基于PostGIS的高级应用（5）-- Polygon Spliting

一 案例背景

  PostGIS提供了丰富的function用于GIS数据的存储，元数据描述，空间分析，测量，空间图形处理等等，这些函数基本上都很简单，遇到合适的场景时，很容易能知道应该选用哪种function去解决。但有时候的图形处理问题并不是很简单就能实现的，PostGIS核心成员就遇到了社区提出的一个问题：

PostGIS是否有方法能将一个Polygon面切割成若干份小的Polygon面，且每一份的面积差不多大？

输入图形--切割前

输出图形--切割后

其第一反应是：

不可以吧，如此复杂的问题不是sql能解决的。

打脸的是，PostGIS开发者Darafei Praliaskouski解决了这个问题，并分享了解决步骤。本文作者，也就是我，仅仅负责稍微整理下，搬运了下大神们的解决方案，非个人原创。要看原文的朋友，可访问原文：《PostGIS Polygon Splitting》

二 切割步骤

Darafei Praliaskouski提供的切割步骤如下：

• 使用ST_GeneratePoints方法将一个polygon转换成与面积成比例的一系列的点 (点越多，效果越好，大约1000个点为宜)。

  
  
  ST_GeneratePoints

• 假设计划将Polygon切成k等份，则使用ST_ClusterKMeans方法将这些转换后的点聚合成k簇。

  
  
  ST_ClusterKMeans

• 使用ST_Centroid方法求出每一簇的的均值中心。

  
  
  ST_Centroid

• 将求出的均值中心作为ST_VoronoiPolygons方法的输入参数，可以计算出每个点映射出的Polygon面。

  
  
  ST_VoronoiPolygons

• 使用ST_Intersection将这些映射的面和初始化的Polygon做切割处理，得到结果。

  
  
  ST_Intersection
  
  

  灵活使用PostGIS的方法，将如此复杂的问题，简单的解决了，堪称完美。

四 实践总结

  百闻不如一见，百看不如一试试，本文作者就是我，看完觉得很赞，于是决定抄抄看看，如何将南京切割成大小相等的十个面，感兴趣的朋友可以按照我的步骤也可以测试测试。
准备测试数据：

测试数据

测试数据

• 将测试数据写入临时表：

 create table nanjing as select name,geom from city where name='南京市';

• 面转换为点：

CREATE TABLE nanjing_points AS SELECT (ST_Dump(ST_GeneratePoints(geom, 2000))).geom 
AS geom FROM nanjing;

面转点

• 点聚合成簇（看原文方法的朋友请注意他的ST_ClusterKMeans写错了）

CREATE TABLE nanjing_pts_clustered AS 
SELECT geom, ST_ClusterKMeans(geom, 10) over () AS cluster FROM nanjing_points;

ST_ClusterKMeans

• 获取每一簇的均值中心

CREATE TABLE nanjing_centers AS SELECT cluster, ST_Centroid(ST_collect(geom)) AS geom
  FROM nanjing_pts_clustered GROUP BY cluster;

均值中心

• 使用voronoi算法生成面

  CREATE TABLE nanjing_voronoi AS
  SELECT (ST_Dump(ST_VoronoiPolygons(ST_collect(geom)))).geom AS geom
  FROM nanjing_centers;

voronoi

• 使用ST_Intersection方法切割

CREATE TABLE nanjing_divided AS
  SELECT ST_Intersection(a.geom, b.geom) AS geom
  FROM nanjing a
  CROSS JOIN nanjing_voronoi b;

切割完成

一个个写sql生成的临时表写逻辑方便，但是使用起来比较费劲，我们可以写个function去处理，我使用了临时表，怕事务并发冲突，加了uuid后缀。其实这个逻辑不是很复杂的话，多套用几个with中间表也可以，但是写多了不是很清晰，我就暂时套用上面表的逻辑改成临时表做了个事务，测试通过了：

create extension "uuid-ossp";--创建下uuid的扩展

create or replace function freegis_polygon_split(
    in split_geom geometry(Polygon),--输入的面
    in split_num int,--分割的数量
    out geom geometry(Polygon)--输出切割的面
) returns setof geometry as $$ 
declare  
    rec record; 
begin
    --使用原来的面，切割voronoi算法生成的面
    for rec in SELECT ST_Intersection(split_geom, t.geom) AS geom FROM (
        --voronoi算法生成面
        SELECT (ST_Dump(ST_VoronoiPolygons(ST_collect(voronoi.geom)))).geom AS geom FROM (
            --簇的均值中心
            SELECT clusters.cluster, ST_Centroid(ST_collect(clusters.geom)) AS geom FROM (
                --点ST_ClusterKMeans聚合成簇
                SELECT points.geom, ST_ClusterKMeans(points.geom, split_num) over () AS cluster from (
                    --面内生成点
                    SELECT row_number() over() as gid,(ST_Dump(ST_GeneratePoints(split_geom, 2000))).geom
                ) points
            ) clusters GROUP BY clusters.cluster
        ) voronoi
    ) t loop
        geom:=rec.geom;
        return next;
    end loop;
    return;
end;  
$$ language plpgsql strict; 

测试下通过了：

命令执行

可视化效果

结语：PostGIS还是很强大的！！！另外一定要自己练习。。。