buffer - 图形缓冲区分析,GIS中最基本的空间分析之一。
实现buffer的工具有很多种,例如前端的truf.js、服务端的ArcGISserver、桌面端的ArcMap、数据库端的PosrGIS等都可以实现。
但最近在用 PostGIS 对点进行buffer分析时,得到的却是个椭圆。
为什么是椭圆,不应该是正圆吗?
为了搞清楚这个问题,我去研究了buffer的原理。
buffer的构建方法有两种:欧式方法 和 测地线方法。
欧式方法是在二维平面地图上做缓冲计算,这个二维平面地图是地球经过投影后得到的地图,投影的过程会导致地图发生变形,欧式方法就是基于变形以后的地图来计算缓冲区的。
测地线方法是在三维椭球体上计算,三维椭球体是一个很接近地球形状的球体,测地线方法就是基于这个球体的表面进行缓冲计算,再将计算结果经过投影变换,展示到地图上。
二者结果的区别是,欧式方法中,点缓冲的计算结果在任何时候都是一个正圆,但把结果放到现实世界中时,却会存在误差。误差的大小,取决于投影方式、缓冲的位置和缓冲的距离,以高德地图为例,它使用的是墨卡托投影,这种投影下,赤道地区变形最小,越是向南北两极的高纬度地区,变形越大,最明显的就是格陵兰岛,它的面积只有***面积的1/4左右,但在地图上看,却比中国还要大。
测地线方法的计算结果没有误差,但要在二维地图上展示,就要进行地图投影,投影就会导致变形。
如果既要结果没有误差,又要展示不出现变形,怎么办?
用三维地图。
三维地图不需要向二维地图那样进行投影变换,没有投影变换,就不会出现变形。
下图中,左侧是二维地图,右侧是三维地图,可以明显看出在高纬度地区,左侧已经出现变形,而右侧没有。
搞明白buffer的原理以后,再回过头来看开头出现的那个问题。
在postGIS中我的sql代码是这么写的,根据postGIS的官方文档,这个应该属于欧式方法。
缓冲500米的效果是这样的
然后我又写了一个测地线方法,注意红框中和上面的区别,输入的 v_inGeom 变量,默认是geometry类型,把它强制转换为geography 后,postGIS就会使用测地线方法。
缓冲500米效果是这样的
两个同时显示
问题很明显,为啥测地线方法的结果是圆的,欧式方法的结果是椭圆的呢?这和前面学习的原理对不上啊,
不是应该欧式方法是正圆的,测地线方法是椭圆的吗?
我又使用 truf.js 做500米的缓冲,缓冲结果和上面的图形叠加,效果是这样的(里面那个小的正圆是truf.js缓冲的结果)
我陷入了深深的思考。
查看 truf.js 的,只有一种缓冲方式,也没有具体说明是哪种。
感觉 truf.js 的这个,才是正确的欧式方法,那上面的椭圆是什么鬼?
看来需要找个权威的来校准一下,使用 arcgis server 的 buffer 接口试试,看看是啥效果。
代码
效果如下,大圈的是测地线方法,小圈的是欧式方法
这么看来,truf.js 中是欧式方法,postGIS中的测地线方法是正确的,但欧式方法是有问题的。
那就再研究postGIS中的欧式方法。
在调用arcgis server 的 buffer 接口时,注意到接口中传了3个坐标相关的参数,inSR 输入图形的坐标,outSR输出图形的坐标,bufferSR缓冲时使用的坐标。
对标一下postGIS
传入和返回的也同样是wgs84的坐标,那缓冲时用的啥坐标呢?
哦~ 哦~ 明白了