Processing工具箱

第十三章 Processing工具箱

13.1 Processing框架概述

13.1.1 什么是Processing框架

Processing是QGIS的地理处理框架，提供：

统一的算法接口
批处理能力
模型设计器
脚本集成
历史记录

13.1.2 框架架构

Processing Framework
├── QgsProcessingRegistry (注册表)
│   └── QgsProcessingProvider (提供者)
│       └── QgsProcessingAlgorithm (算法)
├── QgsProcessingContext (上下文)
├── QgsProcessingFeedback (反馈)
└── GUI组件
    ├── Processing Toolbox (工具箱)
    ├── Algorithm Dialog (算法对话框)
    └── Graphical Modeler (模型设计器)

13.1.3 打开工具箱

处理 > 工具箱
或 Ctrl+Alt+T

13.2 工具箱结构

13.2.1 算法提供者

提供者	说明	算法数
QGIS	原生算法	200+
GDAL	GDAL/OGR工具	50+
GRASS	GRASS GIS	500+
SAGA	SAGA GIS	300+
Scripts	用户脚本	自定义
Models	处理模型	自定义

13.2.2 搜索算法

import processing

# 搜索算法
for alg in QgsApplication.processingRegistry().algorithms():
    if 'buffer' in alg.displayName().lower():
        print(f"{alg.id()}: {alg.displayName()}")

13.2.3 获取算法帮助

# 获取算法帮助
processing.algorithmHelp("native:buffer")

# 获取算法参数定义
alg = QgsApplication.processingRegistry().algorithmById("native:buffer")
for param in alg.parameterDefinitions():
    print(f"{param.name()}: {param.description()}")

13.3 运行算法

13.3.1 使用GUI运行

在工具箱中找到算法
双击打开对话框
设置参数
点击运行

13.3.2 使用Python运行

import processing

# 基本调用
result = processing.run("native:buffer", {
    'INPUT': layer,
    'DISTANCE': 100,
    'OUTPUT': 'memory:'
})

# 获取输出图层
output_layer = result['OUTPUT']

# 添加到项目
QgsProject.instance().addMapLayer(output_layer)

13.3.3 运行并加载结果

# 自动加载结果
result = processing.runAndLoadResults("native:buffer", {
    'INPUT': layer,
    'DISTANCE': 100,
    'OUTPUT': 'memory:'
})

13.3.4 参数类型

参数类型	常量	Python类型
矢量图层	SOURCE	QgsVectorLayer/str
栅格图层	RASTER	QgsRasterLayer/str
数值	NUMBER	int/float
字符串	STRING	str
布尔	BOOLEAN	bool
枚举	ENUM	int
字段	FIELD	str
范围	EXTENT	str/QgsRectangle
CRS	CRS	str/QgsCRS
输出	SINK	str

13.4 批处理

13.4.1 GUI批处理

右键算法 > 作为批处理执行
添加多行输入
配置输出命名
运行

13.4.2 Python批处理

import processing

# 批量缓冲多个图层
layers = ['layer1.shp', 'layer2.shp', 'layer3.shp']
distances = [100, 200, 300]

for layer_path, dist in zip(layers, distances):
    result = processing.run("native:buffer", {
        'INPUT': layer_path,
        'DISTANCE': dist,
        'OUTPUT': layer_path.replace('.shp', f'_buffer_{dist}.shp')
    })

13.4.3 使用迭代器

# 对图层中的每个要素分别处理
for feature in layer.getFeatures():
    # 提取单个要素
    temp = QgsVectorLayer("Point?crs=EPSG:4326", "temp", "memory")
    temp.dataProvider().addFeature(feature)
    
    # 处理
    result = processing.run("native:buffer", {
        'INPUT': temp,
        'DISTANCE': 100,
        'OUTPUT': f'/output/buffer_{feature.id()}.shp'
    })

13.5 模型设计器

13.5.1 打开模型设计器

处理 > 模型设计器

13.5.2 模型组件

输入：

矢量图层
栅格图层
数值
字符串
范围
CRS
等等

算法：

任何Processing算法
其他模型

输出：

矢量输出
栅格输出

13.5.3 创建模型示例

模型：缓冲区并裁剪

输入:
├── 点图层 (points_input)
├── 裁剪范围 (clip_layer)
└── 缓冲距离 (buffer_distance)

算法流程:
1. Buffer (native:buffer)
   └── 输入: points_input
   └── 距离: buffer_distance
   └── 输出: buffered

2. Clip (native:clip)
   └── 输入: buffered
   └── 覆盖: clip_layer
   └── 输出: final_output

输出:
└── 裁剪后的缓冲区 (final_output)

13.5.4 保存和使用模型

# 模型保存为 .model3 文件
# 默认位置: ~/.local/share/QGIS/QGIS3/profiles/default/processing/models/

# 使用模型
result = processing.run("model:my_model", {
    'points_input': point_layer,
    'clip_layer': clip_polygon,
    'buffer_distance': 500,
    'final_output': 'memory:'
})

13.5.5 导出模型为Python

# 在模型设计器中：
# 编辑 > 导出为Python脚本

# 生成的脚本示例：
from qgis.core import QgsProcessingAlgorithm

class MyModel(QgsProcessingAlgorithm):
    def processAlgorithm(self, parameters, context, feedback):
        # 算法代码
        pass

13.6 自定义脚本

13.6.1 脚本结构

from qgis.processing import alg

@alg(name='myscript', label='My Custom Script',
     group='My Tools', group_label='My Tools')
@alg.input(type=alg.SOURCE, name='INPUT', label='Input layer')
@alg.input(type=alg.NUMBER, name='VALUE', label='Value', default=10)
@alg.input(type=alg.SINK, name='OUTPUT', label='Output layer')
def process_algorithm(instance, parameters, context, feedback, inputs):
    """
    自定义处理脚本
    """
    source = instance.parameterAsSource(parameters, 'INPUT', context)
    value = instance.parameterAsDouble(parameters, 'VALUE', context)
    
    (sink, dest_id) = instance.parameterAsSink(
        parameters, 'OUTPUT', context,
        source.fields(),
        source.wkbType(),
        source.sourceCrs()
    )
    
    total = source.featureCount()
    for current, feature in enumerate(source.getFeatures()):
        if feedback.isCanceled():
            break
            
        # 处理逻辑
        new_feature = QgsFeature(feature)
        # 修改要素...
        
        sink.addFeature(new_feature)
        feedback.setProgress(int(current / total * 100))
    
    return {'OUTPUT': dest_id}

13.6.2 完整算法类

from qgis.core import (
    QgsProcessingAlgorithm,
    QgsProcessingParameterFeatureSource,
    QgsProcessingParameterNumber,
    QgsProcessingParameterFeatureSink,
    QgsFeature
)

class MyAlgorithm(QgsProcessingAlgorithm):
    INPUT = 'INPUT'
    OUTPUT = 'OUTPUT'
    BUFFER_DISTANCE = 'BUFFER_DISTANCE'
    
    def createInstance(self):
        return MyAlgorithm()
    
    def name(self):
        return 'myalgorithm'
    
    def displayName(self):
        return '我的算法'
    
    def group(self):
        return '自定义工具'
    
    def groupId(self):
        return 'customtools'
    
    def shortHelpString(self):
        return '算法帮助说明'
    
    def initAlgorithm(self, config=None):
        self.addParameter(
            QgsProcessingParameterFeatureSource(
                self.INPUT,
                '输入图层',
                [QgsProcessing.TypeVectorPolygon]
            )
        )
        
        self.addParameter(
            QgsProcessingParameterNumber(
                self.BUFFER_DISTANCE,
                '缓冲距离',
                type=QgsProcessingParameterNumber.Double,
                defaultValue=100
            )
        )
        
        self.addParameter(
            QgsProcessingParameterFeatureSink(
                self.OUTPUT,
                '输出图层'
            )
        )
    
    def processAlgorithm(self, parameters, context, feedback):
        source = self.parameterAsSource(parameters, self.INPUT, context)
        distance = self.parameterAsDouble(parameters, self.BUFFER_DISTANCE, context)
        
        (sink, dest_id) = self.parameterAsSink(
            parameters, self.OUTPUT, context,
            source.fields(),
            QgsWkbTypes.Polygon,
            source.sourceCrs()
        )
        
        for feature in source.getFeatures():
            if feedback.isCanceled():
                break
            
            buffered_geom = feature.geometry().buffer(distance, 5)
            new_feature = QgsFeature()
            new_feature.setGeometry(buffered_geom)
            new_feature.setAttributes(feature.attributes())
            sink.addFeature(new_feature)
        
        return {self.OUTPUT: dest_id}

13.6.3 注册自定义算法

from qgis.core import QgsApplication

# 创建提供者
class MyProvider(QgsProcessingProvider):
    def loadAlgorithms(self):
        self.addAlgorithm(MyAlgorithm())
    
    def id(self):
        return 'myprovider'
    
    def name(self):
        return '我的工具'

# 注册提供者
provider = MyProvider()
QgsApplication.processingRegistry().addProvider(provider)

13.7 历史和结果

13.7.1 查看历史

处理 > 历史

显示所有执行过的算法及其参数。

13.7.2 重新运行

从历史记录可以：

复制Python命令
重新打开对话框
查看参数

13.7.3 结果查看器

处理 > 结果查看器

显示输出文件和报告。

13.8 配置选项

13.8.1 Processing设置

设置 > 选项 > 处理

常规设置：

临时文件夹
默认输出格式
日志级别

提供者设置：

GRASS路径
SAGA路径
启用/禁用提供者

13.8.2 Python配置

from qgis.core import QgsProcessingContext

# 创建上下文
context = QgsProcessingContext()

# 设置临时文件夹
context.setTemporaryFolder('/custom/temp')

# 设置无效几何处理
context.setInvalidGeometryCheck(QgsFeatureRequest.GeometryAbortOnInvalid)

13.9 常用算法参考

13.9.1 矢量分析

# 缓冲区
processing.run("native:buffer", {'INPUT': layer, 'DISTANCE': 100, 'OUTPUT': 'memory:'})

# 裁剪
processing.run("native:clip", {'INPUT': layer, 'OVERLAY': clip, 'OUTPUT': 'memory:'})

# 相交
processing.run("native:intersection", {'INPUT': layer1, 'OVERLAY': layer2, 'OUTPUT': 'memory:'})

# 合并
processing.run("native:mergevectorlayers", {'LAYERS': [l1, l2], 'OUTPUT': 'memory:'})

# 溶解
processing.run("native:dissolve", {'INPUT': layer, 'FIELD': ['field'], 'OUTPUT': 'memory:'})

13.9.2 栅格分析

# 栅格计算
processing.run("gdal:rastercalculator", {
    'INPUT_A': raster, 'BAND_A': 1,
    'FORMULA': 'A * 0.001',
    'OUTPUT': '/output.tif'
})

# 坡度
processing.run("gdal:slope", {'INPUT': dem, 'OUTPUT': '/slope.tif'})

# 重采样
processing.run("gdal:warpreproject", {
    'INPUT': raster,
    'TARGET_RESOLUTION': 100,
    'OUTPUT': '/resampled.tif'
})

13.9.3 数据管理

# 投影转换
processing.run("native:reprojectlayer", {
    'INPUT': layer,
    'TARGET_CRS': 'EPSG:32650',
    'OUTPUT': 'memory:'
})

# 格式转换
processing.run("native:savefeatures", {
    'INPUT': layer,
    'OUTPUT': '/output.gpkg'
})

13.10 小结

本章详细介绍了QGIS Processing框架：

关键要点：

理解Processing框架架构
掌握使用GUI和Python运行算法
熟练使用批处理功能
能够创建和使用处理模型
了解自定义脚本开发
掌握常用算法的使用

Processing是QGIS自动化的核心。

上一章：第12章数据编辑与数字化

下一章：第14章 Python开发与PyQGIS

posted @ 2026-01-08 14:04 我才是银古阅读(7) 评论(0) 收藏举报

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第十三章 Processing工具箱

13.1 Processing框架概述

13.1.1 什么是Processing框架

13.1.2 框架架构

13.1.3 打开工具箱

13.2 工具箱结构

13.2.1 算法提供者

13.2.2 搜索算法

13.2.3 获取算法帮助

13.3 运行算法

13.3.1 使用GUI运行

13.3.2 使用Python运行

13.3.3 运行并加载结果

13.3.4 参数类型

13.4 批处理

13.4.1 GUI批处理

13.4.2 Python批处理

13.4.3 使用迭代器

13.5 模型设计器

13.5.1 打开模型设计器

13.5.2 模型组件

13.5.3 创建模型示例

13.5.4 保存和使用模型

13.5.5 导出模型为Python

13.6 自定义脚本

13.6.1 脚本结构

13.6.2 完整算法类

13.6.3 注册自定义算法

13.7 历史和结果

13.7.1 查看历史

13.7.2 重新运行

13.7.3 结果查看器

13.8 配置选项

13.8.1 Processing设置

13.8.2 Python配置

13.9 常用算法参考

13.9.1 矢量分析

13.9.2 栅格分析

13.9.3 数据管理

13.10 小结

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