CN109299165A - 基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法，采用Apache Tomcat8+OpenLayers4+Cluster(聚合)的结合来实现空间数据的可视化呈现，本发明采用可靠性最高的全新的地图呈现技术，并将其成功地运用在了海量空间数据中，使得在海量数据下地理信息的空间感更强，呈现效果更加直观，用户体验感也更好。
Description
技术领域
本发明涉及地理信息可视化技术领域，尤其涉及一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法。
背景技术
如今，网络已成为日常生活中不可或缺的工具，人们可以在网上订餐、购物、查找路线信息、实现定位分析等。地理信息已普及大众，越来越多的人开始使用地理信息服务，享受地理信息所带来的便利与乐趣。随着各个行业对GIS的需求量的增大，海量数据的问题越来越突出，这里讨论的海量数据问题主要是在浏览器呈现大量矢量形态的数据，一般要是矢量数量达到千级别及以上，IE就受不了了，地图的放大平移操作基本上已经惨不忍睹，其实千级别对于地理信息的海量数据来说，还差得远。
WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。WebGIS，即互联网地理信息系统，以互联网为环境，以Web页面作为GIS软件的用户界面，把Internet和GIS技术结合在一起，为各种地理信息应用提供GIS功能。GIS通过Web功能得以扩展，通过Web发布地图、浏览空间数据，制作专题图，例如大家熟悉的Go2Map、Google Map、MapBar等等。
随着新互联网技术的发展，广义WebGIS被赋予了更多的内容，我们所讨论的WebGIS通常为狭义的网络GIS，即仅仅是基于B/S模式，并通过Web浏览器访问WebGIS。WebGIS的应用非常广泛，可以应用到几乎所有的领域，主要分为行业应用和大众应用。行业应用通常为传统专业领域的应用，如地矿、国土、公安、市政、应急防灾等领域；大众应用则主要为互联网方向服务于人们日常生活的GIS应用，诸如百度地图等网络地图产品，以及旅游、餐饮、购物、公交出行等各类WebGIS应用系统。而我们接触最多的也就是这些大众应用类产品，只是很多时候我们并不清楚这些就是WebGIS应用而已。
得益于互联网的发展，WebGIS快速发展前进，开发工具与平台也呈现出百花齐放之势。目前，涌现出大量用于WebGIS二次开发的产品，主要包括开发API接口、开源与商业WebGIS开发平台等。互联网方向，有百度地图API、高德地图API、天地图API、腾讯地图API、Google地图API等；行业应用方向，有很多诸如GeoServer的开源WebGIS平台，还有中地数码、超图、Esri等GIS厂商提供的专业WebGIS开发平台产品，如MapGIS IGServer、ArcGISforServer等相关产品。
其中地理信息的呈现目前主要是采用OpenLayers3的技术，OpenLayers3是一种比较轻型的WebGIS开发技术，也备受广大地图开发者的青睐，但其还存在很多设计以及应用的短板。OpenLayers3虽然被广泛的使用，但从JavaScript开发的早期发展阶段开始，已日益显示出它的落后。OpenLayers4对OpenLayers3网络地图进行了根本的重新设计，其已经运用现代的设计模式从底层重写，使得性能上有了一个质的飞跃，同时还设计了一些新的功能，如三维地图的呈现等。
由于不同的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全套解决方案如下：
基于C/C++的解决方案：Map Server(服务器)+QGIS(桌面软件)+Tomcat(中间件)+Post GIS/MySQL(空间数据库)+OpenLayers(JS)/OpenScales(Flex)(浏览器客户端)；
基于Java的解决方案：Geo Server(服务器)+uDig(桌面软件)+Tomcat(中间件)+Post GIS/MySQL(空间数据库)+OpenLayers(JS)/OpenScales(Flex)(浏览器客户端)。
TMS是Tile Map Service的缩写，是一种瓦片地图服务，也称之为WMTS(Web MapTile Service)，具体的标准可以见OGC网站，其中OGC全称是开放地理空间信息联盟(OpenGeospatial Consortium)，是一个非盈利性的国际标准组织，它制订了数据和服务的一系列标准，GIS厂商按照这个标准进行开发可保证空间数据的互操作。TMS的算法，就是把投影后的世界地图按照层级进行四叉树切割，切割后的瓦片数量随层级呈金字塔型，数量和层级的关系，如下表1：
表1
| 层级(level) | 说明 | 数量 |
| 第0级 | 整个世界 | 1 |
| 第1级 | 2*2 | 4 |
| 第2级 | 4*4 | 16 |
| … | … | … |
| 第n级 | 2<sup>n</sup>*2<sup>n</sup> | 2<sup>2n</sup> |
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法，采用可靠性最高的全新的地图呈现技术，并将其成功地运用在了海量空间数据中，使得在海量数据下地理信息的空间感更强，呈现效果更加直观，用户体验感也更好。
本发明公开了一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法，步骤如下：
步骤1：获取瓦片底图，将瓦片底图发布在Apache Tomcat8上；
步骤2：开发OpenLayers4的Cluster聚合图层：在OpenLayers4图层的基础上，采用原型继承的方法扩展地图库，并配置属性；
步骤3：预处理空间数据，剔除不符合空间数据规范的数据，将符合规范的空间数据入库；
步骤4：初始化OpenLayers4的Map，初始化Tile图层，加载Apache Tomcat8发布的瓦片底图，初始化Cluster聚合图层，并设置属性，获取步骤3中的空间数据，组织成经度、纬度、属性列的形式，调用Cluster聚合图层的set方法，填充数据，打开浏览器，访问即可。
进一步的，步骤1中采用爬虫方法获取瓦片底图。
进一步的，步骤3中空间数据进行预处理包括按照空间范围比对经纬度坐标、经纬度坐标符合坐标规范、坐标投影信息符合规范、坐标属性信息不为空。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明采用可靠性最高的全新的地图呈现技术，并将其成功地运用在了海量空间数据中，使得在海量数据下地理信息的空间感更强，呈现效果更加直观，用户体验感也更好。
附图说明
图1为本发明方法实现架构图；
图2为瓦片；
图3为TMS切割示意图；
图4为效果图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐述本发明。
如图1所示的一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法，基于Openlayers4地图库，采用OpenLayers4和Cluster聚合技术对地理信息做一个动画的呈现，并将其运用到海量空间数据中，从而使得空间数据能够更加直观地得以呈现。
实施例：
本实施例的实现采用的数据为中国范围内，十万级别的通信基站空间信息。
本实施例采用Apache Tomcat8+OpenLayers4+Cluster聚合的结合来实现空间数据的可视化呈现，具体实现步骤如下：
步骤1：获取瓦片底图，底图的获取方式有多种，比如：在线资源，符合OGC网络地图服务(WMS)规范的供应商，例如OSM、MapBox、BingMap、BaiduMap等；手动发布，需要借助ArcGIS Server、GeoServer等GIS服务器，如果需要自定义效果，需要使用uDig、ArcGIS等软件进行编辑之后，使用GIS服务器发布；本实施例使用在线资源，采用爬虫的方法获取Google瓦片数据；
步骤2：发布瓦片：将获取的Google瓦片数据，组织成TMS算法要求的格式，然后放到Apache Tomcat下，启动Tomcat；
步骤3：开发Cluster聚合图层：在OpenLayers4图层的基础上，采用原型继承的方法扩展地图库，并配置属性，根据属性能够进行自定义距离、样式、设置动画、展开样式等；
步骤4：预处理海量空间数据，剔除不符合空间数据规范的数据，并将数据入库；预处理的方法包括按照空间范围比对经纬度坐标、经纬度坐标符合坐标规范、坐标投影信息符合规范、坐标属性信息不为空等；
步骤5：将海量空间数据在二维瓦片地图上呈现，效果如图4。具体方法是，初始化Openlayers4的Map，初始化Tile图层，加载瓦片数据；初始化Cluster聚合图层，并设置属性；使用JavaScript Ajax请求获取空间数据，组织成经度、纬度、属性列的形式，调用Cluster聚合图层的set方法，填充数据，打开浏览器，访问即可。
Claims (3)
1.一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法，其特征在于：步骤如下：
步骤1：获取瓦片底图，将瓦片底图发布在Apache Tomcat8上；
步骤2：开发OpenLayers4的Cluster聚合图层：在OpenLayers4图层的基础上，采用原型继承的方法扩展地图库，并配置属性；
步骤3：预处理空间数据，剔除不符合空间数据规范的数据，将符合规范的空间数据入库；
步骤4：初始化OpenLayers4的Map，初始化Tile图层，加载Apache Tomcat8发布的瓦片底图，初始化Cluster聚合图层，并设置属性，获取步骤3中的空间数据，组织成经度、纬度、属性列的形式，调用Cluster聚合图层的set方法，填充数据，打开浏览器，访问即可。
2.根据权利要求1所述的一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法，其特征在于：步骤1中采用爬虫方法获取瓦片底图。
3.根据权利要求1所述的一种基于OpenLayers4的海量空间数据WebGIS可视化解决方法，其特征在于：步骤3中空间数据进行预处理包括按照空间范围比对经纬度坐标、经纬度坐标符合坐标规范、坐标投影信息符合规范、坐标属性信息不为空。
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111581310A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-08-25 | 杭州视在数科信息技术有限公司 | 一种在二维地图上将城市建筑拉高成三维建筑的方法及应用 |
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2018
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