2024-06-06
分类：Java笔记
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1.什么是GeoTools？
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Geotools是一个java类库，它提供了很多的标准类和方法来处理空间数据，同时这个类库是构建在OGC标准之上的，是OGC思想的一种实现。而OGC是国际标准，所以geotools将来必定会成为开源空间数据处理的主要工具，目前的大部分开源软件，如udig，geoserver等，对空间数据的处理都是由geotools来做支撑。而其他很多的web服务，命令行工具和桌面程序都可以由geotools来实现。
### 主要特性
* Geotools主要提供各种GIS算法，实现各种数据格式的读写和显示。
* 在显示方面要差一些，只是用Swing实现了地图的简单查看和操作。
* 用户可以根据Geotools提供的算法自己实现地图的可视化。OpenJump和udig就是基于Geotools的。
* 目前的大部分开源软件，如udig，geoserver等，对空间数据的处理都是由geotools来做支撑。
* web服务，命令行工具和桌面程序都可以由geotools来实现。
* 是构建在OGC标准之上的，是OGC思想的一种实现。而OGC是国际标准，所以geotools将来必定会成为开源空间数据处理的主要工具，
* Geotools用到的两个较重要的开源GIS工具包是JTS和GeoAPI。前者主要是实现各种GIS拓扑算法\[只是图形与图形的九交模型并不是图层或图层间的拓扑算法\]，也是基于GeoAPI的。
* Geotools现在还只是基于2D图形的，缺乏对 3D空间数据算法和显示的支持。
### Geotools支持的数据格式
* arcsde, arcgrid, geotiff, grassraster, gtopo30, image(JPEG, TIFF, GIF, PNG), imageio-ext-gdal, imagemoasaic, imagepyramid, JP2K,matlab；
* 支持的数据库"jdbc-ng"：db2, h2, mysql, oracle, postgis, spatialite, sqlserver；
* 支持的矢量格式和数据访问：app-schema, arcsde, csv, dxf, edigeo, excel, geojson,org, property, shapefile, wfs；
* XML绑定。基于xml的Java数据结构和绑定提供了如下格式xsd-core (xml simple types), fes,filter, gml2, gml3, kml, ows, sld, wcs, wfs, wms, wps, vpf。对于额外的geometry、sld和filter的编码和解析可以通过dom和sax程序。
### 支持大部分的OGC标准
* OGC中的sld/SE和渲染引擎；
* OGC一般要素模型包括简单要素支持；
* OGC中栅格信息的网格影像表达；
* OGC中WFS，WMS和额外的WPS；
* ISO 19107 geometry规范；
### Geotools依赖的开源项目
* JTS：JTS是加拿大的 Vivid Solutions 做的一套开放源码的 Java API。它提供了一套空间数据操作的核心算法,为在兼容OGC标准的空间对象模型中进行基础的几何操作提供2D空间谓词API。
* GeoAPI：GeoAPI为OpenGIS规范提供一组Java接口。
### GeoTools的方向
2.代码工程
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实验目的：实现geotools读取.shp文件
### pom.xml
```
springboot-demo com.et 1.0-SNAPSHOT 4.0.0
GeoTools
8 8 20.0
org.springframework.boot spring-boot-starter-web
org.springframework.boot spring-boot-autoconfigure org.springframework.boot spring-boot-starter-test test org.geotools gt-shapefile ${geotools.version}
org.geotools gt-swing ${geotools.version}
org.geotools gt-geojson ${geotools.version}
osgeo OSGeo Release Repository https://repo.osgeo.org/repository/release/ false true osgeo-snapshot OSGeo Snapshot Repository https://repo.osgeo.org/repository/snapshot/ true false
```
### controller
```
package com.et.geotools.controller;
import com.et.geotools.pojos.ShpInfo;import com.et.geotools.result.ResponseResult;import com.et.geotools.service.ShpService;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
@CrossOrigin@RequestMapping("/shper")@RestControllerpublic class ShpController {
@Autowired private ShpService shpService;
@GetMapping("/hello") public String sayHello(){ return "Hello Appleyk's Controller !"; }
/** * 写一个shp文件 * @param shpInfo * @return * @throws Exception */ @PostMapping("/write") public ResponseResult write(@RequestBody ShpInfo shpInfo) throws Exception{ return shpService.writeShp(shpInfo); }
/** * 查询一个shp文件 * @param shpFilePath 文件绝对路径 * @param limit 指定显示多少条shp特征【features】 * @return * @throws Exception */ @GetMapping("/query") public ResponseResult query(@RequestParam(value = "path",required = true) String shpFilePath, @RequestParam(value = "limit",required = false,defaultValue = "10") Integer limit ) throws Exception{ return shpService.getShpDatas(shpFilePath,limit); }
/** * 将shp文件转换成png图片，图片或写入文件或通过response输出到界面【比如，客户端浏览器】 * @param path shp文件路径 * @param imagePath 如果imagePath不等于空，则shp文件转成图片文件存储进行存 * @param color 渲染颜色 */ @GetMapping("/show") public void show(@RequestParam(value = "path",required = true) String path, @RequestParam(value = "imagePath",required = false) String imagePath, @RequestParam(value = "color",required = false) String color, HttpServletResponse response) throws Exception{
// 设置响应消息的类型 response.setContentType("image/png");
// 设置页面不缓存 response.setHeader("Cache-Control", "no-cache"); response.setHeader("Pragma", "no-cache"); response.setDateHeader("Expires", 0); shpService.showShp(path, imagePath,color ,response); }
}
```
### service
```
package com.et.geotools.service;
import com.et.geotools.geotools.ShpTools;import com.et.geotools.pojos.ShpDatas;import com.et.geotools.pojos.ShpInfo;import com.et.geotools.result.ResponseMessage;import com.et.geotools.result.ResponseResult;import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
@Servicepublic class ShpService {
public ResponseResult getShpDatas(String shpPath, Integer limit) throws Exception{ ShpDatas shpDatas = ShpTools.readShpByPath(shpPath, limit); return new ResponseResult(ResponseMessage.OK,shpDatas); }
public void showShp(String shpPath,String imagePath,String color, HttpServletResponse response) throws Exception{ ShpTools.shp2Image(shpPath, imagePath ,color,response); }
public ResponseResult writeShp(ShpInfo shpInfo) throws Exception{ return ShpTools.writeShpByGeom(shpInfo); }}
```
### util
```
package com.et.geotools.geotools;
import com.et.geotools.IO.StringTokenReader;import com.et.geotools.pojos.ShpDatas;import com.et.geotools.pojos.ShpInfo;import com.et.geotools.result.ResponseMessage;import com.et.geotools.result.ResponseResult;import org.geotools.data.*;import org.geotools.data.shapefile.ShapefileDataStore;import org.geotools.data.shapefile.ShapefileDataStoreFactory;import org.geotools.data.simple.SimpleFeatureSource;import org.geotools.feature.FeatureCollection;import org.geotools.feature.FeatureIterator;import org.geotools.feature.simple.SimpleFeatureTypeBuilder;import org.geotools.geometry.jts.ReferencedEnvelope;import org.geotools.map.FeatureLayer;import org.geotools.map.Layer;import org.geotools.map.MapContent;import org.geotools.referencing.crs.DefaultGeographicCRS;import org.geotools.renderer.lite.StreamingRenderer;import org.geotools.styling.SLD;import org.geotools.styling.Style;import org.geotools.swing.JMapFrame;import org.geotools.swing.data.JFileDataStoreChooser;import org.locationtech.jts.geom.Point;import org.locationtech.jts.geom.Polygon;import org.locationtech.jts.geom.*;import org.opengis.feature.Property;import org.opengis.feature.simple.SimpleFeature;import org.opengis.feature.simple.SimpleFeatureType;import org.springframework.util.ResourceUtils;
import javax.imageio.ImageIO;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;import java.awt.*;import java.awt.image.BufferedImage;import java.io.File;import java.io.IOException;import java.io.Serializable;import java.nio.charset.Charset;import java.nio.charset.StandardCharsets;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Collection;import java.util.HashMap;import java.util.Map;
public class ShpTools {
/**几何对象构造器【自定义的】*/ private static GeometryCreator gCreator = GeometryCreator.getInstance();
/**边界*/ private static ReferencedEnvelope bounds;
/**画布的宽度*/ private static final int IMAGE_WIDTH = 1280;
/**画布的高度*/ private static final int IMAGE_HEIGHT = 1200;
/** * 通过shp文件路径，读取shp内容 * @param filePath 文件路径 */ public static ShpDatas readShpByPath(String filePath, Integer limit) throws Exception {
// 一个数据存储实现，允许从Shapefiles读取和写入 ShapefileDataStore shpDataStore = new ShapefileDataStore(new File(filePath).toURI().toURL()); // 设置编码【防止中文乱码】 shpDataStore.setCharset(StandardCharsets.UTF_8);
// getTypeNames:获取所有地理图层，这里我只取第一个【如果是数据表，取出的就是表名】 String typeName = shpDataStore.getTypeNames()[0]; System.out.println("shp【图层】名称："+typeName); FeatureCollection result = getFeatures(shpDataStore, typeName);
// 迭代特征集合 FeatureIterator iterator = result.features();
ShpDatas shpDatas = new ShpDatas(); shpDatas.setName(typeName); shpDatas.setShpPath(filePath); buildShpDatas(limit, iterator, shpDatas); iterator.close(); return shpDatas; }
/** * 根据数据源及图层名称拿到特征集合 * @param shpDataStore shp数据存储对象 * @param typeName 图层名称 * @return FeatureCollection */ private static FeatureCollection getFeatures(ShapefileDataStore shpDataStore, String typeName) throws IOException {
// 通过此接口可以引用单个shapefile、数据库表等。与数据存储进行比较和约束 FeatureSource featureSource = shpDataStore.getFeatureSource(typeName); // 一个用于处理FeatureCollection的实用工具类。提供一个获取FeatureCollection实例的机制 FeatureCollection result = featureSource.getFeatures(); System.out.println("地理要素【记录】："+result.size()+"个"); System.out.println("=================================="); return result; }
/** * 构建shpDatas对象 * @param limit 要素查询限制数 * @param iterator 迭代器 * @param shpDatas shp封装的数据集 */ private static void buildShpDatas(Integer limit, FeatureIterator iterator, ShpDatas shpDatas) { // 这里我们只迭代前limit个 int stop = 0; while (iterator.hasNext()) { if (stop > limit) { break; } // 拿到一个特征 SimpleFeature feature = iterator.next(); // 取出特征里面的属性集合 Collection p = feature.getProperties();
// 遍历属性集合 Map prop = new HashMap<>(); for (Property pro : p) { String key = pro.getName().toString(); String val; if ("java.util.Date".equals(pro.getType().getBinding().getName())){ SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd"); val = pro.getValue() ==null ? "" : dateFormat.format(pro.getValue()); }else{ val = pro.getValue()==null ?"":pro.getValue().toString(); } prop.put(key, val); System.out.println("key【字段】："+key+"\t||value【值】："+val); } System.out.println("\n============================ 序号："+stop+"\n"); shpDatas.addProp(prop); stop++; } // end 最外层 while }
/** * 将一个几何对象写进shapefile * @param filePath 文件路径 * @param geometry 几何对象 */ public static void writeShpByGeom(String filePath, Geometry geometry) throws Exception{
ShapefileDataStore ds = getshpDS(filePath, geometry);
FeatureWriter writer = ds.getFeatureWriter(ds.getTypeNames()[0], Transaction.AUTO_COMMIT);
// Interface SimpleFeature：一个由固定列表值以已知顺序组成的SimpleFeatureType实例。 SimpleFeature feature = writer.next(); feature.setAttribute("name", "XXXX名称"); feature.setAttribute("path", "c:/test"); feature.setAttribute("the_geom", geometry); feature.setAttribute("id", 1010L); feature.setAttribute("des", "XXXX描述");
System.out.println("========= 写入【"+geometry.getGeometryType()+"】成功 ！=========");
// 写入 writer.write(); // 关闭 writer.close(); // 释放资源 ds.dispose(); }
/** * 将一个几何对象写进shapefile * @param shpInfo shp信息 */ public static ResponseResult writeShpByGeom(ShpInfo shpInfo) throws Exception{
// 特殊字符串解析器 StringTokenReader reader = new StringTokenReader(); // 根据几何对象的wkt字符串，反解【解析】成Geometry对象 Geometry geometry = reader.read(shpInfo.getGeom()); // 拿到shp对象所在的目录【文件夹】 String path = shpInfo.getPath(); File file = new File(path); if(!file.exists()){ file.mkdir(); }
if(!file.isDirectory()){ return new ResponseResult(ResponseMessage.BAD_REQUEST,"path不是有效的文件夹" ); }
String filePath = shpInfo.getPath()+"/"+shpInfo.getName()+".shp"; ShapefileDataStore ds = getshpDS(filePath, geometry); String typeName = ds.getTypeNames()[0]; FeatureWriter writer ; if(shpInfo.isAppendWrite()){ // 追加写几何对象 writer = ds.getFeatureWriterAppend(typeName, Transaction.AUTO_COMMIT); }else{ // 覆盖写几何对象 writer = ds.getFeatureWriter(typeName, Transaction.AUTO_COMMIT); }
// Interface SimpleFeature：一个由固定列表值以已知顺序组成的SimpleFeatureType实例。 SimpleFeature feature = writer.next(); feature.setAttribute("name", shpInfo.getName()); feature.setAttribute("path", shpInfo.getPath()); feature.setAttribute("the_geom", geometry); feature.setAttribute("id", shpInfo.getId()); feature.setAttribute("des", shpInfo.getDes());
System.out.println("========= 写入【"+geometry.getGeometryType()+"】成功 ！=========");
// 写入 writer.write(); // 关闭 writer.close(); // 释放资源 ds.dispose(); // 返回创建成功后的shp文件路径 return new ResponseResult(ResponseMessage.OK,filePath);
}
/** * 拿到配置好的DataStore * @param filePath 文件路径 * @param geometry 几何对象 * @return ShapefileDataStore */ private static ShapefileDataStore getshpDS(String filePath, Geometry geometry) throws IOException { // 1.创建shape文件对象 File file = new File(filePath);
Map params = new HashMap<>();
// 2、用于捕获参数需求的数据类 URLP:url to the .shp file. params.put(ShapefileDataStoreFactory.URLP.key, file.toURI().toURL());
// 3、创建一个新的数据存储【如果存在，则不创建】 ShapefileDataStore ds = (ShapefileDataStore) new ShapefileDataStoreFactory().createNewDataStore(params);
// 4、定义图形信息和属性信息 -- SimpleFeatureTypeBuilder 构造简单特性类型的构造器 SimpleFeatureTypeBuilder tBuilder = new SimpleFeatureTypeBuilder();
// 5、设置 -- WGS84:一个二维地理坐标参考系统，使用WGS84数据 tBuilder.setCRS(DefaultGeographicCRS.WGS84); tBuilder.setName("shapefile");
// 添加名称 tBuilder.add("name", String.class); // 添加shp所在目录名称 tBuilder.add("path", String.class); // 添加 一个几何对象 tBuilder.add("the_geom", geometry.getClass()); // 添加一个id tBuilder.add("id", Long.class); // 添加描述 tBuilder.add("des", String.class);
// 设置此数据存储的特征类型 ds.createSchema(tBuilder.buildFeatureType()); // 设置编码 ds.setCharset(StandardCharsets.UTF_8); return ds; }
/** * 打开shp文件,获取地图内容 * @param filePath 文件路径 * @param isOpenByChoose 是否自定义打开shp文件 * @throws Exception */ public static MapContent getMapContentByPath(String filePath,boolean isOpenByChoose,String color) throws Exception{
File file; if(isOpenByChoose){ // 1.1、 数据源选择 shp扩展类型的 file = JFileDataStoreChooser.showOpenFile("shp", null); }else{ // 1.2、根据路径拿到文件对象 file = new File(filePath); }
if(file==null){ return null; } // 2、得到打开的文件的数据源 FileDataStore store = FileDataStoreFinder.getDataStore(file);
// 3、设置数据源的编码，防止中文乱码 ((ShapefileDataStore)store).setCharset(Charset.forName("UTF-8"));
/** * 使用FeatureSource管理要素数据 * 使用Style（SLD）管理样式 * 使用Layer管理显示 * 使用MapContent管理所有地图相关信息 */
// 4、以java对象的方式访问地理信息 -- 简单地理要素 SimpleFeatureSource featureSource = store.getFeatureSource();
bounds = featureSource.getBounds();
// 5、创建映射内容，并将我们的shapfile添加进去 MapContent mapContent = new MapContent();
// 6、设置容器的标题 mapContent.setTitle("Appleyk's GeoTools"); Color color1; if(color == null || "".equals(color.toLowerCase())){ color1 = Color.BLACK; }else if("red".equals(color.toLowerCase())){ color1 = Color.RED; }else if("green".equals(color.toLowerCase())){ color1 = Color.GREEN; }else if("blue".equals(color.toLowerCase())){ color1 = Color.BLUE; }else{ color1 = Color.getColor(color); }
// 7、创建简单样式 【颜色填充】 Style style = SLD.createSimpleStyle(featureSource.getSchema(),color1);
// 8、显示【shapfile地理信息+样式】 Layer layer = new FeatureLayer(featureSource, style);
// 9、将显示添加进map容器 mapContent.addLayer(layer);
return mapContent; }
public static void showMap(MapContent mapContent){ JMapFrame.showMap(mapContent); }
/** * shp文件转Image【格式定png】 * @param shpFilePath shp目标文件 * @param destImagePath 转成图片的文件 == 如果没有，转成的图片写进response输出流里 * @param response 响应流 * @throws Exception */ public static void shp2Image(String shpFilePath,String destImagePath,String color, HttpServletResponse response) throws Exception{
// 流渲染器 StreamingRenderer renderer = new StreamingRenderer(); MapContent mapContent = getMapContentByPath(shpFilePath,false,color ); renderer.setMapContent(mapContent); Rectangle imageBounds = new Rectangle(0, 0, IMAGE_WIDTH, IMAGE_HEIGHT); BufferedImage dumpImage = new BufferedImage(IMAGE_WIDTH, IMAGE_HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); Graphics2D g2d = dumpImage.createGraphics(); g2d.fillRect(0, 0, IMAGE_WIDTH, IMAGE_HEIGHT); g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON); renderer.paint(g2d, imageBounds, bounds); g2d.dispose(); if(destImagePath == null || "".equals(destImagePath)){ ImageIO.write(dumpImage, "png", response.getOutputStream()); }else{ ImageIO.write(dumpImage, "png", new File(destImagePath)); } }
public static void main(String[] args) throws Exception{
File file = ResourceUtils.getFile("classpath:static/shpTest[Point]/dp_tl.shp"); // 从shp文件里面读取属性信息 readShpByPath(file.getAbsolutePath(),10); System.out.println("=================下面开始往shp文件里面写几何对象===================");
// 先创建文件夹test String filePath = "C:/test/test.shp";
String pointWkt="POINT (120.76164848270959 31.22001141278534)"; Point point = gCreator.createPointByWKT(pointWkt);
// Polygon【面】 String polygonWkt="POLYGON ((103.859188 34.695908, 103.85661 34.693788, 103.862027 34.69259, 103.863709 34.695078, 103.859188 34.695908))"; Polygon polygon = gCreator.createPolygonByWKT(polygonWkt);
// LineString【线】 String linestringWkt="LINESTRING(113.511315990174 41.7274734296674,113.51492087909 41.7284983348307,113.516079593384 41.727649586406,113.515907932007 41.7262243043929,113.514019656861 41.7247989907606,113.512131381714 41.7250872589898,113.51138036319 41.7256637915682,113.511315990174 41.7274734296674)"; LineString lineString = gCreator.createLineByWKT(linestringWkt);
// MultiPolygon【多面】 String multiPolyWkt = "MULTIPOLYGON(((101.870371 25.19228,101.873633 25.188183,101.880564 25.184416,101.886808 25.186028,101.892043 25.189969,101.896592 25.190163,101.903716 25.190785,101.905454 25.193464,101.899897 25.196202,101.894146 25.197911,101.891657 25.19826,101.886078 25.197658,101.884211145538 25.2007060137013,101.88172564506 25.1949712942389,101.87874 25.199619,101.874641 25.200998,101.868547 25.202415,101.863741 25.202415,101.85887 25.202842,101.854557 25.202182,101.852604 25.199736,101.852282 25.19628,101.854492 25.194183,101.855608 25.192668,101.863698 25.192105,101.870371 25.19228)))"; MultiPolygon multiPolygon = gCreator.createMulPolygonByWKT(multiPolyWkt);
// 几何对象的范围【矩形边界】 Envelope envelope = polygon.getEnvelopeInternal(); System.out.println(envelope);
// 往shp文件里面写几何对象 writeShpByGeom(filePath,point); }
}
```
### application.properties
*
*
*
*
```
server.port=8081server.servlet.session.timeout=10server.tomcat.uri-encoding=utf8
```
以上只是一些关键代码，所有代码请参见下面代码仓库
### 代码仓库
* https://github.com/Harries/springboot-demo
3.测试
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启动spring boot应用
### 测试查看shp文件
### shp转换成图片
4.引用
----
* https://docs.geotools.org/latest/userguide/geotools.html
* http://www.liuhaihua.cn/archives/710655.html
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众生皆苦，唯有自渡！
51工具盒子
