Точки (автобусные остановки), которые не лежат на линиях (LINESTRING), к сети?

Мне нужно подключить автобусные остановки (точки) к сетевому уровню (данные OSM). Эти автобусные остановки не лежат прямо на линиях (см. Скриншот), и их местоположение не должно быть перемещено. Я использую PostGIS, pgrouting и QGIS, и сеть уже маршрутизируется с исходными и целевыми столбцами и т. Д.

В основном я хочу сделать две вещи потом:

1. Получение расстояния между автобусными остановками с использованием анализа кратчайшего пути.
2. Создание изохрон с пешим расстоянием от автобусной остановки с использованием сети OSM.

Для получения точных значений необходимо, чтобы маршрут «начинался» и «останавливался» ближе всего к автобусным остановкам. Во многих случаях ближайший существующий узел будет слишком далеко, чтобы получить точные значения. Но не должно быть маршрутов к фактическому месту расположения автобусной остановки. В моем примере на рисунке вы можете видеть, как должна выглядеть маршрутизация между остановками.

Есть ли возможность автоматически вставлять в сеть новые узлы (LINESTRING), которые находятся ближе всего к автобусным остановкам, или есть возможность начать маршрутизацию на своего рода «фиктивной точке», которая устанавливается только для запроса (аналогично тому, что для дороги плагин графика в QGIS делает)?

Первая часть решения такова:

SELECT a.id, ST_Closestpoint(ST_Collect(b.geom_way), a.geom) AS geom 
FROM point_table a, line_table b
GROUP BY a.id, a.geom;

Это позволяет привязать опоры к линиям дорожной сети, как вы можете видеть на картинке, и работает довольно легко.

Далее я попытаюсь разбить линии в местах расположения точек. После разделения строк я хочу снова использовать pgr_createTopology. После этого должна быть возможность создать запрос для определения ближайших узлов к рабочим площадкам, которые будут моими недавно сгенерированными узлами в «точках разделения».

Я был бы признателен, если бы кто-нибудь дал мне подсказку, как разделить линейную строку с точечными элементами в postgis, поскольку после того, как я посмотрел на подобные вопросы, кажется, что на данный момент не существует простого решения для этого.

Это мое полное решение. Это требует своего рода взлома для выполнения разделения: я получаю точки на линиях (способы использования терминологии OSM) ST_ClosestPoint, а затем буферизую их на очень маленьком расстоянии, чтобы разделение действительно заработало. В противном случае неточности / ошибки округления препятствовали расщеплению.

Проблема заключается в том, что он генерирует два разбиения в каждой строке на точку (из-за буферизации). Для моего использования это было хорошо, так как позже я перенаправил между точками разделения, ближайшими к исходным точкам, которые были вне линии, и это могла быть любая из двух точек разделения пересечения буфера линии.

Я начал с загрузки данных OSM и добавления их в Postgres:

CITY="MY_CITY"
BBOX="-46.6003,-23.7362,-46.4806,-23.5965"
wget --progress=dot:mega -O "$CITY.osm" "http://www.overpass-api.de/api/xapi?*[bbox=${BBOX}][@meta]"

# create database
createdb my_database
# add extensions
psql -d my_database -c "CREATE EXTENSION postgis;"
psql -d my_database -c "CREATE EXTENSION pgrouting;"

# import osm data to postgres database
osm2pgrouting \
    -f MY_CITY.osm \
    -d my_database \
    -U user

# load points into db
shp2pgsql -I -s 4326 points_to_split_ways.shp public.points_to_split_ways | psql -d my_database

Разделение путей с использованием буфера:

WITH pts_ways AS (
  -- get nearest way for each point we want to split the ways by
  SELECT s.gid AS pt_id, ws.gid AS way_gid, s.geom AS pt_geom, ws.the_geom AS way_geom FROM points_to_split_ways s
  CROSS JOIN LATERAL
  (
    SELECT w.gid, w.the_geom
    FROM ways w
    ORDER BY s.geom <-> w.the_geom LIMIT 1
  ) AS ws
), pts_on_ways AS (
  -- "move" these points to be on top of the ways
  SELECT pt_id, way_gid, ST_ClosestPoint(way_geom, pt_geom) as geom
  FROM pts_ways
), ways_without_pts AS (
  -- get the ways that don't have any points on them
  SELECT the_geom as the_geom, gid as way_gid FROM ways
  WHERE gid NOT IN (SELECT way_gid FROM pts_ways)
)
SELECT
  way_gid as old_id,
  -- we need to build a new unique ID, because split ways will share the old ID
  row_number() over(order by way_gid) as gid,
  -- this is the split way geometry
  the_geom
FROM (
  SELECT 
    way_gid,
    -- split the ways and dump into indiviudal segments
    (ST_Dump(ST_Split(line_geom, pt_geom))).geom AS the_geom
  FROM (
    (SELECT the_geom as line_geom, gid FROM ways) AS lines
    LEFT JOIN
    -- HACK: use a buffer to fix imprecisions / rounding errors
    -- this will generate one extra splitting per point (each buffer will intersect each way twice)
    -- but it's ok for our purposes
    -- also, collect them grouped by the way to handle cases where there are multiple points on the same way
    (SELECT ST_Collect(ST_Buffer(geom, 0.000001)) as pt_geom, way_gid FROM pts_on_ways GROUP BY way_gid) AS pts
    ON lines.gid = pts.way_gid
  ) AS tmp1
  -- union the ways without points, otherwise you'd get only the ones that were split
  UNION ALL
  SELECT way_gid, the_geom FROM ways_without_pts
) AS tmp2;

Создайте топологию, необходимую для маршрутизации с помощью pgrouting:

SELECT UpdateGeometrySRID('ways_split','the_geom', 4326);
SELECT find_srid('public','ways_split','the_geom');
ALTER TABLE ways_split ADD COLUMN "source" integer;
ALTER TABLE ways_split ADD COLUMN "target" integer;
ALTER TABLE ways_split ADD PRIMARY KEY (gid);
ALTER TABLE ways_split ADD CONSTRAINT ways_source_fkey FOREIGN KEY (source) REFERENCES ways_split_vertices_pgr (id) MATCH FULL;
ALTER TABLE ways_split ADD CONSTRAINT ways_target_fkey FOREIGN KEY (target) REFERENCES ways_split_vertices_pgr (id) MATCH FULL;
SELECT pgr_createTopology('ways_split', 0.00001, 'the_geom', 'gid', clean := TRUE);
SELECT pgr_analyzeGraph('ways_split', 0.000001, the_geom := 'the_geom', id := 'gid');

Поскольку я работаю над аналогичной задачей, я просто хотел рассказать о подходе, который я использую в настоящее время. При этом используется GRASS GIS, но, поскольку мои эксперименты с PostGIS пошли, довольно сложно добавить несколько новых точек в существующие LineStrings, разделив эти LineStrings в соответствующих местах - хотя я уверен, что есть удобное решение.

Теперь я использовал v.netфункцию GRASS GIS, используя опцию connect. Просто выберите input vector line layerи points layer. Существует возможность либо привязать точки к ближайшей точке на линиях, либо создать новые соединения между ближайшей точкой на линиях и новой точкой.

Вот изображение до и после. С правой стороны, для каждой точки слоя точек был добавлен узел в дорожной сети:

После этого в PostGIS, после создания ..._vertices_pgrтаблицы вне дорожной сети, просто назначьте свои точки ближайшей вершине, чтобы вы могли использовать их в своих запросах маршрутизации. Для этой задачи вы можете использовать ST_ClosestPointфункцию, которую сделал @Setraworks в своем ответе.

Недостатками этого подхода являются:

• соединение точек с линиями должно быть сделано в GRASS GIS
• рассчитанные маршруты могут состоять из множества компонентов (в зависимости от количества вновь добавленных точек)
• динамическое добавление новых точек невозможно

Этот подход хорошо работает, если у вас есть определенное количество точек, которые нужно добавить в дорожную сеть (как в примере с автобусными остановками).

Если кто-нибудь может привести рабочий пример с использованием PostGIS, я бы хотел прочитать об этом!

Существует сообщение, в котором обсуждается аналогичная проблема. Вы можете увидеть это сообщение по следующему адресу: http://osdir.com/ml/qgis-user-gis/2011-11/msg00220.html.