GIS算法：JAVA拓扑套件JTS

蔚落 2023-09-30 15:49 8阅读 0赞

常用可以用于GIS数据处理和空间计算的java包有geotool和jts。

相对来说，geotool功能更全面，还可以用于数据转换、瓦片地图发布、栅格影像分析等，jts只能进行基本的数据处理和空间计算。

但大多数情况下jts就完全够用了。

geotool的官网：https://www.geotools.org/

本例只讲jts的用法：

maven依赖：

<dependency>
      <groupId>com.vividsolutions</groupId>
      <artifactId>jts</artifactId>
      <version>1.13</version>
    </dependency>

import com.vividsolutions.jts.geom.Coordinate;
    import com.vividsolutions.jts.geom.Envelope;
    import com.vividsolutions.jts.geom.Geometry;
    import com.vividsolutions.jts.geom.GeometryFactory;
    import com.vividsolutions.jts.index.strtree.STRtree;
     
    import java.util.List;
     
    public class RTreeDemo {
        
        public static void main(String[] args){
        
            //声明STRtree
            STRtree strTree = new STRtree();
            GeometryFactory geometryFactory = new GeometryFactory();
            for (int i=0;i<50;i++){
        
                for (int j=0;j<50;j++){
        
                    //新建一个点
                    Geometry p=geometryFactory.createPoint(new Coordinate(i,j));
                    //以点为中心，取一个半径为1.0的圆，插入RTree
    //insert(Envelope itemEnv, Object item)
                    strTree.insert(p.buffer(1.0).getEnvelopeInternal(),p.buffer(1.0));
                }
            }
            //构建RTree
            strTree.build();
            //查询点[1,1]落在哪些圆中
            List querys=strTree.query(geometryFactory.createPoint(new Coordinate(1,1)).getEnvelopeInternal());
            for (Object obj:querys) {
        
                System.out.println(obj);
            }
        }
    }

线裁切面：如图所示，用红色线去裁切蓝色面，结果会生成3个面。

![img][] ![img][img 1]

import com.vividsolutions.jts.geom.Geometry;
    import com.vividsolutions.jts.io.ParseException;
    import com.vividsolutions.jts.io.WKTReader;
    import com.vividsolutions.jts.operation.polygonize.Polygonizer;
     
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.List;
     
    public class PolygonDemo {
        
        public static void main(String[] args){
        
            // wkt工具，将wkt文本转为geometry对象
            WKTReader wktReader=new WKTReader();
            try {
        
                //读被裁切面
                Geometry polygon=wktReader.read("POLYGON ((220 350, 400 440, 635 249, 380 80, 174 164, 179 265, 220 350))");
                //读裁切线
                Geometry polyline=wktReader.read("LINESTRING (570 400, 392 315, 299 215, 430 140, 530 240, 450 360, 460 480)");
                //取面的边线
                Geometry boundary=polygon.getBoundary();
                //将裁切线与面的边线联合，交点会被打断
                polyline=polyline.union(boundary);
                List<Geometry> clipPolygon = new ArrayList<>();
                List<Geometry> lineList=new ArrayList<>();
                for(int i=0;i<polyline.getNumGeometries();i++){
        
                    lineList.add(polyline.getGeometryN(i));
                }
                // 构造面生成器
                Polygonizer p = new Polygonizer();
                p.add(lineList);
                //取构面结果
                Collection<Geometry> polys = p.getPolygons();
                //取buffer，以免因精度损失，遗漏构面结果
                Geometry buffer=polygon.buffer(1);
                for(Geometry geometry:polys){
        
                    //如果包含在buffer中，则添加
                    if(buffer.contains(geometry)){
        
                        clipPolygon.add(geometry);
                    }
                }
                for (Geometry presult:clipPolygon) {
        
                    System.out.println(presult);
                }
            } catch (ParseException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

将裁切线换成LINESTRING (320 330, 500 280, 400 150, 290 200, 400 360)，结果如下：

![img][img 2] ![img][img 3]

结果可以在JTS TestBuilder中查验。

在控制台input的文本框中输入wkt文本，点击load geometrys，就可以在面板中展示图形。

![img][img 4]

[img]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200611233704351.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQxMzEwODY4,size_16,color_FFFFFF,t_70
[img 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200611233704477.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQxMzEwODY4,size_16,color_FFFFFF,t_70
[img 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200611233704497.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQxMzEwODY4,size_16,color_FFFFFF,t_70
[img 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200611233704548.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQxMzEwODY4,size_16,color_FFFFFF,t_70
[img 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200611233704686.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQxMzEwODY4,size_16,color_FFFFFF,t_70