什么是Geotools？

Geotools是一个开源的Java代码库，是java语言用来解决地理信息相关问题的开源库，它是符合OGC的规范的标准类库，关于OGC的规范介绍，可参考之前的文章——GIS数据协议——OGC数据服务规范

目前Geotools被很多Java开源软件GIS产品所应用，比如我们熟知的Geoserver、Udig等。

Geotools详细介绍

1、核心特性

Geotools作为Java语言用进行GIS数据处理的开源库，其核心特性包括如下方面：

1） 定义了GIS关键空间概念和数据结构的接口，首先是引入了JTS空间数据处理开源库，而JTS本身就是java优秀的空间数据处理开源库，具有强大的空间数据处理能力,关于这个库后面会专门出一篇文章介绍，总之它在GIS处理空间数据方面非常重要；其次定义并实现了OGC协议的过滤编码规范，使得Geotools具备了处理空间查询和属性查询的可能。

2）提供多种访问和解析GIS数据格式的方法，包括我们熟悉的栅格数据类型，像geotiff、grassraster、img、imagemosaic、imagepyramid、jp2k等；以及各种矢量数据，像csv、geojson、property、shapefile等；此外Geotools还接入了各种数据库类型，像db2、h2、mysql、oracle、postgis、sqlserver等。

3）作为一个实现OGC协议的GIS开源库，Geotools具备各种出图效果的渲染，尤其是结合OGC规范定义的SLD文件，Geotools也可以输出用户自定义配置的显示效果，可以说通过Geotools集成的渲染能力，使得GIS服务器端具备了无状态、低内存渲染器。

4）作为GIS处理开源库，Geotools支持大部分地理坐标系和投影坐标系，可实现不同地心坐标系(参心坐标系)间的数据转换以及不同投影坐标系间的转化(可能会有误差)。

2、主要类库

1) 标准的API实现

Geotools作为GIS开源库，其实现了opengis定义的多种gis标准(接口)，并实现了这些接口，比如下面的这些接口(或者说是定义)，都是我们GIS开发中经常用到的定义：

a）FeatureType: 提供描述所表示信息的元数据模型，简单来说就是存储数据的描述信息，描述信息包括属性类型(PropertyType)、名称(Name)、该属性出现的最大最小次数、属性是否允许为Null等信息，简单类比为数据库表的结构，Geotools可通过SimpleFeatureTypeBuilder来创建FeatureType。

b) Feature：用来表示在地图上可以绘制的要素，简单来说Feature就是对FeatureType描述信息的数据填充，该要素包括属性和几何信息。Geotools用来创建Feature的两个实现类包括FeatureFactory和SimpleFeatureBuilder。

c) Filter：过滤器参数，这是Geotools实现属性查询和空间查询的核心类，当然包括后续我们要讲的CQL(ECQL)最终的产物都是Filter，你可以理解它就是SQL语句中的where条件，关于Filter的使用后面我们会用专门的章节来说明。

d) GridCorverage: 这个可以理解是一个数据矩阵，里面包含图像信息、类别信息(category)、采样的维度(sampledimensions)、地理参考系(Georeferencing)，这个参数就是图像信息和GIS信息的结合体，比如我们发布一个TIFF数据后，通过WMTS(一种OGC协议，可参考前面的文章)来访问某一个瓦片数据，就会通过GeoTiffReader来获取一个GridCorverage。

e) Coordinate Systems：坐标系，这里面涉及很多的GIS知识，后面有时间专门出一节来梳理这个概念，现在了解一般的GIS数据都会有一个地理坐标系，当然如果有投影，还会附带一个投影坐标系。

f) Style Layer Descriptor：图层样式的描述接口，用来定义地图的绘制方式，可以简单理解为图像的符号化，比如矢量线数据，如果想在GIS服务端栅格化的描述其颜色、宽度、形状等信息，就可以通过sld文件来处理。其实它就是一个xml文件，里面用各种标签来定义了很多属性，具体后面会有一章节来介绍。

除此之外，geotools还有很多其它的基础类库，不在这里一一列举，感兴趣的可以查看geotools的官网，有详细的介绍文档。

2) 外部核心类库

a) JTS：JTS是Geotools引用的专门处理GIS几何功能的三方库，JTS全程是Java Topology Suite，它凭借其优秀的能力，已被多个语言实现，包括C++的GEOS，js的JSTS,.net的NetTopologySuite。

实现的功能：Geotools中关于Geometry的处理都是基于JTS实现的，包括GIS几何关系中的相等(Equals)、脱节(Disjoint)、相交(Intersects)、接触(Touches)、交叉(Crosses)、内含(Within)、包含(Contains)、重叠(Overlaps)等几何关系都是由JTS来实现的，此外JTS中还多基础几何的算法，包括缓冲区、距离、凸包以及几何数据的简化算法。

目前JTS只能处理二维几何关系，三维相关的集合关系，JTS目前没有支持，如果有这方面的需求，可以考虑借助PostGIS插件(postgresql数据库的地理数据插件)。

b) Jaiext：JAI是Java Advance Image的简称，是java用来处理2D图像的库，但是由于sun公司一直没有公开源码，且目前也不维护了，而JAI-EXT是对JAI的扩展，目前比较活跃，而且针对JAI进行了扩展和改善，扩展的方面包括，增加nodata数据的处理，改善JAI原有的操作新能。

c) Imageio-ext：是一个开源项目，为java的ImageIO提供扩展、修复和改进，主要的改进点包括如下：

1. 支持了GDAL I/O库。
2. 支持通过Kakadu实现读写JPEG2000文件。
3. 改进了对读写tiff文件的支持。
4. 基于libjpeg-turbo开源高性能库提升对JPEG图像的读写。
5. 通过PNGWriter改进Png文件的写入性能。

可以说imageio-ext也是java图形处理的扩展，是解决传统JAVA的iamgeIO无法支持GIS多种数据的问题。

3) 不维护模块

Geotools作为一个非常活跃的开源GIS库，除了常用的功能外，也公开了很多不受支持的功能模块，所谓不受支持就是GeoTools开发团队不维护该功能，如果使用者有需求，可以在现有的基础上自己去改进维护。

而这些不维护模块中，有一些却是我们常用的功能，比如对Mbtiles数据插件，Kml数据插件，geojson数据插件，ES的支持插件等等，虽然这些插件官方不申明维护，但是实际小编发现，很多插件都是可以满足日常需求的，比如Mbtiles插件，geojson插件，虽说有一些瑕疵，但是整体的逻辑都是没有问题的，有了这些插件对于我们使用者而言，可以避免过度的造轮子。

总结语：

今天关于Geotools的主要功能，大体罗列一些，但是这些功能只是罗列一个概念，很多重要的知识，后续会按照专题来梳理，下一篇文章，将会系统介绍投影相关的概念知识，欢迎大家持续关注。