实践研究。
湖南省地处中国中部，交通网络密集且复杂。随着经济的快速发展和城市化进程的加快，湖南省的道路建设不断推进，道路长度不断增加。然而，传统的道路信息管理方式存在诸多弊端，如数据更新不及时、信息展示不直观、查询效率低下等。为了克服这些问题，开发一个高效、直观且易于操作的WebGIS系统显得尤为重要。通过WebGIS技术，可以将湖南省的道路长度信息以地图的形式直观展示出来，方便用户查询和分析，提高交通管理效率，优化物流运输路线，同时也为公众出行提供便利。
通过本实践，我们期望能够成功构建一个功能完善、性能稳定的湖南省道路长度WebGIS系统。通过将Java和Leaflet的结合为湖南省道路长度WebGIS系统的构建提供了一个良好的技术平台。文章首先介绍相关的基础空间数据，然后介绍Java后台应用程序构建，最后介绍Leaflet进行WebGIS构建。相信，通过本研究的努力，将为湖南省的交通发展和社会进步做出积极贡献。
一、基础空间数据简介
在上一篇博客中，我们详细介绍了如何把OSM数据转成公路里程信息表：基于SpringBoot和PostGIS的城市道路里程信息转换-以湖南省OSM数据为例。为了实现地级市空间范围的展示，同时还要标注各地级市的行政驻地，这里我们将对涉及的基础空间数据进行简单介绍。让大家了解相关的空间及业务表信息。
1、涉及相关表
| 序号 | 表名 | 说明 |
| 1 | biz_urban_road_mileage_info | 城市道路里程信息表，业务信息表 |
| 2 | biz_geographic_name | 城市名称信息表，点状空间数据表 |
| 3 | biz_city | 市级行政区划信息表，面状空间数据 |
我们需要在地图上展示湖南省各地市的行政区划范围，在各地市的政府驻地标注信息，信息展示当前行政区名称和道路里程。实现申明，这份数据来源于OSM，且时间时效性不是最新的，因此城市的道路里程与实际情况肯定有所不一样，如需权威数据，可从官网网站获取，代码和SQL查询逻辑是一样的，可供参考。
2、省域道路长度检索
为了实现上述需求，这里我们采用空间数据库表关联业务表来进行关联查询实现，这三张表的查询SQL如下：
SELECT t1.*, T3.province_code, t3.province_name, st_asgeojson ( t3.geom ) geomJson, st_x ( t2.geom ) lon, st_y ( t2.geom ) lat FROM biz_urban_road_mileage_info t1, biz_geographic_name t2, biz_city t3 WHERE t1.parent_code = '430000' AND t1.city_code = t3.city_code AND T1.city_name = t2.NAME AND st_contains ( t3.geom, t2.geom );执行以上SQL之后，在Navicat客户端中可以看到以下结果：
在上述的SQL中，我们默认使用湖南省（代号430000）作为查询条件，实际情况下需要动态替换为别的省份信息即可。
二、Java后台实现
有了上述的基础空间数据基础知识后，接下来将深入介绍如何使用Java进行后台程序的实现。以Java经典MVC三层架构为架构讲解。
1、道路视图对象
在之前的博客内容中，我们定义了城市道路信息实体。在本例中，根据业务需要定义地市的行政驻地位置，因此我们选择扩展一个子类，包装成一个视图对象。后台将根据业务获得查询结果后，将数据按视图对象进行返回。该视图对象核心代码如下：
package com.yelang.project.extend.earthquake.domain; import java.io.Serializable; import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableField; import lombok.Data; import lombok.EqualsAndHashCode; import lombok.ToString; @Data @ToString(callSuper=true)//callSuper=true表示输出父类属性 @EqualsAndHashCode(callSuper=false) public class UrbanRoadMileageInfoVO extends UrbanRoadMileageInfo implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = 1101541707654186490L; @TableField(exist = false,value= "province_code") private String provinceCode; @TableField(exist = false,value= "province_name") private String provinceName; @TableField(exist = false) private String geomJson; private String lat; private String lon; }2、Mapper空间检索查询
在Java中，我们使用MybatisPlus来进行数据库的检索支持，检索代码不是很复杂，主要的工作就是将第一节中的道路长度检索SQL写入到Mapper对象中，这样方便在业务层代码中进行调用。核心代码如下：
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.UrbanRoadMileageInfo; import com.yelang.project.extend.earthquake.domain.UrbanRoadMileageInfoVO; public interface UrbanRoadMileageInfoMapper extends BaseMapper<UrbanRoadMileageInfo>{ /** * - 查询省级以下地市路网长度SQL */ static final String LIST_BYPROVINCE_SQL = "SELECT t1.city_code,MAX(t1.city_name) AS city_name," + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('motorway', 'motorway_link') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS highway_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('trunk', 'trunk_link') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS trunk_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('primary', 'primary_link') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS primary_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('secondary', 'secondary_link') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS secondary_length," + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('tertiary', 'tertiary_link') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS tertiary_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('residential', 'living_street') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS residential_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('service', 'unclassified') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS service_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass IN ('footway', 'pedestrian', 'path') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS pedestrian_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass = 'cycleway' THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS cycleway_length, " + " SUM(CASE WHEN r.fclass = 'track' THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS track_length," + " SUM(CASE WHEN r.fclass in ('steps', 'footway') THEN ST_Length(r.geom::geography) ELSE 0 END) AS steps_length," + " SUM(ST_Length(r.geom::geography)) AS total_length " + " FROM biz_road_network r JOIN biz_city t1 ON ST_Contains(t1.geom, r.geom) WHERE t1.province_code = #{province_code} " + " GROUP BY t1.city_code ORDER BY total_length DESC "; @Select(LIST_BYPROVINCE_SQL) /** * - 根据省份code查询对应的地市路网长度 * @param provinceCode 省份code * @return */ public List<UrbanRoadMileageInfo> getListByProvinceCode(@Param("province_code")String provinceCode); final static String GET_ROADMILEAGELIST_BY_PROVINCECODE = "<script>" + " SELECT t1.*,T3.province_code,t3.province_name,st_asgeojson ( t3.geom ) geomJson, " + " st_x ( t2.geom ) lon,st_y ( t2.geom ) lat " + " FROM biz_urban_road_mileage_info t1,biz_geographic_name t2,biz_city t3 " + " WHERE t1.parent_code = #{provinceCode} AND t1.city_code = t3.city_code " + " AND T1.city_name = t2.NAME AND st_contains ( t3.geom, t2.geom ) " + "</script>"; /** * - 根据指定省份各地市的道路里程信息 * @param provinceCode 省级行政区划代码 * @return */ @Select(GET_ROADMILEAGELIST_BY_PROVINCECODE) List<UrbanRoadMileageInfoVO> getRoadMileageList(@Param("provinceCode") String provinceCode); }通过以上代码就能实现地市道路长度的求解。
3、控制API实现
业务层比较简单，主要是作为控制层和数据库层的桥梁，这里没有太多太复杂的业务，因此这里不进行赘述，控制层API主要分为页面跳转和获取各地级市信息列表，核心方法如下：
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.ui.ModelMap; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable; 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.project.extend.earthquake.domain.UrbanRoadMileageInfoVO; import com.yelang.project.extend.earthquake.service.IUrbanRoadMileageInfoService; @Controller @RequestMapping("/eq/urbanroadmileageinfo") public class UrbanRoadMileageInfoController extends BaseController{ private String prefix = "earthquake/urbanroadmileageinfo"; @Autowired private IUrbanRoadMileageInfoService urbanRoadMileageInfoService; @RequiresPermissions("eq:urbanroadmileageinfo:map") @GetMapping("/") public String main(ModelMap mmap){ return prefix + "/main"; } @RequiresPermissions("eq:urbanroadmileageinfo:list") @GetMapping("/data/{pcode}") @ResponseBody public AjaxResult ewsnProvinceList(@PathVariable("pcode") String pcode){ List<UrbanRoadMileageInfoVO> dataList = urbanRoadMileageInfoService.getRoadMileageList(pcode); return AjaxResult.success().put("data", dataList); } //预留跳转echarts统计的报表 } 三、WebGIS界面实现
本节将重点介绍WebGIS界面如何实现，我们在WebGIS页面中主要涉及以下数据。首先包含图例数据、各地市的空间范围及行政驻地标注信息。下面跟着教程来讲解具体如何实现。
1、里程图例及初始化
为了在页面中展示包含道路里程的信息，根据不同的道路长度来进行明显的区分展示，这里我们采用不同间距的道路里程图例设置。首先根据数据，我们初始化一个颜色配置数组，设置代码如下：
//里程颜色配置 var colorList = [ {name:"5千公里以下",color:"#00FF00",rgb:new Color(0, 255, 0),colorDesc:"绿色"}, {name:"5千-8千公里",color:"#FFFF00",rgb:new Color(255, 255, 0),colorDesc:"黄色"}, {name:"8千-1.1万公里",color:"#FFA500",rgb:new Color(255, 165, 0),colorDesc:"蓝色"}, {name:"1.1万-1.4万公里",color:"#113fc1",rgb:new Color(255, 0, 0),colorDesc:"橙色"}, {name:"1.4万-1.6万公里",color:"#800080",rgb:new Color(128, 0, 128),colorDesc:"紫色"}, {name:"1.6万以上",color:"#FF0000",rgb:new Color(153, 51, 102),colorDesc:"红色"} ];为了方便在展示的时候将不同的里程长度与颜色值进行对应，这里我们没有采用colormap的方式，这里我们使用简单的值域判断，颜色识别转换的方法如下：
function getColorByLength(length){ if(length >= 0 && length <= 5000) { return "#00FF00"; } if(length >= 5001 && length <= 8000) { return "#FFFF00"; } if(length >= 8001 && length <= 11000) { return "#FFA500"; } if(length >= 11001 && length <= 14000) { return "#113fc1"; } if(length >= 14001 && length <= 16000) { return "#800080"; } if(length >= 16001) { return "#FF0000"; } }2、各地市信息展示
为了便于在界面上进行直观的展示，我们在数据库保存的长度单位为米，但是在页面上展示的比较多，因此需要对数据进行特别的处理，处理逻辑比较简单，就是进行除法计算，然后对小数点进行保留展示。核心代码如下：
function buildShowInfo(index,color,data){ var length = parseFloat(data.totalLength) / (1000.0 * 10000 ); var result = "<div + color + ";' animation-spaceInDown onclick='showDetails("+data.cityCode+")'><div>" + data.cityName ; result += "<span>:"+ length.toFixed(2) +"万公里</span></div>"; result += "</div>"; return result; }道路地图的标注方法如下：
function previewRoadMap(pid,provinceCode,name){ previewProvince(pid,name); $.ajax({ type:"get", url:ctx + "eq/urbanroadmileageinfo/data/" + provinceCode, data:{}, dataType:"json", cache:false, processData:false, success:function(result){ if(result.code == web_status.SUCCESS){ collisionLayer.clearLayers(); var dataArray = result.data; if(dataArray != null && dataArray.length > 1){ var legendData = new Array(); for(var i = 0;i< dataArray.length;i++){ var areaData = dataArray[i]; var tempTotalLength = parseFloat(areaData.totalLength) / 1000.0; var color = getColorByLength(tempTotalLength); var areaLayer = L.geoJSON(JSON.parse(areaData.geomJson),{style: {color:color,fillColor:color,weight:3,"opacity":0.65, fillOpacity: 0.65 }}).addTo(mymap); var myIcon = L.divIcon({ iconSize: null, className: '', popupAnchor:[5,5], shadowAnchor:[5,5], html: buildShowInfo(i,color,areaData) }); showLayerGroup.addLayer(areaLayer); //中心点位 L.marker([areaData.lat, areaData.lon], { icon: myIcon}).addTo(collisionLayer); } collisionLayer.addTo(showLayerGroup); } } }, error:function(){ $.modal.alertWarning("获取空间信息失败"); } }); }这里需要注意的是，为了在标注的地方支持鼠标点击，下一步需要展示该地级市的更详细的道路分级统计信息，因此保留一个操作入口，函数操作如下：
function showDetails(cityCode){ console.log(cityCode); }这个扩展函数可以根据我们的业务需要进行扩展，这里仅展示打印信息，我们可以打开新的展示页面。
四、成果展示
经过空间数据表的查询检索实践，后台Java的接口实现以及WebGIS页面实践。下面我们来看看最终的一个效果，结合地图和数据来进行介绍。
1、总体展示
从湖南省的总体情况来看，按照道路里程降序排序如下所示：
430100 长沙市 17753221.56551351 430400 衡阳市 14434666.394707818 430600 岳阳市 14222249.927994445 430900 益阳市 13073704.1462314 430700 常德市 11931665.375579692 431100 永州市 10818152.494340602 431000 郴州市 10666092.158735342 431200 怀化市 10115713.30456733 430500 邵阳市 9892107.19298748 430200 株洲市 7374936.096146714 433100 湘西土家族苗族自治州 6795835.819083372 431300 娄底市 5727464.899432551 430300 湘潭市 4861742.381742725 430800 张家界市 3836270.2965029962通过表格可以很明显的看到，省会长沙市、衡阳市、岳阳市位列前三。从空间聚集来看，基本是分布在想东部和东南部。
2、分区域说明
从区域来看，道路里程较长的集中在东北部的岳阳、益阳、常德等地区和南部的衡阳市。
湘西北的道路里程确实比较弱，可能与山区的地质环境有关系，不太适合修路。要致富，先修路，可见把交通基础条件打造好，也是十分必要的。
南部地区除衡阳外，邵阳、永州、郴州等地市的道路里程是排名中等，还是有较大的发展空间，但随着如今人口的流出，未来的交通发展更需要好好的规划规划。
五、总结
以上就是本文的主要内容，通过本实践构建一个功能完善、性能稳定的湖南省道路长度WebGIS展示系统。通过将Java和Leaflet的结合为湖南省道路长度WebGIS系统的构建提供了一个良好的技术平台。在未来的展望中，我们希望能够进一步完善系统的功能，如增加道路拥堵情况的实时监测与分析、与其他交通信息系统的集成等。同时，随着技术的不断发展，我们还将探索新的技术应用，如人工智能、大数据等，为湖南省的道路管理提供更加智能化、精准化的解决方案。行文仓促，定有不足之处，欢迎各位朋友在评论区批评指正，不胜感激。
