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開源軟件 WebGIS OpenGIS PostgreSQL PostGIS GeoTools GeoServer uDig OpenLayers 一、相關(guān)概念解釋 1.1 開源軟件、Web技術(shù)相關(guān) GPL：GNU全局公共許可證（General Public License）簡稱為GPL，是GNU的開源軟件許可證的一種，大多數(shù)的 GNU 程序和超過半數(shù)的自由軟件使用它。同時，它也是開源軟件領(lǐng)域?qū)υS可人權(quán)力限制最嚴(yán)的許可證。GPL首先是承認(rèn)軟件的版權(quán)——軟件有原始的版權(quán)所有者，然后納入自由軟件的版權(quán)許可約束。在承認(rèn)版權(quán)的前提下，通過軟件的版權(quán)許可來實現(xiàn)自由權(quán)利的要求。GPL許可證最重要的特點在于它要求根據(jù)GPL許可證發(fā)布的軟件（如：最有影響力的Linux）修改、翻譯的演繹作品，甚至只要其任何一部分代碼是以GPL發(fā)布的，那么全部程序也必須受GPL許可證的約束，即繼續(xù)遵守GPL許可證的規(guī)定，有些人將其稱之為GPL的“病毒效應(yīng)”。GeoTools、GeoServer都使用GPL授權(quán)協(xié)議。 AJAX：Asynchronous Javascript. and XML（異步Javascript和XML），AJAX是Web2.0時代的主要技術(shù)之一，它通過JS與服務(wù)器通信，中間傳輸數(shù)據(jù)使用XML（當(dāng)然采用XML不是必須的，如本系統(tǒng)為JSON），實現(xiàn)網(wǎng)頁內(nèi)容無刷新更新。網(wǎng)上地圖的請求與顯示通常采用此技術(shù)，最典型的如：Google Map。本文中的OpenLayers也使用了此技術(shù)。 JSON：JavaScript. Object Notation（JavaScript對象符號），JSON是一種用簡單文本描述JavaScript對象的開放格式標(biāo)準(zhǔn)，它易于構(gòu)建和解析。換句話說，可以將發(fā)往瀏覽器的數(shù)據(jù)編碼格式從XML改為JSON對象，而JSON對象能夠很容易地轉(zhuǎn)成JavaScript對象。 MVC設(shè)計模式：模型-視圖-控制(Model、View、Controller)的縮寫。模型（Model）是應(yīng)用程序的主體；視圖（View）負(fù)責(zé)生成用戶界面部分；控制器可以根據(jù)用戶的輸入，控制用戶界面數(shù)據(jù)顯示及更新Model對象狀態(tài)。MVC設(shè)計模式要求在應(yīng)用程序開發(fā)中將模型邏輯，界面顯示，數(shù)據(jù)層相分離。MVC設(shè)計模式由事件驅(qū)動。OpenLayers就實現(xiàn)了這種設(shè)計模式。 1.2 OpenGIS相關(guān) OGC：OpenGIS聯(lián)盟。 WMS：Web Map Server 網(wǎng)上地圖服務(wù)，最簡單的功能就是：通過HTTP請求，獲得相應(yīng)的地圖，地圖為圖片格式，如：JPG/GIF/PNG。 WFS：Web Feature Server 網(wǎng)上要素服務(wù)，最簡單的功能就是：通過HTTP請求，獲得相關(guān)的地理要素信息。 WCS：Web Coverage Server，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)。 SLD：風(fēng)格化圖層描述器（Styled Layer Descriptor）的簡稱，用于定義地圖顯示樣式，GeoServer支持SLD，通過自定義SLD，可以在地圖中顯示文本和圖片符號，還可以設(shè)置過濾器，自定義圖例。 GML：地理標(biāo)記語言，是WFS規(guī)范指定的地理要素的XML編碼聲明和數(shù)據(jù)格式。 WKB/WKT：OpenGIS規(guī)范定義了兩種表達(dá)空間數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法：Well-Known Text (WKT) 和Well-Known Binary (WKB) 二、相關(guān)軟件介紹： 2.1 GeoTools：一個基于JAVA的開源的GIS工具包，提供了實現(xiàn)OGC規(guī)范的一系列函數(shù)。是一個松散的工具包，用戶可以調(diào)用其中的相應(yīng)的包進(jìn)行開發(fā)。Geoserver、uDig就是基于Geotools的。 2.2 GeoServer：GeoServer基于JAVA的開源軟件，通過調(diào)用GeoTools，提供遵循OGC標(biāo)準(zhǔn)的WFS-T和WMS服務(wù)。其WMS結(jié)果的顯示演示采用了OpenLayers。 2.3 OpenLayers：一個基于AJAX技術(shù)的網(wǎng)上地圖顯示客戶端，支持WMS地圖顯示、WMS時間序列地圖動態(tài)顯示、GML/Feature數(shù)據(jù)顯示等。 2.4 PostgreSQL/PostGIS：最先進(jìn)的開源數(shù)據(jù)庫，PostGIS是其在空間數(shù)據(jù)上的擴展。 三、WebGIS相關(guān)的OpenGIS規(guī)范 3.1、WFS/WMS： 3.1.1、版本與流通： 版本號為三段數(shù)字表示，現(xiàn)在(2006-5-17)WFS的最新版本是1.1.0，舊版本有0.9.1、1.0.0；WMS的版本有：1.0、1.1、1.1.1、1.3.0。Geoserver支持WFS1.0、WMS1.1.1，其返回的GML版本是2.1.2。 版本號必須出現(xiàn)在兩個地方，一是客戶端請求參數(shù)中、再是服務(wù)器GetCapabilities 操作返回的Capabilities XML文檔中。 需要注意的是，客戶端請求的版本號應(yīng)該與服務(wù)器支持的版本號匹配，否則按最近匹配原則： 1、 如果客戶端請求的版本號高于服務(wù)器支持的，服務(wù)器按其支持的最高的版本號執(zhí)行，相反，則按最低版本號執(zhí)行。 2、 如果服務(wù)器響應(yīng)的版本號高于客戶端支持的，客戶端會重新發(fā)送一個較低版本號的請求，相反，發(fā)送一個較高的版本。下面以WFS為例 版本匹配示意圖 3.1.2、請求規(guī)則：有兩種請求方式：Get、Post。 WFS的Post請求是提交一個符合WFS規(guī)范的XML文本，服務(wù)器來對這個XML文本進(jìn)行解析后執(zhí)行，下面是兩個Get請求： 請求一： http://127.0.0.1/geoserver/wfs?request=GetCapabilities&service=WFS&version=1.0.0 解釋說明： 操作：GetCapabilities 服務(wù)：WFS 版本：1.0.0 請求二： http://127.0.0.1/geoserver/wms?VERSION=1.1.1&REQUEST=GetMap&SERVICE=WMS&SRS=EPSG:4326&BBOX=146.9632808102,-42.2041379916633,147.0813008202,-42.1368665859633&WIDTH=500&HEIGHT=285&LAYERS=topp:tasmania_roads&FORMAT=image/png&STYLES=&TRANSPARENT=TRUE&TIME= 解釋說明： version=1.1.1 版本號為1.1.1 request=GetMap 執(zhí)行GetMap操作 服務(wù)：WMS 坐標(biāo)參考系統(tǒng)為EPSG:4326 地圖范圍： 地圖大?。?00*285 圖層：topp:Tasmania_roads 地圖格式：png 地圖樣式：默認(rèn)樣式 透明顯示：是 3.1.3、響應(yīng)規(guī)則：如果請求正常，服務(wù)器將返回一個對象，并伴隨這個對象的MIME(多用途因特網(wǎng)郵件擴展，常用的文件格式都伴隨著一個MIME類型，如郵件附件，GIF圖片image/gif)類型和描述(如對象大小、編碼類型等等)。否則，應(yīng)該返回一個服務(wù)器異常。 3.1.4、WFS請求編碼：規(guī)范定義了兩種WFS請求編碼方法，一是使用XML，二是使用KVP(鍵值對) WFS操作與請求編碼：
3.1.5、WFS名稱空間：有三個標(biāo)準(zhǔn)化的名稱空間： (http://www./wfs) - for the WFS interface vocabulary (http://www./gml) - for the GML vocabulary (http://www./ogc) - for the OGC Filter vocabulary 3.1.6、坐標(biāo)參考系統(tǒng)： 使用EPSG 標(biāo)準(zhǔn)，其值通常是4326。 3.1.7、WFS操作： DescribeFeatureType(要素類型特征描述)操作：此操作產(chǎn)生一個WFS服務(wù)器所提供的地理要素的大綱描述，這個描述定義了WFS地理要素實例怎樣被輸入、編譯和輸出。對于一個DescribeFeatureType請求，應(yīng)返回一個由XML Schema定義的GML3應(yīng)用程序大綱。 GetFeature(獲取對象) 操作：因為地理要素的規(guī)范表示是使用GML，所以GetFeature操作涉及到GML規(guī)范中的地理要素模型。在GML中，一個地理要素表現(xiàn)為XML文檔中的一個元素，一個GML文檔可包含多個地理要素。當(dāng)GetFeature請求的輸出格式設(shè)為text/gml; subtype=gml/3.1.1時，一個GML實例將被返回給客戶端。 GetGMLObject(獲取GML對象) 操作：允許通過ID號從服務(wù)器上獲取地理要素和元素，該操作將返回一個XML片段。注意GetGMLObject操作不是可選的，不是服務(wù)器必需支持的。 LockFeature (鎖定要素)操作：網(wǎng)絡(luò)連接本身是不穩(wěn)定的，要實現(xiàn)事務(wù)操作的正確執(zhí)行，解決并發(fā)沖突問題，需要鎖定地理要素，這類似數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)操作(實際上也確實是一種空間數(shù)據(jù)庫操作)。 Transaction(事務(wù)操作)：事務(wù)操作描述了從網(wǎng)上獲得的地理要素實例的數(shù)據(jù)事務(wù)操作。當(dāng)事務(wù)操作完成時，WFS服務(wù)器將返回一個XML文檔指示事務(wù)的完成狀況。 GetCapabilities(獲取服務(wù)能力)操作：任何OGC的web服務(wù)器，包括WFS、WMS，必須提供GetCapabilities操作，用于描繪服務(wù)器性能容量。GetCapabilities請求將返回服務(wù)器元數(shù)據(jù)。 3.1.8、WMS操作： GetCapabilities(強制)操作：反映服務(wù)器性能信息，與WFS的GetCapabilities操作相似。 GetMap(強制)操作：返回地圖，這是最常用的操作，可參考前面請求規(guī)則的請求二例子。 GetFeatureinfo(可選)：該操作是可選操作，能提供給客戶端更多地理要素的信息，如在客戶端選擇地圖上某一點，GetFeatureinfo操作可以返回該點的相關(guān)信息。 3.2、空間數(shù)據(jù)格式WKB/WKT OpenGIS規(guī)范定義了兩種表達(dá)空間數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法：Well-Known Text (WKT) 和Well-Known Binary (WKB) 形式。WKT和WKB都包括對象的類型和坐標(biāo)系。OpenGIS規(guī)范還需要空間對象的internal存儲格式包括空間參考系統(tǒng)標(biāo)示符(SRID)，在空間對象裝入數(shù)據(jù)庫時需要提供SRID。 OGC的更多信息，請訪問：http://www. |
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