OGC--开放地理空间信息联盟

1.OGC--开放地理空间信息联盟

　　OGC开放地理空间信息联盟 （Open Geospatial Consortium-OGC），是一个非盈利的国际标准组织，致力于提供地理信息行业软件和数据及服务的标准化工作，引领着空间地理信息标准及定位基本服务的发展，它制定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。

　　在空间数据互操作领域，基于公共接口访问模式的互操作方法是一种基本的操作方法。通过国际标准化组织（ISO/TC211）或技术联盟（如OGC）制定空间数据互操作的接口规范，GIS软件商开发遵循这一接口规范的空间数据的读写函数，可以实现异构空间数据库的互操作。

　　基于http（Web）XML的空间数据互操作是一个很热门的研究方向，主要涉及Web Service的相关技术。OGC和ISO/TC211共同推出了基于Web服务（XML）的空间数据互操作实现规范Web Map Service，Web Feature Service，Web Coverage Service以及用于空间数据传输与转换的地理信息标记语言GML。OGC提出了一个能无缝集成各种在线空间处理和位置服务的框架即OWS (OGC Web Service)，使得分布式空间处理系统能够通过XML和HTTP技术进行交互，并为各种在线空间数据资源、来自传感器的信息、空间处理服务和位置服务，基于Web的发现、访问、集成、分析、利用和可视化提供互操作框架。

　　WebGIS的开发者经常需要面对各种地图服务规范，例如WMS、WFS、WCS、WPS、WMTS、TMS、WMSC等。因此了解这些服务的内容是相当重要的，这里对常见的服务进行了整理。

2.WMS--Web地图服务：

　　WMS是指OGC的Web地图服务（Web Map Service）规范，通过具有地理空间信息的数据制作地图，在国际规范中，地图（map）被定义为地理数据的可视化表现，WMS 返回的地图并非地图数据，而是地图图像，格式类型可以是 PNG、GIF、JPEG、SVG、WebCGM 等。WMS定义了一个规范的HTTP接口，支持标准HTTP协议的GET和POST请求，但多基于GET方式进行服务请求。能够根据用户请求返回相应的地图。

　　GeoServer支持WMS 1.1.1 (WMS最广泛使用的版本)和WMS 1.3.0。这个规范定义了一系列操作（请求类型）：

 　　（1）GetCapabilities：返回服务级元数据，它是对服务信息内容和要求参数的一种描述，以一个xml文档形式返回服务级元数据：WMS的参数（图片格式、WMS版本兼容性）；图层（包围盒大小、坐标系统、数据位置以及是否透明）。

　　　　　其参数包括：

　　　　　VERSION=version ： WMS版本号 （没有指定时，使用当前服务提供商提供的最高的wms版本服务）

　　　　　SERVICE=WMS ： 当前为WMS服务 （此项在1.3.0 版本中必须要求，之前的版本可选）

　　　　　REQUEST=GetCapabilities ：请求名称

　　（2）GetMap：返回一个地图影像，其地理空间参考和大小参数是明确定义了的；

　　   　　其主要参数包括：

 　　　　VERSION=version ： WMS版本号

 　　　　REQUEST=GetMap ：请求名称

 　　　　LAYERS=layer_list ： 请求图层，多个图层间用逗号分隔（如果SLD存在，该参数可选）

　　　　 STYLES=style_list： 指定每个图层的渲染风格，多个图层间用逗号分隔（如果SLD存在，该参数可选）

　　　　SRS=namespace:identifier ： 空间坐标系统

 　　　　BBOX=minx,miny,maxx,maxy ： 包围盒（SRS坐标）

 　　　　WIDTH=output_width ： 图片宽度

　　　　 HEIGHT=output_height ： 图片高度

　　　　FORMAT=output_format ： 图片格式

　　　　可选参数有：

　　　　SLD=sld_url ： 图层样式描述文件的URL

　　　　BGCOLOR=color_value： 背景颜色 缺省是0xffffff（白色）

　　　　TRANSPARENT=TRUE | FALSE ：是否为透明，缺省是不透明

　　（3）GetFeatureInfo（可选）：返回显示在地图上的某些特殊要素的信息。

　　（4）DescribeLayer（可选）图层描述信息

　　（5）GetLegendGraphic（可选） 获取Legend（图层管理器）的图片

 

　　WMS 服务目前支持将地图动态投影为以下坐标参考系：

           （1）地理坐标系：GCS_WGS_1984，EPSG Code：4326

　　　（2）投影坐标系：PCS_WORLD_MERCATOR，EPSG Code：3857

3.WFS--Web要素服务：

　　WFS 是指OGC的Web矢量（要素）服务（Web Feature Service），通过 GML（Geography Markup Language，地理标记语言）传递地理空间数据，它支持在基于 HTTP 协议的分布式计算平台上对地理要素进行插入（INSERT）、更新（UPDATE）、删除（DELETE）和发现（DISCOVERY）等操作，并且在这些操作的过程中保证了地理数据变化的一致性。

　　WFS 服务的请求步骤：

　　（1）客户端向 WFS 服务请求 Capabilities 文档。Capabilities 文档包含了对 WFS 服务支持的所有操作的描述，以及 WFS 服务可以提供服务的所有要素类型列表。

　　（2）客户端（可选）向 WFS 服务请求一个或多个 WFS 服务可以提供服务的要素类型。

　　（3）基于要素类型的定义，客户端生成 Capabilities 文档中的指定请求。

　　（4）客户端将请求提交到 Web 服务器。

　　（5）服务器调用 WFS 服务处理请求。

　　（6）WFS 服务完成请求处理之后会生成一个状态报告，并将这个状态报告传回给客户端。如果有错误发生，状态报告会将错误指出。

　　WMS返回的是图层级的地图影像，而WFS是为了返回纯地理数据而设计的，它不包含任何关于绘制数据的建议。详细信息可以参考GeoServer官网的WFS介绍。

　　所有版本的WFS服务都定义了五个操作：

　　（1）GetCapabilites返回Web矢量服务性能描述文档（用XML描述）；

　　（2）DescribeFeatureType返回描述可以提供服务的任何矢量结构的XML文档；

　　（3）GetFeature为一个获取矢量实例的请求提供服务；

　　（4）Transaction为事务请求提供服务；

　　（5）LockFeature处理在一个事务期间对一个或多个矢量类型实例上锁的请求

4.WCS--Web地理覆盖服务

　　WCS 指OGC的Web栅格服务（Web Coverage Service）面向空间影像数据，是 OGC 定义的在 Web 上以“Coverage”的形式共享地理空间数据的规范。所谓“Coverage”是指能够返回其时空域中任意指定点的值的数据，其形式易于输入到模型中使用。WCS 服务是以“Coverage”的形式实现了栅格影像数据集的共享。

　　WCS 提供的是包含了地理位置信息或属性的空间栅格图层，而不是静态地图的访问。根据HTTP客户端要求发送相应数据，包括影像，多光谱影像和其它科学数据。网络栅格服务由三种操作组成：GetCapabilities，GetCoverage和DescribeCoverageType。

  • GetCapabilities操作返回描述服务和数据集的XML文档。
  • GetCoverage操作是在GetCapabilities确定什么样的查询可以执行、什么样的数据能够获取之后执行的，它使用通用的栅格格式返回地理位置的值或属性。
  • DescribeCoverageType操作允许客户端请求由具体的WCS服务器提供的任一覆盖层的完全描述。

5.WPS--网络处理服务

　　WPS是指OGC的网络处理服务Web Processing Server（WPS），一种用于在 Web 上提供和执行地理空间处理的国际规范。它为网络地理信息处理服务提供了标准化的输入和输出。GeoServer可通过安装插件支持该服务。WPS 服务是通过网络向客户端提供 GIS 空间分析和处理功能的服务，这些 GIS 处理功能的操作对象是空间数据。

　　WPS 服务的请求步骤：

　　（1）客户端向 WPS 服务请求 Capabilities 文档。Capabilities 文档包含了对 WPS 服务支持的所有操作的描述，以及 WPS 服务可以提供服务的所有空间分析操作。

　　（2）客户端向 WPS 服务请求 DescribeProcess 文档。DescribeProcess 文档包含了可以提供的所有空间分析操作。

　　（3）基于 DescribeProcess 文档的描述信息，客户端根据实际需求构造 Execute 请求。

　　（4）客户端将请求提交到 Web 服务器。

　　（5）服务器调用 WPS 服务处理请求。

　　（6）WPS 服务完成请求处理之后会生成一个结果报告，并将这个报告传回给客户端。如果有错误发生，报告会将错误指出。

　　WPS 可用于：

　　（1）使用即插即用的机制降低数据处理流程的复杂性。

　　（2）连接不同的处理操作。

　　（3）开发可以被其它用户重用的处理过程。

　　（4）处理流程和模型集中与服务提供者，方便维护。

　　（5）利用中央服务器集群的高运算性能。

　　（6）方便对复杂模型的公共使用。

6.WMTS--Web 地图瓦片服务

　　WMTS指OGC的Web地图瓦片服务（Web Map Tile Service），是OGC提出的缓存技术标准。WMTS标准定义了一些操作，这些操作允许用户访问瓦片地图，是OGC首个支持RESTful访问的服务标准。

　　WMTS提供了一种采用预定义图块方法发布数字地图服务的标准化解决方案。WMTS弥补了WMS不能提供分块地图的不足，在服务器端把地图切割为一定不同级别大小的瓦片（瓦片矩阵集合），对客户端预先提供这些预定义的瓦片，将更多的数据处理操作如叠加和切割等放在客户端，降低服务器端的载荷，改善用户体验。

　　WMTS牺牲了提供定制地图的灵活性，代之以通过提供静态数据（基础地图）来增强伸缩性，这些静态数据的范围框和比例尺被限定在各个图块内。这些固定的图块集使得对WMTS服务的实现可以使用一个仅简单返回已有文件的Web服务器即可，同时使得可以利用一些标准的诸如分布式缓存的网络机制实现伸缩性。

　　WMTS接口支持的三类操作：

　　（1）GetCapabilities：获取服务的元信息，服务元数据（ServiceMetadata）资源（面向过程架构风格下对GetCapabilities操作的响应）（服务器方必须实现）。ServiceMetadata资源描述指定服务器实现的能力和包含的信息。在面向过程的架构风格中该操作也支持客户端与服务器间的标准版本协商。

　　（2）GetTile：获取切片，图块资源表示一个图层的地图表达结果的一小块

　　（3）GetFeatureInfo：获取点选的要素信息，要素信息（FeatureInfo）资源（对面向过程架构风格下GetFeatureInfo操作的响应）（服务器方可选择实现）。该资源提供了图块地图中某一特定像素位置处地物要素的信息，与WMS中GetFeatureInfo操作的行为相似，以文本形式通过提供比如专题属性名称及其取值的方式返回相关信息

7.XYZ

　　XYZ是我们通常用于静态文件系统中用于提供切片服务的各种临时方案的术语。没有标准的元数据机制。尽管最常见的是从顶部向下移动，但对于Y轴方向没有固定的标准。 Google为自己的目的做了某件事，其他人则模仿了它。特定的XYZ客户端和服务器可能会或可能无法一起工作。有时也可以使XYZ客户与TMS或WMTS服务一起使用。

　　XYZ：向WMTS标准添加以下标准-X和Y编号方案；瓷砖的PNG图片；图像通过REST API提供，URL为http：//.../Z/X/Y.png，其中Z为缩放级别，X和Y标识图块。在XYZ中，Y从顶部开始，而在TMS中，Y从底部开始

8.TMS--OSGeo的切片地图服务

　　TMS是指OSGeo的切片地图服务规范（Tile Map Service），提供的操作允许用户按需访问切片地图。将切片保存到了本地，使得访问速度更快，还支持修改坐标系，是一种纯RESTful的服务，尤其是对固定比例的渲染制图图块的访问。

　　TMS和WMTS在本质上非常类似，基本上遵循的是同一种切片规则。TMS和WMTS差异主要在于协议、瓦片组织方式，据说WMTS理论模型更好，反正且说吧。

　　（1）协议：TMS是纯RESTful的；而WMTS可以有三种：KVP、SOAP、RESTful。

　　（2）瓦片组织方式：TMS瓦片是正方形、WMTS瓦片是矩形；在纵轴方向上面相反；WMTS中对应的不同比例尺瓦片可以尺寸不同

9.WMS-C

　　WMS-C全称是Web Mapping Service - Cached，也被称为Web Maping Service Tile Cashe，对它完整的定义来源于OSGeo Wiki，2006年在FOSS4G会议上提出讨论。目的在于提供一种预先缓存数据的方法，以提升地图请求的速度。它是由OSGeo制定，而非OGC的标准，而且自始至终都没有写入OGC之中。

　　WMS-C通过bbox和resolutions去决定请求的地图层级，为了更加直观的请求地图瓦片，一些软件做了一些改进，例如WorldWind在请求中使用level/x/y三个参数，直观明了。典型的基于WMS-C的实现是TileCache。

　　需要注意的是，WMS-C目前已经被OSGeo Tile地图服务规范(TMS)和OGC Web地图服务标准(WMTS)取代。

　　已经使用WMS-C规范的程序目前仍然被支持，但是如果编写新的应用程序，应该考虑TMS和WMTS。

 

OSGeo和OSGeo中国中心：

　　OSGeo是指开源空间信息基金会(Open Source Geospatial Foundation，OSGeo)是一个全球性非营利性组织，目标是支持全球性的合作,建立和推广高品质的空间信息开源软件。

　　OSGeo中国中心是由国家遥感中心发起、Autodesk中国有限公司协助，经OSGeo正式授权的非营利性组织。中心依托在国家遥感中心，与OSGeo理事会紧密合作。OSGeo中国中心的使命是支持开源地理信息软件和遥感软件的开发以及推动其更广泛的应用，尤其是帮助中国地区的用户和开发者更好地使用OSGeo基金会提供的源代码、产品及服务。

概括地来说：

  1. WMS：是一种动态地图服务，根据用户请求返回相应地图数据的可视化结果，实时切片，因此速度较慢。是GeoServer发布地图时较为常用的服务。
  2. WMTS：是一种采用预定义图块方法发布数字地图服务，将地图切分成瓦片矩阵集合，牺牲了提供定制地图的灵活性，代之以通过提供静态数据（基础地图）来增强伸缩性，这些静态数据的范围框和比例尺被限定在各个图块内，但是提升了服务速度。例如我国的天地图就是使用这一服务进行组织的，详情见我另一篇博客：关于天地图的瓦片下载。
  3. WFS：是为了返回纯地理数据而设计的，它不包含任何关于绘制数据的建议，它提供了对矢量的增加、修改、删除等事务操作。
  4. WCS：是面向空间影像数据服务，它将包含地理位置值的地理空间数据作为“栅格或者说“覆盖”（Coverage）”在网上相互交换。
  5. WPS：我理解的是一种提供和执行地理空间处理的服务，用于在web上发起空间运算操作。
  6. WMSC：是一种预先缓存数据的方法，以提升地图请求的速度。目前已被WMTS和TMS取代。
  7. TMS：也是一种瓦片地图服务，与WMTS类似，本质上遵循同样的切片规则。

几种服务中比较常见的是WMS、WFS和WMTS、TMS。

 

文章参考：https://www.cnblogs.com/ssjxx98/p/12531525.html

posted @ 2020-12-04 10:39  小狗钱钱1  阅读(678)  评论(0)    收藏  举报