第06章 - 数据格式转换

6.1 格式支持概述

6.1.1 支持的格式

geometry-api-java 支持多种空间数据格式的导入和导出：

格式	导入	导出	说明
JSON	✅	✅	Esri JSON 格式
GeoJSON	✅	✅	OGC GeoJSON 格式
WKT	✅	✅	Well-Known Text
WKB	✅	✅	Well-Known Binary
ESRI Shape	✅	✅	Shapefile 二进制格式

6.1.2 格式转换算子

每种格式都有对应的导入和导出算子：

// JSON
OperatorImportFromJson / OperatorExportToJson

// GeoJSON  
OperatorImportFromGeoJson / OperatorExportToGeoJson

// WKT
OperatorImportFromWkt / OperatorExportToWkt

// WKB
OperatorImportFromWkb / OperatorExportToWkb

// ESRI Shape
OperatorImportFromESRIShape / OperatorExportToESRIShape

6.2 Esri JSON 格式

6.2.1 JSON 格式规范

Esri JSON 是 ArcGIS 使用的 JSON 几何格式：

// Point
{"x": 116.4, "y": 39.9}

// Point with Z and M
{"x": 116.4, "y": 39.9, "z": 100, "m": 1.5}

// Polyline
{
  "paths": [
    [[0, 0], [10, 10], [20, 0]],
    [[30, 30], [40, 40]]
  ]
}

// Polygon
{
  "rings": [
    [[0, 0], [10, 0], [10, 10], [0, 10], [0, 0]],
    [[2, 2], [2, 8], [8, 8], [8, 2], [2, 2]]
  ]
}

// MultiPoint
{
  "points": [[0, 0], [10, 10], [20, 20]]
}

// With Spatial Reference
{
  "x": 116.4,
  "y": 39.9,
  "spatialReference": {"wkid": 4326}
}

6.2.2 导入 JSON

// 从 JSON 字符串导入
String json = "{\"x\": 116.4, \"y\": 39.9}";

// 方式一：使用 GeometryEngine
MapGeometry mapGeom = GeometryEngine.jsonToGeometry(json);
Geometry geometry = mapGeom.getGeometry();
SpatialReference sr = mapGeom.getSpatialReference();

// 方式二：使用 Operator
OperatorImportFromJson op = OperatorImportFromJson.local();
MapGeometry result = op.execute(Geometry.Type.Unknown, json);

6.2.3 导出 JSON

Point point = new Point(116.4, 39.9);
SpatialReference sr = SpatialReference.create(4326);

// 方式一：使用 GeometryEngine
String json = GeometryEngine.geometryToJson(sr, point);

// 方式二：使用 Operator
OperatorExportToJson op = OperatorExportToJson.local();
String json2 = op.execute(sr, point);

System.out.println(json);
// {"x":116.4,"y":39.9,"spatialReference":{"wkid":4326}}

6.2.4 批量转换

// 批量导出
Geometry[] geometries = {point1, line1, polygon1};
SimpleGeometryCursor cursor = new SimpleGeometryCursor(geometries);

OperatorExportToJson op = OperatorExportToJson.local();
JsonCursor jsonCursor = op.execute(sr, cursor);

String json;
while ((json = jsonCursor.next()) != null) {
    System.out.println(json);
}

6.3 GeoJSON 格式

6.3.1 GeoJSON 格式规范

GeoJSON 是 OGC 标准的 JSON 格式：

// Point
{
  "type": "Point",
  "coordinates": [116.4, 39.9]
}

// LineString
{
  "type": "LineString",
  "coordinates": [[0, 0], [10, 10], [20, 0]]
}

// Polygon
{
  "type": "Polygon",
  "coordinates": [
    [[0, 0], [10, 0], [10, 10], [0, 10], [0, 0]],
    [[2, 2], [2, 8], [8, 8], [8, 2], [2, 2]]
  ]
}

// MultiPoint
{
  "type": "MultiPoint",
  "coordinates": [[0, 0], [10, 10]]
}

// GeometryCollection
{
  "type": "GeometryCollection",
  "geometries": [
    {"type": "Point", "coordinates": [0, 0]},
    {"type": "LineString", "coordinates": [[0, 0], [10, 10]]}
  ]
}

6.3.2 导入 GeoJSON

String geoJson = "{\"type\": \"Point\", \"coordinates\": [116.4, 39.9]}";

// 方式一：使用 GeometryEngine
MapGeometry mapGeom = GeometryEngine.geoJsonToGeometry(
    geoJson, 0, Geometry.Type.Unknown);
Geometry geometry = mapGeom.getGeometry();

// 方式二：使用 Operator
OperatorImportFromGeoJson op = OperatorImportFromGeoJson.local();
MapGeometry result = op.execute(0, Geometry.Type.Unknown, geoJson, null);

6.3.3 导出 GeoJSON

Point point = new Point(116.4, 39.9);
SpatialReference sr = SpatialReference.create(4326);

// 方式一：使用 GeometryEngine（不带空间参考）
String geoJson = GeometryEngine.geometryToGeoJson(point);

// 方式二：使用 GeometryEngine（带空间参考）
String geoJson2 = GeometryEngine.geometryToGeoJson(sr, point);

// 方式三：使用 Operator
OperatorExportToGeoJson op = OperatorExportToGeoJson.local();
String geoJson3 = op.execute(sr, point);

6.3.4 GeoJSON 导入/导出标志

// GeoJsonImportFlags
int IMPORT_FLAGS = GeoJsonImportFlags.geoJsonImportDefaults;
// geoJsonImportDefaults = 0
// geoJsonImportNonTrusted = 2  // 不信任输入，进行验证

// GeoJsonExportFlags
int EXPORT_FLAGS = GeoJsonExportFlags.geoJsonExportDefaults;
// geoJsonExportDefaults = 0
// geoJsonExportPreferMultiGeometry = 1  // 优先输出 Multi* 类型

6.3.5 处理 FeatureCollection

// GeoJSON FeatureCollection 需要先解析
String featureCollectionJson = "{ \"type\": \"FeatureCollection\", ...}";

// 使用 Jackson 或其他 JSON 库解析
// 然后提取 geometry 字段进行处理

// 示例：使用 OGC API
import com.esri.core.geometry.ogc.*;

String pointGeoJson = "{\"type\": \"Point\", \"coordinates\": [116.4, 39.9]}";
OGCGeometry ogcGeom = OGCGeometry.fromGeoJson(pointGeoJson);
Geometry esriGeom = ogcGeom.getEsriGeometry();

6.4 WKT 格式

6.4.1 WKT 格式规范

Well-Known Text (WKT) 是一种文本格式：

POINT (116.4 39.9)
POINT Z (116.4 39.9 100)
POINT M (116.4 39.9 50)
POINT ZM (116.4 39.9 100 50)

LINESTRING (0 0, 10 10, 20 0)
LINESTRING EMPTY

POLYGON ((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0))
POLYGON ((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0), (2 2, 2 8, 8 8, 8 2, 2 2))

MULTIPOINT ((0 0), (10 10))
MULTILINESTRING ((0 0, 10 10), (20 20, 30 30))
MULTIPOLYGON (((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0)))

GEOMETRYCOLLECTION (POINT (0 0), LINESTRING (0 0, 10 10))

6.4.2 导入 WKT

String wkt = "POLYGON ((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0))";

// 方式一：使用 GeometryEngine
Geometry geometry = GeometryEngine.geometryFromWkt(
    wkt, 
    WktImportFlags.wktImportDefaults, 
    Geometry.Type.Unknown
);

// 方式二：使用 Operator
OperatorImportFromWkt op = OperatorImportFromWkt.local();
Geometry result = op.execute(0, Geometry.Type.Unknown, wkt, null);

6.4.3 导出 WKT

Polygon polygon = createPolygon();

// 方式一：使用 GeometryEngine
String wkt = GeometryEngine.geometryToWkt(polygon, WktExportFlags.wktExportDefaults);

// 方式二：使用 Operator
OperatorExportToWkt op = OperatorExportToWkt.local();
String wkt2 = op.execute(0, polygon, null);

System.out.println(wkt);
// POLYGON ((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0))

6.4.4 WKT 导入/导出标志

// WktImportFlags
int flags = WktImportFlags.wktImportDefaults;    // 默认
int flags2 = WktImportFlags.wktImportNonTrusted; // 不信任输入

// WktExportFlags
int exportFlags = WktExportFlags.wktExportDefaults;   // 默认
int exportFlags2 = WktExportFlags.wktExportMultiPoint; // 导出为 MULTIPOINT
int exportFlags3 = WktExportFlags.wktExportLineString; // 导出为 LINESTRING
int exportFlags4 = WktExportFlags.wktExportPolygon;    // 导出为 POLYGON
int exportFlags5 = WktExportFlags.wktExportPoint;      // 导出为 POINT

6.4.5 处理带 Z/M 的 WKT

// 导入带 Z 的 WKT
String wktZ = "POINT Z (116.4 39.9 100)";
Geometry geom = GeometryEngine.geometryFromWkt(wktZ, 0, Geometry.Type.Unknown);
Point point = (Point) geom;
System.out.println("Z 值: " + point.getZ());

// 导入带 M 的 WKT
String wktM = "POINT M (116.4 39.9 50.5)";
Geometry geomM = GeometryEngine.geometryFromWkt(wktM, 0, Geometry.Type.Unknown);

// 导入带 ZM 的 WKT
String wktZM = "POINT ZM (116.4 39.9 100 50.5)";
Geometry geomZM = GeometryEngine.geometryFromWkt(wktZM, 0, Geometry.Type.Unknown);

6.5 WKB 格式

6.5.1 WKB 格式概述

Well-Known Binary (WKB) 是 WKT 的二进制版本，用于高效存储和传输：

结构：
[字节序(1字节)] [几何类型(4字节)] [坐标数据...]

字节序：
01 = 小端序 (Little Endian)
00 = 大端序 (Big Endian)

几何类型：
1 = Point
2 = LineString
3 = Polygon
4 = MultiPoint
5 = MultiLineString
6 = MultiPolygon
7 = GeometryCollection

6.5.2 导入 WKB

byte[] wkbBytes = getWkbData();
ByteBuffer wkb = ByteBuffer.wrap(wkbBytes);

// 方式一：使用 Operator
OperatorImportFromWkb op = OperatorImportFromWkb.local();
Geometry geometry = op.execute(0, Geometry.Type.Unknown, wkb, null);

// 支持 OGC 结构
OGCStructure ogcStructure = op.executeOGC(0, wkb, null);

6.5.3 导出 WKB

Polygon polygon = createPolygon();

// 方式一：使用 Operator
OperatorExportToWkb op = OperatorExportToWkb.local();
ByteBuffer wkb = op.execute(0, polygon, null);

// 转换为字节数组
byte[] bytes = new byte[wkb.remaining()];
wkb.get(bytes);

6.5.4 WKB 字节序

// 设置字节序
int flags = WkbExportFlags.wkbExportDefaults;      // 默认（大端序）
int flagsLE = WkbExportFlags.wkbExportLittleEndian; // 小端序

ByteBuffer wkbLE = OperatorExportToWkb.local().execute(
    WkbExportFlags.wkbExportLittleEndian, 
    geometry, 
    null
);

6.5.5 WKB 与数据库集成

// PostGIS 通常使用 WKB 格式
// 从 ResultSet 读取 WKB
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT ST_AsBinary(geom) FROM table");
while (rs.next()) {
    byte[] wkb = rs.getBytes(1);
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(wkb);
    Geometry geom = OperatorImportFromWkb.local()
        .execute(0, Geometry.Type.Unknown, buffer, null);
}

// 将 WKB 写入数据库
ByteBuffer wkb = OperatorExportToWkb.local().execute(0, geometry, null);
pstmt.setBytes(1, wkb.array());

6.6 ESRI Shape 格式

6.6.1 Shape 格式概述

ESRI Shape 格式是 Shapefile 中存储几何的二进制格式：

结构：
[ShapeType(4字节)] [BoundingBox(32字节)] [Parts...] [Points...]

6.6.2 导入 Shape

byte[] shapeBytes = getShapeData();

// 使用 GeometryEngine
Geometry geometry = GeometryEngine.geometryFromEsriShape(
    shapeBytes, 
    Geometry.Type.Unknown
);

// 使用 Operator
OperatorImportFromESRIShape op = OperatorImportFromESRIShape.local();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(shapeBytes);
buffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
Geometry result = op.execute(0, Geometry.Type.Unknown, buffer);

6.6.3 导出 Shape

Polygon polygon = createPolygon();

// 使用 GeometryEngine
byte[] shapeBytes = GeometryEngine.geometryToEsriShape(polygon);

// 使用 Operator
OperatorExportToESRIShape op = OperatorExportToESRIShape.local();
ByteBuffer buffer = op.execute(0, polygon);

6.6.4 Shape 导入/导出标志

// ShapeImportFlags
int flags = ShapeImportFlags.ShapeImportDefaults;    // 默认
int flags2 = ShapeImportFlags.ShapeImportNonTrusted; // 不信任输入

// ShapeExportFlags
int exportFlags = ShapeExportFlags.ShapeExportDefaults; // 默认

6.7 格式转换实战

6.7.1 WKT 转 GeoJSON

public String wktToGeoJson(String wkt) {
    Geometry geometry = GeometryEngine.geometryFromWkt(
        wkt, 0, Geometry.Type.Unknown);
    return GeometryEngine.geometryToGeoJson(geometry);
}

// 使用
String wkt = "POLYGON ((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0))";
String geoJson = wktToGeoJson(wkt);

6.7.2 GeoJSON 转 WKT

public String geoJsonToWkt(String geoJson) {
    MapGeometry mapGeom = GeometryEngine.geoJsonToGeometry(
        geoJson, 0, Geometry.Type.Unknown);
    return GeometryEngine.geometryToWkt(mapGeom.getGeometry(), 0);
}

// 使用
String geoJson = "{\"type\": \"Point\", \"coordinates\": [116.4, 39.9]}";
String wkt = geoJsonToWkt(geoJson);
// 结果: POINT (116.4 39.9)

6.7.3 批量格式转换

/**
 * 批量将 WKT 转换为 GeoJSON
 */
public List<String> batchWktToGeoJson(List<String> wktList) {
    List<String> results = new ArrayList<>();
    
    OperatorImportFromWkt importOp = OperatorImportFromWkt.local();
    OperatorExportToGeoJson exportOp = OperatorExportToGeoJson.local();
    
    for (String wkt : wktList) {
        Geometry geom = importOp.execute(0, Geometry.Type.Unknown, wkt, null);
        String geoJson = exportOp.execute(null, geom);
        results.add(geoJson);
    }
    
    return results;
}

6.7.4 格式转换工具类

public class GeometryFormatConverter {
    
    public static Geometry fromWkt(String wkt) {
        return GeometryEngine.geometryFromWkt(wkt, 0, Geometry.Type.Unknown);
    }
    
    public static String toWkt(Geometry geometry) {
        return GeometryEngine.geometryToWkt(geometry, 0);
    }
    
    public static Geometry fromGeoJson(String geoJson) {
        MapGeometry mg = GeometryEngine.geoJsonToGeometry(
            geoJson, 0, Geometry.Type.Unknown);
        return mg.getGeometry();
    }
    
    public static String toGeoJson(Geometry geometry) {
        return GeometryEngine.geometryToGeoJson(geometry);
    }
    
    public static Geometry fromWkb(byte[] wkb) {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(wkb);
        return OperatorImportFromWkb.local()
            .execute(0, Geometry.Type.Unknown, buffer, null);
    }
    
    public static byte[] toWkb(Geometry geometry) {
        ByteBuffer buffer = OperatorExportToWkb.local()
            .execute(0, geometry, null);
        byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];
        buffer.get(bytes);
        return bytes;
    }
    
    public static Geometry fromJson(String json) {
        MapGeometry mg = GeometryEngine.jsonToGeometry(json);
        return mg.getGeometry();
    }
    
    public static String toJson(Geometry geometry, SpatialReference sr) {
        return GeometryEngine.geometryToJson(sr, geometry);
    }
}

6.8 处理复杂几何

6.8.1 GeometryCollection 处理

// 导入 GeometryCollection
String wkt = "GEOMETRYCOLLECTION (POINT (0 0), LINESTRING (0 0, 10 10))";

// 使用 OGC API 处理
OGCGeometry ogcGeom = OGCGeometry.fromText(wkt);
if (ogcGeom instanceof OGCConcreteGeometryCollection) {
    OGCConcreteGeometryCollection collection = 
        (OGCConcreteGeometryCollection) ogcGeom;
    
    int numGeoms = collection.numGeometries();
    for (int i = 0; i < numGeoms; i++) {
        OGCGeometry geom = collection.geometryN(i);
        System.out.println(geom.geometryType());
    }
}

6.8.2 多部分几何

// MultiPolygon WKT
String multiPolygonWkt = "MULTIPOLYGON (((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0)), " +
    "((20 20, 30 20, 30 30, 20 30, 20 20)))";

Geometry geom = GeometryEngine.geometryFromWkt(
    multiPolygonWkt, 0, Geometry.Type.Unknown);

// 在 ESRI 几何中，MultiPolygon 表示为单个 Polygon 多个环
Polygon polygon = (Polygon) geom;
int pathCount = polygon.getPathCount();
System.out.println("环数量: " + pathCount);

6.9 错误处理

6.9.1 格式解析错误

public Geometry safeParseWkt(String wkt) {
    try {
        return GeometryEngine.geometryFromWkt(wkt, 0, Geometry.Type.Unknown);
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        System.err.println("WKT 解析错误: " + e.getMessage());
        return null;
    } catch (GeometryException e) {
        System.err.println("几何错误: " + e.getMessage());
        return null;
    }
}

public Geometry safeParseGeoJson(String geoJson) {
    try {
        MapGeometry mg = GeometryEngine.geoJsonToGeometry(
            geoJson, 0, Geometry.Type.Unknown);
        return mg.getGeometry();
    } catch (Exception e) {
        System.err.println("GeoJSON 解析错误: " + e.getMessage());
        return null;
    }
}

6.9.2 验证几何

public boolean isValidGeometry(Geometry geometry, SpatialReference sr) {
    if (geometry == null || geometry.isEmpty()) {
        return false;
    }
    
    // 检查是否简单
    OperatorSimplify op = OperatorSimplify.local();
    NonSimpleResult result = new NonSimpleResult();
    boolean isSimple = op.isSimpleAsFeature(geometry, sr, true, result, null);
    
    if (!isSimple) {
        System.err.println("几何不简单: " + result.m_reason);
        return false;
    }
    
    return true;
}

6.10 本章小结

本章详细介绍了 geometry-api-java 的数据格式转换：

JSON 格式：Esri JSON，带空间参考
GeoJSON 格式：OGC 标准格式
WKT 格式：文本格式，支持 Z/M
WKB 格式：二进制格式，适合数据库存储
Shape 格式：Shapefile 几何格式
格式转换：相互转换的方法
复杂几何：GeometryCollection 处理
错误处理：解析和验证

最佳实践：

根据场景选择合适格式
使用工具类封装转换逻辑
处理可能的解析错误
验证输入几何的有效性

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posted @ 2025-12-03 15:15 我才是银古阅读(6) 评论(0) 收藏举报

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梦开始的地方

慢慢来会比较快！

第06章 - 数据格式转换

第06章 - 数据格式转换

6.1 格式支持概述

6.1.1 支持的格式

6.1.2 格式转换算子

6.2 Esri JSON 格式

6.2.1 JSON 格式规范

6.2.2 导入 JSON

6.2.3 导出 JSON

6.2.4 批量转换

6.3 GeoJSON 格式

6.3.1 GeoJSON 格式规范

6.3.2 导入 GeoJSON

6.3.3 导出 GeoJSON

6.3.4 GeoJSON 导入/导出标志

6.3.5 处理 FeatureCollection

6.4 WKT 格式

6.4.1 WKT 格式规范

6.4.2 导入 WKT

6.4.3 导出 WKT

6.4.4 WKT 导入/导出标志

6.4.5 处理带 Z/M 的 WKT

6.5 WKB 格式

6.5.1 WKB 格式概述

6.5.2 导入 WKB

6.5.3 导出 WKB

6.5.4 WKB 字节序

6.5.5 WKB 与数据库集成

6.6 ESRI Shape 格式

6.6.1 Shape 格式概述

6.6.2 导入 Shape

6.6.3 导出 Shape

6.6.4 Shape 导入/导出标志

6.7 格式转换实战

6.7.1 WKT 转 GeoJSON

6.7.2 GeoJSON 转 WKT

6.7.3 批量格式转换

6.7.4 格式转换工具类

6.8 处理复杂几何

6.8.1 GeometryCollection 处理

6.8.2 多部分几何

6.9 错误处理

6.9.1 格式解析错误

6.9.2 验证几何

6.10 本章小结

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