Rust地理空间数据处理库postgis的使用

示例代码

以下是基于postgis库的完整示例代码，展示了如何连接数据库、创建几何对象、执行空间查询和几何操作：

use postgis::{ewkb::{Geometry, GeometryType}, LineString, Point, Polygon};
use tokio_postgres::{NoTls, Client};

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // 1. 连接到PostgreSQL数据库
    let (client, connection) = tokio_postgres::connect(
        "host=localhost user=postgres dbname=gis_db",
        NoTls,
    ).await?;

    // 处理连接任务
    tokio::spawn(async move {
        if let Err(e) = connection.await {
            eprintln!("connection error: {}", e);
        }
    });

    // 2. 创建几何对象
    // 2.1 创建点(纽约中央公园坐标)
    let central_park = Point {
        x: -73.935242,
        y: 40.730610,
        srid: Some(4326),  // WGS84坐标系统
    };

    // 2.2 创建线(简单对角线)
    let diagonal_line = LineString {
        points: vec![
            Point { x: 0.0, y: 0.0, srid: Some(4326) },
            Point { x: 1.0, y: 1.0, srid: Some(4326) },
            Point { x: 2.0, y: 2.0, srid: Some(4326) },
        ],
        srid: Some(4326),
    };

    // 2.3 创建多边形(正方形)
    let square_polygon = Polygon {
        rings: vec![vec![
            Point { x: 0.0, y: 0.0, srid: Some(4326) },
            Point { x: 0.0, y: 1.0, srid: Some(4326) },
            Point { x: 1.0, y: 1.0, srid: Some(4326) },
            Point { x: 1.0, y: 0.0, srid: Some(4326) },
            Point { x: 0.0, y: 0.0, srid: Some(4326) },
        ]],
        srid: Some(4326),
    };

    // 3. 创建表(如果不存在)
    client.execute(
        "CREATE TABLE IF NOT EXISTS locations (
            id SERIAL PRIMARY KEY,
            name VARCHAR(100) NOT NULL,
            geom GEOMETRY(GEOMETRY, 4326)
        )",
        &[]
    ).await?;

    // 4. 插入数据
    client.execute(
        "INSERT INTO locations (name, geom) VALUES ($1, $2)",
        &[&"Central Park", &central_park]
    ).await?;

    client.execute(
        "INSERT INTO locations (name, geom) VALUES ($1, $2)",
        &[&"Diagonal Line", &diagonal_line]
    ).await?;

    client.execute(
        "INSERT INTO locations (name, geom) VALUES ($1, $2)",
        &[&"Square Polygon", &square_polygon]
    ).await?;

    // 5. 空间查询示例
    println!("=== 空间查询示例 ===");
    
    // 5.1 查询所有点要素
    let point_features = client.query(
        "SELECT name, ST_AsText(geom) FROM locations WHERE GeometryType(geom) = 'POINT'",
        &[]
    ).await?;
    
    for row in point_features {
        let name: String = row.get(0);
        let wkt: String = row.get(1);
        println!("点要素: {} - {}", name, wkt);
    }

    // 5.2 计算两个点之间的距离
    let point1 = Point {
        x: -74.0060, 
        y: 40.7128,
        srid: Some(4326)
    };
    
    let point2 = Point {
        x: -73.935242,
        y: 40.730610,
        srid: Some(4326)
    };
    
    let distance = client.query_one(
        "SELECT ST_Distance($1::geography, $2::geography)",
        &[&point1, &point2]
    ).await?;
    
    let distance_meters: f64 = distance.get(0);
    println!("两点之间的距离: {:.2} 米", distance_meters);

    // 5.3 缓冲区分析
    let buffered_area = client.query_one(
        "SELECT ST_AsText(ST_Buffer($1::geography, 500))",  // 500米缓冲区
        &[&point1]
    ).await?;
    
    let buffered_wkt: String = buffered_area.get(0);
    println!("500米缓冲区: {}", buffered_wkt);

    // 6. 几何操作示例
    println!("\n=== 几何操作示例 ===");
    
    // 6.1 从WKT创建几何对象
    let wkt_point = "POINT(10 20)";
    let geom: Geometry = client.query_one(
        "SELECT ST_GeomFromText($1, 4326)",
        &[&wkt_point]
    ).await?.get(0);
    
    if let GeometryType::Point = geom.geometry_type {
        if let Some(pt) = geom.point {
            println!("从WKT创建的点: ({}, {})", pt.x, pt.y);
        }
    }

    // 6.2 计算几何中心点
    let center: Geometry = client.query_one(
        "SELECT ST_Centroid(geom) FROM locations WHERE name = 'Square Polygon'",
        &[]
    ).await?.get(0);
    
    if let GeometryType::Point = center.geometry_type {
        if let Some(centroid) = center.point {
            println!("正方形中心点: ({}, {})", centroid.x, centroid.y);
        }
    }

    Ok(())
}

代码说明

1. 数据库连接：使用tokio-postgres建立异步连接

2. 几何对象创建：

   • 点(Point): 表示单个坐标点
   • 线(LineString): 由一系列点组成的线
   • 多边形(Polygon): 由环(闭合线)组成的多边形

3. 空间查询：

   • 查询特定类型的几何要素
   • 计算两点间距离
   • 创建缓冲区

4. 几何操作：

   • 从WKT(文本)创建几何对象
   • 计算几何中心点

5. 注意事项：

   • 所有几何对象使用相同的SRID(4326表示WGS84坐标系)
   • 使用ST_AsText函数将几何对象转为可读文本
   • 使用::geography类型进行精确距离计算(单位为米)

这个示例展示了postgis库的核心功能，包括几何对象的创建、存储、查询和分析。实际使用时，可以根据需要调整查询条件和几何操作。