Java调用GDAL实现postgresql数据生成shp和dxf

需求

由于shp数据存储到postgresql数据库中,前端调用数据库实现数据的渲染,最近有一个新的需求,前端圈选数据,实现数据的下载,数据可以是shp、dxf、excel格式,这里主要记录在后端通过调用gdal来实现这个需求

具体实现

实现数据查询

前端传递一个polygon,需要在后端计算这个polygon裁剪的数据,这样才能得出圈选的数据,polygon格式如下:

json 复制代码
"geometry":"POLYGON ((110.97538610392178 21.560137351924578,110.97979054002349 21.560079864736938,110.97929410551264 21.55479668272995,110.97338335499501 21.554995383717067,110.97538610392178 21.560137351924578))"

主要查询:

java 复制代码
List<Map<String, Object>> resultList = analysisMapper.queryContains(layer, wktPolygon);

sql语句

java 复制代码
<select id="queryContains" resultType="java.util.Map">
        SELECT  ST_AsGeoJSON(geom) as geometry,*
        FROM
            "${tableName}"
        WHERE st_contains(st_setsrid('${polygon}'::geometry,4326),st_setsrid(geom,4326))
        or ST_Intersects(st_setsrid('${polygon}'::geometry,4326), st_setsrid(geom,4326))
        order by gid
    </select>

生成shp数据

生成数据需要使用GDAL库,在调用前,需要先注册一下:

java 复制代码
 ogr.RegisterAll();

主要的思路如下:

  • 由于从数据库中查询的结果是一个表,要生成shp,需要先创建一个shp,在定义属性名及类型,然后写入普通属性,写入空间属性
  • 创建shp
java 复制代码
   gdal.SetConfigOption("SHAPE_ENCODING", "");
        // 假设所有要素都有相同的几何类型,仅查看第一个要素
        String geomTypeStr = (String) resultList.get(0).get("the_geom");
        String upperWkt = geomTypeStr.toUpperCase();
        int geomType = ogr.wkbUnknown; // 默认值
        if (upperWkt.startsWith("POINT")) {
            geomType = ogr.wkbPoint;
        } else if (upperWkt.startsWith("LINESTRING")) {
            geomType = ogr.wkbLineString;
        } else if (upperWkt.startsWith("POLYGON")) {
            geomType = ogr.wkbPolygon;

        } else if (upperWkt.startsWith("MULTIPOINT")) {
            geomType = ogr.wkbPoint;
        } else if (upperWkt.startsWith("MULTILINESTRING")) {
            geomType = ogr.wkbLineString;
        } else if (upperWkt.startsWith("MULTIPOLYGON")) {
            geomType = ogr.wkbPolygon;

        } else if (upperWkt.startsWith("GEOMETRYCOLLECTION")) {
            geomType = ogr.wkbGeometryCollection;
        }
        Driver shpDriver = ogr.GetDriverByName("ESRI Shapefile");
        DataSource shpDS = shpDriver.CreateDataSource(filePath);
        Layer glayer = shpDS.CreateLayer(layer, null, geomType);
  • 添加字段
java 复制代码
 // 添加字段,假设第一个元素包含所有字段
        Set<String> keys = resultList.get(0).keySet();
        for (String key : keys) {
            if (!"geom".equals(key)) {  // 排除几何字段
                Object value = resultList.get(0).get(key);
                if (value instanceof Integer) {
                    glayer.CreateField(new FieldDefn(key, 0));
                } else if (value instanceof Double) {
                    glayer.CreateField(new FieldDefn(key, 2));
                } else if (value instanceof String) {
                    glayer.CreateField(new FieldDefn(key, 4));
                }
            }
        }
  • 天才数据
java 复制代码
// 填充数据
        for (Map<String, Object> featureData : resultList) {
            Feature feature = new Feature(glayer.GetLayerDefn());
            for(Map.Entry<String,Object>entry:featureData.entrySet()){
                String key = entry.getKey();
                Object value = entry.getValue();
                if("the_geom".equals(key)){
                    int[] pnSRID = new int[1];
                    try{
                        String  geoJsonString = (String)value;
                        org.gdal.ogr.Geometry geom = org.gdal.ogr.Geometry.CreateFromWkt(geoJsonString);
                        feature.SetGeometry(geom);
                        geom.delete();
                    }
                    catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }

                }else if(!"geom".equals(key)) {
                    // 设置属性数据
                    int fieldIndex = feature.GetFieldIndex(key);
                    if (value instanceof Integer) {
                        feature.SetField(fieldIndex, (Integer) value);
                    } else if (value instanceof Double) {
                        feature.SetField(fieldIndex, (Double) value);
                    } else if (value instanceof String) {
                        feature.SetField(fieldIndex, (String) value);
                    }
                }

            }
            glayer.CreateFeature(feature);
            feature.delete();
        }
        shpDS.delete();

压缩数据

由于被圈选的图层不止一个,因此多个数据传输比较麻烦,最好将生成的数据打包成压缩包,最终传输给前端

java 复制代码
public void zipShapefile(String shapefilePath ,String zipFilePath){
        byte[] buffer = new byte[1024];
        try{
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(zipFilePath);
            ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(fos);
            File dir = new File(shapefilePath);
            File[] files = dir.listFiles();
            for(File file:files){

                    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
                    zos.putNextEntry(new ZipEntry(file.getName()));

                    int length;
                    while ((length = fis.read(buffer)) > 0) {
                        zos.write(buffer, 0, length);
                    }
                    zos.closeEntry();
                    fis.close();

            }
            zos.close();
        }catch(IOException ioe){
            ioe.printStackTrace();
        }
    }

生成dxf

由于shp数据在生成的时候存放在本地的文件夹内,而gdal从shp生成dxf比较简单,因此这里生成dxf会直接先生成shp文件,再从shp文件转成dxf,最后,再将数据打包

java 复制代码
public void ShapefileToDXF(String shpFilePath){
        File folder = new File(shpFilePath);
        if(folder.isDirectory()){
            File[] files = folder.listFiles();
            if(files !=null){
                for(File file:files){
                    if(file.getName().endsWith(".shp")){
                        // 调用转换函数
                        convertShpToDxf(file.getAbsolutePath(), file.getAbsolutePath().replace(".shp", ".dxf"));
                    }
                }
            }
            deleteFilesInFolder(folder,"shp");
        }
    }
    public static void convertShpToDxf(String shpPath, String dxfPath) {
        // 获取Shapefile驱动
        Driver shpDriver = ogr.GetDriverByName("ESRI Shapefile");
        if (shpDriver == null) {
            System.err.println("Shapefile driver not available.");
            return;
        }

        // 打开Shapefile数据源
        DataSource shpDataSource = shpDriver.Open(shpPath, 0); // 0 means read-only
        if (shpDataSource == null) {
            System.err.println("Failed to open shapefile.");
            return;
        }
        if (shpDataSource.GetLayerCount() == 0) {
            System.err.println("No layers found in shapefile.");
            shpDataSource.delete();
            return;
        }
        // 获取DXF驱动
        Driver dxfDriver = ogr.GetDriverByName("DXF");
        if (dxfDriver == null) {
            System.err.println("DXF driver not available.");
            return;
        }

        // 创建DXF文件
        DataSource dxfDataSource = dxfDriver.CreateDataSource(dxfPath, null);
        if (dxfDataSource == null) {
            System.err.println("Failed to create DXF file.");
            return;
        }

        // 从Shapefile复制图层到DXF
        Layer shpLayer = shpDataSource.GetLayerByIndex(0);
        if (shpLayer == null) {
            System.err.println("Failed to get layer from shapefile.");
            return;
        }
        // 创建DXF图层,只包含几何数据
        Layer dxfLayer = dxfDataSource.CreateLayer("dxf_layer", shpLayer.GetSpatialRef(), shpLayer.GetGeomType());
        if (dxfLayer == null) {
            System.err.println("Failed to create DXF layer.");
            System.exit(1);
        }

        // 复制几何对象到新图层
        Feature shpFeature;
        while ((shpFeature = shpLayer.GetNextFeature()) != null) {
            // 创建一个新特征,可能需要根据DXF的要求调整几何类型或属性
            Feature newFeature = new Feature(dxfLayer.GetLayerDefn());
            newFeature.SetGeometry(shpFeature.GetGeometryRef());
            // 可能需要调整属性设置代码
            if (dxfLayer.CreateFeature(newFeature) != 0) {
                System.err.println("Failed to add feature to DXF.");
            }
            newFeature.delete(); // 清理新创建的特征对象
        }
//        // 复制图层到DXF文件中
//        Layer newLayer = dxfDataSource.CopyLayer(shpLayer, "new_layer_name", null);
//        if (newLayer == null) {
//            System.err.println("Failed to copy layer to DXF.");
//        }

        // 清理资源
        shpDataSource.delete(); // 关闭Shapefile
        dxfDataSource.delete(); // 关闭DXF文件
    }

删除冗余文件

由于每次请求都会在本地生成文件,因此会造成数据的冗余,因此,再每开启下一次请求时,需要找到存储的文件夹,进行清空,使之一直保持只保存一次请求的文件;再者,再生成dxf时,会先生成shp,相当于shp是中间文件,再传输给前端时会对dxf进行压缩,此时中间文件就可能被压缩进去,因此此时也需要把shp文件删除

java 复制代码
 public static void deleteFilesInFolder(final File folder,String delType) {
        if (!folder.exists()) {
            return;
        }

        File[] files = folder.listFiles();
        if (files != null) {  // 为空的文件夹路径可能导致 null 返回
            for (File f : files) {
                if(delType.equals("all")){
                    if (f.isFile()) {
                        f.delete(); // 删除每个文件
                    }
                }else if(delType.equals("shp")){
                    if(f.getName().endsWith(".dbf")||f.getName().endsWith(".shp")||f.getName().endsWith(".shx")){
                        if (f.isFile()) {
                            f.delete(); // 删除每个文件
                        }
                    }
                }

            }
        }
    }

生成excel

这个步骤比较简单,代码如下:

java 复制代码
 Workbook workbook = new HSSFWorkbook();
                Sheet sheet = workbook.createSheet("Sheet1");
                Row headerRow = sheet.createRow(0);
                //创建表头单元格,并设置单元格的值
                Set<String> keys = resultList.get(0).keySet();
                Map<String,Integer> excelKey = new HashMap<>();
                int colIndex = 0;
                for (String key : keys) {
                    Cell headerCell1 = headerRow.createCell(colIndex);
                    excelKey.put(key,colIndex);
                    headerCell1.setCellValue(key);
                    colIndex++;
                }
                //填充数据
                int rowIndex = 1;
                for (Map<String, Object> featureData : resultList){

                    Row row = sheet.createRow(rowIndex++);
                    for(Map.Entry<String,Object>entry:featureData.entrySet()){
                        String key = entry.getKey();
                        Object value = entry.getValue();
                        colIndex = excelKey.get(key);
                        Cell cell = row.createCell(colIndex);
                        cell.setCellValue(value.toString());

                    }
                }
                //保存excel文件
                try(FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(filePath+"\\"+layer+".xls")){
                    workbook.write(outputStream);
                }
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