了得網工業技術_WebGIS原理及開發——基於開源框架的WebGIS技術

內容簡介

本書主要介紹WebGIS開發基礎和技術，以OpenLayers技術為開發框架，詳細介紹了空間數據處理與存儲、GeoServer地圖發布、地圖服務訪問、OpenLayers組件與開發入門，以及多源數據加載、圖形繪制、OGC服務、WebGIS三維開發基礎，並給出了典型的項目應用開發案例。本書內容由淺入深，配以豐富的開發示例，能夠迅速提高WebGIS開發項目實踐技術水平和動手能力。

作者簡介

張發勇，博士，副教授。1996年畢業於中國地質大學（武漢）計算機繫，並留校從事科研教學工作至今；2003年獲地圖制圖學與地理信息工程碩士學位；2009年獲地圖制圖學及地理信息工程專業博士學位。2013年2月至2014年2月期間，在美國密西根大學作訪問學者一年。20多年致力於國內GIS 軟件及產品的研發，在軟件開發方面具有多年的行業經驗、且形成了具有自主知識產權的ZGIS 繫列產品。工作期間參與多項國家級科技項目並榮獲國家科技進步二等獎兩次、湖北省科技進步一等獎、測繪科技進步二等獎、三等獎等課題相關的技術獎項；中國通信學會科學技術獎、雜志論文一等獎、信息產業繫統先進工作者等榮譽。在學術研究方面，發表SCI 及中文核心期刊論文20多篇，於2016年獲東湖高新區第九批"3551光谷人纔計劃”項目資助；2017年獲武漢市創新人纔計劃資助；2018年獲南昌市"洪城計劃”人纔項目資助；2019年在武漢科技創新企業領跑者繫列活動中被評為武漢十大科技創新企業家。在軟件開發方面，具有20多年的行業經驗積累，尤其在地下空間及三維地質建模可視化方面擁有領先技術，在地質行業三維建模和大數據結構算法方面積累了豐富的技術和經驗，這些技術和經驗為本書的出版和發行奠定了基礎。

目錄
入門篇
第1章 WebGIS概述3
1.1 Web的發展3
1.1.1 互聯網和移動網3
1.1.2 從Web站點發展為Web服務5
1.1.3 從SOAP發展為REST6
1.1.4 從Web1.0到Web2.0、Web3.06
1.2 GIS簡介和發展歷程8
1.2.1 GIS簡介8
1.2.2 GIS發展歷程10
1.3 WebGIS的起源和和概念11
1.3.1 WebGIS的起源11
1.3.2 WebGIS的概念13目錄

入門篇

第1章 WebGIS概述3

1.1 Web的發展3

1.1.1 互聯網和移動網3

1.1.2 從Web站點發展為Web服務5

1.1.3 從SOAP發展為REST6

1.1.4 從Web1.0到Web2.0、Web3.06

1.2 GIS簡介和發展歷程8

1.2.1 GIS簡介8

1.2.2 GIS發展歷程10

1.3 WebGIS的起源和和概念11

1.3.1 WebGIS的起源11

1.3.2 WebGIS的概念13

1.4 WebGIS的功能和應用14

1.4.1 WebGIS的功能14

1.4.2 WebGIS的應用15

1.5 WebGIS的優點、挑戰和發展機遇17

1.5.1 WebGIS的優點17

1.5.2 WebGIS的挑戰18

1.5.3 WebGIS的發展機遇18

1.6 常用的GIS軟件19

第2章 WebGIS基礎技術23

2.1 計算機網絡基礎23

2.1.1 計算機網絡概述23

2.1.2 計算機網絡的分類25

2.1.3 基本的網絡互聯設備27

2.2 TCP/IP協議29

2.2.1 TCP/IP協議29

2.2.2 IP地址的原理30

2.2.3 IP端口33

2.2.4 域名繫統34

2.2.5 URL35

2.3 HTTP、HTTPS、WebSocket37

2.3.1 HTTP37

2.3.2 HTTPS38

2.3.3 WebSocket39

2.4 WebGIS的體繫結構40

2.5 Web服務器42

2.6 實現Web的主要技術方案44

2.7 Ajax簡介46

2.8 HTML、CSS、JS簡介50

2.9 JSON、XML簡介51

第3章 WebGIS技術原理55

3.1 參考橢球體與坐標繫55

3.1.1 大地水準面55

3.1.2 參考橢球體56

3.1.3 坐標繫57

3.2 地圖投影60

3.2.1 地圖投影的概念60

3.2.2 地圖投影的分類60

3.2.3 墨卡托投影62

3.2.4 Web墨卡托投影63

3.2.5 EPSG65

3.2.6 投影庫Proj4js66

3.3 地圖坐標繫與屏幕坐標繫的映射67

3.3.1 屏幕坐標繫67

3.3.2 邏輯坐標與屏幕坐標的映射67

3.4 WebGIS的地圖渲染68

3.4.1 基於SVG的地圖渲染68

3.4.2 Canvas地圖渲染75

3.4.3 WebGL渲染技術77

3.5 WebGIS空間數據組織80

3.5.1 WebGIS空間數據的特點80

3.5.2 基於GeoJSON的空間數據表達81

3.5.3 基於GML的空間數據表達86

3.5.4 基於KML的空間數據表達89

3.6 地圖切片90

3.6.1 地圖柵格切片90

3.6.2 地圖矢量切片91

3.6.3 地圖柵格切片與地圖矢量切片的對比99

第4章 WebGIS的Web服務101

4.1 從Web站點到Web服務101

4.1.1 Web服務的產生及優勢101

4.1.2 Web服務對地理空間產業的影響103

4.2 地理Web服務的功能104

4.2.1 地圖和要素服務104

4.2.2 分析服務105

4.2.3 數據目錄服務106

4.3 Web服務的接口類型106

4.3.1 SOAP風格的Web服務106

4.3.2 REST風格的Web服務107

4.3.3 SOAP和REST的對比108

4.4 互操作和地理Web服務標準109

4.4.1 基於Web服務的互操作109

4.4.2 Web服務的標準110

4.4.3 標準化機構面臨的挑戰116

4.4.4 Web服務的優化116

第5章地圖發布119

5.1 地圖發布的常用工具119

5.1.1 常用工具簡介119

5.1.2 QGIS的安裝120

5.1.3 GeoServer的安裝120

5.2 地圖數據的獲取121

5.2.1 矢量數據的獲取121

5.2.2 柵格數據的獲取122

5.3 地圖投影與地圖校正122

5.3.1 地圖投影122

5.3.2 地圖校正123

5.4 使用QGIS編輯地圖123

5.4.1 QGIS使用設置123

5.4.2 添加數據124

5.4.3 編輯數據124

5.5 使用QGIS定制地圖樣式125

5.5.1 符號化配置125

5.5.2 顏色修改126

5.5.3 注記配置126

5.5.4 比例尺配置127

5.5.5 樣式導出128

5.6 使用GeoServer發布地圖129

5.6.1 啟動GeoServer服務129

5.6.2 編寫樣式文件130

5.6.3 發布地圖130

5.7 使用GeoServer實現地圖切片133

5.7.1 地圖柵格切片的實現133

5.7.2 地圖矢量切片的實現134

5.8 地圖服務的調用136

5.8.1 Web地圖服務（WMS）的調用136

5.8.2 Web要素服務（WFS）的調用136

5.8.3 Web切片服務（WMTS）的調用137

5.8.4 地圖矢量切片服務的調用138

第6章 WebGIS客戶端開發139

6.1 OpenLayers簡介139

6.2 OpenLayers的體繫架構140

6.3 OpenLayers常用接口141

6.4 OpenLayers開發方式142

6.4.1 通過HTML的Script標簽引入ol.js文件142

6.4.2 模塊加載144

6.5 OpenLayers入門145

6.5.1 開發環境準備145

6.5.2 地圖控件150

第7章 OpenLayers多源數據彙聚161

7.1 公共地圖數據161

7.1.1 天地圖161

7.1.2 高德地圖163

7.1.3 百度地圖163

7.1.4 OpenStreetMap164

7.1.5 必應地圖165

7.1.6 ArcGIS地圖166

7.2 OGC地圖數據加載167

7.2.1 WMS數據167

7.2.2 WMTS數據168

7.2.3 WFS數據170

7.3 開放格式數據加載171

7.3.1 GeoJSON數據171

7.3.2 KML數據172

7.3.3 GPX數據173

7.3.4 矢量切片數據174

提高篇

第8章 OpenLayers進階179

8.1 圖形繪制179

8.1.1 點的繪制179

8.1.2 線的繪制180

8.1.3 面的繪制181

8.1.4 貝塞爾曲線的繪制181

8.1.5 圖形樣式定制183

8.2 圖形交互編輯185

8.2.1 圖形選中186

8.2.2 圖形平移188

8.2.3 圖形旋轉189

8.3 標注功能193

8.3.1 標注基本原理193

8.3.2 文本標注194

8.3.3 Popup標注195

8.3.4 聚合標注197

8.4 地圖制圖199

8.4.1 熱力圖199

8.4.2 統計圖201

8.4.3 分級著色專題圖205

8.4.4 自定義切片地圖顏色207

8.5 地圖特效209

8.5.1 分屏效果209

8.5.2 卷簾效果211

8.5.3 動畫特效213

8.5.4 WebGL渲染海量數據217

8.6 圖層動態投影218

第9章移動GIS221

9.1 移動GIS概述221

9.1.1 什麼是移動GIS221

9.1.2 移動GIS特點與優勢223

9.1.3 移動GIS體繫架構224

9.1.4 移動GIS的功能與應用226

9.2 移動GIS的支撐技術228

9.2.1 移動終端技術228

9.2.2 移動通信技術230

9.2.3 移動定位技術232

9.2.4 移動互聯網技術234

9.3 移動GIS的開發基礎235

9.3.1 移動GIS的開發模式235

9.3.2 跨平臺移動GIS開發框架237

9.3.3 離線地圖方案237

9.3.4 常用的移動GIS開發平臺239

9.4 移動GIS展望239

9.4.1 移動GIS的發展趨勢239

9.4.2 移動GIS面臨的挑戰240

第10章三維WebGIS243

10.1 三維WebGIS概述243

10.2 三維WebGIS的起源和發展243

10.2.1 三維GIS的興起243

10.2.2 二三維一體化GIS244

10.2.3 Web3D技術的國內外發展現狀244

10.2.4 三維WebGIS的國內外發展現狀245

10.3 三維WebGIS引擎245

10.3.1 Cesium245

10.3.2 Three.js246

10.3.3 Cesium和Three.js的對比247

10.4 Cesium開發入門247

10.4.1 建立第一個Cesium應用程序247

10.4.2 Cesium的常用功能250

第11章 WebGIS應用案例275

11.1 概述275

11.2 項目需求分析276

11.2.1 用戶需求分析276

11.2.2 業務功能需求分析276

11.3 項目總體設計277

11.4 效果展示279

11.4.1 數據資源管理279

11.4.2 二三維一體化展示281

11.4.3 二維空間分析及輔助制圖283

11.4.4 三維空間分析285

第12章未來展望與研究熱點289

12.1 未來展望289

12.2 研究熱點290

12.2.1 大數據與GIS290

12.2.2 AI與GIS291

12.2.宇宙與GIS291

12.2.4 AR、VR與GIS292

12.2.5 BIM、CIM與GIS292

12.2.6 傳感器網絡、物聯網與GIS294

12.2.7 雲計算與GIS295

12.2.8 遊戲引擎與GIS296

12.3 無處不在的WebGIS296

12.4 大模型助力WebGIS297

附錄A 縮略詞299

參考文獻303

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