開源WebGIS簡介

1、Huijun Xu2011-10-8WebGIS框架簡介常用開源webgis套裝開源webgis相關(guān)軟件(服務(wù))簡介u地圖地圖瀏覽：瀏覽：GISGIS工具欄（放大、縮小、平移、測量、鷹眼等）工具欄（放大、縮小、平移、測量、鷹眼等）u地圖編輯地圖編輯：包括圖形數(shù)據(jù)采集與編輯和屬性數(shù)據(jù)編輯與分析，實現(xiàn)對空：包括圖形數(shù)據(jù)采集與編輯和屬性數(shù)據(jù)編輯與分析，實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)對象的增加、刪除、修改等功能。間數(shù)據(jù)對象的增加、刪除、修改等功能。u信息信息查詢：查詢：p屬性屬性查詢查詢p模糊模糊查詢查詢p圖形圖形查詢查詢p關(guān)系關(guān)系查詢查詢 拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系u空間空間分析：緩沖區(qū)分析、疊置分析、空間集合分析、地學(xué)分析

2、、路徑分分析：緩沖區(qū)分析、疊置分析、空間集合分析、地學(xué)分析、路徑分析、空間插值、統(tǒng)計分類分析、地形分析等。析、空間插值、統(tǒng)計分類分析、地形分析等。u專題專題圖制作：將某一個或某幾專題指標(biāo)通過地圖的色彩變化或直方圖的圖制作：將某一個或某幾專題指標(biāo)通過地圖的色彩變化或直方圖的方式來展示。方式來展示。u數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享：空間數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出：空間數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出u數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲存儲u安全管理安全管理u等應(yīng)用模塊等應(yīng)用模塊。u其其更重要的功能則是對空間信息的管理，包括空間分析、設(shè)備設(shè)施管理更重要的功能則是對空間信息的管理，包括空間分析、設(shè)備設(shè)施管理等，因而更適合在大中型的應(yīng)用系統(tǒng)中使用等，因而更適合在大中型

3、的應(yīng)用系統(tǒng)中使用。服務(wù)器GeoServerMapServerMapGuideDeegreeArcServerArcIMSMapXtremeSuperObjects.NetMapGIS-IMSMapGuide MapServer MapXtreme ArcIMS ArcServerMetadata/ResourceYYYYYFeatureYN?YYImageYYYYYRenderingYYYYYEditing?NY*YRouting?N*YQueryYYYYYExtract?NYYYWMSYYYYYWFSYYYYYDataInteroperability YYN*TileY*NNN說明1）Met

4、adata/Resource：元數(shù)據(jù)服務(wù)/資源服務(wù)2）Feature：要素特性（MapTip功能表現(xiàn)、矢量流數(shù)據(jù)表現(xiàn)）3）Image：地圖繪制服務(wù)4）Rendering：圖層渲染服務(wù)5）Editing：地圖編輯服務(wù)6）Routing：路徑服務(wù)7）Query：查詢服務(wù)8）Extract：裁減矢量數(shù)據(jù)并支持下載服務(wù)9）WMS：支持并提供WMS服務(wù)10）WFS：支持并提供WFS服務(wù)11）DataInteroperability：支持多源數(shù)據(jù)訪問，提供數(shù)據(jù)互操作服務(wù)12）Tile：瓦片地圖服務(wù)空間數(shù)據(jù)引擎FDO(FeatureDataObjects)FMEArcSDEMapInfo SpatialWa

5、re 空間數(shù)據(jù)庫 PostgreSQL/PostGIS MySQL Oracle SQL Server MapInfo SpatialWare中間件GeoTools 客戶端 OpenLayers OpenMap Ka-Map OpenScales MapEasy Java Applet數(shù)據(jù)編輯JUMPSharpMapQGISuDIGMapInfoMapGISSuperMap ArcGISGeoServer + GeoTools+ OpenLayers + PostgreSQL / PostGISMapGuide + PostgreSQL（MySQL）+ QGIS + OpenLayers(Op

6、enMap)MapServer + PostgreSQL（MySQL）+ QGIS + Ka-MapMapServer，它是美國明尼蘇達(dá)大學(xué) (University of Minnesota, 簡稱 UMN)在二十世紀(jì)90 年代利用 C語言開發(fā)的開源 WebGIS項目。【MapServerMapServer簡介簡介】它起源于 UMN和美國國家航空航天局的合作項目ForNet，以及之后的TerrSIP項目?？梢哉f政府的支持在MapServer前期的發(fā)展中起了很大的作 用，1994年MapServer之父Steve Lime和他的MapServer為更多的人熟悉。MapServer在發(fā)展壯大中，并

7、不是孤立的，而是得到了許多開源社區(qū)和開源愛好者的支持。2005 年11月，MapServer基金會成立，基金會本著“促進(jìn)專業(yè)的開源網(wǎng)絡(luò)制圖開發(fā)環(huán)境和社區(qū)。即使最初集中于網(wǎng)絡(luò)制圖的項目，但希望能夠給其他開源地理 信息的項目提供資助”的宗旨，不僅促進(jìn)了MapServer的專業(yè)化發(fā)展，而且促進(jìn)了整個開源網(wǎng)絡(luò)制圖技術(shù)的發(fā)展。隨著開源地理信息系統(tǒng)軟件的進(jìn)一步發(fā)展 以及開源網(wǎng)絡(luò)制圖環(huán)境的進(jìn)一步優(yōu)化，2006年2月MapServer基金會正式改名為開源地理空間基金會（OSGeo），Autodesk公司將 MapGuide作為開放源代碼加入了該基金會，進(jìn)一步促進(jìn)了MapServer的發(fā)展。MapServer是

8、一套基于胖服務(wù)器端/瘦客戶端模式的實時地圖發(fā)布系統(tǒng)，客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)請求時，服務(wù)器端實時的處理空間數(shù)據(jù)，并將生成的數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端。MapServer 的核心部分是C語言編寫的地圖操作模塊，它本身許多功能的實現(xiàn)依賴一些開源或免費的庫. MapServer 基于C 語言，利用GEOS、OGR/GDAL 對多種矢量和柵格數(shù)據(jù)的支持，通過Proj.4共享庫實時的進(jìn)行投影變換。同時，還集合PostGIS 和開源數(shù)據(jù)庫PostgreSQL 對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和SQL 查詢操作，基于ka-map、MapLab、Cartoweb 和Chameleon 等一系列客戶端JavaScript API來支持對地理

9、空間數(shù)據(jù)的傳輸與表達(dá)，并且遵守OGC制定的WMS、WFS、WCS、WMC、SLD、GML 和Filter Encoding 等一系列規(guī)范。GeoServer 是 OpenGIS Web 服務(wù)器規(guī)范的 J2EE 實現(xiàn)的社區(qū)開源項目，利用 GeoServer 可以方便的發(fā)布地圖數(shù)據(jù)，允許用戶對特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、刪除、插入操作，通過 GeoServer 可以比較容易的在用戶之間迅速共享空間地理信息。GeoServer 主要特性包括：兼容 WMS 和 WFS 特性；支持 PostGIS 、 Shapefile 、 ArcSDE 、 Oracle 、 VPF 、 MySQL 、 MapInfo ；支持上

10、百種投影；能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)地圖輸出為 jpeg 、 gif 、 png 、 SVG 、 KML 等格式；能夠運行在任何基于 J2EE/web 容器之上；嵌入 MapBuilder 支持 AJAX 的地圖客戶端；除此之外還包括許多其他的特性。使除了ARCIMS,ARCGIS可以象Google MAP那樣在WEB上顯示地圖，目前Web GIS在政府管理系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛，而且一直使ArcGIS這樣商業(yè)軟件公司的天下，隨著Google Map和AJAX以及開源運動的深入，這一格局將被打破，地理信息系統(tǒng)引入開源，更重要的是可以根據(jù)每個具體項目進(jìn)行源碼級別業(yè)務(wù)定制，形成自己的核心競爭力，如和IP camera

11、(IP攝像頭)等以及MIS或政務(wù)系統(tǒng)配套可以形成各種專用信息系統(tǒng)。德國人開發(fā)的一個地圖發(fā)布服務(wù),目的是用來實現(xiàn)地理信息柵格數(shù)據(jù)Internet共享.Deegree是Java框架下的開源系統(tǒng),是對OGC WCS(Open Geospatial Consortium Web Coverage Service)規(guī)范的實現(xiàn)(準(zhǔn)確地說是基本上實現(xiàn)).對OGC一系列服務(wù)規(guī)范的實現(xiàn),就我目前的了解,做的比較好的大概就是GeoServer和Deegree(Lat/Lon).關(guān)于WCS,簡單地說就是對柵格數(shù)據(jù)的服務(wù),它允許用戶得到連續(xù)的柵格圖像,這些圖像可能包含多個波段,因此,你可以將一幅完整的多波段遙感影像放

12、到你的WCS服務(wù)器上用WCS進(jìn)行Internet共享,而用戶利用瀏覽器,或者其它胖客戶端工具通過http請求就可以得到這個影像數(shù)據(jù),當(dāng)然可以對請求參數(shù)進(jìn)行限定,取得其中的一部分(空間的一部分或波段的一部分)數(shù)據(jù).OpenLayers 是由MetaCarta公司開發(fā)的，用于WebGIS客戶端的JavaScript包，目前的最高版本是2.5 V，通過BSD License 發(fā)行。它實現(xiàn)訪問地理空間數(shù)據(jù)的方法都符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比如OpenGIS的WMS和WFS規(guī)范，OpenLayers采用純面向?qū)ο蟮腏avaScript方式開發(fā)，同時借用了Prototype框架和Rico庫的一些組件。采用OpenLa

13、yers作為客戶端不存在瀏覽器依賴性。由于OpenLayers采用JavaScript語言實現(xiàn)，而應(yīng)用于Web瀏覽器中的DOM（文檔對象模型）由JavaScript實現(xiàn)，同時，Web瀏覽器（比如IE，F(xiàn)F等）都支持DOM 。OpenLayers APIs采用動態(tài)類型腳本語言JavaScript編寫，實現(xiàn)了類似與Ajax功能的無刷新更新頁面，能夠帶給用戶豐富的桌面體驗（它本身就有一個Ajax類，用于實現(xiàn)Ajax功能）。目前，OpenLayers所能夠支持的Format有：XML、GML、GeoJSON、GeoRSS、JSON、KML、WFS、WKT(Well-Known Text)。在OPenl

14、ayers.Format名稱空間下的各個類里，實現(xiàn)了具體讀寫這些Format的解析器。OpenLayers所能夠利用的地圖數(shù)據(jù)資源“豐富多彩”，在這方面提供給擁護(hù)較多的選擇，比如WMS、WFS、GoogleMap、KaMap、MSVirtualEarth、WorldWind等等。當(dāng)然，也可以用簡單的圖片作為源。 PostgreSQL 是一種對象-關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ORDBMS），也是目前功能最強大、特性最豐富和最復(fù)雜的自由軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它起源于伯克利（BSD）的數(shù)據(jù)庫研究計劃，目前是最重要的開源數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品開發(fā)項目之一， 有著非常廣泛的用戶。PostGIS簡介PostGIS是對象關(guān)系型數(shù)據(jù)

15、庫系統(tǒng)PostgreSQL的一個擴(kuò)展，在對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫PostgreSQL上增加了存儲管理空間數(shù)據(jù)的能力，相當(dāng)于Oracle的spatial部分。PostGIS提供如下空間信息服務(wù)功能:空間對象、空間索引、空間操作函數(shù)和空間操作符。同時，PostGIS最大的特點是符合并且實現(xiàn)了OpenGIS的一些規(guī)范，是最著名的開源GIS數(shù)據(jù)庫。WMS: Web Map ServiceWMS: Web Map Service（WebWeb地圖服務(wù)地圖服務(wù) ）利用具有地理空間位置信息的數(shù)據(jù)制作地圖。其中將地圖定義為地理數(shù)據(jù)可視的表現(xiàn)。這個規(guī)范定義了三個操作：GetCapabitities 返回服務(wù)級元數(shù)據(jù)，它

16、是對服務(wù)信息內(nèi)容和要求參數(shù)的一種描述；GetMap 返回一個地圖影像，其地理空間參考和大小參數(shù)是明確定義了的；GetFeatureInfo（可選）返回顯示在地圖上的某些特殊要素的信息WFS: Web Feature ServiceWFS: Web Feature Service（WebWeb要素服務(wù)）要素服務(wù)）Web 地圖服務(wù)返回的是圖層級的地圖影像，Web要素服務(wù)（WFS）返回的是要素級的GML編碼，并提供對要素的增加、修改、刪除等事務(wù)操作，是對Web地圖服務(wù)的進(jìn)一步深入。OGC Web要素服務(wù)允許客戶端從多個Web要素服務(wù)中取得使用地理標(biāo)記語言（GML）編碼的地理空間數(shù)據(jù)，定義了五個操作：

17、GetCapabilites 返回Web要素服務(wù)性能描述文檔（用XML描述）；DescribeFeatureType 返回描述可以提供服務(wù)的任何要素 結(jié)構(gòu)的XML文檔；GetFeature 一個獲取要素實例的請求提供服務(wù)；Transaction 為事務(wù)請求提供服務(wù)；LockFeature 處理在一個事務(wù)期間對一個或多個要素類型實例上鎖的請求。WFS-T: Web Map Service-Transactional. 允許用戶以可傳輸?shù)膲K編輯地理數(shù)據(jù)。WCSWCS：Web Coverage Service（Web覆蓋服務(wù)）Web 覆蓋服務(wù)（WCS）面向空間影像數(shù)據(jù)，它將包含地理位置值的地理空間數(shù)據(jù)作為“覆蓋（Coverage）”在網(wǎng)上相互交換。網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)由三種操作組成：GetCapabilities，GetCoverage和DescribeCoverageType：GetCapabilities 操作返回描述服務(wù) 和數(shù)據(jù)集的XML文檔。GetCoverage操作是在GetCapabilities確定什么樣的查詢可以執(zhí)行、什么樣的數(shù)據(jù)能夠獲取之后執(zhí)行的，它使用通用的覆蓋格式返回地理位置的值或?qū)傩?。DescribeCover