跟着案例学QGIS二次开发：基于QGIS的自动化数据质量检查工具

最新推荐文章于 2025-06-26 21:50:26 发布

GIS Tom

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分类专栏： QGIS 开发案例文章标签：开源软件

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案例背景

项目名称：基于QGIS的自动化数据质量检查工具
行业背景：GIS数据处理中常因坐标系错误、几何无效或属性缺失导致分析失败。传统人工检查耗时且易遗漏，需开发自动化工具实现批量检查。

开发设计

目标功能

检查矢量数据的几何有效性（如自相交、悬挂点）
验证属性字段完整性（非空值、唯一性）
检查坐标系一致性
生成HTML格式检查报告

技术选型

Python 3.9 + PyQt5（界面开发）
QGIS 3.28 API（地理处理）
HTML/CSS（报告模板）

系统架构

├── CoreChecker.py       # 核心检查逻辑
├── ReportGenerator.py   # 报告生成模块
├── ui_dialog.py         # PyQt界面文件（由Qt Designer生成）
└── metadata.txt         # 插件元数据

详细实现流程

步骤1：环境配置

安装QGIS Desktop 3.28
安装插件开发工具链：
```
pip install pyqt5 qgis-plugin-builder3
```
配置PyCharm：添加QGIS Python库路径（通常位于C:\Program Files\QGIS 3.28\apps\Python39）

步骤2：创建插件框架

使用Plugin Builder 3生成基础代码：

pb_tool create
# 输入插件名称：DataQualityChecker
# 选择模板：Dialog with Tools

修改metadata.txt：

[general]
name=Data Quality Checker
qgisMinimumVersion=3.16
description=Automated GIS data validation toolkit

步骤3：设计用户界面（使用Qt Designer）

创建check_dialog.ui文件，包含：
- 图层选择下拉框（QComboBox）
- 检查项多选框（QCheckBox："几何检查","属性检查","坐标系检查"）
- 结果显示文本框（QTextEdit）
- 运行按钮（QPushButton）
编译UI文件为Python代码：
```
pyuic5 -o ui_dialog.py check_dialog.ui
```

步骤4：核心功能开发

几何检查模块（CoreChecker.py）

from qgis.core import QgsVectorLayer, QgsGeometry

def check_geometry(layer):
    errors = []
    for feature in layer.getFeatures():
        geom = feature.geometry()
        if not geom.isGeosValid():
            error_msg = f"要素ID {feature.id()} 无效几何: {geom.lastError()}"
            errors.append(error_msg)
    return errors

属性检查模块

def check_attributes(layer, field_name):
    unique_values = set()
    errors = []
    for feature in layer.getFeatures():
        value = feature[field_name]
        if not value:
            errors.append(f"要素ID {feature.id()} 字段 {field_name} 为空")
        if value in unique_values:
            errors.append(f"值 {value} 重复")
        unique_values.add(value)
    return errors

步骤5：报告生成（ReportGenerator.py）

def generate_html_report(errors, output_path):
    html = """
    <html><head><style>
    .error { color: red; margin: 5px; }
    </style></head><body>
    <h1>数据质量检查报告</h1>
    """
    for error in errors:
        html += f'<div class="error">⚠️ {error}</div>'
    html += "</body></html>"
    
    with open(output_path, 'w') as f:
        f.write(html)
    import webbrowser
    webbrowser.open(output_path)

步骤6：界面逻辑绑定

# 在主对话框类中添加
def run_checks(self):
    layer = self.combo_layer.currentLayer()
    errors = []
    
    if self.check_geometry.isChecked():
        errors += CoreChecker.check_geometry(layer)
        
    if self.check_attributes.isChecked():
        errors += CoreChecker.check_attributes(layer, "required_field")
    
    report_path = "/temp/report.html"
    ReportGenerator.generate_html_report(errors, report_path)
    self.text_result.setText("\n".join(errors))

步骤7：调试与测试

在QGIS Python控制台运行：

from DataQualityChecker import DataQualityCheckerPlugin
plugin = DataQualityCheckerPlugin(iface)
plugin.initGui()

测试数据准备：故意创建包含以下问题的测试图层：
- 包含自相交的多边形
- 有空值的必填字段
- 混合坐标系的数据

步骤8：打包发布

生成ZIP包：
```
pb_tool zip
```
通过QGIS插件管理器安装本地ZIP包

关键代码解释

图层选择实现：

self.combo_layer.setFilters(QgsMapLayerProxyModel.VectorLayer)

自动过滤显示矢量图层

异步处理优化：

from qgis.PyQt.QtCore import QThread
class CheckThread(QThread):
    finished = pyqtSignal(list)
    def run(self):
        # 执行耗时检查操作
        self.finished.emit(errors)