WebGIS市场需求旺盛,更多的人开始关注WebGIS应用,很多开发者投身于GIS开发大军,催生了众多开源GIS项目,推动了WebGIS的普及。部分开源GIS项目如表1-1所示。
表1-1 部分开源GIS项目列表
续表
1.uDig
uDig是一个开源的桌面应用程序框架,是构建在Eclipse RCP 和GeoTools(一个开源基于Java的GIS工具包)上的桌面GIS。uDig作为一款开源桌面GIS软件,基于Java和Eclipse平台,可以进行shp格式地图文件的编辑和查看,是一个开源空间数据查看器与编辑器。uDig页面如图1-1所示。
图1-1 uDig 页面
2.QGIS
QGIS是一个用户页面友好的桌面GIS,可运行在Linux、UNIX、Mac OS X和Windows等平台之上。QGIS是基于Qt(跨平台的图形工具软件包)、使用C++开发的一个用户页面友好、跨平台的开源版桌面地理信息系统。QGIS页面如图1-2所示。
3.GeoServer
GeoServer是OpenGIS Web服务器规范的J2EE实现,利用GeoServer可以方便地发布地图数据,允许用户对特征数据进行更新、删除、插入操作,通过 GeoServer 可以比较容易地在用户之间迅速共享空间地理信息。GeoServer是社区开源项目,可以直接通过社区网站(如中文社区网站http://www.opengeo.cn/)下载相关资料。
GeoServer 支持 OGC 标准规范的系列服务,支持 PostgreSQL、MySQL 等数据库以及ArcSDE、Shapefile等中间件和文件资源,能够将网络地图输出为jpeg、png、KML等多种图片和数据格式,可以运行在任何基于 J2EE/Servlet 的容器之上,支持多种客户端框架,如OpenLayers等。
图1-2 QGI S页面
GeoServer页面如图1-3所示。
图1-3 GeoServer 页面
4.MapServer
MapServer是美国明尼苏达大学(University of Minnesota)在20世纪90年代利用C语言开发的开源WebGIS项目。
MapServer是一套基于胖服务器端/瘦客户端模式的实时地图发布系统,当客户端发送数据请求时,服务器端实时处理空间数据,并将生成的数据发送给客户端。MapServer的核心部分是 C 语言编写的地图操作模块,它本身许多功能的实现依赖一些开源或免费的库。MapServer遵循OGC标准规范,可以集合PostGIS和开源数据库PostgreSQL对空间数据进行存储和查询操作,同时还支持其他客户端API实现空间数据的传输与表达。
5.OpenLayers
OpenLayers是一个专为WebGIS客户端开发提供的JavaScript类库,用于访问以标准格式发布的地图数据,实现访问空间数据的方法都符合行业标准,支持各种公开的和私有的数据标准和资源。OpenLayers采用纯面向对象的JavaScript方式开发,同时借用了Prototype框架和Rico库的一些组件。
OpenLayers是一个开源的项目,其目的是为互联网客户端提供强大的地图展示功能,包括地图数据显示与相关操作,并具有灵活的扩展机制。目前,OpenLayers已经成为一个拥有众多开发者和帮助社区的成熟、流行的框架。目前OpenLayers 3 已经升级为OpenLayers 5,可从其官方网站(http://openlayers.org/)下载相关资源,如图1-4所示。
图1-4 OpenLay ers官网
6.OpenScales
OpenScales是一个基于Flex的优秀的前台地图框架,开发者可以在此开发各种网络版、手机版和桌面版的地图程序。
OpenScales是基于ActionScript 3和Flex开发的,能够支持各种标准的地图服务,如WMS、WFS、TMS、OSM等。OpenScales是开源的、免费的客户端开发框架,基于LGPL开源协议,并且基于 FlashPlayer 运行,可以运行在各个浏览器上,具有很好的跨平台特性。OpenScales作为一个开源的 GIS 客户端框架,具有非常大的应用潜力,可从其官方网站(http://www.openscales.org/)下载相关资源,如图1-5所示。
图1-5 OpenS cales官网
OpenScales可看成对OpenLayers的ActionScript翻译,所以在学习OpenScales时可以适当参考 OpenLayers 的官方教程。相比之下,虽然 OpenLayers 的教程也是英文的,不过非常详细,提供的示例也远比OpenScales丰富。
针对 WebGIS 应用开发,最具代表性的开源 GIS 项目是:服务器端为 GeoServer 与MapServer,客户端为 OpenLayers 与 OpenScales。总体来说,GeoServer 功能要稍强于MapServer,MapServer对WMS的支持更高效,而GeoServer更擅长结合WFS规范进行属性查询。
不同的GIS开源项目所采用的技术框架不同,根据开发环境可以将主流的WebGIS开源解决方案分成两派,一派是C/C++,另一派是Java。常用的WebGIS全套解决方案为:
(1)基于 C/C++的解决方案:MapServer(服务器)+QGIS(桌面软件)+Tomcat(中间件)+PostGIS或MySQL空间扩展(数据库)+OpenLayers(JS)或OpenSc ales(Flex)(浏览器客户端);
(2)基于 JavaEE 的解决方案:GeoServer(服务器)+uDig(桌面软件)+Tomact(中间件)+PostGIS|MySQL空间扩展(数据库)+OpenLayers(JS)/OpenScales(Flex)(浏览器客户端)。
采用开源 WebGIS 平台进行二次开发,一般是从客户端、服务器端、数据源与数据存储方面进行设计和实现的。
Web客户端:可以选择使用OpenLayers、OpenScales等开源框架,也可以结合互联网方向的在线地图API(如百度地图API等)。
服务器端:使用最具代表性的GeoServer或MapServer作为地理信息服务器,基于服务器发布地图数据服务(如OGC的WMS、WFS、WCS等),Web应用程序则通过HTTP请求访问服务器发布的服务。若设计简单的大众应用WebGIS,可以不使用服务器端开源GIS平台,直接访问第三方提供的数据服务、数据接口,或者存储在关系数据库中的POI数据等。
数据层:数据源可使用公共在线地图服务(如百度地图、天地图、Google地图等),一般将它们作为底图,或者GIS服务器发布的地图服务数据,以及开放格式的文件数据等。针对空间数据的存储,一般可选择开源的空间数据库,如使用PostgreSQL作为关系数据库,用其扩展模块PostGIS存储空间数据。
尽管这些开源GIS项目为开发者提供了很多进行二次开发的资源,给广大GISer带来了便利,但只能满足一部分WebGIS开发需求,无法应对更多的面向大众的互联网应用。目前,GIS 开源项目的不足主要表现在对底图处理能力不足、对空间数据的管理能力不足、空间分析能力较弱、无法实现一体化的系统构建与应用等。针对开源GIS项目的不足,往往需要借助专业的WebGIS开发平台,满足更多应用的需求。