7. 矢量图层数据查询选择和保存

前言

• 前几章分别介绍了qgis二次开发环境搭建、整体框架、二次开发初始化、Map canvas、矢量图层加载、栅格图层加载
• 本章介绍矢量图层加载之后对图层数据的查询、选择以及保存
• 说明：文章中的示例代码均来自开源项目qgis_cpp_api_apps

为了获取地理空间数据的详细信息及统计结果，需要使用数据选择、筛选、查询与统计等方法。
数据查询可以获得矢量数据与栅格数据的属性信息；
数据选择（仅针对矢量图层）是指通过空间位置、属性信息等特征选取的部分地理要素，被选择的地理要素可以进一步被其他的编辑工具或分析工具处理；
数据筛选是指通过表达式等方式仅加载矢量数据中的部分要素，以便进一步制图或处理；
数据统计可以针对这些属性信息进行统计操作。

数据查询

QGis

• 以myplaces.shp为例，添加图层后，右键菜单选择Open Attribute Table, 如下图
  
• 可以看到一个二维表格，显示矢量图层的数据，如下图
  
• 其数据存储和关系型数据库相同
• 表头NAME、PLACE、ADDR_CITY等等相当于数据库中的字段，在QGis中以QgsField类表示
• 每一行是一个Feature，feature除表中的数据外还有空间属性，在QGis中以QgsFeature类表示
• 每一行的每一列是一个具体的数据，在QGis中以QgsAttributes类表示
• 可以从表格中筛选数据，点击下图所示按钮
  
• 输入表达式，如下图
  
• 选择Filter Current Selection后，点击按钮后，效果如下图所示
  
  

代码实现

获取图层数据的字段QgsField

• 类QgsField代表字段，详情见文档
• 类QgsVectorLayer中的函数QgsFields fields()用于获取字段

void MainWindow::getFieldsSlot()
{
    //添加测试图层
    QString filename = QStringLiteral("maps/shapefile/myplaces.shp");
    QFileInfo ff(filename);
    QgsVectorLayer* layer = (QgsVectorLayer*)mApp->addVectorLayer(filename,ff.baseName());
    zoomToFirstLayer();

    mVectorDataDockWidget->show();
    mVectorDataDockWidget->plainTextEdit()->clear();
    for(auto field : layer->fields())
    {
        mVectorDataDockWidget->plainTextEdit()->appendPlainText(QString("%1:%2").arg(field.name()).arg(field.typeName()));
    }
}
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获取图层数据QgsFeature以及QgsAttribute

• 类QgsFeature代表图层中一个特征，该特征包含一个featureId，空间特征(点、线、面以及其坐标)和字段/值属性列表。详情见文档
• 类QgsAttributes是feature的字段/值属性，详情见文档
• 类QgsVectorLayer的函数QgsFeatureIterator getFeatures( const QgsFeatureRequest &request = QgsFeatureRequest() )用户获取features，其参数QgsFeatureRequest用于过滤数据，默认参数会获取所有feature
• 类QgsFeature的函数attributes()用于获取feature的属性
• 首先演示获取所有feature，代码如下

void MainWindow::getFeaturesSlot()
{
    //添加测试图层
    QString filename = QStringLiteral("maps/shapefile/myplaces.shp");
    QFileInfo ff(filename);
    QgsVectorLayer* layer = (QgsVectorLayer*)mApp->addVectorLayer(filename,ff.baseName());
    zoomToFirstLayer();

    mVectorDataDockWidget->show();
    mVectorDataDockWidget->plainTextEdit()->clear();

    QgsFeatureIterator it = layer->getFeatures();
    QgsFeature f;
    while(it.nextFeature(f))
    {
        QString str;
        str.append(QString("%1").arg(f.id()));
        str.append(" ");
        QgsAttributes attrs = f.attributes();
        for(int i = 0;i < attrs.size();++i)
        {
            str.append(attrs[i].toString());
            str.append(" ");
        }
        mVectorDataDockWidget->plainTextEdit()->appendPlainText(str);
    }
}
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• 筛选数据的代码如下，将字段RAINFALL的值大于200.0的保留

    QString str = QString("\"RAINFALL\" > 200.0");
    auto request = QgsFeatureRequest().setFilterExpression(str);
    QgsFeatureIterator it = layer->getFeatures(request);
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• 完整测试代码如下

void MainWindow::getFeaturesSlot()
{
    //添加测试图层
    QString filename = QStringLiteral("maps/shapefile/myplaces.shp");
    QFileInfo ff(filename);
    QgsVectorLayer* layer = (QgsVectorLayer*)mApp->addVectorLayer(filename,ff.baseName());
    zoomToFirstLayer();

    mVectorDataDockWidget->show();
    mVectorDataDockWidget->plainTextEdit()->clear();

    //带feature的expression
    QString str = QString("\"RAINFALL\" > 200.0");
    auto request = QgsFeatureRequest().setFilterExpression(str);
    QgsFeatureIterator it = layer->getFeatures(request);
    QgsFeature f;
    while(it.nextFeature(f))
    {
        QString str;
        str.append(QString("%1").arg(f.id()));
        str.append(" ");
        QgsAttributes attrs = f.attributes();
        for(int i = 0;i < attrs.size();++i)
        {
            str.append(attrs[i].toString());
            str.append(" ");
        }
        mVectorDataDockWidget->plainTextEdit()->appendPlainText(str);
    }
}
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数据选择

QGis

• 在“Attributes Toolbar”工具栏中，单击按钮右侧的下拉按钮，弹出的菜单中展示了交互式选择的四种方式，如下图所示
  
• 选择要素之后，颜色变为黄色，如下图
  
• 在默认情况下，选择的要素以黄色的点、线或黄色面填充符号突出显示在地图画布上。在QGIS的“Options”对话框的“Canvas & Legend”选项卡中，通过“Selection color”选项即可更改选择要素的颜色
  

代码实现

• 类QgsVectorLayer的一组选择函数实现了多种选择方式，代码如下

void select( QgsFeatureId featureId );
void select( const QgsFeatureIds &featureIds );
void selectAll();
void selectByRect( QgsRectangle &rect, Qgis::SelectBehavior behavior = Qgis::SelectBehavior::SetSelection );
void selectByExpression( const QString &expression, Qgis::SelectBehavior behavior = Qgis::SelectBehavior::SetSelection, QgsExpressionContext *context = nullptr );
void selectByIds( const QgsFeatureIds &ids, Qgis::SelectBehavior behavior = Qgis::SelectBehavior::SetSelection );
void deselect( QgsFeatureId featureId );
void deselect( const QgsFeatureIds &featureIds );
void removeSelection();
void reselect();
void modifySelection( const QgsFeatureIds &selectIds, const QgsFeatureIds &deselectIds );

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• 完整测试代码如下

void MainWindow::selectFeaturesSlot()
{
    //添加测试图层
    QString filename = QStringLiteral("maps/shapefile/myplaces.shp");
    QFileInfo ff(filename);
    QgsVectorLayer* layer = (QgsVectorLayer*)mApp->addVectorLayer(filename,ff.baseName());
    zoomToFirstLayer();

    QString expression = QString("\"RAINFALL\" > 200.0");
    //选择所有
    //    layer->selectAll();
    //按照id选择
    //    QgsFeatureId id = 0;
    //    layer->select(id);
    //按照多个id选择
    //    QgsFeatureIds ids;
    //    ids << 0 << 1 << 2 << 3;
    //    layer->select(ids);
    //按照表达式选择
    //    layer->selectByExpression(expression);
    //按照区域选择,并且使用rubberband显示区域
    QgsRectangle rect(1006585,6222254,1010253,6219118);
    layer->selectByRect(rect);
    QgsPointXY point1(1006585,6222254);
    QgsPointXY point2(1010253,6222254);
    QgsPointXY point3(1006585,6219118);
    QgsPointXY point4(1010253,6219118);
    QgsRubberBand *rubberBand = new QgsRubberBand(mApp->mapCanvas(),QgsWkbTypes::PolygonGeometry);
    rubberBand->addPoint(point1);
    rubberBand->addPoint(point2);
    rubberBand->addPoint(point4);
    rubberBand->addPoint(point3);
    rubberBand->show();
    //选择feature并且闪烁
    //    QgsMapCanvasUtils::flashMatchingFeatures(mApp->mapCanvas(),layer,expression);
    //选择Feature并zoom
    //    QgsMapCanvasUtils::zoomToMatchingFeatures(mApp->mapCanvas(),layer,expression);
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创建虚拟图层并保存为shape文件

虚拟图层是在不改变矢量数据源的情况下，改变某些空间或属性信息，或者组合多个矢量图层，并以虚拟图层的方式展现数据。虚拟图层并不直接指向数据源，而是通过SQL查询语句等引用一个或多个矢量图层。

QGis

• 此处介绍如何通过虚拟图层将“2017.xlsx”文件连接到吉林省地级行政区划文件（jilin_dist.shp）
• 分别加载这两个图层
  
• 打开图层jilin_dist的Attribute Table，如下图
  
• 打开图层2017–Sheet1的Attribute Table，如下图
  
• 添加一个虚拟图层，将上述两个图层的数据连接到一起
  
• 在“Layer name”文本框中输入新生成的虚拟图层的名称；在“Embedded layers”组合框中单击“Import”按钮，将上述两个图层加入列表中，并在“Local name”选项中设置图层名称，同时将其作为SQL查询语句的表名称。单击“Add”按钮可以输入图层位置；单击“Remove”按钮可以删除图层。在“Query”文本框中输入以下查询语句：

SELECT * FROM jilin_dist left outer join prec on jilin_dist.NAME = prec.city;
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• 该语句可以通过jilin_dist图层的“NAME”字段和prec图层的“city”字段将prec图层的属性连接到jilin_dist图层中。
• 单击“Add”按钮即可在图层列表中看到该虚拟图层。打开virtual_layer图层的Attribute Table可以看到连接后的数据表，如下图
  

代码实现

• 类QgsVirtualLayerDefinition定义虚拟图层连接信息，详情见文档
• 其成员函数void addSource( const QString &name, const QString &source, const QString &provider, const QString &encoding = "" );用于添加添加图层。代码如下

    //QgsVirtualLayerDefinition
    QgsVirtualLayerDefinition def;
    //add embedded layers
    def.addSource("prec","maps/virtuallayer/2017.xlsx|layername=Sheet1","ogr");
    def.addSource("jilin_dist","maps/virtuallayer/jilin_dist.shp","ogr");

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• 成员函数void setQuery( const QString &query )用于设置查询语句

    //查询语句
    def.setQuery("SELECT * FROM jilin_dist left outer join prec on jilin_dist.NAME = prec.city;");
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• 新建矢量图层QgsVectorLayer，数据源provider传入virtual，代码如下

const QgsVectorLayer::LayerOptions options { QgsProject::instance()->transformContext() };
QgsVectorLayer *vl = new QgsVectorLayer( def.toString(), QStringLiteral( "test" ), QStringLiteral( "virtual" ), options );
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• 类QgsVectorFileWriter用于将图层保存至文件，详情见文档
• 其成员函数writeAsVectorFormatV3用于保存，虚拟图层保存至文件的代码如下

        QgsVectorFileWriter::SaveVectorOptions opt;
        QgsVectorFileWriter::writeAsVectorFormatV3(vl,"maps/virtuallayer/myvurtual.shp",QgsProject::instance()->transformContext(),opt);
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• 保存的图层文件如下
  

总结

• 分别演示了：
  • QGis软件矢量图层数据的查询、选择和保存
  • 二次开发c++ api的图层数据的查询、选择和保存