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使用Geotools实现将Shp矢量文件加载SLD并合并图例生成-以湖南省周边城市为例

news 来源：原创 2025/4/24 8:05:58

前言

一、技术实现简介

1、生成成果说明

2、生成流程图说明

二、具体生成实践

1、渲染地图

2、生成图例

3、合并图像及输出

三、总结

前言

在当今数字化时代，地理信息系统（GIS）技术已成为城市管理、资源规划、环境监测等众多领域不可或缺的工具。GIS 制图作为该技术体系中的核心环节之一，旨在将复杂的地理空间数据以直观、清晰且易于理解的地图形式呈现出来，为决策者提供有力的可视化支持。在 GIS 制图过程中，矢量数据的可视化呈现占据着举足轻重的地位。Shapefile（Shp）格式作为矢量数据的常用存储形式，以其良好的兼容性和通用性，在地理信息数据的交换与共享中得到了广泛应用。然而，仅仅拥有矢量数据还远远不够，如何通过合适的样式定义（SLD）来准确、有效地表达数据所蕴含的地理信息，是实现高质量 GIS 制图的关键所在。

当我们将 Shp 矢量文件与 SLD 文件相结合时，可以对矢量数据进行精细的符号化和样式设置，以突出不同类型地物的特征和空间分布规律。但在这个过程中，图例的生成与合并成为了制图工作中的一个重要且复杂的任务。以湖南省周边城市为例，该区域包含了众多城市及其丰富的地理要素，这些要素在矢量文件中以不同的几何形状和属性信息存储。当我们为这些要素应用多样化的 SLD 样式后，为了保证地图的清晰性和易读性，需要对图例进行合理合并。图例不仅仅是地图的附加工具，更是用户理解地图内容的关键依据。

在传统的 GIS 制图工具中，图例的合并往往需要手动操作，不仅耗时费力，而且容易出现错误和遗漏。而借助 Geotools 这一开源的 Java GIS 工具库，我们可以探索一种自动化、高效化的方式来实现 Shp 矢量文件加载 SLD 并合并图例生成。Geotools 提供了丰富的数据处理、样式应用以及地图渲染功能，它允许开发者灵活地对地理空间数据进行操作。在本研究中，我们将深入挖掘 Geotools 的相关功能，从 Shp 矢量数据的读取与解析开始，逐步实现 SLD 样式的加载与应用，重点攻克图例合并的技术难题。

通过这一过程，我们不仅能够提高 GIS 制图的效率和质量，还能为湖南省周边城市的地理信息展示提供一种新的技术手段。这将有助于相关领域人员更准确地分析城市间的空间关系、资源分布以及区域发展态势，为城市规划、交通布局、环境保护等实际应用提供更具价值的地图成果，推动 GIS 技术在区域地理研究与实践中的深入应用与发展。

一、技术实现简介

本节将分两部分描述，首先对生成成果进行一个简要的说明，然后结合实例生成流程图进行详细说明，后续将按照生成流程进行实例生成。

1、生成成果说明

这里结合成果图来进行说明，成果地图从结构来说，分成左右两个部分。左边主要是地图成果视图，右边是根据左边的sld生成的图例文本，配合颜色输出的内容。最终两部分的图像信息再合并成一张完整的图片。

2、生成流程图说明

完整的成果生成流程图包含以上8个步骤，第一步是使用Geotools的方式来加载SHP资源，第二步是加载已经生成好的SLD样式描述文件，第三步是创建地图的绘制对象，第四步是按照地图的宽高比来计算新的高度，第五步是执行成果的渲染，第六步是解析SLD并且生成图例图像资源，第七步是将地图主体和图例资源进行合并，第八步是将合并后的图像资源进行本地保存，完整的处理流程就是这样的。通过以上的流程就可以实现前面一节的成果。

二、具体生成实践

本节将详细说明在Geotools中如何实现将地图主图和图例自动合并拼接，并输出为本地图像资源的具体过程。关于如何在Geotools中将Shp文件输出为图片和对图例的自动生成，在之前的系列博客中均有所涉及，不仅包含了详细的教程，也详细介绍了在生成的过程中可能遇到的问题以及如何去解决，本文不再详细的进行叙述，如果有不明白的可以在评论区留言。当然也可以在发私信，翻阅之前的历史博客也是一种比错的方式。本节只详细讲述三个方面的内容，第一个方面是如何进行地图的渲染，第二是如何生成图例，第三个是如何进行图像资源的合并。

1、渲染地图

渲染地图主要包含流程图中的前三个步骤，包含第三个步骤。涉及Shp文件的读取、sld文件的加载，以及创建地图内容，关键代码如下：

 // 1. 创建示例数据
File shapefile = new File("F:/vector_data/2021年7月中国乡镇行政区划shp-（乡镇信息有点旧）/2021湖南省乡镇行政区划/湖南省/湖南省/湖南省_市界.shp");
// 创建数据存储
ShapefileDataStore shpDataStore = new ShapefileDataStore(shapefile.toURL());
//一定要设置字符集，否则地图无法渲染，且不报错
shpDataStore.setCharset(Charset.forName("GBK"));
SimpleFeatureSource featureSource = shpDataStore.getFeatureSource();
String xzsldPath = "F:/wzh_workspace_20210320/geotools-fx/src/main/resources/maps/hunan_range.sld";// 2、SLD的方式
Style style = null;
try {style = SldUtils.createStyleFromSld(xzsldPath);
} catch (Exception e) {
}
// 3. 创建地图内容
MapContent mapContent = new MapContent();
FeatureLayer layer = new FeatureLayer(featureSource, style);
mapContent.addLayer(layer);
ReferencedEnvelope bounds = layer.getBounds();

在这个环节需要注意的是字符集编码的设置，请尽量按照字符编码的设置来进行，否则会碰到地图是空白的情况，主要就是SLD文件解析失败，导致样式解析不生效，进而导致图像无法渲染。关于字符集编码也有多篇博客进行介绍，如果没有时间翻阅之前的博客，可以在Qgis当中直接打开shp文件并进行查看。

2、生成图例

这里主要对应流程图中的4、5、6步骤，这几个步骤也是整个生成过程的核心部分。尤其是生成文字图例的资源部分，需要熟练掌握。业务代码如下：

// 4、计算地理宽高比
double aspectRatio = bounds.getWidth() / bounds.getHeight();
//根据比例计算新高度
MAP_HEIGHT = (int) Math.round(MAP_WIDTH / aspectRatio);
// 5. 渲染地图
BufferedImage mapImage = renderMap(mapContent);
// 6. 手动生成图例
BufferedImage legendImage = createManualLegend(style);

第四个步骤比较简单，主要是为了保持跟原始对象的高度和宽度的比例，相关设置比较简单，不再进行赘述。第五步是渲染地图，也就是在这一步来进行左边的图像资源的渲染设置，代码如下：

private static BufferedImage renderMap(MapContent mapContent) throws IOException {StreamingRenderer renderer = new StreamingRenderer();renderer.setMapContent(mapContent);// 设置渲染范围（示例使用默认范围，实际应根据数据调整）ReferencedEnvelope bounds = mapContent.getViewport().getBounds();if (bounds.isEmpty()) {bounds = new ReferencedEnvelope(-180, 180, -90, 90, DefaultGeographicCRS.WGS84);}// 创建地图图像BufferedImage image = new BufferedImage(MAP_WIDTH, MAP_HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D g2d = image.createGraphics();try {// 设置背景g2d.setColor(Color.WHITE);g2d.fillRect(0, 0, MAP_WIDTH, MAP_HEIGHT);// 绘制地图执行渲染renderer.paint(g2d, new Rectangle(MAP_WIDTH, MAP_HEIGHT), bounds);// 执行渲染} finally {g2d.dispose();}return image;
}

需要注意的是，在第五步这里要返回一个BufferedImage对象，这个对象将作为输入参数在后面的方法中传入。接下来是第六步，根据sld来生成图例，这一步也是非常重要的，关键代码如下：

private static BufferedImage createManualLegend(Style style) {int iconSize = 12;BufferedImage legend = new BufferedImage(LEGEND_WIDTH, MAP_HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D g = legend.createGraphics();// 设置抗锯齿g.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);//这是白色背景g.setColor(Color.WHITE);g.fillRect(0, 0, LEGEND_WIDTH, MAP_HEIGHT);// 绘制标题g.setColor(Color.BLACK);g.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 14));// 遍历规则生成图例项//int y = 30;int y = MAP_HEIGHT - iconSize- PADDING ;for (FeatureTypeStyle fts : style.featureTypeStyles()) {for (Rule rule : fts.rules()) {if (rule.getDescription().getTitle() == null) continue;// 绘制图例图标BufferedImage symbol = renderSymbol(rule, iconSize);if (symbol != null) {g.drawImage(symbol, PADDING, y, null);}// 绘制文字标签g.drawString(rule.getDescription().getTitle().toString(), PADDING + iconSize + 5, y + iconSize/2 + 5);y -= iconSize + PADDING;}}g.drawString("图例", PADDING, y);g.dispose();return legend.getSubimage(0, 0, LEGEND_WIDTH, MAP_HEIGHT);
}

同样的，这里也是返回一个BufferedImage对象。这个对象就是目标图像的右边数据源。

3、合并图像及输出

这里主要对应流程图中的7、8两步，最关键的流程就是将前面渲染得到的左边部分和右边部分进行合并。由于前面生成的图片本身是带了高度和宽度的，因此在执行图像的合并的时候，就一定会遇到对应高度和宽度的重新计算，因此这也是进行图像合并的关键之所在。这里直接给出相应的调用代码：

// 7. 合并图像
BufferedImage combined = combineImages(mapImage,legendImage);
// 8. 保存结果
ImageIO.write(combined, "png", new File("D:/manual_legend_map0423.png"));
mapContent.dispose();
shpDataStore.dispose();
System.out.println("完成");

其中合并图像的关键方法代码如下：

private static BufferedImage combineImages(BufferedImage mapImage, BufferedImage legendImage) {// 计算总尺寸int totalWidth = MAP_WIDTH + LEGEND_WIDTH;int totalHeight = Math.max(MAP_HEIGHT, legendImage.getHeight());BufferedImage combined = new BufferedImage(totalWidth, totalHeight, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D g = combined.createGraphics();try {// 绘制地图g.drawImage(mapImage, 0, 0, null);// 绘制图例到右侧int legendX = MAP_WIDTH;int legendY = (totalHeight - legendImage.getHeight()) / 2;g.drawImage(legendImage, legendX, legendY, null);} finally {g.dispose();}return combined;
}

在执行绘制的时候，我们使用g.drawImage执行两次绘制，首先绘制左边的部分，然后再指定的宽度和高度上来绘制图例信息。最终就得到在最开时给大家看到的成果图。

三、总结

以上就是本文的主要内容，在本研究中，我们将深入挖掘 Geotools 的相关功能，从 Shp 矢量数据的读取与解析开始，逐步实现 SLD 样式的加载与应用，重点攻克图例合并的技术难题。通过这一过程，我们不仅能够提高 GIS 制图的效率和质量，还能为湖南省周边城市的地理信息展示提供一种新的技术手段。这将有助于相关领域人员更准确地分析城市间的空间关系、资源分布以及区域发展态势，为城市规划、交通布局、环境保护等实际应用提供更具价值的地图成果，推动 GIS 技术在区域地理研究与实践中的深入应用与发展。行文仓促，定有不足之处，欢迎各位朋友在评论区批评指正，不胜感激。