GDAL for Android 从编译到读写shp（草稿）

备注：本文是在实际编译过程中进行编写的，中间包含了错误的操作与过程，且在操作后面备注有“可不进行”字样。
该文章不进行维护，请查看：
http://www.jianshu.com/p/b6899345d18e

1、准备工作

下载gdal，官方下载地址，本文采用的是2.1.4这个版本（源码直接编译，未进行修改；2.2.2版本里面貌似有个BUG，交叉编译时报to_String方法未定义）：
http://trac.osgeo.org/gdal/wiki/DownloadSource

Linux编译环境，本次采用ubuntu 16.04 LTS版本

Android NDK环境：android-ndk-r14b（在Android官网上下载的）
https://developer.android.com/ndk/downloads/index.html?hl=zh-cn

Android开发环境，本文采用Android Studio 2.3.3，环境的搭建可参考Android官网
https://developer.android.com/studio/index.html

参考文档（感谢前辈们的贡献）：
https://github.com/nutiteq/gdal/wiki/AndroidHowto
http://www.c2001.net/uploads/9/9/0/8/9908187/gdal.pdf
http://www.jianshu.com/p/07e3af759c86

2、进行编译（注意需要进行交叉编译，先看第三节内容）

2.1 第一次尝试（后面编译Android so文件时用到，可不进行）

在下载好的gdal路径下打开Terminal，执行如下命令。

cd ci/travis/android/

执行sh文件，进行安装前的准备工作。

./before_install.sh

执行sh文件，进行安装。

./install.sh

2.2 第二次尝试（可不进行）

在下载好的gdal路径下打开Terminal，执行如下命令。

cd ci/travis/ubuntu_1604/

执行sh文件，进行安装前的准备工作。

./before_install.sh

执行sh文件，进行安装。

./install.sh

2.3 安装完 g++，swig， ant和Java环境

注意：

  • g++在Ubuntu当前版本中默认有安装
  • 请不要使用openjdk，去oracle官网下载JDK8（当前最新的是这个版本），具体原因详见2.9
sudo apt-get update
sudo apt-get install g++
sudo apt-get install swig
sudo apt-get install ant
sudo apt-get install openjdk-8-jdk
sudo apt-get install build-essential（可不进行，无用）
sudo apt-get install libhdf4-dev（可不进行，无用）
sudo apt-get install python-dev（可不进行，无用）

2.4 编译gdal

./configure
make

此时出现了如下错误信息：

......
/usr/bin/ld: ./ogr/.libs/gml2ogrgeometry.o: Relocations in generic ELF (EM: 40)
/usr/bin/ld: ./ogr/.libs/gml2ogrgeometry.o: Relocations in generic ELF (EM: 40)
/usr/bin/ld: ./ogr/.libs/gml2ogrgeometry.o: Relocations in generic ELF (EM: 40)
./ogr/.libs/gml2ogrgeometry.o: error adding symbols: File in wrong format
collect2: error: ld returned 1 exit status
GNUmakefile:55: recipe for target 'libgdal.la' failed
make[1]: *** [libgdal.la] Error 1
make[1]: Leaving directory '/home/asen/gdal-2.2.2'
GNUmakefile:64: recipe for target 'check-lib' failed
make: *** [check-lib] Error 2

由于之前进行了错误的操作，所以造成了报错，此处直接跳转到 2.6 继续进行。

2.5 继续进入"ubuntu_1604"路径下进行“./install.sh ”，执行时，缺少“fossil”（可不进行）

sudo apt-get install fossil

2.6 进入gdal主目录，直接make clean后重新make，然后漫长的等待。

make clean
make

2.7 生成 GDAL 的 Java binding（包含jar包和.so文件）

cd swig/java
make

2.8 编译报如下错误

gdalconst_wrap.c:152:17: fatal error: jni.h: No such file or directory
compilation terminated.
GNUmakefile:114: recipe for target 'gdalconst_wrap.lo' failed
make: *** [gdalconst_wrap.lo] Error 1

缺少jni类库，执行如下命令（可不进行）

sudo apt-get install openjdk-8-jdk openjdk-8-jre-lib

猜测可能是jdk问题，因为之前用的是openJDK，卸载openJDK。

sudo apt-get purge openjdk*

从orcale官网下载目前最新的jdk8。
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html

下载后解压到指定文件夹下，并配置ubuntu的环境变量。

sudo gedit ~/.bashrc
可以在此文件末尾加入PATH的设置如下（其中jni.h在include中）： 
export PATH="$PATH:/home/asen/jdk1.8.0_144/include:/home/asen/jdk1.8.0_144/bin"

重新在“swig/java”文件夹中打开Terminal，进行make（貌似make成功一次，下次clean之后再make又不行了，而且没找到.so文件）。

2.9 继续查找原因，可以通过“java.opt”来配置Java环境（配置文件在swig/java路径下）。

javaopt.png

修改成如下内容（修改了第一句的路径，其他不变）：

JAVA_HOME = /home/asen/jdk1.8.0_144
JAVADOC=$(JAVA_HOME)/bin/javadoc
JAVAC=$(JAVA_HOME)/bin/javac
JAVA=$(JAVA_HOME)/bin/java
JAR=$(JAVA_HOME)/bin/jar
JAVA_INCLUDE=-I$(JAVA_HOME)/include -I$(JAVA_HOME)/include/linux

重新make。

2.10 继续报错。

BUILD FAILED
/home/asen/gdal-2.2.2/swig/java/build.xml:22: Unable to find a javac compiler;
com.sun.tools.javac.Main is not on the classpath.
Perhaps JAVA_HOME does not point to the JDK.
It is currently set to "/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre"

Total time: 0 seconds
GNUmakefile:58: recipe for target 'build' failed
make: *** [build] Error 1

猜测原因是一开始装过java-8-openjdk的问题，而且看swig文件夹下，已经能看到.so文件了。
此处重新安装openjdk，并进行make，哈哈成功。

成功后的截图1.png

2.11 拷贝成果

swig文件夹下自动生成了.lib文件夹（.so文件在这里）和gdal.jar（Jar包的源码在org文件夹中，也是自动生成出来的）

image.png

2.12 生成32位so文件（可不执行，只要在64上操作即可）

未找到配置成32位进行编译的地方，本文是又以32位操作系统，重复了上述步骤生成的。

2.13 so文件很小的问题

按照上述步骤虽然能生成so文件，但so文件较小。
继续完成下面的步骤：

  • 进入自己的 gdal-2.2.2 根路径
sudo make install
cd swig
make ANDROID=yes
cd java
make ANDROID=yes
make clean
make
  • 下载ndk-build，gdal已经提供了下载的方式

注意：如果是32位的ubuntu，请自行修改before_install.sh中的下载文件的地址（不要在32位系统上下载64位的ndk-build）。

cd ../../   （目的为了返回gdal的根路径）
cd ci/travis/android/
./before_install.sh （下载后的文件在当前文件夹下）
  • 配置环境变量中增加ndk的路径地址
export PATH="$PATH:/home/asenj/android-8-toolchain/bin:/home/asenj/android-ndk-r9d:/home/asenj/jdk1.8.0_144/include:/home/asenj/jdk1.8.0_144/bin"
配置环境变量.png
  • 新建一个ndk-build项目

通过Eclipse的ADT环境新建的项目（由于AndroidStudio默认是采用CMake，而gdal需要采用ndk-build）。
项目的Github地址在文章的末尾。

  • 进入gdal根路径下执行命令
make lib-target
sudo make install-lib
  • 拷贝源文件，首先ndk-build项目的根路径打开Terminal

注意：通过上一步操作生成的源文件，默认在usr/local中。

cd jni
# copy library bin and wrappers（从usr/local）: 
cp /usr/local/lib/libgdal.a ./
mkdir -p gdal/include
cp -r /usr/local/include gdal/include

#copy wrappers（从gdal中）
cp /home/asenj/gdal-2.2.2/swig/java/gdal_wrap.cpp ./
cp /home/asenj/gdal-2.2.2/swig/java/gnm_wrap.cpp ./
cp /home/asenj/gdal-2.2.2/swig/java/ogr_wrap.cpp ./
cp /home/asenj/gdal-2.2.2/swig/java/osr_wrap.cpp ./
cp /home/asenj/gdal-2.2.2/swig/java/gdalconst_wrap.c ./

# copy headers
mkdir ../jniwrap/
cp -r /home/asenj/gdal-2.2.2/swig/java/org ../jniwrap/
  • 创建Android.mk文件
LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := gdal
LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/gdal/include
LOCAL_SRC_FILES := libgdal.a
LOCAL_EXPORT_LDLIBS := -lz
include $(PREBUILT_STATIC_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := gdaljni
LOCAL_SRC_FILES := gdal_wrap.cpp
LOCAL_STATIC_LIBRARIES := gdal
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := gdalconstjni
LOCAL_SRC_FILES := gdalconst_wrap.c
LOCAL_STATIC_LIBRARIES := gdal
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := ogrjni
LOCAL_SRC_FILES := ogr_wrap.cpp
LOCAL_STATIC_LIBRARIES := gdal
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := osrjni
LOCAL_SRC_FILES := osr_wrap.cpp
LOCAL_STATIC_LIBRARIES := gdal
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
  • 创建Application.mk，目的是为了引用STLport 运行时
APP_STL := stlport_static
APP_CFLAGS := Android.mk
APP_ABI := all
  • 执行ndk-build
ndk-build
  • 编译gdal程序出现以下问题：
libgdal.a(contour.o): incompatible target
......
undefined reference to ‘GDALAllRegister’ 
undefined reference to ‘GDALOpen’ 
......

因为linux 自带的GCC编译出来的是X86架构的，我们需要ARM架构的库。

3、GDAL-Android交叉编译配置

3.1 命令行找到NDK下面build/tool/make-standalone-toolchain.sh

./make-standalone-toolchain.sh --toolchain=arm-linux-androideabi-4.9 --arch=arm --platform=android-15 --install-dir=/home/asen/android-toolchain-15-armv7

也可以在通过shell脚本来执行（注意是bash，因为默认的sh是用的dash，不支持数组），如下：

#!/bin/bash

export NDK_HOME=/home/asen/android-ndk-r14b

platform=android-21
shmake=$NDK_HOME/build/tools/make-standalone-toolchain.sh

archs=(
    'arm'
    'arm64'
    'x86'
    'x86_64'
    'mips'
    'mips64'
)

toolchains=(
    'arm-linux-androideabi-4.9'
    'aarch64-linux-android-4.9'
    'x86-4.9'
    'x86_64-4.9'
    'mipsel-linux-android-4.9'
    'mips64el-linux-android-4.9'
)

echo $NDK_HOME
num=${#archs[@]}
for ((i=0;i<$num;i++))
do
   sh $shmake --arch=${archs[i]} --platform=$platform --install-dir=$HOME/android-toolchain/${archs[i]} --toolchain=${toolchains[i]}
done

执行这个shell脚本

bash make_toolchain.sh

这个脚本执行后的toolchain会在home路径下生成。

3.2 配置环境变量

下面是我的配置，自行修改路径地址，注意，一定要改成将$PATH放到末尾。

export PATH="/home/asen/android-toolchain/arm/bin:/home/asen/android-ndk-r14b:/home/asen/jdk1.8.0_144/include:/home/asen/jdk1.8.0_144/bin:$PATH"
export PATH="/home/asen/android-ndk-r14b/platforms/android-19/arch-arm:$PATH"
export LIBS="-lstdc++ -liconv -lgnustl_shared"
export CC=/home/asen/android-toolchain/arm/bin/arm-linux-androideabi-gcc
export CXX=/home/asen/android-toolchain/arm/bin/arm-linux-androideabi-g++
export CXXFLAGS="-march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfpv3-d16"
export CFLAGS="-march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfpv3-d16"
export LDFLAGS="-march=armv7-a -Wl,--fix-cortex-a8"

3.3 进入gdal根路径下执行./configure命令

下面是我的配置命令，注意去掉换行符。可参考地址：http://www.jianshu.com/p/07e3af759c86

CFLAGS="-mthumb" CXXFLAGS="-mthumb" LIBS="-lsupc++ -lstdc++" ./configure --host=arm-linux-androideabi --prefix=/home/asen/gdalAndroid --without-gif --with-threads --with-ogr  --with-geos --with-libz=internal

可以增加 --without内容来减少部分不需要的驱动。

CFLAGS="-mthumb" CXXFLAGS="-mthumb" LIBS="-lsupc++ -lstdc++" ./configure --prefix=/home/asen/gdalAndroid --host=arm-linux-androideabi --with-unix-stdio-64=no  --with-ogr --with-geos --with-geotiff=internal --with-hide-internal-symbols --with-libtiff=internal --with-libz=internal --with-threads --without-bsb --without-cfitsio --without-cryptopp --without-curl --without-dwgdirect --without-ecw --without-expat --without-fme --without-freexl --without-gif --without-gif --without-gnm --without-grass --without-grib --without-hdf4 --without-hdf5 --without-idb --without-ingres --without-jasper --without-jp2mrsid --without-jpeg --without-kakadu --without-libgrass --without-libkml --without-libtool --without-mrf --without-mrsid --without-mysql --without-netcdf --without-odbc --without-ogdi --without-openjpeg --without-pcidsk --without-pcraster --without-pcre --without-perl --without-pg --without-php --without-png --without-python --without-qhull --without-sde --without-sqlite3 --without-webp --without-xerces --without-xml2

官网地址：https://trac.osgeo.org/gdal/wiki/BuildingOnUnixWithMinimizedDrivers

执行后，一定要在打印的内容中出现checking whether we are cross compiling... yes，才算成功。

3.4 进行编译

make clean
make
make install
make lib-target
make install-lib

3.5 更改成gdal-2.1.4进行编译

gdal-2.2.2 在交叉编译时，报一个to_string方法未公开的错，可能是gdal的一个bug吧。

gdal-2.2.2编译时的报错图.png

3.6 生成swig绑定和包装

cd swig
make ANDROID=yes
cd java
make ANDROID=yes

make ANDROID=yes时，会出现如下错误，去对应的Java文件中，删掉未找到的方法（不知道会不会有隐藏错误）。


生成swig绑定和包装报错.png

3.6 拷贝源文件

参考2.13中的拷贝源文件。

3.7 编译Android

ndk-build

编译成功的效果如图：

编译Android.png

4、Android上测试成果

4.1 从ubuntu中拷贝数据

拷贝数据的过程中，遇到一个问题，当拷贝.so文件时，出现如下错误。

从虚拟机中拷贝so文件出错.png

4.2 通过U盘拷贝数据

U盘拷贝数据.png

4.3 构建Android项目（不做大篇幅讲解）

新建Project，然后拷贝对应的jar包和so文件，最终项目结构图如下。

构建Android项目.png

4.4 运行结果

此项目为shp文件的简单读写操作，生成的shp文件通过QGIS Desktop查看如下：

4.5 shp文件对中文的支持

5 Github地址

ndk-build项目地址：

测试的studio项目地址：

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