首页
所有分类
TAGS
文字工具 EMOJI BIBLE
编程 Python

利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

Posted in Python onJuly 09, 2019

一、简介

Shp格式是GIS中非常重要的数据格式，主要在Arcgis中使用，但在进行很多基于网页的空间数据可视化时，通常只接受GeoJSON格式的数据，众所周知JSON（JavaScript Object Nonation）是利用键值对+嵌套来表示数据的一种格式，以其轻量、易解析的优点，被广泛使用与各种领域，而GeoJSON就是指在一套规定的语法规则下用JSON格式存储矢量数据，本文就将针对GeoJSON的语法规则，以及如何利用Python完成Shp格式到GeoJSON格式的转换进行介绍。

二、Shp转GeoJSON

2.1 GeoJSON格式说明

GeoJSON本质依旧是JSON，其基本格式如下：

{
 "type": "FeatureCollection",
 "features": []
}

一个完整的GeoJSON文件最外层为一个字典，把整个GeoJSON文件看做自顶向下的树状结构的话，其根目录包含键值对 "type":"FeaturesCollection" ，以及存放所有要素的键值对 "features":[] ，所有矢量要素都存放在这个列表中，每个要素都是一个字典，下面我们来认识一下各种矢量要素在GeoJSON中的规范格式：

点要素（Point）：

对于单个点要素，其格式如下：

{"type":"Feature",
 "properties":{value1,value2},
 "geometry":{
  "type":"Point",
  "coordinates":[经度,纬度]
  }
 }

其中properties对应的值为这个要素对应的属性表中按顺序存放的值，geometry对应的值中type指明了要素类型，coordinates传入一个包含两个元素的列表，第一个元素代表经度，第二个元素代表纬度。

多点要素（MultiPoint）：

多点要素是点要素的特殊情况，其geometry下的type属性传入"MultiPoint"，其coordinates属性传入的是一个二维列表，其最内层列表定义了每个点的经纬度，如下：

{"type":"Feature",
 "properties":{value1,value2},
 "geometry":{
  "type":"MultiPoint",
  "coordinates":[[经度1,纬度1],
    [经度2,纬度2]
   ]
  }
  }

线要素（LineString）：

线要素记录的是一条线上所有折点的经纬度信息，只需要按顺序连接这些折点就可以还原一条线的形态，在GeoJSON中线要素与多点要素在coordinates属性上格式相同，区别在于geometry属性需要传入"LineString"，如下：

{"type":"Feature",
 "properties":{value1,value2},
 "geometry":{
  "type":"LineString",
  "coordinates":[[经度1,纬度1],
  [经度2,纬度2],
  [经度3,纬度3],
  [经度4,,纬度4]]
  }
 }

多线要素（MultiLineString）：

多线要素是多个线要素的组合，因此其coordinates传入三维列表，来组合多条线，对应的geometry下type属性为"MultiLineString"，如下：

{"type":"Feature",
 "properties":{value1,value2},
 "geometry":{
  "type":"MultiLineString",
  "coordinates":
  [
   [
    [经度1,纬度1],
    [经度2,纬度2],
    [经度3,纬度3],
    [经度4,纬度4]
   ],
   [
    [经度5,纬度5],
    [经度6,纬度6]
   ]
  ]
    }
 }

多边形要素（Polygon）：

多边形要素记录了构成一个多边形所有边缘折点的经纬度信息，其coordinates属性传入"Polygon"，其geometry下type属性格式为三维列表，其第三层列表中嵌套的所有列表记录的经纬度按顺序连接即构成了一个多边形，但需要注意的是，多边形头尾折点的经纬度需要相同，才能构成一个闭合的多边形，如下：

{"type":"Feature",
 "properties":{value1,value2},
 "geometry":{
  "type":"Polygon",
  "coordinates":[
      [
       [经度1,纬度1],
       [经度2,纬度2],
       [经度3,纬度3],
       [经度4,纬度4],
       [经度1,纬度1]
      ]
      ]
  }
 }

多多边形要素（MultiPolygon）：

多多边形的格式为四维列表，其geometry下type属性传入"MultiPloygon"，由于多多边形要素中存在几种特殊情况，下面我们在geojson.io中进行对应GeoJSON数据的可视化以便于理解：

互不重叠的两个多边形：

下面是互不重叠的两个多边形的示例： 

利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

对应的GeoJSON数据如下：

{
 "type": "Feature",
 "properties": {},
 "geometry": {
 "type": "MultiPolygon",
 "coordinates":
 [ 
  [
   [
    [102.74414062499999,36.217687122250574],
    [102.7001953125,35.585851593232356],
    [104.8590087890625,35.496456056584165],
    [104.96337890625,36.24427318493909],
    [102.74414062499999,36.217687122250574]
   ]
  ],
  [
   [
    [102.6397705078125,35.074964853989556],
    [103.0352783203125,34.23905366851639],
    [105.00732421875,34.24813554589752],
    [105.3973388671875,35.77771427205079],
    [104.556884765625,35.05698043137265],
    [102.711181640625,35.16931803601131],
    [102.6397705078125,35.074964853989556]
   ]
  ]
 ]
    }
}

可以看到在多个多边形不重叠时，直接将两个多边形要素对应的三维列表存放在最外层列表下即可。

互有重叠的两个多边形：

互有重叠的多个多边形要素格式同多个不重叠的多边形，效果如下：

 利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

对应的GeoJSON数据如下：

{
 "type": "Feature",
 "properties": {},
 "geometry": {
 "type": "MultiPolygon",
 "coordinates": [
  [
  [
   [101.6455078125,27.68352808378776],
   [114.78515624999999,27.68352808378776],
   [114.78515624999999, 35.209721645221386],
   [101.6455078125,35.209721645221386],
   [101.6455078125,27.68352808378776]
  ]
  ],
  [
  [
   [104.2822265625,30.107117887092357],
   [108.896484375,30.107117887092357],
   [108.896484375,33.76088200086917],
   [104.2822265625,33.76088200086917],
   [104.2822265625,30.107117887092357]
  ]
  ]
 ]
 }
}

有孔的多边形：

有孔的多边形在类别上也是归类到MultiPolygon，下面是一个示例：

 利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

对应的GeoJSON数据如下，可以看出其与多个重叠的多边形的区别在于多边形矢量信息嵌套在第二层列表中：

{
  "type": "Feature",
  "properties": {},
  "geometry": {
  "type": "MultiPolygon",
  "coordinates":
 [ 
  [
   [
    [101.6455078125,27.68352808378776],
    [114.78515624999999,27.68352808378776],
    [114.78515624999999,35.209721645221386],
    [101.6455078125,35.209721645221386],
    [101.6455078125,27.68352808378776]
   ],
   [
    [104.2822265625,30.107117887092357],
    [108.896484375,30.107117887092357],
    [108.896484375,33.76088200086917],
    [104.2822265625,33.76088200086917],
    [104.2822265625,30.107117887092357]
   ]
  ]
 ]
 }
}

2.2 将Shp格式转换为GeoJSON

在2.1中我们较为详细的了解到矢量数据在GeoJSON数据中具体的表现形式，通过下面的自编函数，以Shp文件名称（去除文件拓展名）、Shp文件编码、GeoJSON文件编码为输入参数：

def Shp2JSON(filename,shp_encoding='utf-8',json_encoding='utf-8'):
 '''
 这个函数用于将shp文件转换为GeoJSON文件
 :param filename: shp文件对应的文件名（去除文件拓展名）
 :return:
 '''

 '''创建shp IO连接'''
 reader = shapefile.Reader(filename,encoding=shp_encoding)

 '''提取所有field部分内容'''
 fields = reader.fields[1:]

 '''提取所有field的名称'''
 field_names = [field[0] for field in fields]

 '''初始化要素列表'''
 buffer = []

 for sr in tqdm(reader.shapeRecords()):
  '''提取每一个矢量对象对应的属性值'''
  record = sr.record

  '''属性转换为列表'''
  record = [r.decode('gb2312','ignore') if isinstance(r, bytes)
     else r for r in record]

  '''对齐属性与对应数值的键值对'''
  atr = dict(zip(field_names, record))

  '''获取当前矢量对象的类型及矢量信息'''
  geom = sr.shape.__geo_interface__

  '''向要素列表追加新对象'''
  buffer.append(dict(type="Feature",
       geometry=geom,
       properties=atr))

 '''写出GeoJSON文件'''
 geojson = codecs.open(filename + "-geo.json","w", encoding=json_encoding)
 geojson.write(json.dumps({"type":"FeatureCollection",
        "features":buffer}) + '\n')
 geojson.close()
 print('转换成功！')

下面我们通过一个示例来展示实际转换效果，使用到的Shp数据为中国省份数据，在arcgis中效果如下：

 利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

import shapefile
import json
import codecs

def Shp2JSON(filename,shp_encoding='utf-8',json_encoding='utf-8'):
 '''
 这个函数用于将shp文件转换为GeoJSON文件
 :param filename: shp文件对应的文件名（去除文件拓展名）
 :return:
 '''

 '''创建shp IO连接'''
 reader = shapefile.Reader(filename,encoding=shp_encoding)

 '''提取所有field部分内容'''
 fields = reader.fields[1:]

 '''提取所有field的名称'''
 field_names = [field[0] for field in fields]

 '''初始化要素列表'''
 buffer = []

 for sr in tqdm(reader.shapeRecords()):
  '''提取每一个矢量对象对应的属性值'''
  record = sr.record

  '''属性转换为列表'''
  record = [r.decode('gb2312','ignore') if isinstance(r, bytes)
     else r for r in record]

  '''对齐属性与对应数值的键值对'''
  atr = dict(zip(field_names, record))

  '''获取当前矢量对象的类型及矢量信息'''
  geom = sr.shape.__geo_interface__

  '''向要素列表追加新对象'''
  buffer.append(dict(type="Feature",
       geometry=geom,
       properties=atr))

 '''写出GeoJSON文件'''
 geojson = codecs.open(filename + "-geo.json","w", encoding=json_encoding)
 geojson.write(json.dumps({"type":"FeatureCollection",
        "features":buffer}) + '\n')
 geojson.close()
 print('转换成功！')


if __name__ == '__main__':
 import os
 os.chdir(r'C:\Users\hp\Desktop\飞线图素材')
 Shp2JSON(filename='bou2_4p.shp',
    shp_encoding='gbk',
    json_encoding='utf-8')

运行之后同一目录下出现对应的json文件：

 利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

导入到Kepler.gl中进行可视化： 

from keplergl import KeplerGl
import json
with open('bou2_4p.shp-geo.json') as b:
 data = json.load(b)
map1 = KeplerGl(height=700,data={'layer1':data});map1

利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

总结

以上所述是小编给大家介绍的利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法 ,希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对三水点靠木网站的支持！
如果你觉得本文对你有帮助，欢迎转载，烦请注明出处，谢谢！

利用Python实现Shp格式向GeoJSON的转换方法

- Author -

费弗里

声明：登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。

Python 相关文章推荐
在Django的模型中执行原始SQL查询的方法
Jul 21 Python
Python程序中用csv模块来操作csv文件的基本使用教程
Mar 03 Python
Python使用tablib生成excel文件的简单实现方法
Mar 16 Python
Python基于正则表达式实现检查文件内容的方法【文件检索】
Aug 30 Python
放弃 Python 转向 Go语言有人给出了 9 大理由
Oct 20 Python
Python使用zip合并相邻列表项的方法示例
Mar 17 Python
Python登录系统界面实现详解
Jun 25 Python
利用python、tensorflow、opencv、pyqt5实现人脸实时签到系统
Sep 25 Python
PyTorch实现AlexNet示例
Jan 14 Python
解决pycharm导入numpy包的和使用时报错：RuntimeError: The current Numpy installation (‘D:\\python3.6\\lib\\site-packa的问题
Dec 08 Python
Python中OpenCV实现简单车牌字符切割
Jun 11 Python
PyTorch中的torch.cat简单介绍
Mar 17 Python
python实现集中式的病毒扫描功能详解
Jul 09 #Python
python 图片去噪的方法示例
Jul 09 #Python
python 使用plt画图,去除图片四周的白边方法
Jul 09 #Python
浅谈Python小波分析库Pywavelets的一点使用心得
Jul 09 #Python
python basemap 画出经纬度并标定的实例
Jul 09 #Python
python实现列表中最大最小值输出的示例
Jul 09 #Python
python实现基于朴素贝叶斯的垃圾分类算法
Jul 09 #Python
expdp(1) 脚本(1) 字符画(1) hook(1) 热力图(1) Vite(1) 外键约束(1) 数据备份(2) callback(1) dict(1)
You might like
php cout<<的一点看法
2010/01/24 PHP
ECMall支持SSL连接邮件服务器的配置方法详解
2014/05/19 PHP
PHP利用超级全局变量$_POST来接收表单数据的实例
2016/11/05 PHP
Thinkphp5结合layer弹窗定制操作结果页面
2017/07/07 PHP
取键盘键位ASCII码的网页
2007/07/30 Javascript
js 第二代身份证号码的验证机制代码
2011/05/12 Javascript
JavaScript极简入门教程（一）：基础篇
2014/10/25 Javascript
js使用post 方式打开新窗口
2015/02/26 Javascript
jQuery禁用快捷键例如禁用F5刷新 禁用右键菜单等的简单实现
2016/08/31 Javascript
实例分析nodejs模块xml2js解析xml过程中遇到的坑
2017/03/18 NodeJs
详解用vue-cli来搭建vue项目和webpack
2017/04/20 Javascript
node.js操作mysql简单实例
2017/05/25 Javascript
JS与HTML结合实现流程进度展示条思路详解
2017/09/03 Javascript
详解webpack4之splitchunksPlugin代码包分拆
2018/12/04 Javascript
vue配置文件实现代理v2版本的方法
2019/06/21 Javascript
vue中nextTick用法实例
2019/09/11 Javascript
JavaScript中的函数申明、函数表达式、箭头函数
2019/12/06 Javascript
js实现左右轮播图
2020/01/09 Javascript
JavaScript数组排序的六种常见算法总结
2020/08/18 Javascript
Python二进制串转换为通用字符串的方法
2018/07/23 Python
python datetime中strptime用法详解
2019/08/29 Python
python输出带颜色字体实例方法
2019/09/01 Python
python实现智能语音天气预报
2019/12/02 Python
Python 操作SQLite数据库的示例
2020/10/16 Python
如何查询Oracle数据库中已经创建的索引
2013/10/11 面试题
什么是Oracle的后台进程background processes？都有哪些后台进程？
2012/04/26 面试题
EJB实例的生命周期
2016/10/28 面试题
前台文员岗位职责
2013/12/28 职场文书
幼儿园教师培训方案
2014/02/04 职场文书
致长跑运动员加油稿
2014/02/20 职场文书
社区义诊活动总结
2014/04/30 职场文书
爱国电影观后感
2015/06/19 职场文书
2015重阳节敬老活动总结
2015/07/29 职场文书
初中班主任工作随笔
2015/08/15 职场文书
创业计划书之养殖业
2019/10/11 职场文书
python 实现定时任务的四种方式
2021/04/01 Python