本篇不討論矢量柵格數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，也不討論矢量與柵格的區(qū)別（即設(shè)定讀者有這方面的基礎(chǔ)）。

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本文系概念性很強(qiáng)的博客，但對(duì)GIS項(xiàng)目有幫助，對(duì)在讀的學(xué)生也有一定幫助。

盡管從物理的角度，只有獨(dú)立數(shù)據(jù)文件（shp、geojson、tif等）或者數(shù)據(jù)庫(kù)（esri geodatabase的gdb、geopackage等）這兩種

但是，從學(xué)科角度，即從GIS的視角看，地理數(shù)據(jù)并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。

為解釋簡(jiǎn)便，使用shapefile、geojson、tif柵格和gdb、postgis，輔助ArcMap/QGIS 3.10做解說(shuō)。

1. 術(shù)語(yǔ)及概念定義

① 地理數(shù)據(jù)

地理數(shù)據(jù)=空間數(shù)據(jù)+非空間數(shù)據(jù)；也叫地理信息。例如：一座醫(yī)院；一所學(xué)校；一條道路；一條河流

② 空間數(shù)據(jù)

即幾何數(shù)據(jù)，描述坐標(biāo)、形狀的數(shù)據(jù)；也叫空間信息。例如：形狀、坐標(biāo)

③ 非空間數(shù)據(jù)

即屬性數(shù)據(jù)，描述與空間位置無(wú)關(guān)的一類(lèi)數(shù)據(jù)。例如：成績(jī)單、醫(yī)院名稱(chēng)列表

這類(lèi)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是，如果脫離了地理位置也有它本身自己的含義。

2. 矢量數(shù)據(jù)的四個(gè)分層

不妨這樣想：每一層均為子一層的容器。大魚(yú)吃小魚(yú)，小魚(yú)吃蝦米。

2.1. 幾何/屬性層

這是矢量數(shù)據(jù)的最底層，有兩個(gè)類(lèi)別：幾何層或者屬性層。

前陣子寫(xiě)了一系列坐標(biāo)系有關(guān)的博客，我們假定在某個(gè)坐標(biāo)系下，存在某個(gè)點(diǎn)P(x0，y0)，這個(gè)點(diǎn)在這個(gè)確定的坐標(biāo)系下，就是獨(dú)一無(wú)二的。

那么，如果這個(gè)點(diǎn)代表的是一個(gè)咖啡店，僅僅知道這個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)(x0，y0)是不夠的。

不同的用戶關(guān)心不同的信息，有人關(guān)心這個(gè)店的電話號(hào)碼，有的人關(guān)心它所在的城市和行政區(qū)，有的人關(guān)心它的地址，有的人關(guān)心它的人均消費(fèi)。

這個(gè)時(shí)候，信息就可以分化成兩個(gè)種屬：幾何的，屬性的。

• 我們說(shuō)表征位置信息的坐標(biāo)數(shù)據(jù)（或者多個(gè)坐標(biāo)構(gòu)成的線、面），叫幾何數(shù)據(jù)。
• 除了幾何數(shù)據(jù)，都叫屬性數(shù)據(jù)。

上大學(xué)的時(shí)候，系主任說(shuō)：地理數(shù)據(jù)區(qū)別于其他行業(yè)的數(shù)據(jù)，最大的區(qū)別是它具有空間數(shù)據(jù)！

我們剛明確了幾何數(shù)據(jù)是什么，屬性數(shù)據(jù)是什么，那么多出來(lái)的一系列名詞又是什么？

做以下規(guī)定：

• 地理數(shù)據(jù)=幾何數(shù)據(jù)+屬性數(shù)據(jù)=空間數(shù)據(jù)+非空間數(shù)據(jù)
• 幾何數(shù)據(jù)=空間數(shù)據(jù)
• 屬性數(shù)據(jù)=非空間數(shù)據(jù)

這樣就不亂了。默認(rèn)使用“地理數(shù)據(jù)=幾何數(shù)據(jù)+屬性數(shù)據(jù)”這個(gè)表達(dá)。

2.1.1. 案例講解--geojson

現(xiàn)在講概念其實(shí)很枯燥，那么一個(gè)具體的矢量數(shù)據(jù)文件，比如geojson或者shp，如何判斷哪些是幾何數(shù)據(jù)，哪些是屬性數(shù)據(jù)呢？

我們?nèi)∫粋€(gè)geojson文件，只有一個(gè)點(diǎn)，沒(méi)有屬性數(shù)據(jù)。它在QGIS里長(zhǎng)得像這樣：

它數(shù)據(jù)長(zhǎng)這樣：

是WGS84下的一個(gè)點(diǎn)，在廣州城區(qū)。

我們可以很快聚焦到"geometry"這個(gè)鍵上，它下列有兩個(gè)子鍵"type"和"coordinate"，這兩個(gè)子鍵的值就是這個(gè)geojson矢量數(shù)據(jù)的幾何信息。

讀者可以想象得到，如果type是“LineString（即多折線）”，那么coordinate將是一堆折線段的集合。

如果是Polygon：

 geometry的值的的確確就是上面提及的“表征位置信息的坐標(biāo)數(shù)據(jù)”。

我編輯了一下只有一個(gè)點(diǎn)的geojson，使其擁有三個(gè)屬性數(shù)據(jù)：所在城市是"Guangzhou"，編輯者是"秋意正寒"，郵政編碼是"510000".

屬性表長(zhǎng)這樣：

文本變成了這樣：

我們不難看到，和geometry鍵并列的多了一個(gè)鍵："properties"。

它翻譯過(guò)來(lái)就是屬性的意思（別的數(shù)據(jù)格式可能叫“attributes”）

我們看到了在geojson中，“幾何層”、“屬性層”是如何組織的。

2.1.2. 案例講解--shapefile

shp文件至少要有3個(gè)文件構(gòu)成，*.shp、*.shx、*.dbf

因?yàn)檫@些是二進(jìn)制文件，不能用文本格式查看，所以直接給出結(jié)論：

*.shp文件記錄的是幾何數(shù)據(jù)

*.dbf文件記錄的是屬性數(shù)據(jù)

*.shx鏈接二者是索引數(shù)據(jù)

我們將2.1.1中的geojson文件在QGIS中導(dǎo)出shp并在ArcMap里打開(kāi)其屬性表：

發(fā)現(xiàn)多了兩列屬性，其中Shape屬性無(wú)論給這個(gè)shp文件加多少個(gè)點(diǎn)，它的值在ArcMap屬性表里的都是一個(gè)漢字“點(diǎn)”。

而且，F(xiàn)ID和Shape屬性是無(wú)法在屬性表里編輯的。

實(shí)際上，這個(gè)Shape屬性列，就是幾何數(shù)據(jù)，ArcMap把它“寫(xiě)”在了屬性表而已。我們編輯它還是得靠編輯工具。

ArcMap的屬性表通過(guò)“顯示”Shape列，告訴用戶幾何數(shù)據(jù)和旁邊city、editor、adcode三列是并排的。

也即“幾何數(shù)據(jù)”、“屬性數(shù)據(jù)”是同級(jí)別的數(shù)據(jù)，只不過(guò)幾何數(shù)據(jù)可能很復(fù)雜，在屬性表上一個(gè)格子寫(xiě)不完，就干脆寫(xiě)個(gè)漢字。

實(shí)際在ESRI的體系中，幾何的表達(dá)比OGC的表達(dá)更為精妙復(fù)雜。

因?yàn)樯钊胄枰芯緼rcPy或AO代碼，有一定難度，故不展開(kāi)。讀者只要能讀懂“幾何”“屬性”是并列的兩個(gè)數(shù)據(jù)層即可。

2.2. 要素層

要素層很簡(jiǎn)單。

先下定義：一個(gè)要素表示一個(gè)地理實(shí)體，一個(gè)要素有其自己的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。

我們依舊是上面的點(diǎn)json來(lái)講解。

不難看到，properties和geometry鍵都是"features"這個(gè)數(shù)組的某個(gè)元素下的子鍵，這里的某個(gè)元素，就是要素。

也即，{"type": “Feature”, ...}就是一個(gè)"feature"，一個(gè)要素。

由于有了幾何和屬性的分割，一個(gè)要素當(dāng)然可以有n個(gè)屬性，一個(gè)要素的幾何也可以是n個(gè)點(diǎn)/線/面構(gòu)成的復(fù)雜幾何圖形。

n個(gè)屬性好理解，n個(gè)點(diǎn)/線/面構(gòu)成的復(fù)雜幾何圖形又是什么意思呢？

這里不再展開(kāi)描述，有興趣的朋友可以去參考o(jì)gc的Geometry標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了幾何體的復(fù)雜構(gòu)成。以后有機(jī)會(huì)一定會(huì)寫(xiě)一篇ogc標(biāo)準(zhǔn)下的geometry標(biāo)準(zhǔn)。

我們注意到了，"features"下的每個(gè)要素的properties的子鍵都是一樣的（名稱(chēng)、類(lèi)型）。

2.3. 數(shù)據(jù)層

還是以上文的geojson為例。

我們說(shuō)，

n個(gè)具有共同類(lèi)型和數(shù)量屬性的"feature"（即每一個(gè)feature的"properties"的子鍵名稱(chēng)一致，類(lèi)型一致），加上一些元數(shù)據(jù)（坐標(biāo)系信息，四至等，每種數(shù)據(jù)格式不太一樣），構(gòu)成一個(gè)矢量數(shù)據(jù)。

這個(gè)矢量數(shù)據(jù)已經(jīng)上升到磁盤(pán)文件級(jí)別了，我們?yōu)榱藦?fù)用，不可能一個(gè)一個(gè)要素分別存在獨(dú)立的文件里的，因?yàn)閷傩缘臄?shù)量、類(lèi)型一致，所以要素可以存在一個(gè)文件（或者容器）里。

我們把這個(gè)容器所在的級(jí)別，叫做“數(shù)據(jù)層”。

我為什么不說(shuō)一個(gè)矢量數(shù)據(jù)文件（例如一個(gè)json文件，一份shp文件）就是一個(gè)“數(shù)據(jù)層”的實(shí)現(xiàn)呢？

因?yàn)?，一個(gè)矢量數(shù)據(jù)固然可以是一個(gè)geojson文件，一個(gè)shp文件（由多個(gè)同名子文件組成），一個(gè)gml文件，一個(gè)csv文件...當(dāng)然一個(gè)矢量數(shù)據(jù)也可以是數(shù)據(jù)庫(kù)里的一個(gè)表，或者一個(gè)要素類(lèi)（ArcGIS里的gdb）。

我們討論的是“分層”，而不是物理文件構(gòu)成。

通常來(lái)說(shuō)，我們傳遞的數(shù)據(jù)大多數(shù)處于數(shù)據(jù)層。比如，我們傳遞一個(gè)“中國(guó)省級(jí)行政區(qū)劃”的shp文件，或者傳遞一個(gè)“廣州市醫(yī)療機(jī)構(gòu)點(diǎn)位”的geojson文件。

我們很少傳遞一個(gè)“要素”，傳遞一個(gè)“幾何面”——代碼層面除外。

plus 數(shù)據(jù)層（Data）為什么不叫圖層（Layer）

我們把一個(gè)矢量數(shù)據(jù)（geojson/shp/數(shù)據(jù)庫(kù)里某張地理數(shù)據(jù)表等）拖到任何一個(gè)GIS客戶端軟件中，一定能看到它的樣子，軟件會(huì)給我們畫(huà)出來(lái)，它這個(gè)時(shí)候，叫做“圖層”。

因?yàn)閿?shù)據(jù)和圖層分擔(dān)著各自不同的任務(wù)，圖層負(fù)責(zé)渲染、顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被圖層引用。一個(gè)數(shù)據(jù)是可以被多個(gè)圖層引用的。

這就好比，賬本專(zhuān)心管理財(cái)務(wù)流水，報(bào)表ppt專(zhuān)心負(fù)責(zé)回報(bào)財(cái)務(wù)流水的各種趨勢(shì)比例。

我們GIS軟件依靠圖層將數(shù)據(jù)符號(hào)化，比如給某個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)定了符號(hào)是一個(gè)尺寸是15的紅色五角星，給某個(gè)線數(shù)據(jù)設(shè)定了標(biāo)注是它的“name”字段，通過(guò)圖層查看一個(gè)數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)等...

2.4. 地圖層

什么是地圖層？

我們有了數(shù)據(jù)層，就可以進(jìn)行地理數(shù)據(jù)的分析、展示、交互了。

我們?yōu)榱私M織起地理數(shù)據(jù)，需要將數(shù)據(jù)排列順序，符號(hào)化，設(shè)計(jì)出一張地圖。

地圖這一層包括了n個(gè)數(shù)據(jù)（也即n個(gè)圖層，每個(gè)圖層引用一份數(shù)據(jù)）。

當(dāng)然，我們還可以為數(shù)據(jù)做分組。

我們知道ArcMap中，有個(gè)“數(shù)據(jù)框”的概念，其實(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)框就是一個(gè)地圖，數(shù)據(jù)框就是地圖層這一級(jí)別的容器。

大家可能看中國(guó)地圖會(huì)觀察到右下方通常會(huì)有一個(gè)“南海諸島圖”，其實(shí)中國(guó)大陸主體地區(qū)和右下方的“南海諸島圖”用兩個(gè)數(shù)據(jù)框就可以表示了。

事實(shí)上，QGIS也有一樣的概念，在布局窗口中，我們可以插入一個(gè)地圖：

同樣能做到“南海諸島圖”和大陸圖在同一個(gè)布局里顯示的效果。這里插入的“地圖”就是“地圖層”的一個(gè)活生生的案例。

plus：

GIS客戶端軟件會(huì)使用“工程文件”的手段，把n個(gè)“地圖”包裹在一起。QGIS使用*.qgz文件，ArcMap使用mxd文檔，ArcGISPro使用arpx文件。

3. 柵格數(shù)據(jù)的四個(gè)分層

柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)當(dāng)然是有區(qū)別的，但是，在概念上可以歸一。

3.1. 位置/屬性

在柵格中，幾何圖形所代表的空間數(shù)據(jù)被像元的中心坐標(biāo)值代替了，該像元的像元值即屬性值。

我們知道，柵格數(shù)據(jù)可以是單波段也可以是多波段，可以是浮點(diǎn)數(shù)柵格也可以是整數(shù)柵格。

柵格數(shù)據(jù)可以代表的地理數(shù)據(jù)種類(lèi)比較多，以單波段數(shù)據(jù)為例，整數(shù)柵格有屬性表，可以添加多列屬性（即給不同的像元值賦予不同的意義），浮點(diǎn)柵格則不行。

多波段則能實(shí)現(xiàn)“同一個(gè)像元坐標(biāo)”“n個(gè)像元值”，并且每個(gè)像元值獨(dú)立，不受整數(shù)或者浮點(diǎn)數(shù)影響。

3.2. 像元層

像元，包括像元分辨率、像元中心坐標(biāo)和像元值三大主要數(shù)據(jù)。

像元層并不像矢量中的要素層表意那么直接，因?yàn)閱蜗裨磉_(dá)的地理實(shí)體不如一個(gè)要素強(qiáng)。但是，多個(gè)像元是可以做到一個(gè)要素的表達(dá)效果的。

比如，在DEM柵格數(shù)據(jù)中，一個(gè)像元可以概括表達(dá)這個(gè)像元面積這么大的地方的海拔高度。多個(gè)連片的像元可以構(gòu)成一塊地區(qū)的地形。

但是，和要素層的核心要義是一樣的，像元層和要素層都能表達(dá)地理實(shí)體，把像元的三大主要數(shù)據(jù)孤立討論，是不能表達(dá)地理實(shí)體的。

3.3. 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層和矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)層類(lèi)似，為n個(gè)呈矩陣排列的像元構(gòu)成的圖像。

這個(gè)圖像可以是一層，也可以是多層疊加，只要保證像元中心坐標(biāo)一致、像元分辨率一致即可。

數(shù)據(jù)層的物理形式比較簡(jiǎn)單，除了一些元數(shù)據(jù)外（坐標(biāo)系什么的），就是一個(gè)體積比較大的數(shù)據(jù)文件，或者在數(shù)據(jù)庫(kù)里的一張表或者一個(gè)柵格數(shù)據(jù)集（Esri gdb）。

若為一個(gè)單文件，常見(jiàn)的GIS數(shù)據(jù)格式為tif，盡管jpg/png/bmp等傳統(tǒng)圖片格式也可以稱(chēng)作柵格數(shù)據(jù)，但是它們?cè)O(shè)計(jì)的初衷并不是GIS應(yīng)用。

在GIS數(shù)據(jù)服務(wù)中，柵格數(shù)據(jù)切片可以是jpg/png，因?yàn)楸阌诰W(wǎng)絡(luò)傳輸和顯示。

3.4. 地圖層

地圖層與矢量數(shù)據(jù)的地圖層一致，都為n個(gè)柵格數(shù)據(jù)按一定順序、符號(hào)化構(gòu)成。

4. GIS數(shù)據(jù)服務(wù)是什么

4.1. GIS服務(wù)器

GIS服務(wù)，與普通網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是一樣的。

• 普通Web服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使得我們可以上網(wǎng)沖浪
• GIS服務(wù)器提供GIS數(shù)據(jù)服務(wù)，使得我們可以遵循某些規(guī)范訪問(wèn)地理數(shù)據(jù)或者地理服務(wù)

我們常見(jiàn)的Web服務(wù)器軟件，有IIS、Apache、Nginx、tomcat等，也可以用Java/nodejs等工具語(yǔ)言編寫(xiě)自己的服務(wù)器后臺(tái)軟件。

GIS服務(wù)器軟件基于HTTP等協(xié)議（做webgis的，如果連http協(xié)議都不知道，建議先補(bǔ)補(bǔ)課），也有一些受歡迎的：開(kāi)源的GeoServer、MapServer，商用的Esri的ArcGIS Enterprise套件等。

GIS服務(wù)器可以是獨(dú)立的軟件，也可以是某個(gè)Web服務(wù)器的一個(gè)插件。例如，ArcGIS Enterprise套件就是自成一家，GeoServer就是Tomcat的一個(gè)war包插件。

Q：GIS數(shù)據(jù)一定要放在GIS服務(wù)器上嗎？

A：不一定。諸如geojson這樣的文本類(lèi)型數(shù)據(jù)，可以直接放到普通web服務(wù)器上，通過(guò)http的get或post請(qǐng)求交換數(shù)據(jù)；諸如gltf、3dtiles三維數(shù)據(jù)，開(kāi)源服務(wù)器尚未支持三維服務(wù)，OGC組織也沒(méi)有3DGIS服務(wù)規(guī)范，只好放在普通web服務(wù)器上。但是，成熟的二維數(shù)據(jù)，做成GIS數(shù)據(jù)服務(wù)是有利于前端開(kāi)發(fā)者進(jìn)行調(diào)用、渲染、數(shù)據(jù)查詢、云處理的。

4.2. GIS數(shù)據(jù)服務(wù)

扯了半天，那什么是GIS服務(wù)呢？

通常來(lái)說(shuō)，我們說(shuō)的GIS服務(wù)就是GIS數(shù)據(jù)服務(wù)。但是，其實(shí)GIS服務(wù)還可以提供計(jì)算服務(wù)，也即GIS處理服務(wù)，作為4.3的內(nèi)容講解。

OGC中數(shù)據(jù)服務(wù)有很多，只挑一些常見(jiàn)的帶過(guò)，具體怎么用還是得靠讀者進(jìn)一步閱讀更多的資料，本文的重點(diǎn)仍舊是上面的四層概念。

GIS服務(wù)扮演的角色，更像是WebGIS中對(duì)GIS數(shù)據(jù)和用戶交互之間的一個(gè)橋梁，它規(guī)范并限制了請(qǐng)求端的操作。

GIS數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)該屬于“地圖層”這一層級(jí)，因?yàn)樗梢园ǘ鄠€(gè)數(shù)據(jù)（圖層）。

4.2.1. 提供訪問(wèn)地理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)——WMS

WMS，Web Map Service，網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)。

一個(gè)WMS是一個(gè)“地圖層”的實(shí)現(xiàn)，只不過(guò)限制了網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的功能。

它允許將n個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)布成一個(gè)“GIS服務(wù)”，1個(gè)數(shù)據(jù)被叫做1個(gè)圖層，因?yàn)橐獙?duì)web提供訪問(wèn)，所以用圖層這種帶符號(hào)化的形式來(lái)描述“數(shù)據(jù)層”比較合適。

它提供了以下幾大功能，有興趣的朋友可以參考博客園李曉暉的博客，或者直接查閱OGC官方文檔（列在參考文檔中了）：

• GetCapabitities（返回服務(wù)級(jí)元數(shù)據(jù)）
• GetMap（獲取地圖圖像）
• GetFeatureInfo（返回識(shí)別的要素信息）

第一個(gè)沒(méi)什么好說(shuō)的。

第二個(gè)獲取的是給定參數(shù)（比如范圍、返回圖像的格式等）的地圖圖像，和截圖差不多。

第三個(gè)功能，說(shuō)大白話就是“點(diǎn)擊地圖，根據(jù)點(diǎn)位獲取指定圖層上的要素”。

4.2.2. 提供增刪改查矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)——WFS

WFS，Web Features Service，網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)。

WFS強(qiáng)化了WMS中關(guān)于矢量數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，提供了增加、修改、刪除、查詢矢量要素的功能。

WMS對(duì)矢量數(shù)據(jù)的查詢，局限在了“識(shí)別”這一功能上。

我們從功能上就能看出，WMS有一個(gè)功能是“getFeaturesInfo”，而WFS直接給出了"getFeature"、“Transaction”等功能。

WFS的主要功能如下：

• GetCapabitities（獲取這個(gè)服務(wù)的元數(shù)據(jù)）
• DescribeFeatureType（獲取這個(gè)服務(wù)上要素的元數(shù)據(jù)）
• GetFeature（獲取要素）
• Transaction（對(duì)要素進(jìn)行增刪改）

GetCapabitities和DescribeFeatureType的區(qū)別在于，前者描述整個(gè)服務(wù)，后者聚焦于矢量數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。

GetFeature既可以使用get請(qǐng)求，也可以使用post請(qǐng)求。無(wú)論get請(qǐng)求還是post請(qǐng)求，都可以使用過(guò)濾條件，過(guò)濾一些不滿足給定條件的矢量數(shù)據(jù)。

Transaction使用post請(qǐng)求，將指定格式的xml請(qǐng)求到gis服務(wù)器上。

WFS要求服務(wù)的接口必須由XML描述，另外數(shù)據(jù)交互必須由GML（一個(gè)OGC矢量數(shù)據(jù)格式規(guī)范）迚行，數(shù)據(jù)過(guò)濾采用CQL語(yǔ)言。

4.2.3. 網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)——WCS

WCS標(biāo)準(zhǔn)定義了一些操作，這些操作允許用戶訪問(wèn)“Coverage”數(shù)據(jù)，如衛(wèi)星影像、數(shù)字高程數(shù)據(jù)等，也就是柵格數(shù)據(jù)。

有矢量就有柵格，與WFS形成對(duì)比，WCS的C，就是柵格數(shù)據(jù)的意思。

WCS也有幾個(gè)功能：

• GetCapabilities（獲取服務(wù)的元信息）
• DescribeCoverage（獲取Coverage的描述信息）
• GetCoverage（獲取Coverage）

4.2.4. WMS的變種：網(wǎng)絡(luò)地圖切片服務(wù)——WMTS

WMS能給前端返回一張位圖，和我們?cè)贕IS軟件里對(duì)一個(gè)地圖直接截個(gè)圖（不經(jīng)過(guò)制圖）類(lèi)似。

如果這張位圖體積過(guò)大或者網(wǎng)絡(luò)傳輸不好，那么極有可能前端是拿不到的，就渲染不出來(lái)。

分治思想刺激WMS演進(jìn)，即WMTS，原理很簡(jiǎn)單，即把這張位圖實(shí)現(xiàn)按網(wǎng)格切好，在不同的分辨率下，把這些切好的圖（都緩存在地理服務(wù)器上）按前端指定的范圍，挨個(gè)傳遞。

這樣，一張小圖可能體積并不大，保證了前端的體驗(yàn)。

4.2.5. 三維場(chǎng)景服務(wù)

迄今為止并未有三維地理數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，只有三大地理三維數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)：

• i3s
• 3dtiles/gltf
• s3m

其中，前兩個(gè)被ogc承認(rèn)，且主推i3s。

i3s由Esri（就arcgis家）主推，以slpk文件為交互文件，在自家的ArcGIS Enterprise服務(wù)器生態(tài)中，已經(jīng)研發(fā)出“SceneService”這種GIS商業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)了。

3dtiles是ogc的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，是i3s的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

gltf，號(hào)稱(chēng)是三維數(shù)據(jù)界的jpg，目前（發(fā)文時(shí)間2020年初）開(kāi)源的商業(yè)的gis服務(wù)器尚未支持三維服務(wù)，cesium自己是直接前端調(diào)用gltf文件創(chuàng)建視圖。

s3m是國(guó)內(nèi)北京超圖主推的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

i3s、gltf、s3m三者共同的特點(diǎn)是用樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織數(shù)據(jù)，用json文件描述數(shù)據(jù)，用二進(jìn)制文件來(lái)存儲(chǔ)具體數(shù)據(jù)。

4.3. GIS處理服務(wù)

遵循一種規(guī)范，可以將繁重的處理任務(wù)交由服務(wù)器運(yùn)行，然后根據(jù)規(guī)范，將處理結(jié)果返回給前端。這在普通的web服務(wù)中是理所當(dāng)然的事情，只不過(guò)加上GIS數(shù)據(jù)這個(gè)殼兒，事情就變得有點(diǎn)復(fù)雜了起來(lái)。

其實(shí)OGC組織是有這么一個(gè)規(guī)范的，叫WPS——Web Process Service。

Web 處理服務(wù) （WPS） 是用于發(fā)布地理空間過(guò)程、算法和計(jì)算的 OGC 服務(wù)。

WPS 服務(wù)可作為GIS服務(wù)器的擴(kuò)展，為數(shù)據(jù)處理和地理空間分析提供執(zhí)行操作。

默認(rèn)情況下，WPS 不是 GeoServer 的一部分，但可作為擴(kuò)展提供。

Esri ArcGIS Enterprise中的Server和Portal都原生支持了WPS，并且有比WPS更強(qiáng)大的GP服務(wù)。

有關(guān)WPS在GeoServer上的資料，參考各大博客和文末的參考文檔。

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GIS服務(wù)器有商業(yè)也有開(kāi)源，對(duì)OGC的多個(gè)服務(wù)支持也各有千秋，本文僅作簡(jiǎn)略介紹，而且有標(biāo)準(zhǔn)文檔、各路案例博客資料，想必可以不再發(fā)文描述。

讀者更應(yīng)該關(guān)注的是本文提出的“四層概念”，多思考多比對(duì)。

在本篇中的四層概念合適套用在二維數(shù)據(jù)或者三維數(shù)據(jù)上，至于i3s標(biāo)準(zhǔn)下的slpk和3dtiles、gltf數(shù)據(jù)并不太適用，那些更合適網(wǎng)絡(luò)分發(fā)，畢竟官方提及，slpk不適合再進(jìn)行編輯。

參考文檔

[1] GeoServer中WMS、WFS的請(qǐng)求規(guī)范 . 李曉暉. https://www.cnblogs.com/naaoveGIS/p/5508882.html

[2] OGC標(biāo)準(zhǔn)介紹. 吳泳鋒 [M] warrenwyf@gmail.com

[3] GeoServer WPS文檔 https://docs./latest/en/user/services/wps/index.html

[4] OGC標(biāo)準(zhǔn)介紹 5 . https://blog.csdn.net/warrenwyf/article/details/5717612

[5] OGC標(biāo)準(zhǔn)介紹. https://blog.csdn.net/lavanana/article/details/93975949