QT编程之QGIS - 技术栈

一、QGIS介绍

Quantum GIS（QGIS）是开源地理信息系统桌面软件，使用GNU（General Public License）授权，属于 Open Source eospatial Foundation（ OSGeo ）的官方计划。在 GNU 授权下，开发者可以自行检阅与调整程序代码，并保障让所有使用者可以免费且自由地修改程序。

QGIS 的目标是成为一个 GIS系统，提供常见的功能与特征。借着核心特征提供基本功能与附加组件（Python 或 C++）持续地扩充，让使用者可以浏览、管理、编辑、分析数据以及制图。

QGIS 是一群自愿者所开发的项目，为程序代码提供缺陷修复、报告以及文件等贡献。它是由热心的使用者和开发社群所维护的。它提供了交互式的邮件列表，以及通过网络管道传达给其他用户与开发人员帮助与建议。另外，它也提供商业定制化开发。

二、核心功能与特点

‌核心功能‌
- ‌数据管理‌：支持本地文件、数据库（PostGIS）及在线服务（WMS/WFS）的加载与编辑‌。
- ‌制图与可视化‌：提供符号化工具、地图标注及布局设计，支持导出高质量印刷地图‌。
- ‌空间分析‌：集成GRASS GIS工具链，支持缓冲区分析、叠加运算等基础到高级分析‌。
- ‌三维场景‌：通过Qgis2threejs插件实现基础三维渲染，但功能较ArcGIS的ArcGlobe/ArcScene简化‌。
‌技术生态‌
- ‌插件市场‌：涵盖地图配图、遥感解译、网络分析等3000+插件（如Processing Toolbox、SAGA GIS）。
- ‌云端扩展‌：支持与QGIS Server结合发布Web地图服务，兼容GeoNode等开源平台‌。

三、与ArcGIS对比分析

‌维度‌	‌QGIS‌	‌ArcGIS‌
‌成本‌	完全免费开源	商业授权（按模块/用户计费）
‌学习曲线‌	需熟悉开源工具链，社区资源分散‌	界面直观，官方培训体系完善‌
‌行业应用‌	适合学术研究、轻量级项目‌	企业级应用（如国土、城市规划）‌
‌三维能力‌	基础三维渲染（依赖插件）‌	专业三维分析（ArcGlobe/ArcScene）‌

四、QGIS下载安装

QGIS下载

‌官方网站‌

‌最新版本‌（功能丰富）：访问 QGIS 官网或 OSGeo中文分会页面下载。Windows 用户可选择以下安装包：
- 独立安装程序（64位/32位）‌
- OSGeo4W 网络安装程序（64位/32位），安装时选择 ‌桌面Express安装‌ 以获取最新版本‌。
‌长期支持版（LTR）‌（稳定性优先）：通过 OSGeo4W 安装程序选择 ‌高级安装‌ → ‌QGIS-LTR长期支持版 ‌。

从 OSGeo4W 官网下载 osgeo4w-setup.exe，建议选择 ‌64位版本‌‌。安装时选择国内镜像源（如 http://gwmodel.whu.edu.cn/mirrors/osgeo4w）以提升下载速度‌。

‌其他平台‌

‌macOS‌：下载官方签名的一体式安装程序，支持 macOS High Sierra (10.13) 及以上系统‌。
‌Linux‌：通过包管理器（如 apt 或 yum）安装，或从官网获取对应发行版安装包‌。

QGIS安装

‌Windows 系统‌

‌独立安装程序‌：双击下载的 .exe 文件，按提示完成安装（默认路径或自定义路径）‌。
‌OSGeo4W 安装程序‌：运行安装程序后，选择 ‌Express Desktop Install‌ → 勾选最新版本组件‌。

‌macOS 系统‌

打开 .dmg 文件，将 QGIS 拖拽至应用程序文件夹完成安装‌。

‌Linux 系统‌

终端执行命令（以 Debian/Ubuntu 为例）：
复制代码
```
sudo apt install qgis
```

QGIS中文界面设置

打开 QGIS，进入菜单栏 ‌Settings → Options‌。
在 ‌General‌ 选项卡中，将语言调整为 ‌简体中文‌，点击 ‌OK‌ 保存‌。
重启 QGIS 生效。

五、开发环境搭建

1、配置 Qt 项目文件（.pro 文件）

在 Qt Creator 中打开您的项目的 .pro 文件，然后添加 QGIS 的头文件路径和库路径。假设您使用的是 OSGeo4W 安装的 QGIS，路径可能类似于 C:\OSGeo4W64\apps\qgis\include 和 C:\OSGeo4W64\apps\qgis\lib。配置代码如下：

复制代码

# 添加 QGIS 的头文件路径
INCLUDEPATH += C:/OSGeo4W64/apps/qgis/include

# 添加 QGIS 的库文件路径
LIBS += -LC:/OSGeo4W64/apps/qgis/lib

# 链接 QGIS 库
LIBS += -lqgis_core -lqgis_gui -lqgis_analysis

引用 QGIS 头文件

在您的代码中，您现在可以直接引用 QGIS 的头文件，例如：

复制代码

#include <qgsproject.h>
#include <qgsvectorlayer.h>

设置环境变量（可选）

确保在运行项目时，QGIS 和 GDAL 的动态链接库（DLL）可以被找到。OSGeo4W 通常会配置好环境变量，但如果未自动配置，可以手动将 C:\OSGeo4W64\bin 添加到系统的 PATH 环境变量中。

六、QT创建基于QGIS窗口

1）用户界面设计，利用Qt的UI设计器或代码编写方式，设计用户界面。

2）编写核心代码

地图显示：使用QgsMapCanvas类创建地图画布，加载矢量数据、栅格数据等。

空间分析：利用QGIS提供的空间分析函数，实现缓冲区分析、叠加分析等。

数据处理：实现数据的读取、写入、转换等操作。

自定义工具：编写自定义工具，实现特定功能。

复制代码

#include <QApplication>
#include <QMainWindow>

#include <qgsmapcanvas.h>
#include <qgsrasterlayer.h>
#include <qgsmaptoolpan.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    // 创建QGIS应用程序对象
    QApplication qgisApp(argc, argv);

    // 创建主窗口
    QMainWindow mainWindow;

    // 创建地图画布对象
    QgsMapCanvas mapCanvas;

    // 创建并加载栅格图层（tif格式文件）
    QgsRasterLayer rasterLayer(R"(D:\work\LH\15\bj\bj.tif)");

    // 将图层添加到地图画布中
    mapCanvas.setLayers({ &rasterLayer });

    // 设置地图画布的显示范围为图层的范围
    mapCanvas.setExtent(rasterLayer.extent());

    // 刷新地图画布以应用更改
    mapCanvas.refresh();

    // 创建并设置平移工具，允许在地图上平移
    QgsMapToolPan panTool(&mapCanvas);
    mapCanvas.setMapTool(&panTool);

    // 将地图画布设置为主窗口的中央部件
    mainWindow.setCentralWidget(&mapCanvas);

    // 显示主窗口
    mainWindow.show();

    // 运行QGIS应用程序的事件循环
    return qgisApp.exec();
}

七、QT插件

1）创建插件工程：创建一个新的插件工程。

2）实现插件功能：在插件中实现自定义功能，如添加菜单项、工具栏按钮等。

3）加载插件：将插件加载到QGIS中。

7.1 插件创建流程

‌生成插件模板‌
- 使用 plugin_builder.py 生成基础插件框架（需适配Python3语法），生成包含 plugin.cpp 和 pluginguibase.ui 的目录结构‌。
- 修改 CMakeLists.txt 中Qt版本标识（如替换 QT4_* 为 QT5_*）‌。
‌编译插件工程‌
- 通过CMake生成VS/Qt Creator工程，解决编译错误（如头文件路径调整或C++标准升级至C++17）‌。
- 编译后生成 .dll 文件，存放于QGIS插件目录（如 C:\OSGeo4W\apps\qgis\plugins）‌。

7.2 核心开发要点

‌界面与功能集成‌
- 使用 ‌Qt Designer‌ 设计插件UI（如添加 QgsMapCanvas 控件），通过 .ui 文件生成界面类‌。
- 实现地图交互工具（如平移、缩放）：
  复制代码
```
QgsMapToolPan *panTool = new QgsMapToolPan(mapCanvas);
 mapCanvas->setMapTool(panTool);
```
‌数据操作示例‌
- ‌加载矢量图层‌：
  复制代码
```
QgsVectorLayer *layer = new QgsVectorLayer("Point?crs=EPSG:4326", "points", "memory"); QgsProject::instance()->addMapLayer(layer);
```
- ‌读取坐标文件‌：通过 QFile 和 QTextStream 解析文本文件，生成要素并添加到图层‌。

7.3 调试与发布

‌调试技巧‌
- 使用 qDebug() 输出日志，或通过 QgsMessageLog 记录运行信息‌。
- 启用Qt Creator调试器定位内存泄漏或逻辑错误‌。
‌插件部署‌
- 将编译后的 .dll 文件与资源（如图标、翻译文件）打包，复制到QGIS插件目录‌。
- 在QGIS插件管理器中启用插件，验证功能稳定性‌。

八、资源推荐

‌官方文档 ‌：QGIS C++ API（核心类参考）‌
‌示例项目 ‌：Qt/C++进行QGis插件开发模板：QgisPlugin: 使用Qt/C++进行QGis插件开发的基本模板