TuGraph图数据库地理空间功能实践指南-优快云博客

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TuGraph图数据库地理空间功能实践指南

tugraph-db TuGraph is a high performance graph database. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/tu/tugraph-db

引言

随着位置智能在各行业的广泛应用，图数据库与地理空间能力的结合正成为技术发展的新趋势。TuGraph作为一款高性能的分布式图数据库，正在逐步完善其地理空间功能模块，为开发者提供更强大的空间数据处理能力。本文将深入解析TuGraph的地理空间功能实现原理、使用方法及典型应用场景。

地理空间基础概念

坐标系系统

在空间数据处理中，坐标系的选择至关重要。TuGraph目前支持两种主流坐标系：

WGS84坐标系(EPSG:4326)
- 采用经纬度表示地球表面位置
- 全球GPS系统使用的标准坐标系
- 适用于需要精确地理位置的应用场景
笛卡尔坐标系(EPSG:7203)
- 采用直角坐标系表示平面位置
- 计算简单，适用于局部区域分析
- 常用于CAD制图、游戏开发等领域

空间数据表示格式

TuGraph支持OGC标准定义的空间数据格式：

WKT(Well-Known Text)：人类可读的文本格式
- 示例：POINT(116.404 39.915)
- 优点：易于理解和调试
WKB(Well-Known Binary)：计算机优化的二进制格式
- 示例：0101000020E6100000CDCCCCCCCCCC5C400000000000C04340
- 优点：存储高效，处理速度快

TuGraph空间数据类型实现

支持的空间数据类型

TuGraph目前实现了三种基础空间数据类型：

Point(点)
- 表示地图上的单个位置点
- 示例：point(2.0, 2.0, 7203)
Linestring(线)
- 表示由多个点连接而成的折线
- 示例：LINESTRING(0 2,1 1,2 0)
Polygon(面)
- 表示由闭合环线定义的多边形区域
- 示例：POLYGON((0 0,0 7,4 2,2 0,0 0))

数据模型定义

在TuGraph中定义包含空间属性的顶点标签：

CALL db.createVertexLabel('restaurant', 
  'id', 'id', int64, false, 
  'name', string, true,
  'location', point, true,
  'coverage', polygon, true)

此语句创建了一个名为"restaurant"的顶点标签，包含：

必填字段：id(整型)
可选字段：name(字符串)
空间字段：location(点类型)、coverage(多边形类型)

空间数据操作实践

数据插入示例

插入点数据：

CREATE (:restaurant {
  id: 1001, 
  name: '海底捞', 
  location: point(116.404, 39.915, 4326)
})

插入多边形数据：

CREATE (:restaurant {
  id: 1002,
  name: '配送范围',
  coverage: polygonwkt('POLYGON((116.40 39.91,116.41 39.91,116.41 39.92,116.40 39.92,116.40 39.91))', 4326)
})

空间查询函数

TuGraph提供了一系列空间分析函数：

distance() - 计算空间对象间距离

MATCH (a:user), (b:restaurant)
CALL spatial.distance(a.location, b.location) YIELD distance
WHERE distance < 5000  // 5公里范围内
RETURN b.name, distance

withinBBox() - 边界框查询(开发中)

MATCH (p:poi)
WHERE spatial.withinBBox(p.location, point(116.3,39.9), point(116.5,39.95))
RETURN p

典型应用场景：智能美食推荐

场景描述

构建基于位置的个性化美食推荐系统，根据用户当前位置：

查找附近餐厅
按距离排序
结合评分筛选优质商家

实现方案

数据准备

// 创建用户顶点
CREATE (:user {
  id: 2001,
  name: '张三',
  location: point(116.406, 39.908, 4326)
})

// 创建餐厅数据
CREATE (:restaurant {
  id: 3001, 
  name: '全聚德', 
  location: point(116.403, 39.912, 4326),
  rating: 4.8
})

推荐查询

MATCH (u:user {id: 2001}), (r:restaurant)
CALL spatial.distance(u.location, r.location) YIELD distance
WHERE distance < 2000  // 2公里范围内
RETURN r.name, distance, r.rating
ORDER BY distance, r.rating DESC
LIMIT 10