golang實(shí)現(xiàn)webgis后端開發(fā)的步驟詳解
前言
最近都在研究一門新語(yǔ)言golang,以及如何利用golang完成一個(gè)webgis后端平臺(tái)的開發(fā)。go語(yǔ)言作為一門強(qiáng)類型語(yǔ)言，在web后端開發(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，又擁有一些弱類型語(yǔ)言的特性，比如自帶垃圾回收機(jī)制，自帶變量類型判斷，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是一門偉大的語(yǔ)言，大名鼎鼎的容器dock，yarn都是go語(yǔ)言寫出來(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)成的需要自己手寫一一實(shí)現(xiàn)，并且golang的各種類庫(kù)的作者也是非常隨意，各種變量，函數(shù)想改就改，讓使用者門非?？鄲溃挥邪磦€(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
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、定義線類型，線類型由點(diǎn)類型組成
type LineString []Point
3、定義環(huán)類型，該類型主要在存在環(huán)島面的時(shí)候使用，環(huán)類型的特點(diǎn)就是起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)一致
type Ring LineString
4、定義單面類型，該面由環(huán)類型切片構(gòu)成，我們還可以給在該類型中定義一些簡(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，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解析為幾何類型
wkb作為一種開源的二進(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：類型及坐標(biāo)信息， 類型部分用一個(gè)字節(jié)表示，其中前四位表示幾何類型，后四位表示SRID（空間參考系統(tǒng)編號(hào)），坐標(biāo)信息根據(jù)不同幾何類型分別編碼，如點(diǎn)的坐標(biāo)用x，y兩個(gè)double類型表示，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型
Properties Properties `json:"properties"` //這里為空map類型
}
//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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