基于geoserver的WFS空间查询

1 GIS空间要素对象

GIS的要素对象一般由属性数据和几何数据；“id、name、address”字段这些通常被称为属性数据，坐标那些被称为几何数据。OGC根据几何数据将空间要素对象分为Point,MultiPoint,...,MultiPolygon,MultiPolygon等^[1]，二维空间中，我们简单的分为点(Point)、线(LineString)、面(Polygon)。

image-20211215203336956.png (1272×797) (gitee.com)

2 属性查询与空间查询

属性查询是指属性数据的过滤查询，空间查询是指空间关系的的过滤查询，空间关系分为方位关系、距离关系、拓扑关系。

3 Geoserver对空间查询的支持

点击查询管网(线)的geoserver请求示例：

http://example.com/geoserver/ows?
  service=wfs&
  version=2.0.0&
  request=GetFeature&
  typeNames=namespace:featuretype&
  outputFormat=application/json&
  cql_filter=BBOX(the_geom, xMin,yMin,xMax,yMax)

服务类型(service,必填)：空间查询通常选择的是网络要素服务(WFS)，支持WMS,WFS,WCS,WPS,WMTS,CSW^[2]等服务，如下图：

请求类型(request,必填)：通常选择获取要素(GetFeature)，支持以下几种类型^[3]：

图层(typeNames,必填)：geoserver图层名称由工作空间名称:数据存储名称组成，如下图：

输出格式(outputFormat)：通常选择json格式，会返回Geojson文档，前端可以直接渲染。支持GML2,GML3,Shapefile,JSON,JSONP,CSV^[4].

通用查询语言过滤器(cql_filter)：通用查询语言(Command Query Language)既可以实现属性查询，也可以实现空间查询，因CQL存在一些局限性，geoserver对它做了拓展(extend)，被称为ECQL^[5]^[6]，ECQL支持的空间拓扑关系如下^[7]：

关系	解释
INTERSECTS 相交	只要符合包含、被包含、接触、交叉、压盖、相等关系，就是相交，与分离互斥
DISJOINT (黑色)与(橙色)分离
CONTAINS (黑色)包含(橙色)
WITHIN (黑色)被包含(橙色)
TOUCHES (黑色)与(橙色)接触
CROSSES (黑色)与(橙色)交叉
OVERLAPS (黑色)压盖(橙色)
EQUALS (黑色)与(橙色)相等
RELATE 九交模型(DE-9IM)参数	九交模型(DE-9IM)：通过描述A与B的内部(Interior , I)，边界(Boundary , B)，外部(Exterior , E)之间的关系来表达A与B的拓扑关系，例如分离表达为：`FFFF***` 点：没有边界(Boundary, B) 线：两个端点为边界(Boundary , B)，端点之间为内部(Interior , I) 面：
DWITHIN (黑色)与(橙色)的距离小于阈值	距离单位：feet, meters, statute miles, nautical miles, kilometers
BEYOND (黑色)与(橙色)的距离大于阈值	距离单位：feet, meters, statute miles, nautical miles, kilometers
BBOX (黑色)框选(橙色)	用左下-右上对角线坐标表示矩形框，xMin,yMin,xMax,yMax