QGIS-Python程式設計入門


前言
QGIS 具有強大的程式設計介面，支援目前流行的 Python 語言，可讓你擴展QGIS軟體的核心功能，並可撰寫可以自動執行的腳本，完成你想做的事情。不論你是否對 QGIS 或 Python 有深入了解，知道一點 QGIS 程式介面的使用方法，可以會讓你的工作事半功倍。本教學課程不需任何程式設計的背景，我們會從頭開始敘述 QGIS 的 Python 程式設計方法 (PyQGIS)。

 QGIS has a powerful programming interface that allows you to extend the core functionality of the software as well as write scripts to automate your tasks. QGIS supports the popular Python scripting language. Even if you are a beginner, learning a little bit of Python and QGIS programming interface will allow you to be much more productive in your work. This tutorial assumes no prior programming knowledge and is intended to give an introduction to python scripting in QGIS (PyQGIS).

內容說明

我們要以 Python 腳本處理世界上所有機場位置的點向量圖層，此腳本會輸出圖層中機場名稱、機場代碼與經緯度資訊到一個文字檔中。

取得資料

本教學使用 Natural Earth 提供的 機場 資料集。
下載 機場 shapefile，資料來源 [NATURALEARTH]

操作流程

  1. 在 QGIS 中選擇 圖層 ‣ 加入向量圖層，找到剛下載的 ne_10m_airports.zip 檔案，按下 開啟，選擇 ne_10m_airports.shp，最後按 確定。
    2. ../_images/160.png

    1. 接著 QGIS 中就可以看到 ne_10m_airports 圖層。
    ../_images/228.png

    1. 使用 識別圖徵(identify feature) 按鈕，選擇任一個點看一下其向量檔案內有哪些屬性。你會發現機場的名稱是紀錄在 name 屬性，而機場的 3 位英文代碼則是記在 iata_code 屬性當中。
    ../_images/319.png

    1. QGIS 具有內建終端機模式，可以讓你輸入 Python 指令和查閱輸出，對於學習和快速的資料處理很有幫助。選擇 附加元件 ‣ Python 主控台，就可以進入該模式。
    ../_images/414.png

    1. 這時有個新面板會出現在 QGIS 畫布下方，而且最底下會有一個左側有 >>> 的欄位，這裡就是讓使用者輸入python指令的地方。在此模式下方所有與 QGIS 環境的互動，都會透過一個叫做 iface 的變數來達成。例如要存取現在顯示在 QGIS 中的圖層的話，可輸入如下指令後按下 Enter 鍵，layer 這個變數就會被設定成此圖層。
    layer = iface.activeLayer()
    ../_images/514.png

    1. Python 中有個蠻實用的函數叫做 dir()，它可以顯示某物件的所有可操作方法。當你不太了解這個物件該怎麼操作時，這個函數相當管用。所以我們就輸入如下指令，看看接下來我們可以對 layer 變數做什麼事情。
    dir(layer)
    ../_images/613.png

    1. 此時會看到一長串的可用函數。在這裡，我們試著用 getFeatures()，這是幫助取得在某個圖層中的圖徵的函數，在我們的例子中，它可以幫我們取得圖層中代表「機場」的點。使用下面的指令就可以逐一取得圖層中的所有圖徵，不過記得一定要在第二行的最前面加上 2 個空格(內縮)。
    for f in layer.getFeatures():
  print f
    ../_images/713.png

    1. 接著在輸出畫面中就可以看到每一行都是圖層中的一個特定圖徵。圖徵的資訊會存在 f 變數當中，所以只要對 f 進行一些操作，就可以取得圖徵的屬性，像是輸入下面的指令，就可以列印每個機場的 name 和 iata_code 屬性。
    for f in layer.getFeatures():
  print f['name'], f['iata_code']
    ../_images/813.png
    9. 現在我們已經知道要怎麼用指令取得圖層中的圖徵屬性了，接下來我們還可取得圖徵的座標。向量圖徵的座標可以使用一個叫做 geometry() 的函數來取得，此函數會輸出一種「幾何物件」，這裡我們把它存在 geom 變數中，而「點幾何物件」可以透過 asPoint() 函數來取得這個物件的 x 與 y 座標。如果圖徵是線或是多邊形的話，取得座標的函數會變成 asPolyline() 或 asPolygon()。請輸入以下指令後按下 Enter，就可以看到每個圖徵的座標。
    
for f in layer.getFeatures():
  geom = f.geometry()
  print geom.asPoint()
    ../_images/912.png

    1. 如果我們只想要秀出 x 座標的話要怎麼辦? 只要在點幾何物件上多套入一個 x() 函數就行了，如下所示。
    for f in layer.getFeatures():
  geom = f.geometry()
  print geom.asPoint().x()
    ../_images/1012.png

    1. 以上所講的各種操作，只要把它們拼湊起來，就可以產生我們想要的輸出結果。像是底下的程式碼可以印出每個機場的名字、iata_code 以及經緯度，程式碼中的 %s 和 %f 是用來調整字串和數字的輸出格式的記號。
    for f in layer.getFeatures():
  geom = f.geometry()
  print '%s, %s, %f, %f' % (f['name'], f['iata_code'],
         geom.asPoint().y(), geom.asPoint().x())
    ../_images/1115.png

    1. 到目前為止，所有的輸出都直接顯示在螢幕上，但其實如果能夠存成檔案，應該會更好用。你可以輸入如下的程式碼，第一行的檔名和路徑記得改成你想存在你電腦中的樣子，剛才的結果就會另存成新檔。注意我們在每行的結尾都加上了 \n，這是用來告訴電腦存完每個圖徵資料後應該要換到下一行繼續存。另外，unicode_line = line.encode('utf-8') 這一行的用意在於，有些圖徵的屬性使用了 Unicode 字元，我們要先把它們編碼成 UTF-8 格式，才能正確地存到文字檔當中。
    output_file = open('c:/Users/Ujaval/Desktop/airports.txt', 'w')
for f in layer.getFeatures():
  geom = f.geometry()
  line = '%s, %s, %f, %f\n' % (f['name'], f['iata_code'],
          geom.asPoint().y(), geom.asPoint().x())
  unicode_line = line.encode('utf-8')
  output_file.write(unicode_line)
output_file.close()
    ../_images/1214.png

    1. 最後就可以在輸出的文字檔中，查看我們剛剛利用 Python 指令從 shapefile 中轉存出來的資料了！


本文中文參考出處：http://www.qgistutorials.com/zh_TW/docs/getting_started_with_pyqgis.html
英文參考出處：http://www.qgistutorials.com/en/docs/getting_started_with_pyqgis.html
本文中文出處英文翻譯的部分，念起來不太順，在此參考英文部分，稍加潤飾

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