Python 批量转换 Shapefile 为 GeoJSON

news2024/10/23 21:39:00

批量转换 Shapefile (.shp) 为 GeoJSON 文件的脚本详解 🗺️🔄

在地理信息系统（GIS）和遥感领域，Shapefile（.shp）格式与GeoJSON格式是两种常用的数据格式。Shapefile 作为矢量数据的标准格式之一，广泛应用于各种地理数据处理任务。
GeoJSON 格式则因其轻量级和适用于网络地图及 Web GIS 开发而备受青睐。为了简化批量处理过程，本文将详细介绍一个将指定文件夹下的 Shapefile 文件批量转换为 GeoJSON 文件的代码工具。

完整版地址

详细原文见
- https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0MTU1MjU5Mw==&mid=2247485050&idx=1&sn=2c6da818d563bab539cba683796ea50b&chksm=c2d1e0c4f5a669d20e77bd1c809843be48b366a9528c6dd1f52ab621d45b3844718ee42e45e6#rd

应用场景 🌐

该脚本适用于以下场景：

数据格式转换： 在进行 Web GIS 开发时，常需将传统的 Shapefile 数据转换为 GeoJSON 格式，以便在网络地图中展示。
批量处理： 当需要处理大量 Shapefile 文件时，手动转换效率低下且易出错。该脚本能够自动化完成批量转换，提升工作效率。
跨系统数据共享： GeoJSON 作为一种轻量级格式，适合通过网络进行数据共享，尤其适用于 Web 应用和移动设备。

使用方法 🛠️

准备文件： 将所有需转换的 Shapefile 文件存放于指定文件夹中。
配置路径： 根据实际情况，修改脚本中的 Shapefile 文件夹路径和 GeoJSON 输出文件夹路径。
运行脚本： 直接运行 Python 脚本，脚本将自动扫描指定文件夹并将所有 .shp 文件转换为 GeoJSON 格式。
查看输出： 转换后的 GeoJSON 文件将保存在指定的目标文件夹中，文件名与原 .shp 文件一致。

代码详解与优化 💻✨

以下是实现批量转换的 Python 脚本，并附有详细注释以帮助理解其工作原理：

import os
import arcpy

def convert_shp_to_geojson(shp_path: str, geojson_path: str) -> None:
    """
    将 Shapefile 转换为 GeoJSON 文件。

    参数:
        shp_path (str): 输入的 Shapefile 文件路径。
        geojson_path (str): 输出的 GeoJSON 文件路径。
    """
    # 允许覆盖输出文件
    arcpy.env.overwriteOutput = True

    # 转换 Shapefile 为 GeoJSON
    arcpy.conversion.FeaturesToJSON(
        in_features=shp_path,
        out_json_file=geojson_path,
        format_json="NOT_FORMATTED",  # 原始格式不进行格式化
        geoJSON="GEOJSON",            # 输出为 GeoJSON 格式
        outputToWGS84="WGS84",        # 坐标系转换为 WGS84
        use_field_alias="USE_FIELD_NAME"  # 使用字段名称作为别名
    )
    print(f'转换完成：{geojson_path}')

def get_files_with_extension(directory: str, extension: str) -> list:
    """
    获取指定文件夹中具有特定扩展名的所有文件名。

    参数:
        directory (str): 文件夹路径。
        extension (str): 文件扩展名（包括点，例如 '.shp'）。

    返回:
        list: 包含指定扩展名文件名的列表。
    """
    # 规范化目录路径
    normalized_directory = os.path.normpath(directory)

    # 获取文件夹中的所有文件
    all_files = os.listdir(normalized_directory)

    # 筛选出指定扩展名的文件
    filtered_files = [file for file in all_files if file.endswith(extension)]

    return filtered_files

if __name__ == '__main__':
    # 设置 Shapefile 和 GeoJSON 文件夹路径
    shapefile_dir = r"E:\_OrderingProject\F_IslandsBoundaryChange\b_ArcData\b_Global_Island_Grid\_DGS_GSV_Grids"
    geojson_dir = r"E:\_OrderingProject\F_IslandsBoundaryChange\b_ArcData\b_Global_Island_Grid\_DGS_GSV_Geojson"

    # 获取所有 .shp 文件
    shapefiles = get_files_with_extension(directory=shapefile_dir, extension='.shp')
    print(f"找到的 '.shp' 文件：{shapefiles}")

    # 遍历并转换每个 .shp 文件
    for shp in shapefiles:
        # 生成对应的 GeoJSON 文件名
        geojson_filename = os.path.splitext(shp)[0] + '.geojson'

        # 构建完整的文件路径
        shp_path = os.path.join(shapefile_dir, shp)
        geojson_path = os.path.join(geojson_dir, geojson_filename)

        # 执行转换
        convert_shp_to_geojson(shp_path=shp_path, geojson_path=geojson_path)

代码优化点 🔍

路径规范化： 使用 os.path.normpath() 标准化文件夹路径，确保在不同操作系统下路径格式的一致性。
批量处理： 利用 os.listdir() 获取指定文件夹下所有 Shapefile 文件，避免手动指定文件列表，提高效率。
自动化输出文件名： 通过 os.path.splitext() 分离文件名与扩展名，自动生成对应的 GeoJSON 文件名，确保文件名匹配且避免命名冲突。
WGS84 坐标系转换： GeoJSON 通常采用 WGS84 坐标系，代码自动将 Shapefile 的坐标系转换为 WGS84，确保数据格式的一致性。

注意事项 ⚠️

环境依赖： 该脚本依赖 ArcPy 库，使用者需确保已安装 ArcGIS 桌面版或 ArcGIS Pro，并正确配置 Python 环境。
文件路径权限： 设置输入和输出文件夹路径时，确保拥有读写权限，以避免文件读写失败。
文件命名： 输入文件夹中若存在重名的 Shapefile 文件，可能导致输出文件覆盖。处理时需注意文件命名，确保唯一性。

相关函数讲解 📚

函数或术语	解释
`arcpy.conversion.FeaturesToJSON()`	用于将输入的矢量数据（Shapefile）转换为 GeoJSON 格式。`geoJSON="GEOJSON"` 表示输出为 GeoJSON 格式，`outputToWGS84="WGS84"` 确保数据符合 WGS84 坐标系。
`os.listdir()`	获取指定目录下的所有文件名，结合 `.endswith()` 可筛选出特定扩展名的文件。
`os.path.join()`	拼接文件夹路径与文件名，确保跨平台路径格式统一。
`os.path.normpath()`	标准化路径格式，消除路径中的冗余部分，确保路径在不同操作系统下的兼容性。
`os.path.splitext()`	分离文件名与扩展名，方便生成新的文件名或进行文件类型判断。
`arcpy.env.overwriteOutput`	设置是否允许覆盖已有的输出文件，`True` 表示允许覆盖。