技术标签: GIS poikit geojson Java java geotools shp
最近在做的软件POIKit需要提供 geojson 与 shp 数据的相互转换,考虑使用 GeoTools 实现该功能,GeoTools 是基于 OGC 规范的开源 Java GIS 库,支持如 csv、geojson、shapefile、wfs 等矢量数据格式的读取和转换,但官网仅提供了关于csv 转换至 shp的教程,国内外关于二者数据转换的文章也不太丰富,经过了一番挫折之后,我找到了一种实现二者互相转换的简单方式。
本次使用 Maven 构建,pom.xml 中关于 geotools 的引用如下:
<repositories>
<repository>
<id>osgeo</id>
<name>OSGeo Release Repository</name>
<url>https://repo.osgeo.org/repository/release/</url>
<snapshots>
<enabled>false</enabled>
</snapshots>
<releases>
<enabled>true</enabled>
</releases>
</repository>
</repositories>
<properties>
<geotools.version>25.0</geotools.version>
</properties>
<dependency>
<!-- shapefile组件 -->
<groupId>org.geotools</groupId>
<artifactId>gt-shapefile</artifactId>
<version>${geotools.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<!-- geojson组件 -->
<groupId>org.geotools</groupId>
<artifactId>gt-geojson</artifactId>
<version>${geotools.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<!-- geojson数据存储 -->
<groupId>org.geotools</groupId>
<artifactId>gt-geojsondatastore</artifactId>
<version>${geotools.version}</version>
</dependency>
注意:国内用户一般会配置阿里云镜像,而一些镜像配置的教程往往是错误的,往往会将mirrorOf
参数设置为*,这种情况下,阿里云镜像会拦截所有的 maven 请求,并向自己的镜像仓库请求数据下载,但事实上,阿里云镜像只提供对中央资源的镜像,不包含 GeoTools 的资源,因此这种情况下,maven 无法获取我们需要的 jar 包。因此,我们需要将mirrorOf
参数值设置为central,同时配置 repository。
<!-- 阿里云镜像 -->
<mirror>
<id>nexus-aliyun</id>
<mirrorOf>central</mirrorOf>
<name>Nexus aliyun</name>
<url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public</url>
</mirror>
以上是配置 repository 的简要原因,详细介绍可以参见Maven 中 GeoTools 的引入 - Maven 的 repository 与 mirror。
如果懒得看分析,可以直接跳转至GeoJSON To Shp查看完整代码。
正确的将 GeoJSON 转为 Shp 有以下要求:
假设 geojson 文件路径为geojsonPath,输出 shp 文件路径为shpPath。
首先根据文件路径获得 FeatureCollection:
InputStream in = new FileInputStream(geojsonPath);
GeometryJSON gjson = new GeometryJSON();
FeatureJSON fjson = new FeatureJSON(gjson);
FeatureCollection<SimpleFeatureType, SimpleFeature> features = fjson.readFeatureCollection(in);
插一句:如果是 geojson 字符串呢?只需要:
Reader reader = new StringReader(geojson);
GeometryJSON gjson = new GeometryJSON();
FeatureJSON fjson = new FeatureJSON(gjson);
FeatureCollection<SimpleFeatureType, SimpleFeature> features = fjson.readFeatureCollection(reader);
geotools 规定转换为 shp 时,空间属性必须位于第一个,并强制命名为 the_geom,因此需要获取 geojson 的所有属性,并创建 the_geom 属性:
SimpleFeatureType schema = features.getSchema();
GeometryDescriptor geom = schema.getGeometryDescriptor();
// geojson文件所有属性
List<AttributeDescriptor> attributes = schema.getAttributeDescriptors();
// geojson文件空间类型
GeometryType geomType = null;
// 存储geojson非空间属性
List<AttributeDescriptor> attribs = new ArrayList<>();
for (AttributeDescriptor attrib : attributes) {
AttributeType type = attrib.getType();
if (type instanceof GeometryType) {
geomType = (GeometryType) type;
} else {
attribs.add(attrib);
}
}
if (geomType == null)
return false;
// 使用geomType创建 the_geom type
GeometryTypeImpl gt = new GeometryTypeImpl(new NameImpl("the_geom"), geomType.getBinding(),
geom.getCoordinateReferenceSystem() == null ? DefaultGeographicCRS.WGS84 : geom.getCoordinateReferenceSystem(), // 用户未指定则默认为wgs84
geomType.isIdentified(), geomType.isAbstract(), geomType.getRestrictions(),
geomType.getSuper(), geomType.getDescription());
// 根据the_geom type创建空间属性
GeometryDescriptor geomDesc = new GeometryDescriptorImpl(gt, new NameImpl("the_geom"), geom.getMinOccurs(),
geom.getMaxOccurs(), geom.isNillable(), geom.getDefaultValue());
// the_geom 属性必须在第一个
attribs.add(0, geomDesc);
接着,根据创建的 attribs 和原 schema 的信息创建能够转换为 shapefile 的 schema,并使用 try-with-resources 方式获得输出的 features 集合:
SimpleFeatureType outSchema = new SimpleFeatureTypeImpl(schema.getName(), attribs, geomDesc, schema.isAbstract(),
schema.getRestrictions(), schema.getSuper(), schema.getDescription());
List<SimpleFeature> outFeatures = new ArrayList<>();
try (FeatureIterator<SimpleFeature> features2 = features.features()) {
while (features2.hasNext()) {
SimpleFeature f = features2.next();
SimpleFeature reType = DataUtilities.reType(outSchema, f, true);
reType.setAttribute(outSchema.getGeometryDescriptor().getName(),
f.getAttribute(schema.getGeometryDescriptor().getName()));
outFeatures.add(reType);
}
}
最后,根据官网给出的csv 转换至 shp的教程,我们可以写出 features to shapefile 的方法。
该功能的完整代码如下:
/**
* 保存features为shp格式
*
* @param features 要素类
* @param TYPE 要素类型
* @param shpPath shp保存路径
* @return 是否保存成功
*/
public static boolean saveFeaturesToShp(List<SimpleFeature> features, SimpleFeatureType TYPE, String shpPath) {
try {
ShapefileDataStoreFactory dataStoreFactory = new ShapefileDataStoreFactory();
File shpFile = new File(shpPath);
Map<String, Serializable> params = new HashMap<>();
params.put("url", shpFile.toURI().toURL());
params.put("create spatial index", Boolean.TRUE);
ShapefileDataStore newDataStore =
(ShapefileDataStore) dataStoreFactory.createNewDataStore(params);
newDataStore.setCharset(StandardCharsets.UTF_8);
newDataStore.createSchema(TYPE);
Transaction transaction = new DefaultTransaction("create");
String typeName = newDataStore.getTypeNames()[0];
SimpleFeatureSource featureSource = newDataStore.getFeatureSource(typeName);
if (featureSource instanceof SimpleFeatureStore) {
SimpleFeatureStore featureStore = (SimpleFeatureStore) featureSource;
SimpleFeatureCollection collection = new ListFeatureCollection(TYPE, features);
featureStore.setTransaction(transaction);
try {
featureStore.addFeatures(collection);
FileUtil.generateCpgFile(shpPath, StandardCharsets.UTF_8);
transaction.commit();
} catch (Exception problem) {
problem.printStackTrace();
transaction.rollback();
} finally {
transaction.close();
}
} else {
System.out.println(typeName + " does not support read/write access");
}
} catch (IOException e) {
return false;
}
return true;
}
/**
* GeoJson to Shp
*
* @param geojsonPath geojson 文件路径
* @param shpPath shp 文件路径
* @return 转换是否成功
*/
public static boolean transformGeoJsonToShp(String geojsonPath, String shpPath) {
try {
// open geojson
InputStream in = new FileInputStream(geojsonPath);
GeometryJSON gjson = new GeometryJSON();
FeatureJSON fjson = new FeatureJSON(gjson);
FeatureCollection<SimpleFeatureType, SimpleFeature> features = fjson.readFeatureCollection(in);
// convert schema for shapefile
SimpleFeatureType schema = features.getSchema();
GeometryDescriptor geom = schema.getGeometryDescriptor();
// geojson文件属性
List<AttributeDescriptor> attributes = schema.getAttributeDescriptors();
// geojson文件空间类型(必须在第一个)
GeometryType geomType = null;
List<AttributeDescriptor> attribs = new ArrayList<>();
for (AttributeDescriptor attrib : attributes) {
AttributeType type = attrib.getType();
if (type instanceof GeometryType) {
geomType = (GeometryType) type;
} else {
attribs.add(attrib);
}
}
if (geomType == null)
return false;
// 使用geomType创建gt
GeometryTypeImpl gt = new GeometryTypeImpl(new NameImpl("the_geom"), geomType.getBinding(),
geom.getCoordinateReferenceSystem() == null ? DefaultGeographicCRS.WGS84 : geom.getCoordinateReferenceSystem(), // 用户未指定则默认为wgs84
geomType.isIdentified(), geomType.isAbstract(), geomType.getRestrictions(),
geomType.getSuper(), geomType.getDescription());
// 创建识别符
GeometryDescriptor geomDesc = new GeometryDescriptorImpl(gt, new NameImpl("the_geom"), geom.getMinOccurs(),
geom.getMaxOccurs(), geom.isNillable(), geom.getDefaultValue());
// the_geom 属性必须在第一个
attribs.add(0, geomDesc);
SimpleFeatureType outSchema = new SimpleFeatureTypeImpl(schema.getName(), attribs, geomDesc, schema.isAbstract(),
schema.getRestrictions(), schema.getSuper(), schema.getDescription());
List<SimpleFeature> outFeatures = new ArrayList<>();
try (FeatureIterator<SimpleFeature> features2 = features.features()) {
while (features2.hasNext()) {
SimpleFeature f = features2.next();
SimpleFeature reType = DataUtilities.reType(outSchema, f, true);
reType.setAttribute(outSchema.getGeometryDescriptor().getName(),
f.getAttribute(schema.getGeometryDescriptor().getName()));
outFeatures.add(reType);
}
}
return saveFeaturesToShp(outFeatures, outSchema, shpPath);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
GeoTools 关于 Shapefile 的教程很多,支持也较好,比较简单,但需要注意将 shapefile 转换为 geojson 时应该生成 crs,转换代码如下:
public static boolean transformShpToGeoJson(String shpPath, String geojsonPath) {
try {
File file = new File(shpPath);
FileDataStore myData = FileDataStoreFinder.getDataStore(file);
// 设置解码方式
((ShapefileDataStore) myData).setCharset(StandardCharsets.UTF_8);
SimpleFeatureSource source = myData.getFeatureSource();
SimpleFeatureType schema = source.getSchema();
Query query = new Query(schema.getTypeName());
FeatureCollection<SimpleFeatureType, SimpleFeature> collection = source.getFeatures(query);
FeatureJSON fjson = new FeatureJSON();
File geojson = new File(geojsonPath);
try (FeatureIterator<SimpleFeature> featureIterator = collection.features();
StringWriter writer = new StringWriter();
BufferedWriter buffer = new BufferedWriter(Files.newBufferedWriter(geojson.toPath(), StandardCharsets.UTF_8))) {
writer.write("{\"type\":\"FeatureCollection\",\"crs\":");
fjson.writeCRS(schema.getCoordinateReferenceSystem(), writer);
writer.write(",");
writer.write("\"features\":");
writer.write("[");
while (featureIterator.hasNext()) {
SimpleFeature feature = featureIterator.next();
fjson.writeFeature(feature, writer);
if (featureIterator.hasNext())
writer.write(",");
}
writer.write("]");
writer.write("}");
buffer.write(writer.toString());
return true;
} catch (IOException e) {
return false;
}
} catch (IOException e) {
return false;
}
}
GeoJSON 和 Shapefile 的互相转换是 GISer 十分常见的问题,本人开发的软件 POIKit 便提供了该功能。目前支持 geojson 转为 shp,shp 转为 geojson/csv。
你可以在这里找到我的空间格式转换工具类。
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