「GIS基础」JSON数据格式在GIS领域的运用

Posted 2021-04-30 麻辣GIS

文/妙手 

生命不息，折腾不止

通过上一篇文章《》，我们对JSON有了一定的了解，本文旨在探究JSON数据格式在GIS领域的使用，以及它与GeoJSON数据格式有着怎样的关系。

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ArcGIS中的使用

在ArcGIS Desktop工具箱中有一个JSON工具集，可以用于要素和JSON（或者GeoJSON）间的转换。

无论是JSON还是GeoJSON都是基于文本的轻量级的数据交换格式，用于ArcGIS和其他软件间共享GIS数据。这些格式和语言无关，大多数编程语言（像Python, C#, Java, javascript等）都提供了读写操作JSON和GeoJSON格式数据的库。

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Features To JSON

该工具将要素转换为JSON格式，与要素相关联的字段、几何图形、空间参考也会转换成相应的JSON表现形式，然后存储在后缀为.json的文件中。我们选一个点要素文件尝试一下：

打开看到是很长的一行：

我们勾选上可选项格式化输出(Formatted JSON)后，再输出一次，就是调整格式后的的输出，自上而下依次是显示字段名(displayFieldName)、字段别名(fieldAliases)、几何类型(geometryType)、空间参考(spatialReference)、字段(fields)，然后就是一个个要素(feature)的具体内容：

当然，这里是为了便于我们阅读才勾选格式化输出，实际的应用中并不推荐，大量的空格、换行会增加很多不必要的字节，造成文件变大，传输速度降低。接着的两个可选项，当要素有Z值、M值时，对应勾选。最后一个可选项是GeoJSON, 由此可知，ArcGIS中该工具默认的是使用JSON数据格式，我们勾选GeoJSON后，再输出一次，我们选取其中的某一个要素，看看区别在哪里：

（上图：JSON与GeoJSON对比）

无论JSON还是GeoJSON都包含了该要素的全部信息，只是呈现格式上有所不同，JSON中的attributes对应GeoJSON中的properties，在geometry上，GeoJSON会更明确的指出该要素为Point, 而JSON在开头统一指出。关于GeoJSON, 我们在下文进一步了解。

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JSON To Features

将JSON数据格式转换为要素，该工具使用较为简单，在此不再赘述。

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扩展：GeoJSON

GeoJSON是一种用于编码各种地理数据结构的格式。

2015年，互联网工程任务组（IETF）与原始规范作者组建了一个GeoJSON工作组，一起规范GeoJSON标准。在2016年8月，推出了最新的GeoJSON数据格式标准规范(RFC 7946)，需要的同学可以在文末 阅读原文 获取。

GeoJSON是一种基于JSON的地理空间数据交换格式，它定义了几种类型JSON对象以及它们组合在一起的方法，以表示有关地理要素、属性和它们的空间范围的数据。

GeoJSON使用唯一地理坐标参考系统WGS1984和十进制度单位。

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GeoJSON中的对象

一个GeoJSON对象可以是Geometry, Feature或者FeatureCollection，可以这样理解一个shp文件类似于一个FeatureCollection对象，一个FeatureCollection对象中可以包括若干个Feature对象，而每一个Feature对象又包含有一个Geometry对象（参见下图中标注的三个“type”）。看到这里，了解过ArcObjects的同学会惊讶的发现，这里的设计逻辑与ArcGIS底层设计惊人的类似，不过转念一想，ArcGIS作为GIS领域的巨头，其部分优秀设计作为行业规范也不足为奇，接下来我们详细看一下GeoJSON中部分重要的基本对象。

Point

LineString

Polygon

MultiPoint

MultiLineString

MultiPolygon

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总结

本文中，我们尝试了ArcGIS Desktop中JSON工具集的使用，了解了GeoJSON数据格式，惊讶的发现其设计与ArcObjects中设计惊人的相似，最后列举了GeoJSON中基本的几何对象。如果大家希望对GeoJSON了解更进一步，请参考最新的国际GeoJSON数据格式标准规范(RFC 7946)，点击 阅读原文 获取下载链接。

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