Web GIS原理与应用开发

互联网与GIS 结合而形成的Web GIS是GIS软件发展的必然趋势。本书以循序渐进的方式，通过讲解OGC制定的相关开放Web服务规范，介绍了Web GIS的原理；详解了一整套利用开源软件与开放数据开发Web GIS的方案，包括空间数据库存储软件PostGIS、数据处理客户端软件QGIS、服务器端软件GeoServer，以及浏览器页面端开发JavaScript API库OpenLayers，并通过实践的方式，一步一步地介绍这些开源软件的应用，以及如何利用OpenLayers在互联网上共享地理信息、开发Web GIS2.0应用；很后，本书还介绍了OpenStreetMap等开放数据的下载与使用方法。
本书主要读者对象为地理信息系统专业的本科生与硕士研究生，也适用于政府、企业相关部门的GIS研究与开发人员，还适合作为各种GIS培训班的学习教材与参考书。

刘光，北京大学GIS专业博士，德国波恩大学波恩-亚琛信息技术靠前中心访问学者，现任职于北京市测绘设计研究院。近期出版了《ArcGIS Server JavaScript API开发GeoWeb 2.0应用》、《Web GIS开发：ArcGIS Server与.NET》、《Visual C .NET应用教程》、《地理信息系统实习教程》、《地理信息系统二次开发教程——组件篇》与《地理信息系统二次开发教程——语言篇》等。主持的工程有北京市房屋全生命周期管理平台、北京市交通专用地理信息系统、北京市勘察设计与测绘管理信息系统等。

第1章WebGIS概述1
1.1GIS的发展2
1.2WebGIS及其发展3
1.2.1传统WebGIS的不足3
1.2.2从Web站点发展为Web服务4
1.2.3从SOAP发展为REST5
1.2.4从三层架构发展为多层架构6
1.2.5从WebGIS1.0到2.07
1.3Web服务8
1.3.1Web服务的重要性8
1.3.2REST及REST风格的Web服务11
1.3.3查看在线的Web服务13
1.3.4OGC的Web服务规范15
1.4自由及开源软件、开放规范与开放数据16
1.4.1自由及开源GIS软件17
1.4.2开放规范的使用17
1.4.3开放数据的作用18
1.5实践1：QGIS的安装与基本使用19
1.6习题22
第2章Web服务与WebGIS的设计23
2.1WebGIS的系统架构24
2.2Web地图的组成26
2.2.1基础底图27
2.2.2专题图层28
2.2.3交互小组件29
2.3实践2：GeoServer的安装与初步使用29
2.4习题33
第3章空间数据的存储与处理34
3.1空间数据常用的开放格式35
3.1.1基于文件的数据35
3.1.2基于空间数据库的数据38
3.2WebGIS中的数据层39
3.2.1服务器的选择39
3.2.2文件与数据库方式的选择40
3.2.3开放数据格式与专有格式的选择40
3.3处理空间数据的开源工具40
3.3.1QGIS41
3.3.2GDAL与OGR工具42
3.4实践3：使用QGIS裁剪与投影变换矢量数据43
3.4.1使用QGIS裁剪数据并转换投影43
3.4.2使用OGR命令行工具裁剪与投影变换数据45
3.4.3在批处理中运行OGR功能47
3.4.4数据整合48
3.5实践4：使用QGIS处理栅格数据48
3.6实践5：PostGIS的安装与初步使用52
3.6.1安装PostGIS52
3.6.2创建空间数据库53
3.6.3导入空间数据54
3.7习题57
第4章使用WMS在服务器端绘制与查询地图58
4.1动态绘制地图服务59
4.1.1动态绘制地图的优点59
4.1.2动态绘制地图的缺点59
4.1.3动态绘制地图的相关服务器软件60
4.2WMS规范基础60
4.2.1使用GetCapabilities操作请求服务元数据61
4.2.2使用GetMap操作请求地图64
4.2.3使用GetFeatureInfo操作请求地图要素信息65
4.3WMS的样式与符号67
4.3.1使用GetStyles操作请求样式67
4.3.2使用GetLegendGraphic操作请求图例68
4.4实践6：使用GeoServer发布WMS服务69
4.4.1使用默认样式发布一个图层69
4.4.2使用样式化图层描述符72
4.4.3在QGIS中访问WMS77
4.5实践7：高级符号与图层组78
4.5.1使用QGIS创建样式化图层描述符78
4.5.2将多图层发布为WMS服务80
4.6习题82
第5章切片地图83
5.1为什么使用切片地图84
5.2何时使用地图切片86
5.2.1是否有满足需求的切片地图86
5.2.2投影87
5.2.3比例尺88
5.3创建与提供切片地图服务的策略89
5.3.1创建切片地图的策略90
5.3.2使用开源软件创建切片90
5.4实践8：使用GeoWebCache创建切片91
5.5实践9：使用TileMill创建切片93
5.5.1使用TileMill设计地图93
5.5.2输出与提取地图切片99
5.5.3发布与测试切片102
5.6习题104
第6章使用Web地图API访问地图服务105
6.1Web地图API106
6.1.1Web地图API的选择106
6.1.2主要FOSS类型的Web地图API107
6.1.3主要的商业Web地图API108
6.2使用Web地图API的基本步骤110
6.2.1引用JavaScript与样式文件110
6.2.2地图div与对象111
6.2.3Layer对象111
6.2.4图层样式化机制112
6.2.5事件与交互元素113
6.3查看OpenLayers实例115
6.3.1切片地图实例115
6.3.2WMS实例116
6.3.3查询实例116
6.4实践10：使用OpenLayers实现在切片地图上叠加WMS119
6.4.1发布专题数据WMS服务120
6.4.2准备开发环境121
6.4.3页面设计与代码编写122
6.5习题127
第7章在客户端绘制矢量数据128
7.1在客户端绘制矢量数据的优势与挑战129
7.1.1客户端绘制矢量数据的优势129
7.1.2客户端绘制矢量数据的挑战130
7.1.3客户端如何绘制矢量数据130
7.1.4从服务器获取数据的方法130
7.2使用KML矢量数据131
7.2.1KML简介131
7.2.2在OpenLayers中使用KML132
7.3使用GeoJSON133
7.3.1GeoJSON简介133
7.3.2在OpenLayers中使用GeoJSON134
7.4在OpenLayers中符号化矢量图层135
7.5实践11：在OpenLayers使用GeoJSON图层137
7.6实践12：访问用户KML数据142
7.6.1页面设计142
7.6.2功能实现143
7.7习题148
第8章主流JavaScript框架的使用与专题制图149
8.1主流JavaScript框架150
8.1.1jQuery150
8.1.2Mootools151
8.1.3ExtJS151
8.1.4Dojo152
8.2OpenLayers的控件154
8.3基于属性值符号化图层156
8.3.1在OpenLayers中读取属性值157
8.3.2独立值专题图158
8.3.3等级符号专题图159
8.3.4范围专题图160
8.3.5根据属性限制要素的显示163
8.4实践13：使用OpenLayers与Dojo进行专题制图165
8.4.1页面布局165
8.4.2代码设计168
8.5习题174
第9章Web要素服务176
9.1WFS177
9.1.1WFS请求与响应的格式177
9.1.2WFS服务器与客户端179
9.2事务性WFS与基于Web的数据编辑180
9.3实践14：基于Web的空间数据编辑功能实现181
9.3.1发布服务181
9.3.2基于Web编辑功能开发182
9.4习题190
第10章WCS及多维数据191
10.1WCS及其操作192
10.1.1GetCapabilities操作192
10.1.2DescribeCoverage操作193
10.1.3GetCoverage操作194
10.2多维数据与图像镶嵌插件195
10.2.1多维数据195
10.2.2图像镶嵌插件198
10.3实践15：多维数据WCS的发布198
10.3.1发布时间序列栅格数据198
10.3.2发布时间序列与高程序列栅格数据204
10.4实践16：在OpenLayers中访问WCS207
10.4.1页面设计207
10.4.2代码设计208
10.5习题211
第11章Web处理服务212
11.1GeoServer中的WPS213
11.1.1WPS扩展的安装213
11.1.2GeoServer中WPS包含的类型214
11.2WPS的操作215
11.2.1GetCapabilities操作215
11.2.2DescribeProcess操作216
11.2.3Execute操作217
11.3实践17：使用WPS创建等高线地图219
11.3.1创建静态等高线地图219
11.3.2动态创建等高线223
11.4实践18：在OpenLayers中使用WPS229
11.4.1页面设计230
11.4.2代码实现230
11.5习题233
第12章开放数据获取与地图混搭应用236
12.1开放数据的方式237
12.1.1开放数据许可237
12.1.2商业软件与开放数据238
12.2VGI与众包项目239
12.2.1VGI239
12.2.2众包240
12.3OpenStreetMap及其开放数据的应用240
12.3.1OpenStreetMap数据模式241
12.3.2OpenStreetMap的使用243
12.4地图混搭应用245
12.4.1混搭应用的概念245
12.4.2网络资源245
12.5实践19：从OpenStreetMap获取源数据249
12.5.1使用QGIS下载数据250
12.5.2使用OpenStreetMap查询API下载数据253
12.6实践20：城市天气预报系统开发256
12.6.1服务准备与页面设计256
12.6.2代码实现256
12.7习题261