第06章 - 数据格式转换实战

6.1 格式转换概述

6.1.1 支持的格式

OGU4Net通过GDAL支持多种矢量数据格式：

格式	枚举值	扩展名	说明
Shapefile	SHP	.shp	最常用的矢量格式
GeoJSON	GEOJSON	.geojson/.json	Web GIS标准格式
GeoPackage	GEOPACKAGE	.gpkg	OGC SQLite标准
File Geodatabase	FILEGDB	.gdb	Esri文件地理数据库
PostGIS	POSTGIS	-	PostgreSQL空间扩展
KML	KML	.kml	Google Earth格式
DXF	DXF	.dxf	AutoCAD交换格式
国土TXT	TXT	.txt	自然资源部门格式

6.1.2 转换原理

格式转换的基本流程：

源格式文件 → 读取器 → OguLayer → 写入器 → 目标格式文件
     ↓            ↓           ↓           ↓
  GDAL/OGR    GdalReader   统一模型   GdalWriter

核心代码：

// 基本转换
public static void ConvertFormat(
    string inputPath,
    DataFormatType inputFormat,
    string outputPath,
    DataFormatType outputFormat)
{
    // 1. 读取
    var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(inputFormat, inputPath);
    
    // 2. 写入
    OguLayerUtil.WriteLayer(outputFormat, layer, outputPath);
}

6.2 Shapefile格式

6.2.1 读取Shapefile

using OpenGIS.Utils.DataSource;
using OpenGIS.Utils.Engine.Enums;
using OpenGIS.Utils.Engine.Util;

// 基本读取
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(DataFormatType.SHP, "data/cities.shp");

Console.WriteLine($"图层名: {layer.Name}");
Console.WriteLine($"几何类型: {layer.GeometryType}");
Console.WriteLine($"要素数: {layer.GetFeatureCount()}");
Console.WriteLine($"字段数: {layer.Fields.Count}");

// 使用ShpUtil读取（自动处理编码）
var layerWithEncoding = ShpUtil.ReadShapefile("data/cities.shp");

// 指定编码读取
var gbkLayer = ShpUtil.ReadShapefile("data/cities.shp", Encoding.GetEncoding("GBK"));

6.2.2 写入Shapefile

// 基本写入
OguLayerUtil.WriteLayer(DataFormatType.SHP, layer, "output/cities.shp");

// 使用ShpUtil写入（自动创建CPG文件）
ShpUtil.WriteShapefile(layer, "output/cities.shp", Encoding.UTF8);

6.2.3 编码处理

Shapefile的中文编码是常见问题：

using OpenGIS.Utils.Utils;

// 检测Shapefile编码
var encoding = ShpUtil.GetShapefileEncoding("data.shp");
Console.WriteLine($"检测到编码: {encoding.WebName}");

// 创建CPG文件（指定编码）
ShpUtil.CreateCpgFile("output.shp", Encoding.UTF8);

// 转换编码
EncodingUtil.ConvertFileEncoding("data.dbf", Encoding.UTF8);

6.2.4 Shapefile附属文件

// Shapefile包含多个文件
// .shp  - 几何数据
// .shx  - 几何索引
// .dbf  - 属性数据
// .prj  - 坐标系定义
// .cpg  - 编码定义（可选）

// 检查Shapefile是否完整
bool IsShapefileComplete(string shpPath)
{
    var baseName = Path.GetFileNameWithoutExtension(shpPath);
    var dir = Path.GetDirectoryName(shpPath) ?? ".";
    
    var requiredExtensions = new[] { ".shp", ".shx", ".dbf" };
    
    return requiredExtensions.All(ext => 
        File.Exists(Path.Combine(dir, baseName + ext)));
}

6.3 GeoJSON格式

6.3.1 读取GeoJSON

// 读取GeoJSON文件
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(
    DataFormatType.GEOJSON,
    "data/cities.geojson"
);

// 遍历要素
foreach (var feature in layer.Features)
{
    Console.WriteLine($"FID: {feature.Fid}");
    Console.WriteLine($"Geometry: {feature.Wkt}");
    
    foreach (var attr in feature.Attributes)
    {
        Console.WriteLine($"  {attr.Key}: {attr.Value.Value}");
    }
}

6.3.2 写入GeoJSON

// 写入GeoJSON
OguLayerUtil.WriteLayer(
    DataFormatType.GEOJSON,
    layer,
    "output/cities.geojson"
);

6.3.3 GeoJSON特点

GeoJSON格式的特点：

纯文本，易于阅读和编辑
Web友好，JavaScript直接解析
自描述，包含完整的属性信息
默认使用WGS84坐标系（EPSG:4326）

// GeoJSON示例结构
/*
{
  "type": "FeatureCollection",
  "features": [
    {
      "type": "Feature",
      "geometry": {
        "type": "Point",
        "coordinates": [116.404, 39.915]
      },
      "properties": {
        "name": "北京",
        "population": 21540000
      }
    }
  ]
}
*/

6.3.4 单个几何转GeoJSON

using OpenGIS.Utils.Geometry;

// WKT转GeoJSON
var wkt = "POLYGON ((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0))";
var geojson = GeometryUtil.Wkt2Geojson(wkt);
Console.WriteLine(geojson);

// 输出：{ "type": "Polygon", "coordinates": [ [ [ 0.0, 0.0 ], [ 10.0, 0.0 ], ... ] ] }

6.4 GeoPackage格式

6.4.1 读取GeoPackage

// 读取GeoPackage
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(
    DataFormatType.GEOPACKAGE,
    "data/cities.gpkg",
    layerName: "cities"  // GeoPackage可包含多个图层
);

// 获取GeoPackage中的所有图层名
var layerNames = OguLayerUtil.GetLayerNames(
    DataFormatType.GEOPACKAGE,
    "data/cities.gpkg"
);

Console.WriteLine("GeoPackage中的图层:");
foreach (var name in layerNames)
{
    Console.WriteLine($"  - {name}");
}

6.4.2 写入GeoPackage

// 写入GeoPackage
OguLayerUtil.WriteLayer(
    DataFormatType.GEOPACKAGE,
    layer,
    "output/cities.gpkg",
    layerName: "my_cities"
);

// GeoPackage可以包含多个图层
// 需要使用追加模式（当前未实现）

6.4.3 GeoPackage特点

OGC标准的SQLite数据库格式
支持矢量和栅格数据
单文件，便于分发
支持多图层
支持元数据和样式

6.5 FileGDB格式

6.5.1 读取FileGDB

// 检查驱动可用性
var hasFileGDB = GdalConfiguration.IsDriverAvailable("FileGDB");
var hasOpenFileGDB = GdalConfiguration.IsDriverAvailable("OpenFileGDB");

if (hasFileGDB || hasOpenFileGDB)
{
    // 读取FileGDB
    var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(
        DataFormatType.FILEGDB,
        "data/sample.gdb",
        layerName: "Cities"
    );
    
    Console.WriteLine($"读取到 {layer.GetFeatureCount()} 个要素");
}
else
{
    Console.WriteLine("FileGDB驱动不可用");
}

// 获取FileGDB中的图层列表
var layers = OguLayerUtil.GetLayerNames(
    DataFormatType.FILEGDB,
    "data/sample.gdb"
);

6.5.2 写入FileGDB

// 注意：写入FileGDB需要FileGDB驱动，OpenFileGDB只支持读取

if (GdalConfiguration.IsDriverAvailable("FileGDB"))
{
    OguLayerUtil.WriteLayer(
        DataFormatType.FILEGDB,
        layer,
        "output/sample.gdb",
        layerName: "MyLayer"
    );
}
else
{
    Console.WriteLine("FileGDB驱动不可用，无法写入");
    // 可以考虑转换为其他格式
    OguLayerUtil.WriteLayer(
        DataFormatType.GEOPACKAGE,
        layer,
        "output/sample.gpkg"
    );
}

6.6 PostGIS格式

6.6.1 连接PostGIS

// PostGIS连接字符串格式
// PG:host=<host> dbname=<database> user=<user> password=<password> [port=<port>]

string connStr = "PG:host=localhost dbname=mydb user=postgres password=secret";

// 读取PostGIS表
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(
    DataFormatType.POSTGIS,
    connStr,
    layerName: "public.cities"  // schema.table
);

Console.WriteLine($"读取到 {layer.GetFeatureCount()} 个要素");

6.6.2 PostGIS查询

// 带过滤条件读取
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(
    DataFormatType.POSTGIS,
    connStr,
    layerName: "public.cities",
    attributeFilter: "population > 1000000"
);

// 空间过滤
var bbox = "POLYGON ((116.0 39.0, 117.0 39.0, 117.0 40.0, 116.0 40.0, 116.0 39.0))";
var layerFiltered = OguLayerUtil.ReadLayer(
    DataFormatType.POSTGIS,
    connStr,
    layerName: "public.cities",
    spatialFilterWkt: bbox
);

6.6.3 写入PostGIS

// 写入到PostGIS（会创建新表）
OguLayerUtil.WriteLayer(
    DataFormatType.POSTGIS,
    layer,
    connStr,
    layerName: "public.new_cities"
);

6.6.4 PostgisUtil工具类

using OpenGIS.Utils.Engine.Util;

// PostgisUtil提供更多PostGIS专用功能
// 例如：连接池管理、批量操作等

6.7 KML格式

6.7.1 读取KML

// 读取KML文件
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(
    DataFormatType.KML,
    "data/places.kml"
);

// 遍历要素
foreach (var feature in layer.Features)
{
    var name = feature.GetValue("Name");
    var description = feature.GetValue("description");
    Console.WriteLine($"{name}: {description}");
}

6.7.2 写入KML

// 写入KML
OguLayerUtil.WriteLayer(
    DataFormatType.KML,
    layer,
    "output/places.kml"
);

6.7.3 KML特点

Google Earth和Google Maps使用的格式
基于XML
支持样式和3D属性
适合地图展示和分享

6.8 DXF格式

6.8.1 读取DXF

// 读取DXF文件
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(
    DataFormatType.DXF,
    "data/drawing.dxf"
);

// DXF通常包含多个图层（CAD图层）
var layerNames = OguLayerUtil.GetLayerNames(
    DataFormatType.DXF,
    "data/drawing.dxf"
);

foreach (var name in layerNames)
{
    Console.WriteLine($"CAD图层: {name}");
}

6.8.2 写入DXF

// 写入DXF
OguLayerUtil.WriteLayer(
    DataFormatType.DXF,
    layer,
    "output/drawing.dxf"
);

6.9 国土TXT格式

6.9.1 格式说明

国土TXT格式是中国自然资源部门使用的坐标文件格式：

数据来源: 自然资源部
坐标系: CGCS2000
分带: 3度带
投影类型: 高斯-克吕格投影
单位: 米

点号	圈号	X	Y	Z	备注
J1	1	456789.123	4321098.456		界址点1
J2	1	456790.234	4321099.567		界址点2
...

6.9.2 读取TXT

using OpenGIS.Utils.DataSource;

// 读取国土TXT文件
var layer = GtTxtUtil.LoadTxt("data/boundary.txt");

Console.WriteLine($"图层名: {layer.Name}");
Console.WriteLine($"要素数: {layer.GetFeatureCount()}");

// 读取元数据
if (layer.Metadata != null)
{
    Console.WriteLine($"坐标系: {layer.Metadata.CoordinateSystemName}");
    Console.WriteLine($"分带: {layer.Metadata.ZoneDivision}");
    Console.WriteLine($"单位: {layer.Metadata.MeasureUnit}");
}

// 遍历坐标点
foreach (var feature in layer.Features)
{
    var pointNumber = feature.GetValue("点号");
    var ringNumber = feature.GetValue("圈号");
    var x = feature.GetAttribute("X")?.GetDoubleValue();
    var y = feature.GetAttribute("Y")?.GetDoubleValue();
    
    Console.WriteLine($"{pointNumber} ({ringNumber}): X={x}, Y={y}");
}

6.9.3 写入TXT

// 创建元数据
var metadata = new OguLayerMetadata
{
    DataSource = "测量队",
    CoordinateSystemName = "CGCS2000",
    ZoneDivision = "3度带",
    ProjectionType = "高斯-克吕格投影",
    MeasureUnit = "米"
};

// 写入TXT文件
GtTxtUtil.SaveTxt(layer, "output/boundary.txt", metadata);

6.9.4 TXT转Shapefile

// 1. 读取TXT
var txtLayer = GtTxtUtil.LoadTxt("boundary.txt");

// 2. TXT是点数据，如果需要转为面，需要重组几何
// 根据圈号分组点
var rings = txtLayer.Features
    .GroupBy(f => f.GetValue("圈号")?.ToString() ?? "1")
    .OrderBy(g => g.Key)
    .ToList();

// 3. 创建多边形图层
var polyLayer = new OguLayer
{
    Name = "Boundary",
    GeometryType = GeometryType.POLYGON,
    Wkid = 4490  // CGCS2000
};

polyLayer.AddField(new OguField { Name = "Name", DataType = FieldDataType.STRING, Length = 50 });

// 4. 构建多边形WKT
var coordinates = new List<string>();
foreach (var ring in rings)
{
    var points = ring.OrderBy(f => f.GetValue("点号")?.ToString())
        .Select(f =>
        {
            var x = f.GetAttribute("X")?.GetDoubleValue() ?? 0;
            var y = f.GetAttribute("Y")?.GetDoubleValue() ?? 0;
            return $"{x} {y}";
        })
        .ToList();
    
    // 闭合环
    if (points.First() != points.Last())
        points.Add(points.First());
    
    coordinates.Add($"({string.Join(", ", points)})");
}

var wkt = $"POLYGON ({string.Join(", ", coordinates)})";

var feature = new OguFeature { Fid = 1, Wkt = wkt };
feature.SetValue("Name", txtLayer.Name);
polyLayer.AddFeature(feature);

// 5. 写入Shapefile
OguLayerUtil.WriteLayer(DataFormatType.SHP, polyLayer, "output/boundary.shp");

6.10 批量转换

6.10.1 目录批量转换

public static void BatchConvert(
    string inputDir,
    string outputDir,
    DataFormatType inputFormat,
    DataFormatType outputFormat,
    string inputExtension,
    string outputExtension)
{
    // 确保输出目录存在
    Directory.CreateDirectory(outputDir);
    
    // 获取所有输入文件
    var inputFiles = Directory.GetFiles(inputDir, $"*{inputExtension}");
    
    Console.WriteLine($"找到 {inputFiles.Length} 个文件需要转换");
    
    int success = 0, failed = 0;
    
    foreach (var inputFile in inputFiles)
    {
        var fileName = Path.GetFileNameWithoutExtension(inputFile);
        var outputFile = Path.Combine(outputDir, $"{fileName}{outputExtension}");
        
        try
        {
            Console.Write($"转换: {fileName}...");
            
            OguLayerUtil.ConvertFormat(
                inputFile, inputFormat,
                outputFile, outputFormat
            );
            
            Console.WriteLine(" 成功");
            success++;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine($" 失败: {ex.Message}");
            failed++;
        }
    }
    
    Console.WriteLine($"\n转换完成: 成功 {success}, 失败 {failed}");
}

// 使用示例
BatchConvert(
    "input/",
    "output/",
    DataFormatType.SHP,
    DataFormatType.GEOJSON,
    ".shp",
    ".geojson"
);

6.10.2 异步批量转换

public static async Task BatchConvertAsync(
    string[] inputFiles,
    string outputDir,
    DataFormatType inputFormat,
    DataFormatType outputFormat,
    string outputExtension,
    int maxParallel = 4)
{
    Directory.CreateDirectory(outputDir);
    
    var semaphore = new SemaphoreSlim(maxParallel);
    var tasks = new List<Task>();
    
    foreach (var inputFile in inputFiles)
    {
        await semaphore.WaitAsync();
        
        var task = Task.Run(async () =>
        {
            try
            {
                var fileName = Path.GetFileNameWithoutExtension(inputFile);
                var outputFile = Path.Combine(outputDir, $"{fileName}{outputExtension}");
                
                await OguLayerUtil.ConvertFormatAsync(
                    inputFile, inputFormat,
                    outputFile, outputFormat
                );
                
                Console.WriteLine($"完成: {fileName}");
            }
            finally
            {
                semaphore.Release();
            }
        });
        
        tasks.Add(task);
    }
    
    await Task.WhenAll(tasks);
}

6.11 转换中的数据处理

6.11.1 坐标转换

// 读取WGS84坐标数据
var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(DataFormatType.SHP, "wgs84.shp");

// 转换为CGCS2000
foreach (var feature in layer.Features)
{
    if (!string.IsNullOrEmpty(feature.Wkt))
    {
        feature.Wkt = CrsUtil.Transform(feature.Wkt, 4326, 4490);
    }
}
layer.Wkid = 4490;

// 保存
OguLayerUtil.WriteLayer(DataFormatType.SHP, layer, "cgcs2000.shp");

6.11.2 字段筛选

// 读取原始数据
var srcLayer = OguLayerUtil.ReadLayer(DataFormatType.SHP, "source.shp");

// 创建只包含指定字段的新图层
var dstLayer = new OguLayer
{
    Name = srcLayer.Name,
    GeometryType = srcLayer.GeometryType,
    Wkid = srcLayer.Wkid
};

// 只保留需要的字段
var keepFields = new[] { "ID", "Name", "Type" };
foreach (var fieldName in keepFields)
{
    var field = srcLayer.GetField(fieldName);
    if (field != null)
    {
        dstLayer.AddField(field.Clone());
    }
}

// 复制要素，只保留指定字段的值
foreach (var srcFeature in srcLayer.Features)
{
    var dstFeature = new OguFeature
    {
        Fid = srcFeature.Fid,
        Wkt = srcFeature.Wkt
    };
    
    foreach (var fieldName in keepFields)
    {
        if (srcFeature.HasAttribute(fieldName))
        {
            dstFeature.SetValue(fieldName, srcFeature.GetValue(fieldName));
        }
    }
    
    dstLayer.AddFeature(dstFeature);
}

// 保存
OguLayerUtil.WriteLayer(DataFormatType.GEOJSON, dstLayer, "filtered.geojson");

6.11.3 属性计算

var layer = OguLayerUtil.ReadLayer(DataFormatType.SHP, "polygons.shp");

// 添加面积字段
layer.AddField(new OguField
{
    Name = "CalcArea",
    DataType = FieldDataType.DOUBLE
});

// 计算面积
foreach (var feature in layer.Features)
{
    if (!string.IsNullOrEmpty(feature.Wkt))
    {
        var area = GeometryUtil.AreaWkt(feature.Wkt);
        feature.SetValue("CalcArea", area);
    }
}

OguLayerUtil.WriteLayer(DataFormatType.SHP, layer, "with_area.shp");

6.12 小结

本章介绍了OGU4Net支持的各种数据格式转换：

Shapefile：最常用格式，注意编码处理
GeoJSON：Web友好，纯文本格式
GeoPackage：OGC标准，单文件多图层
FileGDB：Esri格式，需要特定驱动
PostGIS：数据库存储，支持SQL查询
KML：Google Earth格式
DXF：CAD交换格式
国土TXT：中国自然资源部门格式

转换技巧：

使用OguLayerUtil简化转换操作
注意编码问题（尤其是Shapefile）
转换时可以进行坐标转换、字段筛选等处理
批量转换时考虑并行处理

posted @ 2025-12-03 15:51 我才是银古阅读(0) 评论(0) 收藏举报

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慢慢来会比较快！

第06章 - 数据格式转换实战

第06章 - 数据格式转换实战

6.1 格式转换概述

6.1.1 支持的格式

6.1.2 转换原理

6.2 Shapefile格式

6.2.1 读取Shapefile

6.2.2 写入Shapefile

6.2.3 编码处理

6.2.4 Shapefile附属文件

6.3 GeoJSON格式

6.3.1 读取GeoJSON

6.3.2 写入GeoJSON

6.3.3 GeoJSON特点

6.3.4 单个几何转GeoJSON

6.4 GeoPackage格式

6.4.1 读取GeoPackage

6.4.2 写入GeoPackage

6.4.3 GeoPackage特点

6.5 FileGDB格式

6.5.1 读取FileGDB

6.5.2 写入FileGDB

6.6 PostGIS格式

6.6.1 连接PostGIS

6.6.2 PostGIS查询

6.6.3 写入PostGIS

6.6.4 PostgisUtil工具类

6.7 KML格式

6.7.1 读取KML

6.7.2 写入KML

6.7.3 KML特点

6.8 DXF格式

6.8.1 读取DXF

6.8.2 写入DXF

6.9 国土TXT格式

6.9.1 格式说明

6.9.2 读取TXT

6.9.3 写入TXT

6.9.4 TXT转Shapefile

6.10 批量转换

6.10.1 目录批量转换

6.10.2 异步批量转换

6.11 转换中的数据处理

6.11.1 坐标转换

6.11.2 字段筛选

6.11.3 属性计算

6.12 小结

公告