《Web GIS原理与应用开发》读书笔记（8）

以下均掺杂个人理解
书目：Web GIS 原理与应用开发 —— 刘光 曾敬文 曾庆丰 著

第九章 Web要素服务

为了规范通过Web服务发送矢量数据的过程，OGC制定了Web要素服务（WFS）规范。

9.1 WFS

Web GIS服务器除了能返回一张地图图像之外，也可以返回绘制该地图图像所使用的的真实地理数据。这类返回地理要素数据的规范称为Web要素服务。

WMS是由服务器将一地图图像发送给客户端

而WFS是服务器将矢量数据发送给客户端

使用WMS时地图由服务器绘制，使用WFS时地图由客户端绘制。

9.1.1 WFS请求与响应的格式

与WMS类似，WFS也支持一些操作，如：GetCapabilities、DescribeFeatureType、GetFeature

其中GetFeature操作用于获取要素数据

例：http://suite.opengeo.org/geos...:states&featureid=states.23

该请求中，service=wfs表示使用WFS服务，version=1.1.0表示使用1.1.0版本，request=GetFeature表示执行GetFeature操作，typename=usa:states表示针对的是GeoServer服务器中USA工作区的名为states的图层，featureid=states.23表示要获取的要素的ID为23

WFS使用地理标记语言（Geography Markup Language，GML）返回数据。GML可以同时包含图形与属性信息。由于GML是基于XML的，因此比GeoJSON要冗长得多。

9.1.2 WFS服务器与客户端

ESRI使用自身的要素服务，与WFS功能类似，但不是标准的WFS

对于大多数Web地图API，可以将WFS作为一个图层

不过Leaflet以及许多其他轻量级的开源Web地图API中，并不支持WFS

客户端GIS软件一般都能查看WFS服务

9.2 事务性WFS与基于Web的数据编辑

WFS规范同时定义了要素编辑的规则

通过WFS服务对源数据库中的数据进行更改称为事务性WFS或WFS-T

启用事务功能后，WFS客户端就可以使用事务性WFS方法更改地理数据库中的数据。

应用更改示例：

1. WFS客户端连接到启用事务的已发布WFS服务
2. 在服务器上锁定所编辑的要素和行（可使用GetFeatureWithLock请求执行此操作）
3. 在WFS客户端上使用WFS编辑器执行编辑
4. 随后在服务器上应用编辑（可使用事务性WFS方法执行此操作）

要素被锁定后，其他WFS编辑器就无法对其进行编辑了，直到编辑完成或者时间超时解除锁定。

插入事务不要求锁定要素，因为现有要素不能被修改（更新或删除），所以不必调用GetFeatureWithLock。

任何要求更新或删除的事务请求必须有锁定ID

事务性WFS可用来增加、删除或者修改加载的要素，更重要的是能将该操作提交并保存到数据源中。因此，数据源必须存储在空间数据库中，而不能存储在文件中。

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第十章 WCS及多维数据

对于栅格数据服务，OGC制定的是WCS（Web Coverage Services，网络覆盖服务）。WCS服务所返回的数据可作为分析和建模操作的输入参数。通过WCS服务获取的栅格数据集被称为覆盖。

10.1 WCS及其操作

WCS是由OGC创建的用于在Web上共享覆盖地理信息的开放规范。

覆盖指表示空间变化现象的地理信息

虽然WCS和WMS从服务器上返回的都是图像，但是WCS能更多的详细信息。

WCS支持操作：

• 请求服务级别元数据和数据的简要描述——GetCapabilities
• 请求一个或多个覆盖的完整描述——DescribeCoverage
• 以熟知的格式请求覆盖——GetCoverage

10.1.1 GetCapabilities操作

GetCapabilities操作用于得到WCS服务器所支持的操作和服务（能力）的列表。

例：http://www.example.com/wcs?se...

通过请求获取覆盖的ID之后，便可执行DescribeCoverage操作了。

要注意的是：版本不同，返回的id的参数名可能不同，要查看数据确定其参数名

10.1.2 DescribeCoverage操作

DescribeCoverage操作允许客户端请求某个WCS服务的一个或多个栅格图层的全部描述信息。

服务器会返回描述所请求的覆盖图层详细信息的XML文档。

主要请求参数：

请求参数	是否必需	描述
service=WCS	是	服务类型
request=DescribeCoverage	是	请求名称
version	是	请求的WCS服务的版本
identifiers	是	指定所要请求的图层

例：http://localhost:8080/geoserver/ows?service=WCS&version=1.1.1&request=DescribeCoverage&identifiers=nruc:mosaic

10.1.3 GetCoverage操作

通过GetCapabilities和DescribeCoverage可以了解服务器端允许哪些请求以及哪些数据是可以获取的，然后进行GetCoverage操作，该操作最终返回指定地理范围内指定域值内的某栅格数据。

除了service、request、version、identifiers参数值之外，还需要包含：

• domainSubset参数：该参数定义所要请求覆盖的时空范围。它又包含boundingBox（必选）和temporalSubset（可选）两个参数。

  • boundingBox：指定地理范围
  • temporalSubset：指定时间范围

• output参数：指定输出设置。该参数又包括：

  • GridCRS：返回数据的地理参照系统，可选
  • format：返回数据的格式，必选
  • store：“true”表示需要服务器把返回数据的所有内容存储在一个网络位置，并返回其URL；“false”表示需要服务器直接返回数据；二者可选

例：http://localhost:8080/geoserver/ows?service=WCS&Version=1.1.1&REQUEST=GetCoverage&Identifier=nruc:mosaic&BoundingBox=36.492,6.346,46.591,20.83,urn:orc:def:crs:EPSG::4326&Format=image/png&Store=true

由于版本问题，可能导致openlayer在加载WCS时，图像的坐标轴发生变化（图像旋转90度）

解决方案：在请求参数中添加GridBaseCRS参数

例：http://localhost:8080/geoserver/ows?service=WCS&Version=1.1.1&REQUEST=GetCoverage&Identifier=nruc:mosaic&BoundingBox=36.492,6.346,46.591,20.83,urn:orc:def:crs:EPSG::4326&GridBaseCRS=EPSG:4326&Format=image/png&Store=true

10.2 多维数据与图像镶嵌插件

地理数据，特别是遥感数据，通常是多维的。如：多波段，多时段，多高程等

10.2.1 多维数据

对于这种类型的数据，需要特定的管理、处理和服务。这类数据服务在标准的二维空间维度之外，还需要识别哪些额外维度（时间、高程、自定义维度），并允许用户在这些维度之间请求数据子集。

10.2.2 图像镶嵌插件

图像镶嵌是用于将一组带地理参考的栅格文件镶嵌在一块的插件，由GeoTools提供。

图像镶嵌插件负责将一组类似的栅格数据归为一组，将它们作为一个栅格数据集（可能是多维的）对外提供服务。

例如：

• 将一组空间邻近的遥感图像进行镶嵌。
• 将同一地理范围内不同时间与/或不同高程或不同维度的山歌数据进行镶嵌，组成一多维数据集。

可以通过一组辅助文件，来指定该镶嵌中可获取的维度、索引以及获取纬度值的方式。

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第十一章 Web处理服务

OGC的Web处理服务（WPS）规范是一种用于在Web上提供和执行这类地理空间处理的国际规范。

WPS：Web Processing Service，网络处理服务

11.1 GeoServer中的WPS

GeoServer默认是不提供WPS服务的，我们需要单独安装WPS拓展，该拓展包含两个大方面：①Java拓扑套件（Java Topology Suite，JTS）、②GeoServer开发的其他地理处理

• Java拓扑套件

  • 是一套用于处理几何要素拓扑关系的函数库
  • 提供了完整、稳定、可靠的基本二位平面线性图形运算算法实现，包括面积计算、缓冲区分析等等
  • ID以JTS开头，如JTS:area、JTS:boundary等

• GeoServer自身的地理处理

  • 只能用于GeoServer
  • 主要用途是在GeoServer内部连接WFS/WCS服务，用于读写数据，并不是WPS规范的一部分
  • ID以geo、gs、ras、vec开头，如geo:polygonize、gs:contour等

一般地理处理的一个很大的优点是：地理处理的过程可以连接起来，使用时很灵活很方便。地理处理的结果输出可以作为另一地理处理的参数输入。

11.2 WPS的操作

11.2.1 GetCapabilities操作

请求返回服务的基本元数据

主要包含两部分：

• 该WPS服务支持的操作
• WPS服务中提供的地理处理列表，以及每个地理处理的简单描述

例：http://localhost:8080/geoserver/ows?service=wps&version=1.0.0&request=GetCapabilities

11.2.2 DescribeProcess操作

使用GetCapabilities得到地理处理的ID及其简单描述后，可通过DescribeProcess得到某ID的地理处理的详细描述。包括输入参数、输出结果等。

11.2.3 Execute操作

用于请求运行一个有WPS服务实现的地理处理。

请求可以是一个GET的URL。

请求也可以是带XML文档的POST请求，由于请求包含复杂结构，一般使用POST请求。