GeoTools——JTS的相关介绍和操作

GeoTools——JTS的相关介绍（一）

JTS拓扑套件是GeoTools用于提供Geometry数据结构的实现，Geometry主要是指几何形状。

想要使用geoTools——JTS相关的操作可以导入以下的依赖
		<properties>
		        <geotools.version>17.1</geotools.version>
		</properties>
		<dependency>
            <groupId>org.geotools</groupId>
            <artifactId>gt-geojson</artifactId>
            <version>${geotools.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.geotools</groupId>
            <artifactId>gt-geometry</artifactId>
            <version>${geotools.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.vividsolutions</groupId>
            <artifactId>jts</artifactId>
            <version>1.13</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.geotools</groupId>
            <artifactId>gt-epsg-hsql</artifactId>
            <version>${geotools.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.geotools</groupId>
            <artifactId>gt-jts-wrapper</artifactId>
            <version>${geotools.version}</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.geotools/gt-main -->
        <dependency>
            <groupId>org.geotools</groupId>
            <artifactId>gt-main</artifactId>
            <version>${geotools.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.geotools</groupId>
            <artifactId>gt-opengis</artifactId>
            <version>${geotools.version}</version>
        </dependency>

创建一个点

使用的是JTS GeometryFactory来创建一个全局的JTS ：

   GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory();

    Coordinate coord = new Coordinate(1, 1);
    Point point = geometryFactory.createPoint(coord);

WKT规范定义的一种简单文本格式：

GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory();

    WKTReader reader = new WKTReader(geometryFactory);
    Point point = (Point) reader.read("POINT (1 1)");

表示许多点（可能是构成围栏的围栏柱），可以使用MultiPoint。

创建一个LineString

GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory();

Coordinate[] coords  =
 new Coordinate[] {new Coordinate(0, 2), new Coordinate(2, 0), new Coordinate(8, 6) };

LineString line = geometryFactory.createLineString(coordinates);

LineString从WKT读取 ：

GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory();

WKTReader reader = new WKTReader( geometryFactory );
LineString line = (LineString) reader.read("LINESTRING(0 2, 2 0, 8 6)");

可以使用MultiLineString表示多条线。

以下内容使多边形成为正方形：

GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory();

Coordinate[] coords  =
   new Coordinate[] {new Coordinate(4, 0), new Coordinate(2, 2),
                     new Coordinate(4, 4), new Coordinate(6, 2), new Coordinate(4, 0) };

LinearRing ring = geometryFactory.createLinearRing( coords );
LinearRing holes[] = null; // use LinearRing[] to represent holes
Polygon polygon = geometryFactory.createPolygon(ring, holes );

从WKT读取多边形：

GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory( null );

WKTReader reader = new WKTReader( geometryFactory );
Polygon polygon = (Polygon) reader.read("POLYGON((20 10, 30 0, 40 10, 30 20, 20 10))");

您也可以在其中创建一个多边形孔。并再次使用MultiPolygon表示由不同形状组成的单个几何。

创建CircularString

要创建一个CircularString（或一个CircularRing），请使用GeoTools CurvedGeometryFactory。设置时，CurvedGeometryFactory将在线性化过程中使用提供的公差：

 GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory();
    CurvedGeometryFactory curvedFactory =
            new CurvedGeometryFactory(geometryFactory, Double.MAX_VALUE);

    CoordinateSequence coords =
            PackedCoordinateSequenceFactory.DOUBLE_FACTORY.create(
                    new double[] {10, 14, 6, 10, 14, 10}, 2);
    CircularString arc = (CircularString) curvedFactory.createCurvedGeometry(coords);

圆弧定义在通过点6,10的坐标10,14和14、10之间。该示例使用PackedCoordinateSequence允许直接使用双精度数组的数组。曲线支持仅限于2D坐标。CircularLineString在这种情况下返回 ，CircularRing如果从闭合环提供两个或更多曲线，则会产生闭环。

从WKT读取圆弧：

GeometryFactory geometryFactory = JTSFactoryFinder.getGeometryFactory();
    CurvedGeometryFactory curvedfactory = new CurvedGeometryFactory(Double.MAX_VALUE);

    WKTReader2 reader = new WKTReader2(curvedfactory);
    CircularString arc = (CircularString) reader.read("CIRCULARSTRING(10 14,6 10,14 10)");

一个CompoundCurve（或封闭的CompoundRing）由CircularString和/或普通LineString成分组成的混合。

自定义曲线

JTS拓扑套件没有任何表示“曲线”或“圆”的结构-GeoTools将该扩展作为扩展。JTS使用的数学严格限于由直线（即线性）组成的几何。

GeoTools曲线的实现依赖于使用控制点来定义曲线，并在可能的最后时刻将其转换为直线。

曲线也可以通过一点数学来手工生成。

创建圆：

private static Geometry createCircle(double x, double y, final double RADIUS) {
  GeometricShapeFactory shapeFactory = new GeometricShapeFactory();
  shapeFactory.setNumPoints(32);
  shapeFactory.setCentre(new Coordinate(x, y));
  shapeFactory.setSize(RADIUS * 2);
  return shapeFactory.createCircle();
}

即使GeometricShapeFactoryJTS提供了开箱即用的功能，没有什么花哨的代码。它在一个圆中创建一系列坐标。

另一种方法是使用Java的便捷Shape类之一创建曲线或形状对象，然后从该对象提取坐标以创建几何。

没有数学的弧：

private static Geometry createBezierCurve(Coordinate start,
                                          Coordinate end,
                                          Coordinate ctrlPoint1,
                                          Coordinate ctrlPoint2
                                          double smooth) {
    Shape curve = new CubicCurve2D.Double(
        start.x, start.y,
        ctrlPoint1.x, ctrlPoint1.y,
        ctrlPoint2.x, ctrlPoint2.y,
        end.x, end.y);

     //平滑参数的值决定线条的紧密程度
    //点之间的线段近似光滑曲线
    //(参见javadocs了解形状。Shape.getPathIterator)
    PathIterator iter = curve.getPathIterator(null, smooth);

    // a length 6 array is required for the iterator
    double[] iterBuf = new double[6];

    List<Coordinate> coords = new ArrayList<Coordinate>();
    while (!iter.isDone()) {
        iter.currentSegment(iterBuf);
        coords.add(new Coordinate(buf[0], buf[1]);
        iter.next();
    }

    GeometryFactory gf = new GeometryFactory();
    return gf.createLineString(coords.toArray(new Coordinate[coords.size()]));
}

这是以此方式生成的一些随机定向和成形的曲线的示例……

有时您需要生成一条平滑曲线，以确保可以通过一组指定的点。这里尝试过的真实方法是使用样条函数。这将生成一组多项式（三次）曲线，每个曲线都拟合一部分数据，并平滑地与其相邻曲线连接。

花键：

public Geometry splineInterpolatePoints(double[] xPoints, double[] yPoints) {
   /*
   * 首先，使用。创建一个由段组成的LineString
   * 输入点作为顶点。
   */
   final int N = xPoints.length;
   Coordinate[] coords = new Coordinate[N];
   for (int i = 0; i < N; i++) {
      coords[i] = new Coordinate(xPoints[i], yPoints[i]);
   }
   GeometryFactory gf = new GeometryFactory();
   LineString line = gf.createLineString(coords);

   /*
   *现在我们使用GeoTools JTS实用程序类来平滑
   *线。返回的几何图形将拥有所有的顶点
   *的输入行加上跟踪样条的额外顶点
   *曲线。第二个参数是“fit”参数，它
   *可以在0(松散匹配)到1(最紧密匹配)的范围内。
   */
   return JTS.smooth(line, 0.0);
}

这是一个正在使用的示例：

平滑多边形的示例：

WKTReader reader = new WKTReader();
Geometry tShape = reader.read(
"POLYGON((10 0, 10 20, 0 20, 0 30, 30 30, 30 20, 20 20, 20 0, 10 0))");

Geometry tLoose = JTS.smooth(tShape, 0.0);
Geometry tTighter = JTS.smooth(tShape, 0.75);

这是结果图像：