第 11 屆 iThome 鐵人賽

DAY 30

Modern Web

「小孩才做選擇，我全都要。」小白也能輕鬆瞭解的 Vue.js 與 D3.js 。系列第 30 篇

[ D3.js ] 繪製臺灣地圖

11th鐵人賽 javascript vue.js d3.js

ShawnL

2019-10-02 18:11:42

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D3.js 地圖

30天好快就到了！趁著最後一天鐵人賽我們要來繪製 D3.js 人人必繪的地圖啦！

我們首先到臺灣政府資料開放平臺的網站中下載以縣市為界的台灣地圖 SHP 檔案：

Shapefile（SHP），是美國環境系統研究所公司（ESRI）開發的空間資料開放格式。目前 SHP 檔案格式為地理資訊軟體界的開放標準。（資料來源： SHP Wiki）

接著透過 mapshaper 網站將下載好的 SHP 檔案轉成 D3.js 能夠編寫的 GeoJson 格式（或 TopoJson 格式），直接將剛下載好的解壓縮檔案丟進去即可：

選擇 Import 匯入：

就可以畫面上顯示出預覽地圖：

而在輸出檔案前我們還要先把地圖優化一下，點選右上方的 Simplify 簡化地圖：

將地圖簡化到 30% 左右，此時可以稍微看到地圖邊緣稍微被簡化一些，但失真程度不大還能接受：

最後點選右上方 Export 輸出檔案，可以看到有各種檔案類型可供選擇，這裡可以選擇 GeoJSON 或 TopoJSON，而本章範例將會採用 TopoJSON 的格式來示範：

而為什麼範例要選擇 TopoJSON 的格式呢？我們可以來比較一下簡化後與兩種檔案格式的大小差異：

GeoJSON 100% 檔案大小：

GeoJSON 30% 檔案大小：

TopoJSON 30% 檔案大小：

我們可以看到簡化過的檔案容量降了將近快要 10MB ，而 TopoJSON 又還能比 GeoJSON 更少了約八成左右，最後檔案從 12.1MB 的大怪物被優化到剩下 622KB 的檔案大小，並且品質還在能接受的範圍。

而這兩種檔案究竟差在哪裡呢？

GeoJSON

RFC 7946:
GeoJSON is a geospatial data interchange format based on JavaScript Object Notation (JSON).

根據 RFC 7946 的定義，GeoJSON 主要是基於 JSON 編寫的一種地理交換資料格式。也就是說 GeoJSON 其實就是 JSON 格式的檔案，並非是一種新的格式，只是將地理的一些訊息描述以 JSON 規則呈現並受嚴格的定義控管。

Geometry Object
A Geometry object represents points, curves, and surfaces in coordinate space. Every Geometry object is a GeoJSON object no matter where it occurs in a GeoJSON text.

而在幾何物件（Geometry Object）的 RFC 文件章節裡也提到：不論用來描述的點、線、面等等訊息在檔案的何處，都需要以 GeoJSON 物件形式呈現，並且底下也詳細列出了描述地圖的一些規範和代表含意說明（如位置、點、多點、線段、多邊形等等）。

TopoJSON

由 D3.js 作者 Mike Bostock 所發明的 TopoJSON 則是以 GeoJSON 為基礎，以拓樸學的科學基礎編碼而成的格式。其最大的特色就是原先在 GeoJSON 中描述地理訊息的邊緣，會以共同邊（arcs）所表示，並且消除掉一些較為冗贅的地理資訊後而產生。

繪製地圖

D3.js 根據了 GeoJSON 與 TopoJSON 格式來處理地圖訊息，透過像是 SVG 中的路徑 path ，將處理好的的資訊轉換為視覺呈現，而要以 TopoJSON 檔案來繪製地圖的話，可以透過 Mike Bostock 在 TopoJSON 專案中的 API 來解碼使用，目前專案上也提供了 CDN 連結供快速開發使用：

<script src="https://unpkg.com/topojson@3"></script>

接著如同前面幾章，我們依樣畫葫蘆開一個 Vue.js 的 HTML 版面：

<div id="app">
    <svg width='500' height='500' style='border:1px solid #00000060;'>
        <g class="counties"></g>
        <path class="county-borders"></path>
    </svg>
</div>

Vue 實體中則是開了一個 data taiwanCountry 給予預設值，待實體載入完畢時將我們前面處理好的 TopoJSON 檔 COUNTY_MOI_1080726.json 透過 fetch 的方式載入我們的地圖資料以供取用，並且呼叫 draw() 函式來繪製地圖：

let vm = new Vue({
    el: "#app",
    data: {
        taiwanCountry: []
    },
    mounted() {
        fetch('COUNTY_MOI_1080726.json')
            .then(res => res.json())
            .then(result => {
                this.taiwanCountry = result
                this.draw(this.taiwanCountry)
            })
    },
    methods: {
        draw(mapData) {

        }
    }
});

在 draw 函式中，使用 d3.geoMercator() 來定義投影模式，並以 center 定義經緯度位置，scale 定義縮放比例尺：

let projection = d3.geoMercator()
    .center([123, 24])
    .scale(5500);

接著加入 d3.geoPath() （用來產生供 path 路徑標籤所使用的 d），並且傳入剛才定義好的投影模式 projection ：

let path = d3.geoPath(projection);

最後透過 d3.js 選擇器選擇我們剛以開好的 HTML 版面，在 g.counties 產生地圖面積、path.county-borders 產生地圖輪廓：

d3.select('g.counties')
    .selectAll("path")
    .data(topojson.feature(mapData, mapData.objects["COUNTY_MOI_1080726"]).features)
    .enter().append("path")
    .attr("d", path);

d3.select('path.county-borders')
    .attr("d", path(topojson.mesh(mapData, mapData.objects["COUNTY_MOI_1080726"], function (a, b) { return a !== b; })));

而裡面使用到的 topojson API 方法說明如下：

topojson.feature ：將 TopoJSON 轉換成 GeoJSON 的格式。
topojson.mesh ：將 TopoJSON 中的 geometry 物件轉換成 GeoJSON 中的線段。
其餘未使用到的 API 可參考 GitHub 上的 topojson 專案

加上一點點 CSS 來點綴：

<style>
    .counties {
        fill:#33474e;
    }
    .counties :hover {
        fill: #7f9ca7;
        transition: 0.5s;
    }
    .county-borders {
        fill: none;
        stroke: #fff;
        stroke-width: 0.5px;
    }
</style>

最後畫面上顯示：