基于Java的地震震中附近城市分析實戰

前言

一、空間數據說明

1、空間查詢

二、Java后臺開發

1、模型層設計與實現

2、控制層設計與實現

三、Leaflet地圖開發

1、地震震中位置展示

2、附近城市展示

?3、成果展示

總結

前言

????????隨著全球氣候變化和地殼活動的不斷演變，地震作為一種自然災害，其發生的頻率和影響力日益受到人們的關注。當一個城市或地區遭受地震的威脅時，對其進行詳盡的分析顯得尤為必要。地震附近城市分析的必要性主要包含以下幾個方面：

????????一、了解地震風險，保障居民安全

????????地震附近城市的分析，首要目的是了解該城市的地震風險。通過對城市地質結構、地震歷史數據、地震活動頻率和強度等方面的深入研究，可以準確評估城市面臨的地震風險等級。這種評估對于城市規劃和防災減災措施的制定至關重要，能夠確保城市居民的生命財產安全。

????????二、指導城市規劃和建設

????????地震附近城市的分析還能夠為城市規劃和建設提供重要指導。在了解城市地震風險的基礎上，可以合理規劃城市布局，避免在地震活動頻繁或地質條件脆弱的區域進行重要建筑和基礎設施的建設。此外，分析結果還可以為建筑物的抗震設計提供科學依據，確保建筑物在地震發生時能夠保持相對穩定，減少倒塌和破壞的風險。

????????三、提高城市應急管理能力

????????地震災害的突發性和不可預測性要求城市必須具備高效的應急管理能力。地震附近城市的分析可以為城市的應急管理工作提供重要支持。通過對城市地震風險的評估，可以制定相應的應急預案和救援計劃，確保在地震發生后能夠迅速、有效地進行救援和恢復工作。同時，分析結果還可以幫助城市完善應急設施，提高應對地震災害的能力。

????????四、促進城市可持續發展

????????地震附近城市的分析不僅關注當前的地震風險，還著眼于城市的未來發展。通過深入分析城市的地質條件和地震活動規律，可以為城市的可持續發展提供重要支持。在規劃城市未來發展時，可以充分考慮地震風險因素，采取科學合理的措施來降低地震對城市的影響。這有助于實現城市的可持續發展，確保居民在享受城市帶來的便利和舒適的同時，也能夠享受到安全和穩定的生活環境。

????????本文基于中國地震臺網的數據，以及全國城市點位數據，通過分析地震震中位置100公里范圍內的城市列表，以及震中位置與城市的直線距離，為后面做空間分析打下堅實的基礎，通過本文，您可以了解到如何在PostGIS數據庫中進行空間范圍查詢，同時可以了解如何將查詢結果進行Web空間可視化的具體方法。

????????博文首先介紹空間數據的基本情況，即如何在空間數據中如何進行空間分析，然后講解如何使用Java進行后臺空間分析的應用，其次介紹如何在Leaflet對分析的結果進行Web可視化，最后給出實際的運行例子，讓大家知道程序最終的成果。

一、空間數據說明

????????本節將對空間數據結構和數據，100公里范圍的空間分析查詢進行簡單介紹。讓大家了解如何進行地震位置指定范圍城市查詢。

1、空間查詢

????????在空間數據庫中，要想實現100公里范圍內的指定目標查詢。采用的是我們熟悉的范圍查詢函數。st_dwithin ()? ,為了方便將兩個空間對象進行以米為單位的距離換算，? 我們將geometry對象轉換為geography類型。具體使用的查詢語句如下所示：

SELECT T.pk_id,T.NAME,T.pinyin,T.classz,T.bz,T.slx,st_x ( T.geom ) lon,st_y ( T.geom ) lat,st_distance ( T.geom :: geography, t1.geom :: geography ) dist 
FROMbiz_geographic_name T,biz_ceic_earthquake t1 
WHEREt1.pk_id = 1792871415574196226 AND st_dwithin ( T.geom :: geography, t1.geom :: geography, 100000 ) 
ORDER BYdist

????????將上述的sql語句在PostGIS數據庫中執行以后，可以看到以下的查詢結果：

????????通過這條sql語句就可以實現對空間數據的分析。大家請注意，在數據庫中我們將地震點存儲為Geometry數據，而在界面上我們需要進行經緯度的還原，因此我們采用直接獲取經緯度的方法，即：st_x ( T.geom ) lon,st_y ( T.geom ) lat

????????下面的章節將實現把上面的查詢結果進行Web應用開發，完全實現通過一個地震點來實時查詢地震點附件的城市列表分析。

二、Java后臺開發

????????在了解了空間數據查詢的SQL具體的寫法之后，我們來開發針對性的后臺。開發語言采用我們熟悉的Java開發語言。Java在GIS開發當中其實也是能實現很多需求的。當學會這門語言之后，用起來就會比較爽，這里不多說，無意與其它語言進行對比，不喜勿噴。

1、模型層設計與實現

????????在模型層，我們主要介紹實體類的代碼實現和Mapper即數據庫訪問層的設計與實現。實體類主要用來將數據庫查詢的結果集綁定到對象中。而Mapper則實現對PostGIS空間數據庫的綁定和設置。下面我們將分別對這兩個主要的類進行編碼，在進行OOP設計時，我們發現可以直接利用原始的實體類，只需要擴展出經緯度兩個屬性即可，因此我們采用視圖對象（VO）的方式來實現。

package com.yelang.project.extend.earthquake.domain;
import java.io.Serializable;
import java.math.BigDecimal;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableField;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import com.yelang.framework.aspectj.lang.annotation.Excel;
import com.yelang.framework.handler.PgGeometryTypeHandler;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;
@Data
@ToString
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@TableName(value ="biz_geographic_name",autoResultMap = true)
public class GeographicName implements Serializable{private static final long serialVersionUID = -3694849578429480952L;@TableId(value = "pk_id")@Excel(name = "序號")private Long pkId;@Excel(name = "城市名稱")private String name;@Excel(name = "城市漢語拼音")private String pinyin;@Excel(name = "類別")private String classz;@Excel(name = "備注")private String bz;private String slx;public GeographicName(String name, String pinyin, String classz, String bz, String slx, String geom) {super();this.name = name;this.pinyin = pinyin;this.classz = classz;this.bz = bz;this.slx = slx;this.geom = geom;}@TableField(typeHandler = PgGeometryTypeHandler.class)private String geom;@TableField(exist=false)private String geomJson;  @TableField(exist=false)@Excel(name = "城市距離（單位：米）")private BigDecimal dist;//距離
}

package com.yelang.project.extend.earthquake.domain;
import java.io.Serializable;
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;
/*** 城市地名視圖對象* @author yelangking*/
@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper=false)
public class GeographicNameVo extends GeographicName implements Serializable{private static final long serialVersionUID = -7161733218138543509L;private String lon;//經度private String lat;//緯度
}

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.GeographicNameVo;
public interface GeographicNameMapper extends BaseMapper<GeographicName>{static final String FIND_LIST_BY_EARTHID = "<script>"
+"select t.pk_id,t.name,t.pinyin,t.classz,t.bz,t.slx,st_x(t.geom) lon,st_y(t.geom) lat, "
+" st_distance(t.geom :: geography, t1.geom :: geography) dist from biz_geographic_name t,biz_ceic_earthquake t1 "
+ " where t1.pk_id= #{eqId} and st_dwithin(t.geom :: geography,t1.geom :: geography,100000 )  order by dist "
+ "</script>";@Select(FIND_LIST_BY_EARTHID)List<GeographicNameVo> findListByEarthId(@Param("eqId") Long eqId);
}

2、控制層設計與實現

????????業務層比較簡單，不進行詳細說明。在這個實例當中，業務層的實現比較簡單。這里將控制層的代碼實現進行說明。這里僅實現頁面的跳轉和一個ajax接口，關鍵代碼如下：

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.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import com.yelang.framework.aspectj.lang.annotation.Log;
import com.yelang.framework.aspectj.lang.enums.BusinessType;
import com.yelang.framework.web.controller.BaseController;
import com.yelang.framework.web.domain.AjaxResult;
import com.yelang.framework.web.page.TableDataInfo;
import com.yelang.project.extend.earthquake.domain.EarthquakeInfo;
import com.yelang.project.extend.earthquake.domain.GeographicNameVo;
import com.yelang.project.extend.earthquake.domain.crawler.CeicEarthquake;
import com.yelang.project.extend.earthquake.service.ICeicEarthquakeService;
import com.yelang.project.extend.earthquake.service.IGeographicNameService;
import com.yelang.project.extend.scenicspot.domain.ScenicSpotDistVo;
import com.yelang.project.extend.scenicspot.service.IScenicSpotService;
@Controller
@RequestMapping("/ceiceq/info")
public class CeicEarthquakeInfoController extends BaseController{private String prefix = "ceicearthquake/info";@Autowiredprivate IGeographicNameService geoNameService;//跳轉附近城市頁面，用get請求@RequiresPermissions("ceiceq:info:nearbycities")@GetMapping("/nearbycities/{pkId}")public String nearbyCities(@PathVariable("pkId")Long pkId,ModelMap mmap){mmap.put("pkId", pkId);CeicEarthquake earthQuake = ceicEarthQuakeService.getById(pkId);mmap.put("earthQuake", earthQuake);List<GeographicNameVo> dataList = geoNameService.findListByEarthId(pkId);mmap.put("dataList", dataList);return prefix + "/nearbycities";}/*** 獲取附近城市列表數據，用post* @param pkId* @return*/@PostMapping("/nearbycities/{pkId}")@ResponseBodypublic AjaxResult nearbycities(@PathVariable("pkId")Long pkId){AjaxResult ar = AjaxResult.success();List<GeographicNameVo> dataList = geoNameService.findListByEarthId(pkId);ar.put("data", dataList);return ar;}
}

????????以上代碼即給出了后臺Java實現的關鍵代碼。通過以上代碼即完成了空間數據分析查詢接口開發。下面通過Leaflet組件來進行地圖可視化開發。

三、Leaflet地圖開發

????????作為WebGIS的典型組件之一，Leaflet以其良好的生態和豐富的插件和示例應用開發。這里我們同樣采取熟悉的Leaflet作為web開發組件。本小節主要講解如何使用Leaflet進行空間可視化展示開發。

1、地震震中位置展示

????????在進行地震及附件城市列表可視化展示時，首先需要對震中位置進行展示。關鍵的代碼如下所示。

var lon = [[${earthQuake.epiLon}]];  
var lat = [[${earthQuake.epiLat}]];
var cityInfo = [[${earthQuake.locationC}]];

$(function() {var marker = L.circleMarker(new L.LatLng(lat, lon), {radius: 8,labelStyle: {text: cityInfo,rotation: 0,zIndex: 2,strokeStyle :"red"},color : "red"}).addTo(mymap);});

????????這時我們來看一下實際的效果：

2、附近城市展示

????????把震中位置展示出來之后，還要把地震100公里附近的城市也展示出來。關鍵代碼如下：

function showDistance(){$.ajax({  type:"post",  url:prefix + "/nearbycities/" + [[${pkId + ''}]],  dataType:"json",  cache:false,processData:false,success:function(result){if(result.code == web_status.SUCCESS){var strokeStyleSet = "green";for(var i=0;i<result.data.length;i++){var dataInfo = result.data[i];var dist = dataInfo.dist;if(parseFloat(dist) <= 30000){strokeStyleSet = "red";}if(parseFloat(dist) > 30000 && parseFloat(dist) <= 60000 ){strokeStyleSet = "orange";}if(parseFloat(dist) >= 60000){strokeStyleSet = "green";}var _dist = parseFloat(dataInfo.dist / 1000).toFixed(2);var content = "<strong>城市名稱:</strong>"+dataInfo.name + "<br/><strong>震中位置:</strong>"+ cityInfo;content += "<br/><strong>距離（千米）:</strong>"+_dist;var marker = L.circleMarker(new L.LatLng(dataInfo.lat, dataInfo.lon), {radius: 8,labelStyle: {text: dataInfo.name,rotation: 0,zIndex: i,strokeStyle :strokeStyleSet},color : strokeStyleSet}).addTo(mymap);marker.bindPopup(content);    L.polyline([[[lat, lon],[dataInfo.lat, dataInfo.lon]]], {labelStyle: {text:dataInfo.name + ":"  + _dist + "千米",zIndex: 0,collisionFlg: false,textAlign:'center',strokeStyle :strokeStyleSet},color : strokeStyleSet}).addTo(mymap);}}},error:function(){$.modal.alertWarning("獲取信息失敗");}});}

????????右邊的附近城市列表展示代碼如下：

 <table class="table table-bordered white-bg" ><thead><tr><th width="50%">城市名稱</th><th>城市級別</th><th>距離(公里)</th></tr></thead><tbody><tr th:each="data,itemStat:${dataList}"><td >[[${itemStat.count}]]、[[${data.name}]]</td><td>[[${data.bz}]]</td><td th:text="${#numbers.formatDecimal((data.dist / 1000 ), 1, 2)}"></td></tr></tbody></table>

?3、成果展示

????????下面展示幾個具體的地震點的附近城市信息：

2024-05-19 03:35:44?山西大同市陽高縣 3.9級地震震源深度13米附近城市示意圖

2024-05-10 09:37:24?臺灣花蓮縣 4.6級震源深度10米附近城市分布示意圖?

2024-04-30 07:52:46?陜西漢中市洋縣 2.8級震源深度10米附近城市分布示意圖

?2018-10-01 13:09:07?湖南常德市鼎城區 3.1級震源深度 7米附近城市分布示意圖

總結

????????以上就是本文的主要內容，本文基于中國地震臺網的數據，以及全國城市點位數據，通過分析地震震中位置100公里范圍內的城市列表，以及震中位置與城市的直線距離，為后面做空間分析打下堅實的基礎，通過本文，您可以了解到如何在PostGIS數據庫中進行空間范圍查詢，同時可以了解如何將查詢結果進行Web空間可視化的具體方法。行文倉促，難免有不足之處，如果您發現有問題，歡迎各路朋友在評論區留下寶貴意見，萬分感謝。