GeoJSON三分钟入门教程

GeoJSON，即Geo+JSON，是一种使用JavaScript对象表示法(JSON)编码地理数据结构的格式。其目的是提供一种简单且易于理解的格式，用于表示地理特征及其非空间属性。

GeoJSON遵循JSON设计原则，这是一种轻量级、基于文本的数据交换格式，易于人类和机器读写。它通过使用JSON结构来表示地理特征、它们的属性和空间范围。

让我们通过例子来看看具体实现。

GeoJSON对象可以定义以下内容：

1、几何对象表示坐标空间中的点、曲线和曲面。GeoJSON定义了7种几何形状“类型”：Point、MultiPoint、LineString、MultiLineString、Polygon、MultiPolygon和GeometryCollection。

这些形状分为单个类型几何对象（如点、线和多边形）和同构类型多部分Geometry对象（如MultiPoint、MultiLineString和MultiPolygon）。理解位置的基本概念将有助于构建这些形状。

位置由2个或3个数字组成的数组表示，其中前两个数字代表经度和纬度（按此顺序），可选的第三个数字表示高度或海拔。

在不同的地理工具或库中，坐标顺序可能不同，例如Google Maps API和Leaflet.js期望为[latitude, longitude]，而GeoJSON、shapefile、D3.js、ArcGIS API期望为[longitude, latitude]格式。始终注意应用程序所需顺序。

所有几何形状都由两个键值对定义：“type”和“coordinates”。在示例GeoJSON对象中，这两个键被发现。

1.1 Point

要表示Point几何图形，需要一个位置。

因此，GeoJSON中的Point可以定义为：

1.2 MultiPoint

对于MultiPoint对象，坐标值将是Position对象数组。

1.3 LineString

对于LineString，需要提供两个位置，即线段的起点和终点。

1.4 MultiLineString

对于“MultiLineString”，“coordinates”成员是LineString坐标数组的数组。

1.5 Polygon

GeoJSON中的多边形比其他几何形状稍微复杂一些。多边形在RFC文档中定义为：

对于“多边形”，“坐标”成员必须是线性环坐标数组的数组。

要理解多边形定义，必须先了解LinearRing概念。LinearRing是一个具有四个或更多位置的封闭LineString，起点和终点在同一个位置。GeoJSON格式中的多边形由多个LinearRing形状定义。Polygon的外边界是一个LinearRing，并可有多个其他LinearRing形状定义内部复杂环形。

“坐标”数组中的第一个LinearRing数组必须是外环，所有后续数组定义内环。RFC 7946还定义了这些环的缠绕顺序，外环逆时针定义，内环顺时针定义。这种缠绕顺序对许多绘图API很有用。

1.6 MultiPolygon

对于“MultiPolygon”，“coordinates”成员是Polygon坐标数组的数组。

1.7 GeometryCollection

GeometryCollection是其他几何类型的异构组合。对象没有“coordinates”成员，而是有一个名为“geometries”的成员。该数组的每个元素都是一个GeoJSONGeometry对象。数组可能为空。

1.8 Feature

在讨论几何形状时，我们知道可以在地图上绘制形状。然而，地图上的形状应该有现实世界意义，这由形状的属性定义。例如，用多边形标记的建筑物可能有一个名称属性，如“泰姬陵”，可能还有一些其他参数进一步描述形状。在GeoJSON中，“Feature”类型的对象定义几何形状和属性。

Feature对象有一个“type”成员，值为“Feature”。它还有一个“geometry”成员，值为任何上述几何形状或空值。此外，它有一个“properties”成员，值为JSON对象（或空值），定义对象属性。还可以有一个可选的“id”成员，用于指定功能标识符的唯一字符串或空值。

作为Feature对象示例，请查看本文开头看到的示例GeoJSON对象。

1.9 FeatureCollection

FeatureCollection对象是Feature对象的组合，是GeoJSON文件中观察到的最常见的顶级结构。它有一个“type”成员，值为“FeatureCollection”，另一个成员名为“features”，值为Feature对象数组。

1.10 边界框

GeoJSON对象可能包含一个边界框，用于定义对象边界范围。在二维几何中，边界框是一个名为“bbox”的成员和一个由四个数字组成的数组作为值。这四个值定义包含完整GeoJSON对象的矩形。

了解了GeoJSON的基础知识后，让我们探讨一些可视化GeoJSON数据的工具。

2、GeoJSON可视化工具

以下是可用于快速可视化GeoJSON数据的一些流行基于GUI的工具：

2.1 Tom的GeoJSON工具清单

Tom MacWright在GitHub上列出了详细的实用程序列表，用于转换、处理和分析GeoJSON数据。

2.2 GeoPandas教程

对于基于Python的环境（例如Jupyter Notebook），可以使用GeoPandas等模块。Twilio提供了一个使用Shaply和GeoPandas的不错的小教程。

2.3 GeoJSON App

在GeoJSON App这个网络应用程序上，可以直接在Google地图上绘制几何形状，并在两个窗格中并排显示GeoJSON代码。这种可视化有助于理解GeoJSON概念，同时可以单击下载.geojson文件。

2.4 geojson.io

geojson.io是一个基于Web的编辑器，可以导入和导出GeoJSON数据。它还并排显示GeoJSON代码和可视化输出。

2.5 QGIS

QGIS是一款免费的开源跨平台软件，用于查看、编辑和分析地理空间数据。QGIS支持GeoJSON格式，以及大量其他地理空间数据标准。可以从这里下载和安装最新版的QGIS软件。以加拿大纳奈莫市的犯罪事件数据为例，数据以GeoJSON格式提供。

在计算机上打开“QGIS Browser”并浏览左侧窗格中的.geojson文件。右侧窗格将显示数据点的快速预览。

可以通过单击预览选项卡旁边的属性选项卡来查看属性。

通过这些工具和资源，我们可以深入探索和理解GeoJSON的使用和应用。