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QGIS入门 ​

目标 ​

通过本教程，实习生将学会：

  1. 安装并配置QGIS。
  2. 加载和处理矢量数据（CSV、WKT、GeoJSON）。
  3. 修改图层的符号化（Symbology）和标签（Label）。
  4. 编辑图形和属性表。
  5. 使用Processing Toolbox进行简单图层处理。
  6. 连接和查询PostgreSQL数据库。

准备工作 ​

  • 设备要求：Windows、macOS或Linux电脑，建议至少4GB内存。
  • 软件：QGIS（免费，开源）。
  • 数据：准备示例数据（CSV、WKT表格、GeoJSON文件，可从公开数据集下载，如自然地球数据）。
  • 数据库：PostgreSQL数据库（需安装PostGIS扩展）。

教程内容 ​

1. 安装QGIS ​

目标：下载并安装最新版QGIS。

  1. 下载QGIS：

    • 访问QGIS官方网站（https://www.qgis.org/）。
    • 根据操作系统（Windows/macOS/Linux）选择最新稳定版本（建议长期支持版，LTS）。
    • 下载安装包（例如，QGIS 3.34 LTR）。

  2. 安装QGIS：

    • Windows：双击安装包，按提示安装，保持默认设置即可。
    • macOS：拖动QGIS到“应用程序”文件夹。
    • Linux：使用包管理器（如sudo apt install qgis）或下载安装包。

  3. 验证安装：

    • 打开QGIS，确认主界面加载正常（包含工具栏、图层面板和地图画布）。
    • 注意：首次启动可能需要几秒钟加载插件。

注意事项：

  • 确保网络连接稳定，避免下载中断。
  • Windows用户可能需管理员权限。

2. 加载矢量数据 ​

目标：学会加载CSV、WKT表格和GeoJSON格式的矢量数据。

2.1 加载CSV文件 ​

  1. 准备数据：

    • 示例CSV文件（points.csv）：
      id,name,latitude,longitude
1,PointA,40.7128,-74.0060
2,PointB,51.5074,-0.1278
    • 确保CSV包含坐标列（经度longitude、纬度latitude）。

  2. 加载步骤：

    • 打开QGIS，点击菜单栏 Layer > Add Layer > Add Delimited Text Layer。
    • 在弹窗中：
      • 选择CSV文件。
      • 设置“X field”为longitude，"Y field"为latitude。
      • 坐标系选择“EPSG:4326”（WGS84）。
      • 点击“Add”，确认点图层显示在地图画布上。

  3. 检查：

    • 放大/缩小地图，确认点位置正确。
    • 右键图层 > Open Attribute Table，查看属性表内容。

2.2 加载WKT表格 ​

  1. 准备数据：

    • 示例WKT文件（polygons.csv）：
      id,name,wkt
1,Area1,POLYGON((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0))
2,Area2,POLYGON((2 2, 3 2, 3 3, 2 3, 2 2))

  2. 加载步骤：

    • 打开 Layer > Add Layer > Add Delimited Text Layer。
    • 选择WKT文件，勾选“Geometry definition”为“Well Known Text (WKT)”。
    • 指定WKT列（例如wkt），坐标系为“EPSG:4326”。
    • 点击“Add”，确认多边形图层显示。

  3. 检查：

    • 确保多边形正确绘制，属性表包含id和name。

2.3 加载GeoJSON文件 ​

  1. 准备数据：

  2. 加载步骤：

    • 拖放GeoJSON文件到QGIS地图画布，或使用 Layer > Add Layer > Add Vector Layer。
    • 选择文件，点击“Add”。
    • 确认图层加载，检查地图显示。

  3. 注意事项：

    • GeoJSON通常自带坐标系信息，加载后检查是否为“EPSG:4326”。
    • 若坐标系错误，右键图层 > Set CRS，调整为正确坐标系。

3. 修改Symbology和Label ​

目标：调整图层样式和标签，增强可视化效果。

3.1 修改Symbology ​

  1. 打开符号化面板：

    • 右键图层 > Properties > Symbology。
    • 点图层选择“Single Symbol”，多边形可选择“Single Symbol”或“Categorized”。

  2. 调整样式：

    • 点图层：更改符号大小（例如5px），颜色（例如红色）。
    • 多边形图层：设置填充颜色（例如蓝色，透明度50%），边框宽度（1px）。
    • 分类渲染（Categorized）：
      • 选择分类字段（例如name）。
      • 点击“Classify”，为每个值分配不同颜色。

  3. 应用：

    • 点击“Apply”预览，调整后点击“OK”保存。

3.2 添加Label ​

  1. 打开标签面板：

    • 右键图层 > Properties > Labels。
    • 选择“Single Labels”，字段选择name。

  2. 调整标签样式：

    • 设置字体（例如Arial，12pt），颜色（黑色），位置（“Above”或“Center”）。
    • 添加缓冲区（白色背景，透明度50%）以提高可读性。

  3. 检查：

    • 确保标签在地图上清晰可见，缩放地图测试显示效果。

注意事项：

  • 保存样式（Properties > Symbology > Style > Save Style）以便复用。
  • 避免标签重叠，可调整字体大小或使用“Label Priority”。

4. 图形和属性表编辑 ​

目标：学会编辑矢量图层的图形和属性数据。

4.1 图形编辑 ​

  1. 启用编辑模式：

    • 右键图层 > Toggle Editing（切换编辑）。
    • 工具栏显示编辑工具（如“Add Feature”）。

  2. 添加新图形：

    • 点：选择“Add Point Feature”，点击地图添加点。
    • 多边形：选择“Add Polygon Feature”，点击绘制多边形，右键结束。
    • 输入属性值（例如id和name），保存。

  3. 修改图形：

    • 使用“Vertex Tool”移动点或调整形状。
    • 使用“Delete Feature”删除选定图形。

  4. 保存编辑：

    • 点击“Save Edits”保存更改，关闭编辑模式。

4.2 属性表编辑 ​

  1. 打开属性表：

    • 右键图层 > Open Attribute Table。
    • 启用编辑模式（Toggle Editing）。

  2. 修改属性：

    • 点击单元格直接编辑（如更改name值）。
    • 使用“Field Calculator”批量更新：
      • 例如，添加新字段area，计算多边形面积（$area函数）。

  3. 保存：

    • 保存编辑，关闭属性表。

注意事项：

  • 定期保存，避免数据丢失。
  • 备份原始数据，防止误操作。

5. 使用Processing Toolbox处理图层 ​

目标：使用QGIS内置工具处理矢量图层。

  1. 打开Processing Toolbox：

    • 菜单栏 Processing > Toolbox，或快捷键Ctrl+Alt+T。
    • 搜索工具（例如“Buffer”或“Clip”）。

  2. 示例1：创建缓冲区：

    • 搜索“Buffer”，选择“Buffer”工具。
    • 输入：
      • 图层：点或多边形图层。
      • 距离：例如0.01度（约1km，视坐标系调整）。
      • 输出：保存为新图层（例如buffered_layer.shp）。
    • 运行，检查新图层。

  3. 示例2：裁剪图层：

    • 搜索“Clip”，选择“Clip”工具。
    • 输入：
      • 输入图层：点图层。
      • 裁剪图层：多边形图层。
      • 输出：保存为新图层。
    • 运行，确认结果仅包含多边形范围内的点。

  4. 检查：

    • 加载输出图层，验证处理结果。

注意事项：

  • 检查输入图层的坐标系一致性。
  • 保存处理结果为独立文件，避免覆盖原始数据。

6. 连接PostgreSQL数据库 ​

目标：连接PostgreSQL数据库，加载空间数据。

6.1 准备数据库 ​

  1. 安装PostgreSQL和PostGIS：

    • 下载并安装PostgreSQL（https://www.postgresql.org/）。
    • 安装PostGIS扩展（Windows可使用Stack Builder，Linux用sudo apt install postgresql-postgis）。
    • 创建数据库（例如gis_db），启用PostGIS：
      sql
      CREATE EXTENSION postgis;

  2. 准备示例表：

    • 创建空间表（例如cities）：
      sql
      CREATE TABLE cities (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    geom GEOMETRY(Point, 4326)
);
INSERT INTO cities (name, geom) VALUES
    ('New York', ST_GeomFromText('POINT(-74.0060 40.7128)', 4326)),
    ('London', ST_GeomFromText('POINT(-0.1278 51.5074)', 4326));

6.2 连接数据库 ​

  1. 添加数据库连接：

    • QGIS菜单 Layer > Add Layer > Add PostGIS Layers。
    • 点击“New”，输入：
      • 名称：gis_db
      • 主机：localhost（或服务器IP）
      • 数据库：gis_db
      • 用户名/密码：数据库凭据
      • 勾选“Also list tables with no geometry”（可选）。
    • 点击“Test Connection”，确认成功。

  2. 加载数据：

    • 选择数据库，勾选cities表，点击“Add”。
    • 确认点图层显示在地图画布上。

  3. 查询数据：

    • 使用“DB Manager”插件（菜单 Database > DB Manager）。
    • 编写SQL查询：
      sql
      SELECT * FROM cities WHERE name = 'New York';
    • 加载查询结果为新图层。

注意事项：

  • 确保PostgreSQL服务运行，端口开放（默认5432）。
  • 检查PostGIS扩展是否启用（SELECT postgis_version();）。

7. 实践任务 ​

任务：综合应用教程内容，完成以下任务：

  1. 加载一个CSV文件（点数据），调整符号为红色圆点，添加名称标签。
  2. 创建多边形缓冲区（0.01度），保存为新图层。
  3. 从PostgreSQL数据库加载cities表，裁剪点图层到缓冲区范围内。
  4. 编辑属性表，添加字段type并赋值（例如“City”）。
  5. 保存项目（File > Save As，格式为.qgz）。

提交：将QGIS项目文件（.qgz）和处理结果（Shapefile或GeoJSON）提交给导师。

8. 常见问题与解决 ​

  • 数据未显示：检查坐标系（右键图层 > Set CRS），确保与项目坐标系一致（默认EPSG:4326）。
  • 工具运行失败：确认输入图层有效，检查工具参数（如缓冲距离单位）。
  • 数据库连接失败：验证主机、端口、用户名、密码，检查防火墙设置。

9. 扩展学习 ​

  • 插件：安装“QuickOSM”插件，下载OpenStreetMap数据。
  • 进阶工具：学习“Dissolve”或“Union”工具处理复杂图层。
  • 地图输出：使用 Print Layout 制作地图（菜单 Project > New Print Layout）。

总结 ​

本教程涵盖了QGIS的基础操作，适合实习生快速上手。通过实践，实习生能够加载和处理矢量数据、调整地图样式、编辑数据、使用工具箱进行分析，并连接数据库。建议反复练习，熟悉界面和工具，逐步探索QGIS的高级功能。

资源：

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Credit @Wayne19980