GIS之地图服务器

作者：Roman

GIS服务

GIS服务是将数据通过Web的方式通过接口暴露封装的GIS功能，提供给客户端应用调用。开发人员通常会接触到服务这个层面的相关使用。

ArcGIS Server服务

常用的服务有MapServer（动态地图服务/切片地图服务），FeatureServer（要素服务）

动态地图服务

地图服务器根据请求参数，实时生成地图数据图片

常用的数据有地图范围，显示图层，图片大小。如图：

切片地图服务

现在越来越多的地图服务用到瓦片技术，基本我们平常所接触的地图的底图都是瓦片地图。瓦片地图金字塔模型是一种多分辨率层次模型，从瓦片金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。

切片服务的特点

1. 具有唯一的瓦片等级和瓦片行列编号
2. 瓦片等级越高，组成地图的瓦片数越多，可以看到的信息越详细
3. 某一瓦片等级地图的瓦片是由低一级的各瓦片切割成4个瓦片组成，形成了瓦片金字塔

切片服务的相比动态地图服务

1. 由于切片地图服务中的图片不需要服务器实时生成，本身存在服务器的硬盘上，所以大大提高了服务器的性能。
2. 切片地图服务由于图片事先存在，所以该服务实现的功能有限，例如无法实现隐藏服务中的某个图层。

切片存储

1. 松散型（未加密）

2. 紧凑型（加密）切片服务的行列号

要素服务

用于发布空间数据库中的要素图层，并支持对图层的要素进行增删查改等操作。

GeoServer

通常我们使用GeoServer来发布OGC标准服务，GeoServer（地理信息系统服务器）是OpenGIS Web服务器规范的J2EE实现，利用GeoServer可以方便的发布地图数据。

常见的服务类型有:WMS,WMTS,WFS,WCS

Web Map Service (WMS)

将空间信息以地图形式表现的一种方法。这个规范定义了三个操作：

GetCapabitities、GetMap、GetFeatureInfo。GetCapabitities用于返回服务级元数据；

GetMap 用作返回一个地图影像，这个地图影像的地理参考坐标是已经定义好的；

GetFeatureInfo 是一个可选的参数，它的主要作用是返回一些特殊要素，这些特殊要素是可以在地图上表示出来的。

Web Map Tile Service (WMTS)

WMTS 是 OGC 提出的缓存技术标准。它在服务器端就把地图切割为一定不同级别大小的瓦片。 这大大降低了服务器端的载荷，使得其压力减轻，这样用户在使用的时候就具有更加的体验效果。

WMTS 因为使用了瓦片矩阵来切割地图，一副地图被切割成了多个瓦片，每个瓦片具有唯一的标识符，这些瓦片具有不同的分辨率，当用户缩放到一定级别后，显示对应级别瓦片数据，一定程度上也降低了客户端的压力。

WMTS 接口支持的三类资源：

1. 服务元数据（ServiceMetadata）资源：介绍对应服务器完成的功能及含有的特定信息。

2. 图块资源代表地图集合中一个图层中表达出的一小块地图信息。

3. 要素信息（FeatureInfo）资源返回了地图中对应图块中特定像素位置上的地物要素的信息。

Web Feature Service（WFS）

该服务返回图层级的地图影像。

这个规范定义了五个操作：GetCapabilites、DescribeFeatureType、GetFeature、Transaction、LockFeature 。

• GetCapabilites 返 回 Web 要 素 服 务 性 能 描 述 文 档 ；

• DescribeFeatureType 用于返回一个 XML 文档，这个文档用于介绍能够提供服务的相关要素的结构；

• GetFeature 返回一个服务，这个服务是地址请求提供的一个要素实例；

• Transaction 为事务请求提供服务；

• LockFeature 是对要素类型实例进行锁定的操作，用于多个事务对同一要素操作时锁定要素实例。

Web Coverage Service（WCS）

该服务规范的主要作用是，将含有空间位置的影像数据，在网络上发布共享。

该服务由三种操作组成：GetCapabilities，GetCoverage 和 DescribeCoverageType。

• GetCapabilities 返回描述服务和数据集的XML 文档，它的主要作用是确定查询类型，数据类型以及获取的数据是否具有可操作性后执行；

• GetCoverage 操作是在 GetCapabilities 操作后面执行；

• DescribeCoverageType 根据客户端的操作要求，然后由对应的服务器返回任意一个地图层的完全描述信息。

静态资源数据服务

瓦片底图，terrain地形，3dtiles三维模型等一些GIS静态资源数据，除了用GIS服务器来发布以外，也可以直接使用HTTP容器（如IIS,TOMCAT,Nginx,Node等）来发布。

这种方法简单方便，并且服务效率高

互联网在线地图服务

近些年，地图应用爆发性增长。经常用到地图API，如谷歌地图，高德地图，Bing地图等等。这些地图服务使公众获取了大量的地理数据，也推动了GIS行业发展。

特点

1. 数据实时性高
2. 数据精度高
3. 服务类型全面
4. 多种风格的产品

天地图

天地图是国家测绘地理信息局建设的“国家地理信息公共服务平台”。作为中国区域内官方的地理信息服务网站。目前为国内唯一标准坐标系、数据权威可信的公共服务平台，主要的服务标准都是OGC标准发布到。