GeoTools 实战（二）：空间数据格式转换全解析——Shp ↔ GeoJSON ↔ WKT（GeoTools 29.3 + JTS 1.19.0 实战版）

- 一、前言
- 二、环境准备
- - [Maven 依赖](#Maven 依赖)
- 三、核心能力总览
- [四、Shp → GeoJSON](#四、Shp → GeoJSON)
- [五、GeoJSON → Shapefile（重点）](#五、GeoJSON → Shapefile（重点）)
- - [坑位一：Schema 写死导致属性丢失](#坑位一：Schema 写死导致属性丢失)
  - [坑位二：未显式绑定 CRS 导致 QGIS 无法渲染](#坑位二：未显式绑定 CRS 导致 QGIS 无法渲染)
  - [坑位三：3D 坐标导致写入异常](#坑位三：3D 坐标导致写入异常)
  - 完整代码
  - [2D 降维工具方法](#2D 降维工具方法)
- [六、Geometry 与 WKT 互转](#六、Geometry 与 WKT 互转)
- - [Geometry → WKT](#Geometry → WKT)
  - [WKT → Geometry](#WKT → Geometry)
- [七、Shapefile → WKT 批量导出](#七、Shapefile → WKT 批量导出)
- 八、完整可运行代码汇总
- 九、常见坑位与注意事项
- 十、工程实践建议
- 十一、小结

一、前言

在 GIS 开发中，空间数据格式转换是最常见的需求之一。不同系统、不同场景对数据格式的要求各不相同：

WebGIS 前端渲染：通常使用 WKT或GeoJSON
永久化存储 / 专业 GIS 软件：数据库一般是Postgis或者是mysql spatial，文件一般是Shapefile，gdb
接口传输 / 日志 / SQL 存储：WKT 是最简洁的文本交换格式，数据库存储一般是使用WKT字符串或者是Geometry

本文将使用 GeoTools 29.3 + JTS 1.19.0，从工程实战视角讲解四种核心格式转换场景，并重点分析其中的坑位与解决方案。

二、环境准备

Maven 依赖

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.geotools</groupId>
    <artifactId>gt-shapefile</artifactId>
    <version>29.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.geotools</groupId>
    <artifactId>gt-geojson</artifactId>
    <version>29.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.geotools</groupId>
    <artifactId>gt-epsg-hsql</artifactId>
    <version>29.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.locationtech.jts</groupId>
    <artifactId>jts-core</artifactId>
    <version>1.19.0</version>
</dependency>

三、核心能力总览

转换方向	核心技术	典型业务场景
Shp → GeoJSON	FeatureJSON + GeometryJSON	WebGIS 前端渲染
GeoJSON → Shp	FeatureJSON 读取 + ShapefileDataStore 写入	数据入库 / 分发
Geometry ↔ WKT	WKTWriter / WKTReader	日志 / 接口 / SQL
Shp → WKT	DataStore + WKTWriter	数据导出 / 人工审查

四、Shp → GeoJSON

这是最常见的转换场景，将 Shapefile 转换为 GeoJSON，便于 WebGIS 前端渲染。

核心步骤

DataStoreFinder 读取 Shapefile
获取 FeatureCollection
FeatureJSON 写出为 GeoJSON 格式

关键代码

java 复制代码

private static void shpToGeoJSON(String shpPath, String geojsonPath) throws Exception {
    Map<String, Serializable> params = new HashMap<>();
    params.put("url", new File(shpPath).toURI().toURL());
    params.put("charset", StandardCharsets.UTF_8.name());
    DataStore store = null;
    try {
        store = DataStoreFinder.getDataStore(params);
        String typeName = store.getTypeNames()[0];
        FeatureCollection<?, ?> collection =
                store.getFeatureSource(typeName).getFeatures();
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(geojsonPath);
             BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)) {
            FeatureJSON fjson = new FeatureJSON(new GeometryJSON(7));
            fjson.writeFeatureCollection(collection, bos);
        }
    } finally {
        if (store != null) store.dispose();
    }
}

注意事项

GeometryJSON(7) 中的 7 表示小数保留 7 位精度，可根据需求调整
DataStore 在 GeoTools 29.x 中不再实现 AutoCloseable，必须手动 dispose()

五、GeoJSON → Shapefile（重点）

这是本文最重要的一个章节，也是坑最多的场景。

坑位一：Schema 写死导致属性丢失

初期写法中，Schema 被"写死"为固定的三个字段：the_geom / name / value。这导致 GeoJSON 中的原始属性字段全部丢失。

正确做法：动态读取 GeoJSON 的 Schema，继承其属性字段结构。

坑位二：未显式绑定 CRS 导致 QGIS 无法渲染

如果不显式设置 CRS，生成的 Shapefile 可能缺失 .prj 文件或 CRS 不正确，QGIS 会提示 "要素不含几何图形"。

解决方案 ：显式调用 tb.setCRS(CRS.decode("EPSG:4326"))。

坑位三：3D 坐标导致写入异常

部分 GeoJSON 数据含有 Z 坐标，而 Shapefile 不支持 3D 几何。必须强制降维为 2D。

解决方案 ：使用 CoordinateSequenceFilter 删除 Z 坐标。

完整代码

java 复制代码

    // ==================== GeoJSON → Shp ===================
    private static void geojsonToShp(String geojsonPath, String shpPath) throws Exception {

        try (InputStream in = new FileInputStream(geojsonPath)) {

            FeatureJSON fjson = new FeatureJSON(new GeometryJSON());
            FeatureCollection<?, ?> collection = fjson.readFeatureCollection(in);

            Map<String, Serializable> params = new HashMap<>();
            params.put(ShapefileDataStoreFactory.URLP.key, new File(shpPath).toURI().toURL());
            params.put(ShapefileDataStoreFactory.CREATE_SPATIAL_INDEX.key, true);

            ShapefileDataStore ds = null;

            try {
                ShapefileDataStoreFactory factory = new ShapefileDataStoreFactory();
                ds = (ShapefileDataStore) factory.createNewDataStore(params);
                ds.setCharset(StandardCharsets.UTF_8);

                // 取第一个要素，推断几何类型 + 原始属性结构
                SimpleFeature firstFeature = null;
                try (FeatureIterator<?> it = collection.features()) {
                    if (it.hasNext()) {
                        firstFeature = (SimpleFeature) it.next();
                    }
                }

                if (firstFeature == null) {
                    throw new RuntimeException("GeoJSON 中没有任何要素");
                }

                Geometry firstGeom = (Geometry) firstFeature.getDefaultGeometry();
                Class<?> geomType = firstGeom.getClass();

                // Shapefile 只支持 2D，强制降维
                if (geomType.getSimpleName().contains("3D") ||
                        firstGeom.getCoordinate().getZ() != Double.NaN) {
                    if (firstGeom instanceof Point) {
                        geomType = Point.class;
                    } else if (firstGeom instanceof LineString) {
                        geomType = LineString.class;
                    } else if (firstGeom instanceof Polygon) {
                        geomType = Polygon.class;
                    }
                }

                //  动态构建 Schema（继承 GeoJSON 的字段）
                SimpleFeatureTypeBuilder tb = new SimpleFeatureTypeBuilder();
                tb.setName("layer");
                tb.setCRS(org.geotools.referencing.CRS.decode("EPSG:4326"));
                tb.add("the_geom", geomType);

                //  继承 GeoJSON 中的非几何属性字段
                SimpleFeatureType originalSchema =
                        (SimpleFeatureType) collection.getSchema();
                for (int i = 0; i < originalSchema.getAttributeCount(); i++) {
                    org.opengis.feature.type.AttributeDescriptor ad =
                            originalSchema.getDescriptor(i);
                    if (ad instanceof org.opengis.feature.type.GeometryDescriptor) {
                        continue; // 跳过几何字段
                    }
                    String attrName = ad.getLocalName();
                    Class<?> attrType = ad.getType().getBinding();
                    tb.add(attrName, attrType);
                }

                ds.createSchema(tb.buildFeatureType());

                //  写入要素（按字段名拷贝）
                try (FeatureWriter<SimpleFeatureType, SimpleFeature> writer =
                             ds.getFeatureWriterAppend(
                                     ds.getTypeNames()[0],
                                     Transaction.AUTO_COMMIT)) {

                    try (FeatureIterator<?> it = collection.features()) {
                        while (it.hasNext()) {
                            SimpleFeature from = (SimpleFeature) it.next();
                            SimpleFeature to = writer.next();

                            // 写入几何（强制 2D）
                            Geometry g = to2D((Geometry) from.getDefaultGeometry());
                            to.setAttribute("the_geom", g);

                            //  按字段名拷贝属性（不再写死 name/value）
                            for (int i = 0; i < originalSchema.getAttributeCount(); i++) {
                                org.opengis.feature.type.AttributeDescriptor ad =
                                        originalSchema.getDescriptor(i);
                                if (ad instanceof org.opengis.feature.type.GeometryDescriptor) {
                                    continue;
                                }
                                String attrName = ad.getLocalName();
                                to.setAttribute(attrName, from.getAttribute(attrName));
                            }

                            writer.write();
                        }
                    }
                }

            } finally {
                if (ds != null) {
                    ds.dispose();
                }
            }
        }

        System.out.println(" GeoJSON → Shp 完成");
    }

2D 降维工具方法

java 复制代码

    private static Geometry to2D(Geometry geom) {
        if (geom == null) return null;

        geom = geom.copy();

        geom.apply(new CoordinateSequenceFilter() {
            @Override
            public void filter(CoordinateSequence seq, int i) {
                // 强制丢弃 Z / M
                seq.setOrdinate(i, CoordinateSequence.X, seq.getX(i));
                seq.setOrdinate(i, CoordinateSequence.Y, seq.getY(i));
            }

            @Override
            public boolean isDone() {
                return false;
            }

            @Override
            public boolean isGeometryChanged() {
                return true;
            }
        });

        return geom;
    }

六、Geometry 与 WKT 互转

WKT（Well-Known Text）是 OGC 标准定义的空间对象文本表示格式，常用于接口传输、日志记录和 SQL 存储。

Geometry → WKT

java 复制代码

    private static void geometryToWKT() {
        Point point = GF.createPoint(new Coordinate(116.407, 39.904));
        WKTWriter writer = new WKTWriter();
        System.out.println(" Geometry → WKT:");
        System.out.println(writer.write(point));
    }

WKT → Geometry

java 复制代码

    private static void wktToGeometry() throws Exception {
        WKTReader reader = new WKTReader(GF);
        Geometry geom = reader.read("POINT (116.415 39.912)");
        System.out.println(" WKT → Geometry:");
        System.out.println(geom.getClass().getSimpleName() + " : " + geom);
    }

七、Shapefile → WKT 批量导出

将 Shapefile 中的每个要素的几何对象逐个转换为 WKT 格式，便于人工审查或接口传输。

java 复制代码

private static void shpToWKT(String shpPath, String wktPath) throws Exception {
        Map<String, Serializable> params = new HashMap<>();
        params.put("url", new File(shpPath).toURI().toURL());
        params.put("charset", StandardCharsets.UTF_8.name());

        DataStore store = null;
        try (PrintWriter pw = new PrintWriter(
                new OutputStreamWriter(
                        new FileOutputStream(wktPath), StandardCharsets.UTF_8))) {

            store = DataStoreFinder.getDataStore(params);
            String typeName = store.getTypeNames()[0];
            FeatureCollection<?, ?> collection =
                    store.getFeatureSource(typeName).getFeatures();

            WKTWriter wktWriter = new WKTWriter();

            try (FeatureIterator<?> it = collection.features()) {
                int idx = 0;
                while (it.hasNext()) {
                    SimpleFeature f = (SimpleFeature) it.next();
                    Geometry geom = (Geometry) f.getDefaultGeometry();
                    pw.println("# Feature " + idx++);
                    pw.println(wktWriter.write(geom));
                }
            }
        } finally {
            if (store != null) store.dispose();
        }
        System.out.println(" Shp → WKT 完成");
    }

八、完整可运行代码汇总

以下是本文所有转换功能的完整汇总，可直接复制到 IDE 运行。

java 复制代码

import org.geotools.data.DataStore;
import org.geotools.data.DataStoreFinder;
import org.geotools.data.FeatureWriter;
import org.geotools.data.Transaction;
import org.geotools.data.shapefile.ShapefileDataStore;
import org.geotools.data.shapefile.ShapefileDataStoreFactory;
import org.geotools.feature.FeatureCollection;
import org.geotools.feature.FeatureIterator;
import org.geotools.feature.simple.SimpleFeatureTypeBuilder;
import org.geotools.geojson.feature.FeatureJSON;
import org.geotools.geojson.geom.GeometryJSON;
import org.locationtech.jts.geom.*;
import org.locationtech.jts.io.WKTReader;
import org.locationtech.jts.io.WKTWriter;
import org.opengis.feature.simple.SimpleFeature;
import org.opengis.feature.simple.SimpleFeatureType;

import java.io.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class GeoToolsFormatConvertDemo {
    //  全局 GeometryFactory（线程安全，推荐）
    private static final GeometryFactory GF = new GeometryFactory();

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        String inputShp = "your.shp"; // 替换成你自己的shp路径

        shpToGeoJSON(inputShp, "output.geojson");
        geojsonToShp("output.geojson", "output_from_geojson.shp");
        geometryToWKT();
        wktToGeometry();
        shpToWKT(inputShp, "output.wkt");
    }


    // geojsonToShp / shpToGeoJSON / geometryToWKT /
    // wktToGeometry / shpToWKT / to2D ...
    // 方法实现请参见前文
}

运行结果

在QGIS中打开output.geojson和shp，结果如下

九、常见坑位与注意事项

坑位	原因	解决方案
DataStore 不是 AutoCloseable	GeoTools 29.x 移除了该接口	使用 try/finally + dispose()
GeoJSON 属性丢失	Schema 写死为固定字段	动态读取 GeoJSON 的 Schema 继承字段
QGIS 提示无几何	未显式绑定 CRS	tb.setCRS(CRS.decode("EPSG:4326"))
3D 坐标写入失败	Shapefile 不支持 Z 坐标	使用 CoordinateSequenceFilter 强制降为 2D
GeometryTransformer 不可用	JTS 1.19.0 已移除该类	使用 CoordinateSequenceFilter 替代
中文属性乱码	字符编码不一致	显式设置 UTF-8

十、工程实践建议

数据导入时动态推断几何类型，避免写死
始终显式绑定 CRS，确保生成的文件可被 QGIS / ArcGIS 正常识别
GeoJSON → Shapefile 时动态继承原始属性字段，不要硬编码字段名
全局复用 GeometryFactory 实例，避免重复创建
写入 Shapefile 后及时 dispose()，释放文件锁
使用 GeometryJSON(7) 控制精度，平衡文件大小与精度

十一、小结

本文介绍了 GeoTools 中四种核心空间数据格式转换场景：Shapefile ↔ GeoJSON 、GeoJSON → Shapefile 、Geometry ↔ WKT 以及 Shapefile → WKT。通过动态 Schema 构建、显式 CRS 绑定和 2D 降维等技术，解决了 GeoJSON 转 Shapefile 过程中最常见的属性丢失和几何缺失问题。

GeoTools 实战（二）：空间数据格式转换全解析——Shp ↔ GeoJSON ↔ WKT（GeoTools 29.3 + JTS 1.19.0 实战版）

目录

一、前言

二、环境准备

Maven 依赖

三、核心能力总览

四、Shp → GeoJSON

核心步骤

关键代码

注意事项

五、GeoJSON → Shapefile（重点）

坑位一：Schema 写死导致属性丢失

坑位二：未显式绑定 CRS 导致 QGIS 无法渲染

坑位三：3D 坐标导致写入异常

完整代码

2D 降维工具方法

六、Geometry 与 WKT 互转

Geometry → WKT

WKT → Geometry

七、Shapefile → WKT 批量导出

八、完整可运行代码汇总

九、常见坑位与注意事项

十、工程实践建议

十一、小结