地理信息数据格式.GeoJSON数据格式介绍
一、发展历史
GeoJSON 的发展历程反映了地理信息数据在 Web 时代的演进：
-
前身阶段 (2003-2007)：
- 基于 XML 的 GML (Geography Markup Language) 是早期标准
- JSON 格式开始流行，但缺乏地理数据标准
-
诞生阶段 (2007-2008)：
- 由一组开发者在 2007 年首次提出概念
- 2008 年正式发布初始规范 (RFC 7946 的前身)
-
标准化阶段 (2015-2016)：
- 2015 年成为互联网工程任务组 (IETF) 的标准化项目
- 2016 年 8 月发布为 RFC 7946 标准
-
普及阶段 (2016 至今)：
- 成为 Web 地图应用的事实标准
- 被 Leaflet、Mapbox、Google Maps 等主流地图库支持
二、数据格式字段详解
1. 根对象结构
json
复制
{
"type": "FeatureCollection",
"bbox": [xmin, ymin, xmax, ymax],
"features": [...]
}type(必填): 必须是 "FeatureCollection"bbox(可选): 边界框，定义数据范围features(必填): Feature 对象数组
2. Feature 对象
json
复制
{
"type": "Feature",
"id": "feature-id",
"geometry": {...},
"properties": {...},
"bbox": [...]
}type(必填): 必须是 "Feature"id(可选): 要素唯一标识符geometry(必填): 几何对象properties(可选): 属性键值对bbox(可选): 该要素的边界框
3. Geometry 对象详解
点 (Point)
json
复制
{
"type": "Point",
"coordinates": [x, y]
}- 坐标顺序: [经度, 纬度]
- 高程可选: [经度, 纬度, 高程]
线 (LineString)
json
复制
{
"type": "LineString",
"coordinates": [[x1,y1], [x2,y2], ...]
}- 至少需要 2 个点
- 表示路径或边界
多边形 (Polygon)
json
复制
{
"type": "Polygon",
"coordinates": [
[[x1,y1], [x2,y2], ..., [x1,y1]], // 外环
[[x1,y1], [x2,y2], ..., [x1,y1]] // 内环(孔洞)
]
}- 外环必须逆时针方向
- 内环(孔洞)必须顺时针方向
- 首尾坐标必须相同
多点 (MultiPoint)
json
{
"type": "MultiPoint",
"coordinates": [[x1,y1], [x2,y2], ...]
}多线 (MultiLineString)
json
{
"type": "MultiLineString",
"coordinates": [
[[x1,y1], [x2,y2], ...],
[[x1,y1], [x2,y2], ...]
]
}多面 (MultiPolygon)
json
{
"type": "MultiPolygon",
"coordinates": [
[ /* 第一个多边形 */ ],
[ /* 第二个多边形 */ ]
]
}几何集合 (GeometryCollection)
json
复制
{
"type": "GeometryCollection",
"geometries": [
{ /* 第一个几何体 */ },
{ /* 第二个几何体 */ }
]
}三、应用示例详解
1. 城市地标数据
json
{
"type": "FeatureCollection",
"features": [
{
"type": "Feature",
"properties": {
"name": "东方明珠",
"city": "上海",
"height": 468
},
"geometry": {
"type": "Point",
"coordinates": [121.4997, 31.2397]
}
},
{
"type": "Feature",
"properties": {
"name": "故宫",
"city": "北京",
"built": 1420
},
"geometry": {
"type": "Polygon",
"coordinates": [
[
[116.391, 39.916],
[116.397, 39.916],
[116.397, 39.924],
[116.391, 39.924],
[116.391, 39.916]
]
]
}
}
]
}2. 公交路线系统
json
{
"type": "FeatureCollection",
"features": [
{
"type": "Feature",
"properties": {
"name": "地铁1号线",
"type": "subway",
"color": "red"
},
"geometry": {
"type": "MultiLineString",
"coordinates": [
[
[116.329, 39.997], [116.335, 39.991],
[116.342, 39.984], [116.350, 39.977]
],
[
[116.350, 39.977], [116.358, 39.970],
[116.366, 39.963]
]
]
}
},
{
"type": "Feature",
"properties": {
"name": "公交52路",
"type": "bus"
},
"geometry": {
"type": "LineString",
"coordinates": [
[116.404, 39.915], [116.408, 39.912],
[116.412, 39.909], [116.416, 39.906]
]
}
}
]
}3. 行政区划数据
json
{
"type": "FeatureCollection",
"name": "中国省级行政区",
"features": [
{
"type": "Feature",
"properties": {
"name": "北京市",
"code": "110000",
"capital": true
},
"geometry": {
"type": "MultiPolygon",
"coordinates": [
[/* 北京市主城区坐标 */],
[/* 延庆区坐标 */]
]
}
},
{
"type": "Feature",
"properties": {
"name": "上海市",
"code": "310000"
},
"geometry": {
"type": "Polygon",
"coordinates": [
[/* 上海市边界坐标 */]
]
}
}
]
}四、高级特性
1. 坐标系定义
GeoJSON 标准规定使用 WGS84 坐标系 (EPSG:4326)，但可通过扩展支持其他坐标系：
json
{
"type": "FeatureCollection",
"crs": {
"type": "name",
"properties": {
"name": "urn:ogc:def:crs:EPSG::3857"
}
},
"features": [...]
}2. 时态数据扩展
可通过 properties 添加时间信息：
json
{
"type": "Feature",
"properties": {
"name": "台风路径",
"time": "2023-08-01T12:00:00Z"
},
"geometry": {...}
}3. 3D 几何体
支持包含高程数据的坐标：
json
{
"type": "Point",
"coordinates": [116.404, 39.915, 43.5]
}五、实际工作中的应用场景
-
Web 地图开发：
- 与 Leaflet/Mapbox/OpenLayers 等地图库交互
- 动态加载地理数据
-
数据交换：
- 不同GIS系统间的数据交换格式
- 开放数据平台的标准发布格式
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空间分析：
- 存储分析结果（如缓冲区、相交区域）
- 可视化分析结果
-
物联网应用：
- 设备位置追踪
- 地理围栏数据定义
-
移动应用：
- 离线地图数据包
- 导航路径数据
六、验证与调试工具
-
在线验证器：
- geojson.io
- geojsonlint.com
-
命令行工具：
bash
npm install -g geojson-validation geojson-validate file.geojson -
Python 库：
python
from geojson import validate validate(geojson_object)
通过以上详细说明，你应该对 GeoJSON 有了全面的了解。在实际应用中，建议从简单的点数据开始，逐步尝试更复杂的几何类型。