Geotools结合SLD实现矢量中文标注下的乱码和可用字体解析

前言

一、需求溯源

1、原始的SLD渲染

2、最初的效果

二、问题修复

1、还是字符编码

2、如何选择可用的字体

3、如何查看支持的字体库

三、总结

前言

随着地理信息系统（GIS）技术的不断发展，矢量数据的可视化和标注成为了地理信息展示的重要环节。矢量数据标注不仅能够增强地图的可读性，还能为用户提供更多直观的信息。然而，在实际应用中，矢量数据的中文标注往往面临乱码问题，尤其是在跨平台、跨系统环境下，字体的兼容性和可用性问题尤为突出。本文将探讨如何利用Geotools结合SLD（Styled Layer Descriptor）技术，解决矢量中文标注中的乱码问题，并解析可用字体，以实现高效、准确的矢量数据可视化。

1. 矢量数据标注的重要性

矢量数据标注是地理信息系统中不可或缺的一部分。通过标注，用户可以快速获取地理实体的名称、属性等信息，从而更好地理解地图内容。在城市规划、资源管理、环境保护等领域，矢量数据标注的应用尤为广泛。然而，随着应用场景的多样化，矢量数据标注面临着越来越多的挑战，尤其是在中文标注方面。

2. 中文标注的乱码问题

中文标注的乱码问题主要源于以下几个方面：

编码问题：不同系统或平台对字符编码的支持可能存在差异，导致字符无法正确显示。
字体问题：某些字体在特定系统或环境中可能不可用，或者字体本身不支持中文字符。
渲染问题：矢量数据的渲染过程可能涉及多种技术栈，不同技术栈对字体和字符的支持程度不同。

这些问题在实际应用中可能导致标注内容无法正确显示，影响地图的可读性和用户体验。

3. 可用字体解析

在实际应用中，确保标注字体的可用性是解决乱码问题的关键。Geotools提供了字体解析功能，可以动态检测系统中可用的字体，并根据SLD文件中的配置选择合适的字体进行渲染。通过解析系统字体，可以确保标注内容在不同环境下的兼容性和一致性。

本文的目标是通过Geotools和SLD技术，解决矢量中文标注中的乱码问题，并解析可用字体，以实现高效、准确的矢量数据可视化。研究方法包括：

分析矢量数据标注的常见问题：通过实际案例分析中文标注乱码的原因。
探索Geotools和SLD的结合应用：研究如何利用Geotools的字体管理和SLD的样式定义解决乱码问题。
验证解决方案的有效性：通过实验验证解决方案在不同环境下的适用性和稳定性。

一、需求溯源

Geotools是一个开源的Java GIS工具库，广泛应用于地理信息数据的处理和可视化。SLD（Styled Layer Descriptor）是一种基于XML的标准，用于定义地理数据的样式和渲染规则。通过结合Geotools和SLD技术，可以实现对矢量数据的高效管理和可视化。在解决中文标注乱码问题时，Geotools提供了强大的字体管理和字符编码支持，而SLD则可以通过样式定义确保标注内容的正确显示。通过合理配置SLD文件，可以指定字体、颜色、大小等样式属性，从而避免因字体或编码问题导致的乱码。原来在做一个矢量文件渲染时，使用代码加载了SLD文件后，出现文字注记没有正确的加载展示的情况，虽然图形的轮廓是展示出来了，但是表示是乱码的，所以整体效果比较差。如下图：

通过在网络上查询一些资料，讲解Geotools中如何进行SLD渲染的内容不少，讲解注记的也挺多。但是一些博主在讲解中文注记时，没有很好的进行深入，本文这里就是主要用来弥补相关信息的不足，为遇到问题的各位提供一个问题排查的思路。

1、原始的SLD渲染

首先我们可以使用Qgis软件来展示和编辑相关的矢量文件，在编辑预览的同时可以设置矢量数据的样式，比如渲染的边界颜色等信息。关于如何在Qgis中进行SLD样式的设置知识，这里不进行赘述，大家可以翻阅之前的系列博客进行学习。这里以一个湖南省的乡镇的面数据为例，主要讲解的一个面数据的简单标绘。在Qgis中生成的SLD文件如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<StyledLayerDescriptor xmlns="http://www.opengis.net/sld" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/sld http://schemas.opengis.net/sld/1.1.0/StyledLayerDescriptor.xsd" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:se="http://www.opengis.net/se" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" version="1.1.0" xmlns:ogc="http://www.opengis.net/ogc">
  <NamedLayer>
    <se:Name>湖南-乡镇utf8</se:Name>
    <UserStyle>
      <se:Name>湖南-乡镇utf8</se:Name>
      <se:FeatureTypeStyle>
        <se:Rule>
          <se:Name>Single symbol</se:Name>
          <se:PolygonSymbolizer>
            <se:Fill>
              <se:SvgParameter name="fill">#f4f4f4</se:SvgParameter>
            </se:Fill>
            <se:Stroke>
              <se:SvgParameter name="stroke">#e31a1c</se:SvgParameter>
              <se:SvgParameter name="stroke-width">1</se:SvgParameter>
              <se:SvgParameter name="stroke-linejoin">bevel</se:SvgParameter>
              <se:SvgParameter name="stroke-dasharray">4 2</se:SvgParameter>
            </se:Stroke>
          </se:PolygonSymbolizer>
        </se:Rule>
        <se:Rule>
          <se:TextSymbolizer>
            <se:Label>
              <ogc:PropertyName>Name</ogc:PropertyName>
            </se:Label>
            <se:Font>
              <se:SvgParameter name="font-family">宋体</se:SvgParameter>
              <se:SvgParameter name="font-size">13</se:SvgParameter>
            </se:Font>
            <se:LabelPlacement>
              <se:PointPlacement>
                <se:AnchorPoint>
                  <se:AnchorPointX>0</se:AnchorPointX>
                  <se:AnchorPointY>0.5</se:AnchorPointY>
                </se:AnchorPoint>
              </se:PointPlacement>
            </se:LabelPlacement>
            <se:Fill>
              <se:SvgParameter name="fill">#000000</se:SvgParameter>
            </se:Fill>
            <se:VendorOption name="maxDisplacement">1</se:VendorOption>
          </se:TextSymbolizer>
        </se:Rule>
      </se:FeatureTypeStyle>
    </UserStyle>
  </NamedLayer>
</StyledLayerDescriptor>

该SLD文件定义了一个矢量图层的样式规则，主要用于多边形数据的符号化和文本标注。文件的结构遵循OGC（Open Geospatial Consortium）的SLD规范，版本为1.1.0。

2.核心内容解析

2.1 命名层（NamedLayer）

<se:Name>：定义图层的名称为“湖南-乡镇utf8”，表示该样式适用于名为“湖南-乡镇utf8”的矢量图层。

2.2 用户样式（UserStyle）

<se:Name>：定义样式的名称为“湖南-乡镇utf8”，与命名层的名称一致。
<se:FeatureTypeStyle>：定义了适用于该图层的样式规则。

2.3 多边形符号化（PolygonSymbolizer）

<se:Fill>：定义多边形的填充样式。
- <se:SvgParameter name="fill">：填充颜色为浅灰色（#f4f4f4）。
<se:Stroke>：定义多边形边框的样式。
- <se:SvgParameter name="stroke">：边框颜色为红色（#e31a1c）。
- <se:SvgParameter name="stroke-width">：边框宽度为1像素。
- <se:SvgParameter name="stroke-linejoin">：边框连接方式为“bevel”（斜接）。
- <se:SvgParameter name="stroke-dasharray">：边框为虚线，虚线模式为“4 2”（4像素实线，2像素间隔）。

2.4 文本符号化（TextSymbolizer）

<se:Label>：定义标注内容为矢量数据的“Name”字段。
<se:Font>：定义标注字体样式。
- <se:SvgParameter name="font-family">：字体为“宋体”。
- <se:SvgParameter name="font-size">：字体大小为13像素。
<se:LabelPlacement>：定义标注的定位方式。
- <se:PointPlacement>：标注定位为点。
- <se:AnchorPoint>：定义标注的锚点。
  - <se:AnchorPointX>：锚点X坐标为0。
  - <se:AnchorPointY>：锚点Y坐标为0.5。
<se:Fill>：定义标注文本的颜色。
- <se:SvgParameter name="fill">：文本颜色为黑色（#000000）。
<se:VendorOption name="maxDisplacement">：定义标注的最大偏移量为1像素，用于避免标注重叠。

3. 关键点分析

3.1 多边形样式
多边形填充为浅灰色，边框为红色虚线，这种样式通常用于突出显示区域边界。
虚线模式“4 2”表示边框由4像素的实线和2像素的间隔交替组成。
标注内容为矢量数据的“Name”字段，字体为“宋体”，大小为13像素，颜色为黑色。
文件中明确指定了字体为“宋体”，这是常见的中文字体，但在某些系统或环境中可能不可用。如果字体不可用，可能会导致标注乱码。
标注的锚点设置为（0, 0.5），表示标注文本的左中点对齐。
最大偏移量为1像素，用于避免标注重叠。

2、最初的效果

该SLD文件定义了一个矢量图层的样式规则，包括多边形的填充和边框样式，以及文本标注的字体、大小、颜色和定位方式。文件中特别指定了“宋体”作为标注字体，但需要注意字体的可用性问题，以避免中文标注乱码。通过合理配置SLD文件和利用Geotools的字体解析功能，可以确保标注内容在不同环境下的正确显示。正常情况，我们将这个sld文件加载到程序中对矢量数据进行渲染，你会发现问题还是出现了，在生成的图片中我们预期的乡镇名称并没有成功的加载，只是如下图所示：

那么究竟是什么原因导致了上述的问题呢？在本文的下一个小节中会进行具体的讲解。

二、问题修复

本节将对上一节出现的中文标注在SLD样式渲染下无法正常展示的问题进行解决。以及讲解在中文标注下有哪些字体可以选择。导致上图中出现中文字体无法展示的原因就是字体的原因，所以在渲染时无法正常展示。跟我们常见的服务器端乱码的结果差不多。

1、还是字符编码

首先来看下原来的字符编码是如何指定的，在之前的添加矢量图层的方法中。关键代码如下，在代码中，我们使用申明的方式直接指定了字符集编码为UTF-8：

/**
* 添加shp文件
* @param shpPath
*/
@SuppressWarnings("deprecation")
public void addShapeLayer(String shpPath, String sldPath) {
    try {
		File file = new File(shpPath);
		ShapefileDataStore shpDataStore = null;
		shpDataStore = new ShapefileDataStore(file.toURL());
		Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
		shpDataStore.setCharset(charset);
		//xxx 加载SLD样式
		this.map.addLayer(layer);
	} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
	}
}

在创建shp文件时，通常我们会创建dbf文件用来保存属性文件。同时在属性文件中，我们会指定属性字段的字符集。通常发生中文无法解析的情况就是设置的字符集编码不对。我们可以在QGIS或者Arcgis中来查看当前矢量文件的字符集。可以发现，真实文件的字符集是GB2312，因此基本可以断定是字符集的问题，在知晓了原理之后，就只需要设置新的字符集编码即可：

// 设置编码，这里格外要注意，否则会造成中文标注失败的情况
//Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
Charset charset = Charset.forName("GB2312");

重新生成，发现乡镇的名称可以正常展示，如下图所示：

局部放大后给大家展示：

可以直观的看到，中文标注正常。可以正确的展示。

2、如何选择可用的字体

除了字符编码可能会引起这种问题，还有一种情况是大家都能够想到的，就是操作系统的字体编码问题。如果设置的字体不是系统支持的，那肯定也是有问题，在本文的第一部分就说明了文章采用的字体是宋体，接下来我们来试试其它的字体，比如：华文行楷，sld中的样式标注部分调整为：

<se:Font>
    <se:SvgParameter name="font-family">华文行楷</se:SvgParameter>
    <se:SvgParameter name="font-size">13</se:SvgParameter>
</se:Font>

在此运行程序，在控制台中它会报错，如下所示，表示无法加载字体库：

三月 31, 2025 11:28:18 下午 org.geotools.renderer.style.FontCache loadFromUrl
信息: null input stream, could not load the font

在中文情况下，虽然无法加载，但是还是正常展示，如果切换成另外一种字符，如：

<se:SvgParameter name="font-family">MoolBoran</se:SvgParameter>

此时的效果就完全是乱码了，如下图：

所以字体的选择至关重要。

3、如何查看支持的字体库

要想在程序中查看系统中支持的字体库，可以使用下面的方法，代码如下：

System.out.println("******************************");
Set<String> availableFonts = FontCache.getDefaultInstance().getAvailableFonts();
System.out.println(availableFonts.size());
for (String font : availableFonts) {
	System.out.println(font);
}

其中FontCache类是org.geotools.renderer.style.FontCache这个类。在应用程序中输出以下信息：

通过以上的输出就能确定当前系统环境支持哪些字体库。

三、总结

以上就是本文的主要内容，本文的目标是通过Geotools和SLD技术，解决矢量中文标注中的乱码问题，并解析可用字体，以实现高效、准确的矢量数据可视化。

通过Geotools结合SLD技术，可以有效解决矢量中文标注中的乱码问题，并解析可用字体，确保标注内容的正确显示。这一解决方案不仅提高了矢量数据的可视化效果，还增强了系统的兼容性和用户体验。未来，随着GIS技术的不断发展，矢量数据标注技术也将不断创新，为地理信息的展示和应用提供更强大的支持。行文仓促，难免有许多不足之处，如有不足，在此恳请各位专家博主在评论区不吝留言指出，不胜感激。