電子地圖數(shù)據(jù)制作流程與發(fā)布研究

楊銳波

摘 ?要：WMTS，切片地圖技術(shù)是開放地理空間聯(lián)盟（OGC）提出的一種空間數(shù)據(jù)發(fā)布的方法，提供了一種采用預(yù)定義圖塊方法發(fā)布數(shù)字地圖服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案。該文圍繞切片地圖技術(shù)在市級(jí)地理信息公眾服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中的應(yīng)用，詳細(xì)闡述了地理信息公眾服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)中，切片地圖數(shù)據(jù)的制作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)在WMTS環(huán)境下的發(fā)布和調(diào)用顯示。

關(guān)鍵詞：WMTS服務(wù) ?OGC ?地理信息公共服務(wù)

中圖分類號(hào)：P208.2;P283.7 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）10（b）-0010-02

隨著政府管理決策科學(xué)化、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展信息化以及和諧社會(huì)建設(shè)的不斷推進(jìn)，政府部門、企業(yè)和社會(huì)公眾對(duì)地理信息服務(wù)的需求與日俱增。但是，目前地理信息服務(wù)的方式和手段仍以離線提供基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為主，環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng)，應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)復(fù)雜、成本高，用戶無(wú)法獲取持續(xù)更新的數(shù)據(jù)，不能滿足大規(guī)模業(yè)務(wù)化應(yīng)用的需要。隨著信息化建設(shè)的不斷深入，網(wǎng)絡(luò)化地理信息應(yīng)用如雨后春筍，政府部門、企事業(yè)單位和社會(huì)公眾對(duì)地理信息公共服務(wù)提出了服務(wù)途徑網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)方式個(gè)性化、服務(wù)內(nèi)容多元化、服務(wù)主體協(xié)同化的一系列新要求。

地理信息公共服務(wù)平以由基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)體系中面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、目錄與交換體系為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)化的地理信息服務(wù)為表現(xiàn)形式，以政務(wù)網(wǎng)、因特網(wǎng)為依托，針對(duì)地方、部門、行業(yè)特色，在電子政務(wù)、公共安全、位置服務(wù)等方面，滿足政府、企業(yè)以及人民生活等方面對(duì)基礎(chǔ)地理信息公共產(chǎn)品服務(wù)的需要。

目前，地理信息公共服務(wù)平臺(tái)在線數(shù)據(jù)提供的服務(wù)方式主要有網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)（WFS）、網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)（WMS）、網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)（WCS）和切片地圖服務(wù)（WMTS）。該文比較了幾種網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)方式的特點(diǎn)，結(jié)合地理信息公共服務(wù)平臺(tái)提供服務(wù)網(wǎng)的內(nèi)容以及服務(wù)對(duì)象的需求，探討了WMTS在地理信息公共服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)提供方式的應(yīng)用。

1 ?幾種數(shù)據(jù)服務(wù)比較

基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)包括符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)（WMS）、網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)（WFS）、網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)（WCS）、基于Web的地圖圖塊服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)（WMTS）。

1.1 WMS服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)根據(jù)客戶的請(qǐng)求，直接提供地圖服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)符合OGC WMS1.1.1標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)功能接口如下：GetCapabilities：返回描述Web要素服務(wù)性能的XML文檔;GetMap：根據(jù)請(qǐng)求參數(shù)返回一個(gè)地圖影像，返回的地圖影像格式包括GIF、JPEG、PNG、BMP等;GetFeatureInfo：返回顯示在地圖上的某些特殊要素的信息。操作結(jié)果返回符合GML規(guī)范。通俗地講，GetMap獲得的就是在桌面程序中畫在控件上的結(jié)果，是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)。

1.2 WFS服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)可根據(jù)屬性或范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，將數(shù)據(jù)查詢結(jié)果以GML的方式返回給客戶。網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)符合OGC WFS1.0.0標(biāo)準(zhǔn)，主要提供以下的功能接口：GetCapabilities：返回描述Web要素服務(wù)性能的XML文檔;DescribeFeatureType：返回描述Web要素服務(wù)的要素類型的模式（Schema）;GetFeature：返回一個(gè)包括要素實(shí)例的GML文檔，客戶端可以規(guī)定獲取要素的那些屬性，并且可以使用空間或非空間的查詢限制條件。Transaction：不僅能提供要素讀取，同時(shí)支持要素在線編輯和事務(wù)處理。

1.3 WCS服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)根據(jù)客戶的請(qǐng)求，直接提供數(shù)據(jù)服務(wù)。常規(guī)功能接口如下：GetCapabilities：返回描述服務(wù)和數(shù)據(jù)集的XML文檔。GetCoverage：本操作是在GetCapabilities確定什么樣的查詢可以執(zhí)行、什么樣的數(shù)據(jù)能夠獲取之后執(zhí)行的，它使用通用的覆蓋格式返回地理位置的值或?qū)傩?。DescribeCoverageType：允許客戶端請(qǐng)求由具體的WCS服務(wù)器提供的任一覆蓋層的完全描述。WCS對(duì)應(yīng)基于柵格數(shù)據(jù)的功能，與WMS基于矢量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。

1.4 WMTS服務(wù)

切片地圖服務(wù)符合OGC WMTS 1.0.0標(biāo)準(zhǔn)，主要提供以下的功能接口。

GetCapabilities：返回描述服務(wù)元數(shù)據(jù)信息的XML文檔;GetTile：返回客戶端請(qǐng)求的圖塊（瓦片）。WMTS服務(wù)的目的是把地圖以若干圖塊的形式提供服務(wù)。

通過比較可以發(fā)現(xiàn)每種服務(wù)網(wǎng)針對(duì)不同的數(shù)據(jù)源都有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：WCS適合柵格數(shù)據(jù)服務(wù)，WFS數(shù)據(jù)服務(wù)更加的靈活，可以動(dòng)態(tài)的調(diào)用或查詢數(shù)據(jù)的屬性，實(shí)現(xiàn)分析等;WMTS是一種靜態(tài)地圖的調(diào)用，但是可以按需要分塊調(diào)用數(shù)據(jù)。客戶端通過緩沖技術(shù)保證了數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時(shí)大大地減輕了服務(wù)器的壓力。對(duì)服務(wù)器的依賴恰恰是前幾種服務(wù)的特點(diǎn)，當(dāng)有很多用戶調(diào)用同一數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)對(duì)服務(wù)器的運(yùn)算造成很大壓力，而WMTS服務(wù)正好是彌補(bǔ)了前幾種服務(wù)器的不足。

2 ?電子地圖數(shù)據(jù)制作流程

電子地圖生產(chǎn)流程如圖1所示。

2.1 矢量配圖

參照《地理信息公共服務(wù)平臺(tái)電子地圖規(guī)范》對(duì)矢量數(shù)據(jù)（點(diǎn)、線、面）進(jìn)行符號(hào)化處理，該字標(biāo)注，設(shè)定不同顯示比例下要素的顯示符號(hào)（包括要素及注記的樣式、規(guī)格、顏色等）。該文主要介紹利用ArcMap進(jìn)行矢量配圖。

2.2 要素分層、分級(jí)

由于瓦片緩存生產(chǎn)中，對(duì)金字塔進(jìn)行了定義，對(duì)每一級(jí)金字塔的地圖中的要素、符號(hào)、注記效果都有所不同。因此在矢量配圖過程中，實(shí)際上要針對(duì)不同的金字塔進(jìn)行配圖，形成多級(jí)的配圖效果。

配圖方案中圖層的最小可見比例尺、最大可見比例尺需依據(jù)瓦片緩存的金字塔比例尺進(jìn)行定義。需保證當(dāng)前級(jí)別的金字塔比例尺在圖層的可見比例尺中，并保證每一級(jí)的可見比例尺能夠保持連續(xù)。該文提供一個(gè)金字塔分級(jí)參數(shù)，供作業(yè)時(shí)參考。

每一級(jí)創(chuàng)建一個(gè)group邏輯組進(jìn)行管理。只需要對(duì)每一個(gè)邏輯組設(shè)置可見比例尺，即可實(shí)現(xiàn)在不同的比例尺（金字塔級(jí)別）下，達(dá)到不同的視圖效果。

2.3 要素符號(hào)化

在進(jìn)行點(diǎn)要素符號(hào)化時(shí)，由于需要按照興趣點(diǎn)的不同類別進(jìn)行區(qū)分符號(hào)化，因此要使用到“Unique values，many fileds”的符號(hào)化方式。

2.4 配圖效果檢查

電子地圖矢量配圖效果檢查，是數(shù)據(jù)作業(yè)的一道必不可少的工序。作業(yè)人員需對(duì)配圖效果進(jìn)行自檢，只有保證矢量配圖效果無(wú)誤，才能生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的電子地圖，否則在電子地圖質(zhì)檢、地圖審圖、與國(guó)家主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地圖接入測(cè)試時(shí)，都會(huì)存在問題，導(dǎo)致返工，造成更多的工作量。

2.5 地圖瓦片切片

電子地圖瓦片數(shù)據(jù)集切片，是利用GeoGlobe DataManager工具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于源數(shù)據(jù)類型的不同，在GeoGlobe DataManager中定義了矢量數(shù)據(jù)集、影像數(shù)據(jù)集、三維地形數(shù)據(jù)集等多種數(shù)據(jù)集。在實(shí)際的數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，我們用到了矢量數(shù)據(jù)集和影像數(shù)據(jù)集兩種。

3 ?數(shù)據(jù)服務(wù)的發(fā)布和調(diào)用

目前比較流行的公共服務(wù)平臺(tái)多外采用基于SOA和J2EE體系設(shè)計(jì)理念，便于實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)與互操作，利用Web Services方法實(shí)現(xiàn)一種松散耦合的異構(gòu)式環(huán)境的集成，采用OGC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接口，構(gòu)建面向服務(wù)的、融共享服務(wù)提供方、使用方和管理方為一體的地理信息數(shù)據(jù)共享框架體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一注冊(cè)和分級(jí)授權(quán)的服務(wù)組織模式與運(yùn)行管理機(jī)制，達(dá)到地理信息共享交換的持續(xù)擴(kuò)展。地理信息公共服務(wù)平臺(tái)作為一種分布式的服務(wù)提供形式，其目的是使分布在網(wǎng)絡(luò)上的不同地理位置和不同平臺(tái)的用戶可以獲得公眾地圖服務(wù)。

3.1 數(shù)據(jù)服務(wù)的發(fā)布

首先，用GeoGlobe DataManager軟件連接平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建數(shù)據(jù)集然后選擇數(shù)據(jù)文件夾將瓦片數(shù)據(jù)導(dǎo)入地理平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。其次，利用平臺(tái)管理系統(tǒng)軟件發(fā)布瓦片地圖服務(wù)。

3.2 數(shù)據(jù)服務(wù)的調(diào)用

用戶可以采用任意一個(gè)支持OGC規(guī)范的GIS平臺(tái)開發(fā)自身的GIS應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)需要調(diào)用除自身外其他的空間地理信息數(shù)據(jù)和相關(guān)服務(wù)時(shí)，可以通過平臺(tái)提供的服務(wù)地址，直接將該服務(wù)提供的數(shù)據(jù)集成到自身的GIS系統(tǒng)中，完成所有應(yīng)用開發(fā)。

4 ?結(jié)語(yǔ)

地理信息公共服務(wù)平臺(tái)是建立適宜網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的公共平臺(tái)數(shù)據(jù)集，利用政務(wù)網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)像政府和社會(huì)公眾提供快捷方便的地理信息服務(wù)。數(shù)據(jù)提供的過程中快速無(wú)障礙的數(shù)據(jù)服務(wù)響應(yīng)是關(guān)鍵。WMTS服務(wù)的方式很好的解決了數(shù)據(jù)響應(yīng)速度慢的問題。現(xiàn)有主流的互聯(lián)網(wǎng)電子地圖無(wú)不采用這種模式，當(dāng)然WMST在數(shù)據(jù)提供的靈活性也因此受到限制。由于WMTS只能以有限的坐標(biāo)系統(tǒng)和比例尺提供服務(wù)，WMTS客戶端把來(lái)自一個(gè)服務(wù)器的圖塊疊加到來(lái)自另一個(gè)服務(wù)器的圖塊之上的能力是有限的。因此，要在WMTS客戶端疊加不同服務(wù)器的數(shù)據(jù)時(shí)，需要約定一個(gè)共同的坐標(biāo)參照系統(tǒng)和一個(gè)共同的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

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