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基于SpringBoot和PostGIS的全球机场入库实践

夜郎king 发表于 2024/12/30 13:08:47 2024/12/30

【摘要】本文将首先介绍如何进行全球机场数据的整理，如何实现部分国内空数据的补齐等，最后基于SpringBoot将这些采集到的机场信息保存到PostGIS空间数据库中，为下一步深入研究打下坚实的基础。

前言

在全球化的大背景下，机场作为连接世界的桥梁，其空间分布对经济、文化和政治交流具有深远的影响。随着信息技术（IT）的不断进步，全球机场的空间分布正在经历一场革命性的变革。本文将探讨全球机场的空间分布，并将这些空间数据进行入空间库管理。全球机场的空间分布一直是航空业和地理学研究的热点。根据研究，美国和欧盟被视为全球民航的“发展极”，而亚太地区则是未来航空增长最具潜力的区域。

IT技术在全球机场空间分布中扮演着越来越重要的角色。例如，通过深度学习技术，可以对全球开放数据库中的机场空间位置进行验证。这项技术通过融合多个数据集，提高了机场位置数据的准确性和完整性，为全球机场的空间分布研究提供了强有力的数据支持。此外，5G技术的应用也为全球机场空间分布带来了新的可能性。5G技术能够提供更快的数据传输速度和更低的延迟，这对于机场的运营效率和旅客体验至关重要。5G技术的应用案例包括智能行李跟踪、互联机库和数字停车等，这些都能实现高效的能效管理。随着5G技术的普及，我们可以预见，全球机场的空间分布将更加依赖于这些先进技术，以实现更高效的资源配置和旅客服务。

在全球范围内，机场的空间分布也受到多机场区域发展的影响。研究表明，全球共有170个多机场区域，涉及479个重要机场，主要分布在北美、南亚。这些多机场区域的发展特征和内部竞争强度，对全球机场的空间分布有着重要影响。IT技术，如大数据分析和人工智能，可以帮助优化这些区域内部的航线和航班时刻资源，降低航班延误，提高区域容量。

要想研究全球的交通格局，最基础的要搜集的数据就是全球的机场信息，有了全球的机场区位信息，再结合全球空间格局，通过交叉分析来实现全球大交通的空间格局构建将变得可行。因此本文将首先介绍如何进行全球机场数据的整理，如何实现部分国内空数据的补齐等，最后基于SpringBoot将这些采集到的机场信息保存到PostGIS空间数据库中，为下一步深入研究打下坚实的基础。

一、全球机场数据基础

本节将介绍一些基础网站，上面有比较完整的全球机场数据，不仅有比较详细的机场信息简介，同时还包含机场位置信息。通过本节的知识介绍，大家可以通过这些网站来获取基础信息。

1、通用运费网

通用运费网是一个包含交通元素的网站，尤其包含国际的航运比如航空、海运等相关的信息，旗下包含的信息如下所示：

感兴趣的朋友可以在其官网网站上查看相应的信息，使用浏览器打开其官网网站后可以看到以下的界面，在其界面上就包含了上面罗列的这些信息，以美国为例。

在上面的机场列表中，点击任意一个机场的超链接，打开机场信息详情，如下图所示：

这里就包含了机场的经纬度信息。大家可以去获取这些位置信息，然后保存到数据库中。以此来完成全球机场的空间数据整理工作。

2、全球机场基础数据

如果大家想直接使用互联网上的数据，这样可以减少很多的工作量，这里分享一个知乎上网友分享的数据，经过验证，数据比较全，全球一共有大约9600条信息。感兴趣的朋友可以在知乎上找到原文链接：【9597条】全球机场大揭秘！2024年最新世界机场信息一网打尽，GIS必备！。这里将数据下载到了本地，数据源是Excel格式的，这里将展示部分下载后的数据。

数据中包含的数据列包括：

序号	数据列	值示例
1	IATA/三字代码	CSX
2	中文名称	长沙黄花
3	英文名称	Changsha Huanghua
4	经度	113.21459
5	纬度	28.193336
6	城市	长沙
7	国家英文简称	CN
8	国家中文	中国内地

在后续的空间数据库建库中，我们将按照这个表结构进行物理结构建模。

二、数据清理及空间表设计

在有了基础数据源之后，我们就需要对这些基础数据进行管理。以上述的Excel数据源为例，它的部分机场是缺乏空间经纬度坐标的。因此需要我们采用人工的方式进行补齐。本节我们重点讲解如何进行数据清理以及对应的空间表设计。

1、数据清理

为了保障入库的数据的准确性，我们先来看一下数据有没有一些明显的问题，最起码得是要保证机场位置的坐标不能为空，而对于机场的名称是可以为空的。如果有为空的坐标点，我们需要对这些坐标点进行人工补齐。然后再进行空间入库。

可以看到，以中国内地为例，有一些通用机场的位置是没有的。针对国内的数据，我们可以采用高德地图的API或者在线底图的方式进行采集。如果是量小，使用手工采集的方式即可，如果量大，建议使用API的方式进行转化。

在控制台中可以获取对应的坐标，然后使用我们之前讲过的高德坐标转WGS84坐标的方式进行转换，最后得到准确的位置信息。

2、空间表设计

空间表的设计保持与Excel的一一对应，需要增加的是空间字段Geometry即可。表物理结构如下图所示：

这里直接将空间表的物理结构贴出来：

CREATE TABLE "public"."biz_global_airport_info" (
  "pk_id" int8 NOT NULL,
  "iata_code" varchar(5) COLLATE "pg_catalog"."default" NOT NULL,
  "name_zh" varchar(100) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "name_en" varchar(100) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "lon_wgs84" numeric(18,11),
  "lat_wgs84" numeric(18,11),
  "city_name" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "national_name_en_short" varchar(10) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "national_name_zh" varchar(30) COLLATE "pg_catalog"."default",
  "geom" "public"."geometry",
  CONSTRAINT "pk_biz_global_airport_info" PRIMARY KEY ("pk_id")
);

CREATE INDEX "idx_biz_global_airport_info_geom" ON "public"."biz_global_airport_info" USING gist (
  "geom" "public"."gist_geometry_ops_2d"
);

COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."pk_id" IS '主键';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."iata_code" IS 'IATA三字码';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."name_zh" IS '中文名称';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."name_en" IS '英文名称';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."lon_wgs84" IS '经度-wgs84';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."lat_wgs84" IS '纬度-wgs84';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."city_name" IS '城市名称';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."national_name_en_short" IS '国家英文简称';
COMMENT ON COLUMN "public"."biz_global_airport_info"."national_name_zh" IS '国家/地区中文';
COMMENT ON TABLE "public"."biz_global_airport_info" IS '全球机场信息表，用于存储机场基本信息';

以上就是如何进行空间数据清理以及空间表结构设计的主要内容，通过本小节可以掌握如何进行快速的空白数据补齐和空间表设计。

三、空间数据入库及可视化

在设计了空间表之后，我们需要编写入库脚本实现将Excel数据导入到空间数据库中。本小节将重点讲解如何使用Java自动识别Excel数据，然后使用Mybatis-Plus进行空间数据入库，最后基于pgAmdin实现对空间数据的预览。

1、空间数据入库

空间数据入库比较简单，主要的难点在于如何实现Excel的读取与将Excel的每一行转换成一个对象，最后将这些数据批量的导入的空间表中。实现Excel读取的工具使用POI的工具，这里的POI并不是兴趣点。在导入之前，需要先定义与Excel的对应关系，通过@Excel注解来进行标记。实体类的定义如下所示：

package com.yelang.project.transportation.flight.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.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.Setter;
import lombok.ToString;
/**
 * - 全球机场信息表，用于存储机场基本信息
 * @author 夜郎king
 */
@TableName(value = "biz_global_airport_info", autoResultMap = true)
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Setter
@Getter
@ToString
public class GlobalAirportInfo implements Serializable {
	private static final long serialVersionUID = -8118898216856489475L;
	@TableId(value = "pk_id")
	private Long pkId;// 主键
	@TableField(value = "iata_code")
	@Excel(name = "IATA/三字代码")
	private String iataCode;// IATA三字码
	@TableField(value = "name_zh")
	@Excel(name = "中文名称")
	private String nameZh;// 中文名称
	@TableField(value = "name_en")
	@Excel(name = "英文名称")
	private String nameEn;// 英文名称
	@TableField(value = "lon_wgs84")
	@Excel(name = "经度")
	private BigDecimal lonWgs84;// 经度-wgs84
	@TableField(value = "lat_wgs84")
	@Excel(name = "纬度")
	private BigDecimal latWgs84;// 纬度-wgs84
	@TableField(value = "city_name")
	@Excel(name = "城市")
	private String cityName;// 城市名称
	@TableField(value = "national_name_en_short")
	@Excel(name = "国家英文简称")
	private String nationalNameEnShort;// 国家英文简称
	@TableField(value = "national_name_zh")
	@Excel(name = "国家中文")
	private String nationalNameZh;// 国家/地区中文
	@TableField(typeHandler = PgGeometryTypeHandler.class)
	private String geom;
	@TableField(exist = false)
	private String geomJson;
	public GlobalAirportInfo(String iataCode, String nameZh, String nameEn, BigDecimal lonWgs84, BigDecimal latWgs84,
			String cityName, String nationalNameEnShort, String nationalNameZh, String geom) {
		super();
		this.iataCode = iataCode;
		this.nameZh = nameZh;
		this.nameEn = nameEn;
		this.lonWgs84 = lonWgs84;
		this.latWgs84 = latWgs84;
		this.cityName = cityName;
		this.nationalNameEnShort = nationalNameEnShort;
		this.nationalNameZh = nationalNameZh;
		this.geom = geom;
	}
}

然后使用Mybatis-Plus的批量操作API实现数据批量入库，考虑到大家对Mybatis-Plus的相关操作比较熟悉，因此对于Mapper的定义和Servcie层的代码开发不再进行赘述。入库的详细代码如下：

@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class TestBlobalAirportInfo2Db {
	@Autowired
	private IGlobalAirportInfoService airportInfoService;
	@Test
	public void save2PostGIS() {
		try {
			File file = new File("path/2024年最新世界机场信息表（已解压补全）.xlsx");
			FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
			ExcelUtil<GlobalAirportInfo> util = new ExcelUtil<GlobalAirportInfo>(GlobalAirportInfo.class);
			List<GlobalAirportInfo> dataList = util.importExcel(fis);
			for(GlobalAirportInfo info : dataList) {
				String geom = "SRID=" + 4326 +";POINT (" + info.getLonWgs84() + " " + info.getLatWgs84() + ")";//拼接srid，实现动态写入
				info.setGeom(geom);
			}
			//数据入库 
			airportInfoService.saveBatch(dataList, 300);
			System.out.println("finished...");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

以上就实现将Excel批量读取到List集合中，然后调用Mybatis-Plus的相关API进行批量入库。

2、全球机场可视化

为了验证上面的程序是否可以运行，我们需要对上述管理的数据进行可视化。由于篇幅有限，这里不重点进行可视化的介绍。后续会着重对可视化进行讲解，这里仅以pgAdmin来验证数据是否全部入库，首先打开pgAdmin之后，在query tools中打开查询窗口，输入以下的sql语句:

然后在数据输出页面中可以看到以下的结果：

在查询结果中的最后一列，可以都看到一个预览的眼睛，可以实现对空间数据的预览。我们来看一下所有数据的空间展示效果。

大家可以很明显的看到，美国、欧洲的机场数据都是非常密集的。中国的机场密度也挺大。后面我们可以针对不同国家的机场数据做一次深入的分析。以此来评估全球的民航市场和潜力。

四、总结

以上就是本文的主要内容，本文将首先介绍如何进行全球机场数据的整理，如何实现部分国内空数据的补齐等，最后基于SpringBoot将这些采集到的机场信息保存到PostGIS空间数据库中，为下一步深入研究打下坚实的基础。行文仓促，难免有许多不足之处，如有不足，在此恳请各位专家博主在评论区留言批评指正，不甚感谢。

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基于SpringBoot和PostGIS的全球机场入库实践

前言

一、全球机场数据基础

1、通用运费网

2、全球机场基础数据

二、数据清理及空间表设计

1、数据清理

2、空间表设计

三、空间数据入库及可视化

1、空间数据入库

2、全球机场可视化

四、总结

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