GIS Developer – 페이지 45 – 공간정보시스템 / 3차원 시각화 / 딥러닝 기반 기술 연구소 @지오서비스(GEOSERVICE)

2022-12-102022-12-10

QGIS를 위한 PLUGIN 개발

총 3개의 영상으로 구성되어 있고 하나의 플러그인 개발에 대한 실습을 중심으로 설명합니다.

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C#의 Parallel API를 이용하여 CPU 100% 활용하기

CPU는 여러 개의 Core로 구성되어 있고 각 Core 단위로 동시에 연산을 처리할 수 있습니다. C#에서 CPU를 최대한 이용하기 위해서 Parallel API를 이용한 코드를 정리합니다.

Task.Factory.StartNew(() => {
    Parallel.ForEach(addressData, new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = cntCores },
        (task) => {
            int iAddress = task.Index;
            string Address = task.Address;
            
            /* 
                시간이 많이 걸리는 연산을 처리하는 스코프
            */

            Invoke(new Action(() => {
                // UI 처리가 가능한 스코프
            }));

            //Application.DoEvents(); -> 더 이상 필요치 않음
        }
    );
});

중요한 점은 Parallel에서 만들어진 스레드는 Main 스레드에서 구동되면 안됩니다. 그래서 Task.Factory.StartNew를 통해 별도의 스레드를 하나 만들고.. 만들어진 스레드에서 Parallel의 스레드를 구동하게 합니다. Task.Factory.StartNew를 사용한 이유는 스레드를 간단하게 만들 수 있기 때문으로 다른 스레드를 만드는 코드도 유효합니다. addressData는 스레드를 통해 처리해야할 데이터가 담긴 컨테이너입니다. 예를 들어 다음과 같습니다.

List<ADDRESS_DATA> addressData = new List<ADDRESS_DATA>();

ADDRESS_DATA는 다음과 같구요. (올바른 캡슐화를 적용하지 않은 코드입니다)

private class ADDRESS_DATA
{
    public int Index;
    public String Address;

    public ADDRESS_DATA(int Index, String Address)
    {
        this.Index = Index;
        this.Address = Address;
    }
}

Paralleld의 ForEach 매서드에서 task를 통해 ADDRESS_DATA의 필드값에 접근할 수 있습니다. 그리고 cntCores는 CPU의 코어 수인데, 동시에 실행할 수 있는 스레드의 개수로 지정하기 적당한 값입니다. 다음처럼 얻을 수 있습니다.

int cntCores = Environment.ProcessorCount;

2022-11-292022-11-30

pyQGIS를 이용한 벡터 데이터 처리 10 : 버퍼(Buffer) 연산

지오메트리에 대한 공간 연산을 공간 분석을 위해 활용할 수 있는데 그 연산 중 버퍼 연산에 대한 코드를 설명합니다. 먼저 레이어를 추가하고 RN이라는 필드의 값이 “로”로 끝나는 피쳐를 선택하고 선택된 피쳐의 지오메트리에 대해 버퍼 연산을 수행한 뒤 그 결과를 다른 SHP 파일에 저장하는 코드를 작성해 보겠습니다.

먼저 레이어를 추가하고 RN 필드값이 “로”로 끝나는 피쳐를 선택하는 코드를 다음처럼 작성합니다.

QgsProject.instance().removeAllMapLayers()
layer = QgsVectorLayer("D:/__Data__/세종특별자치시_36000/TL_SPRD_MANAGE.shp", "TL_SPRD_MANAGE")
QgsProject.instance().addMapLayers([layer])
layer.selectByExpression('"RN" like \'%로\'')

버퍼 연산 결과를 저장할 SHP 파일 작성자(Writer)를 생성합니다.

fields = layer.fields()
fileName = "D:/__Data__/buffer.shp"
writer = QgsVectorFileWriter(
    fileName,
    "utf-8", 
    fields,
    QgsWkbTypes.Polygon,
    layer.sourceCrs(),
    "ESRI Shapefile"
)

이제 선택된 피쳐를 하나씩 순회하면서 버퍼 연산을 수행하고 그 결과를 새로운 SHP 파일에 기록합니다.

dist = 100
features = layer.selectedFeatures()
for feat in features:
    geom = feat.geometry()
    buff = geom.buffer(dist, 8)
    feat.setGeometry(buff)
    writer.addFeature(feat)

del(writer) # 새로운 SHP 파일 닫기

새로운 SHP 파일을 레이어로 추가하는 코드는 다음과 같습니다.

layer = QgsVectorLayer(fileName, "새로운 레이어", "ogr")
QgsProject.instance().addMapLayers([layer])

실행 결과는 다음과 같습니다.

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pyQGIS를 이용한 벡터 데이터 처리 9 : 계산 필드 추가하기

계산 필드는 어떤 값 등을 이용해 계산된 결과값을 저장하는 필드인데, 특히 기존의 다른 필드값들을 이용하여 새로운 값을 만들어 새로운 필드에 저장해 둘 수 있습니다. 이 예제에서는 2개의 계산 필드를 새롭게 추가할 것이며 첫번째는 지오메트리의 길이값, 두번째는 기존의 어떤 필드값을 첫번째 계산필드로 나눈 필드입니다. 이 2개의 계산필드를 정의하는 코드는 다음과 같습니다.

QgsProject.instance().removeAllMapLayers()
layer = QgsVectorLayer("D:/__Data__/세종특별자치시_36000/TL_SPRD_MANAGE.shp", "TL_SPRD_MANAGE")
QgsProject.instance().addMapLayers([layer])

pv = layer.dataProvider()
pv.addAttributes(
    [
        QgsField("len", QVariant.Double),
        QgsField("calc", QVariant.Double)
    ]
)

layer.updateFields()

위의 코드에서 len 필드가 지오메트리의 길이 값을 저장해 둘 필드이고 calc는 ROAD_LT라는 필드값에 len 필드값을 나눈 결과를 저장할 필드입니다. 이처럼 계산에 대한 표현식을 정의합니다.

expression1 = QgsExpression("$length")
expression2 = QgsExpression('"ROAD_LT"/"len"')

그리고 계산 필드에 표현식 적용을 위한 문맥을 정의하는 객체를 생성합니다.

context = QgsExpressionContext()
context.appendScopes(QgsExpressionContextUtils.globalProjectLayerScopes(layer))

이제 레이어를 구성하는 모든 피쳐에 대해 순차적으로 계산 필드의 값을 저장하는 코드를 작성합니다. 먼저 len 필드에 대한 처리입니다.

with edit(layer):
    for f in layer.getFeatures():
        context.setFeature(f)
        f["len"] = expression1.evaluate(context)
        layer.updateFeature(f)

다음은 calc 필드에 대한 처리입니다.

with edit(layer):
    for f in layer.getFeatures():
        context.setFeature(f)
        f["calc"] = expression2.evaluate(context)
        layer.updateFeature(f)

실행하고 레이어의 속성 정보를 확인해 보면 다음처럼 2개의 계산 필드가 저장되어 있는 것을 확인할 수 있습니다. (피쳐 개수에 따라 실행 시간이 제법 걸립니다)

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pyQGIS를 이용한 벡터 데이터 처리 8 : 새로운 SHP 파일 생성하기

새로운 벡터 데이터 파일을 생성하는 코드를 순차적으로 나열하면 먼저 필드를 정의합니다.

QgsProject.instance().removeAllMapLayers()

fields = QgsFields()
fields.append(QgsField("id", QVariant.Int))
fields.append(QgsField("name", QVariant.String))
fields.append(QgsField("value", QVariant.Double))

그리고 생성할 SHP 파일명을 지정하고 Writer 객체를 생성합니다. 속성 문자셋은 UTF-8로 지정했고 지오메트리 타입은 Point로 지정했습니다. 좌표계는 EPSG:5179입니다.

fileName = "D:/__Data__/new_point.shp"

writer = QgsVectorFileWriter(
    fileName, 
    "UTF-8", 
    fields,
    QgsWkbTypes.Point, 
    QgsCoordinateReferenceSystem("EPSG:5179"),
    "ESRI Shapefile"
)

이 Writer 객체를 통해 피쳐를 기록할 수 있고 피쳐를 기록하는 코드를 함수로 작성해 둡니다.

def createFeature(x, y, attributes):
    feat = QgsFeature()
    geom = QgsGeometry.fromPointXY(QgsPointXY(x, y))
    feat.setGeometry(geom)
    feat.setAttributes(attributes)
    return feat

위의 함수를 사용하여 4개의 피쳐를 기록합니다.

writer.addFeature(createFeature(971195, 1841488, [1, "김형준", 10.21]))
writer.addFeature(createFeature(971295, 1841488, [2, "홍길동", 20.31]))
writer.addFeature(createFeature(971195, 1841588, [3, "일지매", 25.16]))
writer.addFeature(createFeature(971295, 1841588, [4, "임꺽정", 17.54]))

생성된 SHP 파일을 Close하기 위해 다음 코드를 추가합니다.

del(writer)

이제 생성된 SHP 파일을 레이어로 추가합니다.

layer = QgsVectorLayer(fileName, "새로운 레이어", "ogr")
QgsProject.instance().addMapLayers([layer])

결과는 다음과 같습니다.

SHP 파일의 속성 값의 경우 Length와 Precision 값을 지정할 수 있는데, 위의 코드 중 필드를 추가하는 코드를 다음과 같이 Length와 Precision과 함께 처리가 가능합니다.

fields.append(QgsField("id", QVariant.Int, None, 5))
fields.append(QgsField("name", QVariant.String, None, 40))
fields.append(QgsField("value", QVariant.Double, None, 10, 4))