前言

在GIS开发中，数据的几何有效性直接影响分析结果的准确性。无效的几何（如自相交、空洞或坐标错误）可能导致空间计算失败或输出偏差。无论是Shapefile、GeoJSON还是数据库中的空间数据，几何质检都是数据处理中不可忽视的关键步骤。

本篇教程在之前文章的基础上讲解如何将使用GeoTools检验Shapefile数据几何图形的有效性。

开发环境

本文使用如下开发环境，以供参考。

时间：2025年

GeoTools：34-SNAPSHOT

IDE：IDEA2025.1.2

JDK：17

1. 安装依赖

在pom.xml文件中添加gt-shapefile和gt-swing两个依赖。其中gt-shapefile用于shp数据的转换处理，gt-swing属于图形用户界面工具库，用于地理空间数据的可视化、交互操作和地图应用的快速开发。

<dependencies><dependency><groupId>org.geotools</groupId><artifactId>gt-shapefile</artifactId><version>${geotools.version}</version></dependency><dependency><groupId>org.geotools</groupId><artifactId>gt-swing</artifactId><version>${geotools.version}</version></dependency><dependency><groupId>org.geotools</groupId><artifactId>gt-epsg-hsql</artifactId><version>${geotools.version}</version></dependency>
</dependencies>
<repositories><repository><id>osgeo</id><name>OSGeo Release Repository</name><url>https://repo.osgeo.org/repository/release/</url><snapshots><enabled>false</enabled></snapshots><releases><enabled>true</enabled></releases></repository><repository><id>osgeo-snapshot</id><name>OSGeo Snapshot Repository</name><url>https://repo.osgeo.org/repository/snapshot/</url><snapshots><enabled>true</enabled></snapshots><releases><enabled>false</enabled></releases></repository>
</repositories>

2. 创建工具类

在开发工具中创建验证Geometry类ValidateGeometry。

在main方法中调用显示地图方法。

public class ValidateGeometry {// 定义Shp源数据private File sourceFile;// 定义要素源private SimpleFeatureSource featureSource;// 定义地图组件private MapContent map;public static void main(String[] args) throws Exception {ValidateGeometry validateGeometry = new ValidateGeometry();// 打开地图显示Shp文件validateGeometry.displayShapefile();}

定义Shp显示方法，将其添加到地图窗口。通过在JMapFrame的工具栏上添加一个按钮来用于检要素几何对象是否有效（例如多边形边界是否闭合）。

// 显示Shp数据
private void displayShapefile() throws Exception{sourceFile = JFileDataStoreChooser.showOpenFile("shp",null);if(sourceFile==null){System.out.println("Shp 文件未知错误，请重新选择！");return;}// 数据仓库FileDataStore dataStore = FileDataStoreFinder.getDataStore(sourceFile);// 获取要素数据源featureSource = dataStore.getFeatureSource();// 创建地图map = new MapContent();Style style = SLD.createSimpleStyle(featureSource.getSchema());Layer layer = new FeatureLayer(featureSource,style);// 添加图层map.layers().add(layer);// 创建工具条JMapFrame  mapFrame = new JMapFrame(map);mapFrame.enableToolBar(true);mapFrame.enableStatusBar(true);JToolBar toolBar = mapFrame.getToolBar();toolBar.addSeparator();toolBar.add(new JButton(new ValidateGeometryAction()));// 设置地图窗口大小mapFrame.setSize(800,600);mapFrame.setVisible(true);
}

在上面的代码中使用JMapFrame创建了一个工具条，使用JButton创建了一个按钮，并将其添加到工具栏中。这个按钮的会触发一个动作ValidateGeometryAction，检验几何对象的有效性。

3. 验证 Geometry

通过定义一个内部嵌套类ValidateGeometryAction完成几何对象有效性的检验，大部分工作由父类中的辅助方法完成。

// 定义内部嵌套类
class ValidateGeometryAction extends SafeAction {ValidateGeometryAction() {super("ValidateGeometryAction");putValue(Action.SHORT_DESCRIPTION, "check each geometry");}public void action(ActionEvent e) throws Throwable{// 记录无效 Geometry 数量int numInvalid  = validateFeatureGeometry(null);String msg;if(numInvalid==0){msg = "All feature geometries are valid";}else {msg = "Invalid feature geometries: " + numInvalid;}JOptionPane.showMessageDialog(null,msg,"Geometry Results",JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);}
}

当点击该检验按钮时，对Shp数据的几何对象进行验证，使用JOptionPane弹出框显示输出信息。

定义上文中的validateFeatureGeometry方法，用于统计错误几何图形的数量。此方法检查与shapefile中的每个要素关联的几何对象是否存在常见问题（例如没有闭合边界的多边形）。

private int validateFeatureGeometry(ProgressListener progress) throws Exception{final SimpleFeatureCollection featureCollection = featureSource.getFeatures();// 创建一个 FeatureVisitor 来检查每个 fatureclass ValidationVisitor implements FeatureVisitor {public int numInvalidGeometries = 0;public void visit(Feature f) {SimpleFeature feature = (SimpleFeature) f;Geometry geometry = (Geometry) feature.getDefaultGeometry();if(geometry != null && !geometry.isValid()){numInvalidGeometries++;System.out.println("Invalid geometry: " + feature.getID());}}}ValidationVisitor validationVisitor = new ValidationVisitor();// 将检验器和进度条传递给要素集合featureCollection.accepts(validationVisitor,progress);return validationVisitor.numInvalidGeometries;
};

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