申请/专利权人：航天恒星科技有限公司

申请日：2019-04-30

公开（公告）日：2019-08-13

公开（公告）号：CN110119266A

主分类号：G06F8/20(20180101)

分类号：G06F8/20(20180101);G06F8/38(20180101);G06F16/25(20190101);G06F16/29(20190101)

优先权：

专利状态码：失效-发明专利申请公布后的视为撤回

法律状态：2024.02.02#发明专利申请公布后的视为撤回;2019.09.06#实质审查的生效;2019.08.13#公开

摘要：一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，GIS服务器与Apache或者Tomcat或者Resin网络服务器兼容，发布地理地图信息数据，允许用户对数据进行更新、删除、插入操作；当GIS客户端浏览地图时，缓存服务将拦截浏览地图的数据调用并返回查询已经缓存过的，完成地图浏览，当查询不到时，调用空间数据库即时生成所请求的瓦片，从而提高地图展示速度，实现更好的用户体验；空间数据库通过扩展对象‑关系型数据库系统以管理空间地图数据；GIS客户端提供地图浏览功能，并利用Ajax技术实现地图页面的无刷新浏览；支持多种数据源，包括生成的地图数据、Google、OSM地图服务数据。

主权项：1.一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于包括GIS服务器GeoServer、缓存服务GeoWebCache、空间数据库PostGIS、GIS客户端OpenLayers，其中：GIS服务器GeoServer，与Apache或者Tomcat或者Resin网络服务器兼容，发布地理地图信息数据，允许用户对数据进行更新、删除、插入操作；缓存服务GeoWebCache，当GIS客户端OpenLayers浏览地图时，缓存服务GeoWebCache将拦截浏览地图的数据调用并返回查询已经缓存过的瓦片Tiles，完成地图浏览，当查询不到时，调用空间数据库PostGIS即时生成所请求的Tiles，从而提高地图展示速度，实现更好的用户体验；空间数据库PostGIS，通过扩展对象-关系型数据库系统PostgreSQL的以管理空间地图数据；GIS客户端OpenLayers，提供地图浏览功能，并利用Ajax技术实现地图页面的无刷新浏览；支持多种数据源，包括生成的地图数据、Google、OSM地图服务数据。

全文数据：一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架技术领域本发明涉及基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，属于网络通信领域。背景技术WebGIS是将Web技术和GIS技术相结合，应用在网络环境下的一种存储、处理和分析地理信息的计算机系统。近年来，随着信息化建设的不断推进，地理信息网络服务逐渐向多元化、层次化发展，政府部门、企事业单位和社会大众对地理信息的应用不断深入，对地理信息网络服务提出新的要求，对轻量级专业型地理信息网络服务的需求逐渐加大，如“服务形式的个性化、服务内容的多元化”等。利用Web技术来扩展和完善地理信息系统，利用网络发布空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能。PostgreSQL数据库支持各种功能扩展，PostGIS是其在空间数据上的扩展，提供空间数据存储支持，能够进行空间数据管理、数量测量和几何拓扑分析等。PostGIS支持大部分SQL标准，支持所有的空间数据类型，如点、线、方形、圆、多边形等几何类型集合。OpenLayers组件对多源数据融合方式可以满足多源数据服务应用，通过地图控件加载实例化好的地图图层，最终实现遥感影像数据和矢量数据的加载显示，具有数据分层管理分层显示的功能，具有放大、缩小、平移等基本的地图操作功能，基于开源GIS构建的通用型WebGIS系统能够满足一般WebGIS系统的信息发布、浏览、查询等功能。发明内容本发明的技术解决问题是：本发明针对现有技术的不足，通过分析地理信息网络服务的基本构成，提出一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，基于统一开放标准的轻量级专业地理信息网络服务平台，推进地理信息网络服务解决方案的优化和完善，能快速、高效地搭建地理信息平台，并能灵巧、便捷地开发专业型应用，为WebGIS地图应用项目提供了一种全新的解决方案。本发明的技术方案为：一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，包括GIS服务器GeoServer、缓存服务GeoWebCache、空间数据库PostGIS、GIS客户端OpenLayers，其中：GIS服务器GeoServer，与Apache或者Tomcat或者Resin网络服务器兼容，发布地理地图信息数据，允许用户对数据进行更新、删除、插入操作；缓存服务GeoWebCache，当GIS客户端OpenLayers浏览地图时，缓存服务GeoWebCache将拦截浏览地图的数据调用并返回查询已经缓存过的瓦片Tiles，完成地图浏览，当查询不到时，调用空间数据库PostGIS即时生成所请求的Tiles，从而提高地图展示速度，实现更好的用户体验；空间数据库PostGIS，通过扩展对象-关系型数据库系统PostgreSQL的以管理空间地图数据；GIS客户端OpenLayers，提供地图浏览功能，并利用Ajax技术实现地图页面的无刷新浏览；支持多种数据源，包括生成的地图数据、Google、OSM地图服务数据。所述的空间数据库PostGIS为底层数据层；GIS服务器GeoServer、缓存服务GeoWebCache为位于中间应用程序层；GIS客户端OpenLayers为上层用户层，其中，底层数据层与中间应用程序层通过JDBCODBC进行交互，应用程序层与客户端利用XMLJSON通过HTTP进行数据交互。所述的GIS客户端OpenLayers还包括多种扩展工具，提取、编辑地图要素的属性数据及矢量数据。所述的GIS服务器GeoServer包括图形、图像方式的空间地图数据，用户通过操作Web页面调用OpenLayersAPIs向GIS服务器GeoServer发送请求进行交互操作，对空间地图数据进行查询分析。所述的GIS服务器GeoServer中，当点击地图上某区域时，显示该区域内的图片或其它相关信息；当输入查询条件时，根据查询结果在地图上用不同色彩显示相关区域。所述的GIS服务器GeoServer支持PostGIS、Shapefile、ArcSDE数据存储；能够将网络地图输出为jpeg、png、KML、GML格式；能够运行在任何基于J2EEServlet容器上。所述的空间数据库PostGIS提供图形界面、命令行两种空间数据导入方式。所述的缓存服务GeoWebCache将地图分切成瓦片，GIS客户端OpenLayers调用地图数据时能够直接读取缓存中的瓦片数据。所述的GIS客户端OpenLayers在浏览器请求该页面时，分别调用WMS和瓦片、矢量数据并将请求转换为相应的URL。一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架实现方法，包括如下步骤：1配置空间数据库PostGIS，包括PostGIS支持地理数据类型、数据库对地理数据类型的读取语言及转换工具；2配置GIS服务器GeoServer，包括服务器配置及数据的添加发布；3实现GIS客户端OpenLayers页面编程，包括OpenLayers组件、地图浏览组件，其中，OpenLayers组件支持GML、JSON、KML数据格式，支持WMS、WFS、GoogleMap、MSVirtualEarth数据源，具有缩放Zoom功能、拖动Pan功能；地图浏览组件包括初始化Map类，添加图层控制、地图控件，规定地图的投影、单位、缩放级别与显示范围，加载本地瓦片数据，并支持定制瓦片裁切和分级，调用WMS服务，添加服务器端图层数据本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明通过客户端组件OpenLayers和地图服务器GeoServer，采用分层和模块化的设计思想，将系统框架分为三层、四个模块，采集信关站上报的终端位置信息，并将这些信息数据存入空间数据库，通过操作数据库实现了地图数据的人机交互，绘制终端运动轨迹，在Web页面实时显示，与先有技术相比本发明方法实现简单，为以后国内的开源网络地图服务的功能实现上提出一个框架参考。附图说明图1为本发明的WebGIS功能实现流程图。具体实施方式开源GIS软件具有源代码开放、免费或低费用、可定制性强、可互操作性和可移植性等特性，本发明对基于开源GIS软件的WebGIS系统架构与功能进行探讨与研究，提出了以PostGIS为空间数据管理载体，Geosever为空间数据发布服务器，OpenLayers为空间信息展现组件的三层经典WebGIS解决方案，并基于此方案构建了一个通用型的WebGIS系统。研究表明该系统能够满足一般WebGIS系统的信息发布、浏览、查询等功能，适用于中小型WebGIS项目的开发。如图1所示为本发明的WebGIS功能实现流程图，本发明一种基于开源WebGIS软件的应用开发技术方法，提供了高性价比的网络地图服务的实现方法，本地图服务系统采用通用的三层架构，底层数据层提供数据服务，以数据库PostGISPostgreSQL和文件方式组织；应用程序层位于中间层，提供地图GeoServer及缓存服务GeoWebCache；最上层为用户层，利用OpenLayers为用户提供网络地图服务的技术实现。其中，数据库与应用程序层通过JDBCODBC进行交互；应用程序层与客户端利用XMLJSON通过HTTP进行数据交互。具体而言,该网络地图系统架构包括以下开源组件：1数据存储PostGIS，提供了对海量空间数据的存储、读写及空间分析功能，在极大程度上提高客户端的访问速度,同时赋予客户端强大的空间分析能力；同时提供空间对象、空间索引、空间操作函数等空间信息服务功能。2地图服务GeoServer，是OpenGISWeb服务器规范的J2EE实现，提供发布地图服务如WMS、WFS等，允许用户对特征数据进行更新、删除、插入等操作。GeoServer支持PostGIS、Shapefile、ArcSDE等数据存储；支持上百种投影；能够将网络地图输出为jpeg、png、KML、GML等格式；能够运行在任何基于J2EEServlet容器之上。3瓦片缓存GeoWebCache，缓存地图切片，提高客户端访问速度；4客户端组件OpenLayers，提供地图的浏览、检索等操作。本发明设计的关键技术及实现方法如下：1.GeoWebCacheGeoWebCache是一个采用Java实现、用于缓存WMSWebMapService地图瓦片的开源项目。当地图应用客户端请求一张新地图时，GeoWebCache将拦截这些调用然后返回缓存过的瓦片Tiles。如果找不到缓存再调用地图服务器即时生成请求的Tiles，从而提高地图展示的速度,实现更好的用户体验。2.OpenLayersOpenLayers是采用纯面向对象的JavaScript方式开发，在目前主流的浏览器上均可正常运行，利用Ajax技术实现了地图页面的无刷新浏览。除提供一般的地图浏览功能外，与一般的网络地图服务如GoogleMap不同，OpenLayers还支持多种数据源，即不但可以显示用户自己生成的地图数据如GeoServer、Mapserver等还可将Google及微软的地图服务绑定至自己的地图服务中。此外，OpenLayers还提供了多种工具，用于在客户端提取地图要素的属性数据及地图矢量数据的屏幕编辑等功能。1地图数据的加载OpenLayers支持的地图数据类型很多，比如加载WMS、地图瓦片和矢量图层等，其中主要用到OpenLayers中的Map类、Layer类和addLayer方法，在浏览器请求该页面时，将分别调用WMS和瓦片、矢量数据并将请求转换为相应的URL。2查询功能实现WebGIS系统除实现如地图发布、缩放、平移等基本功能外，最重要的功能就是查询功能，在地图页面当点击终端图标时，界面会弹出终端属性框来展示终端当前设备信息。实现流程是：用户在地图上进行操作后，浏览器上的脚本程序获取该操作指令并向服务器发送查询请求，服务器解析查询请求，以对应操作参数调用空间查询模块完成查询，将查询得到的地理要素转换为KML格式返回浏览器；同时服务器解析属性中的地名关键词和检索关键词等字段，调用资源检索接口的相应方法完成检索，并将检索结果集返回给浏览器。本发明根据分层设计原则，搭建空间信息一体化管理与处理平台，为综合使用各类资源提供数据存储、组织管理、分发、检索和处理等服务，建立起地理空间信息处理与信息服务集成环境。系统框架设计的实现步骤：1空间数据库配置1数据库对地理数据类型的支持PostGIS支持地理数据类型GeographyType，这种数据类型直接支持大地坐标geodeticcoordinates，即经纬度；这种数据类型还支持WGS84SRIDSpatialreferencesystem:4326的经纬度坐标。2数据库对地理数据类型的读取现存的GIS软件产生的数据格式很多，PostGIS提供了多种方式支持数据的读取。aPSQL语言Psql语言是PostgreSQL内嵌的一个命令行工具，其语法基本上跟标准的SQL语法一致，结合标准的SQL语法和一些PostGIS的扩展对PostGIS数据库进行读写操作。b使用转换工具PostGIS的数据格式转换工具有osm2pgsql、shp2pgsql等在地图数据与PostGIS数据库之间转换。2地图服务器配置1GeoServer的配置以及数据的添加与发布GeoServer服务启动后，在浏览器中输入http:localhost:8080geoserver即登录操作界面，要完成数据的发布，需要进行以下四个方面的配置。Server：设置服务器信息和联系信息，服务信息包括：最大地理要素数限制、是否显示详细异常信息、数字精度、语言编码、日志相关；联系信息包括：单位名称、地址、联系方式等。WFS：设置WFS相关信息，包括：是否启用WFS服务、服务层次基本服务、事务处理层次、完全服务以及WFS服务器描述信息和TestSuites的使用。WMS：设置内容包括，是否启用WMS服务、描述信息、SVG图形表现形式。Data：数据配置，有四部分内容：名称空间、数据、要素类、样式。GeoServer默认可读取的数据有PostGIS、shapefile等几种格式，对ArcSDE、KML、GML等格式的支持可通过插件实现。3客户端页面编程1OpenLayers组件OpenLayers支持GML、JSON、KML等多种数据格式，并支持WMS、WFS、GoogleMap、MSVirtualEarth等多种数据源。Openlayers不仅具有基本的缩放Zoom、拖动Pan功能，还可以调用openlayers.layer子类完成图层的初始化；在创建好图层后，还可以调用Openlayers提供的openlayers.control类为地图添加一些人机交互功能的工具栏或者“按钮”。2地图浏览客户端地图浏览主要包括地图数据加载、地图缩放、平移等操作。主要使用到其中的Map类、Layer类与Control类。首先，初始化Map类，添加图层控制、地图控件等，规定地图的投影、单位、缩放级别与显示范围等。其次，通过改写OpenLayers中TMS图层的GetURL方法，可以方便地加载本地瓦片数据，并支持定制瓦片裁切和分级方案。最后，调用WMS服务，添加服务器端图层数据。综上所述，本发明一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于具体实现结构，包含如下几个方面：1GIS服务器Tomcat+GeoServer：GeoServer作为地图服务应用模块，可与ApacheTomcat网络服务器相兼容，并可在Web服务器内加载使用；利用GeoServer可以方便地发布地理信息数据，允许用户对特征数据进行查询、更新、删除等操作；同时支持许多种标准的商业、开源地理信息数据库。2缓存服务GeoWebCache：当地图客户端请求一张新地图时，GeoWebCache将拦截这些调用然后返回缓存过的瓦片Tiles。如果找不到缓存再调用地图服务器即时生成客户端所请求的Tiles，从而提高地图展示的速度，实现更好的用户体验。3空间数据库PostGIS：PostGIS是对象-关系型数据库系统PostgreSQL的扩展，用来管理空间地图数据，将空间数据的管理与通用数据库系统融为一体，空间数据按对象存取，可在数据库内核中实现空间操作和处理。4GIS客户端OpenLayers：基于OpenLayers在浏览器端实现数据服务显示，业务信息与空间信息集成表现。提供地图浏览功能，在目前主流的浏览器上均可正常运行，并利用Ajax技术实现地图页面的无刷新浏览。OpenLayers还支持多种数据源，既可以显示自己生成的地图数据，还可将Google、OSM等地图服务绑定至自己的地图服务中。此外，OpenLayers还提供了多种扩展工具，用于提取地图要素的属性数据及矢量数据的编辑功能。针对此发明设计框架，所述的WebGIS功能的实现技术方法具有以下特点：1采用软件分层和程序模块化的设计思想，系统结构清晰，便于扩展和优化。2GIS服务器增加地图瓦片缓存机制GeoWebCache，提供一个高速的数据缓冲区域，提高地图展示的速度。3客户端组件增加Ajax模块，可以通过其减轻服务器的负担，提升站点的性能，无刷新更新页面减少等待时间，实现更好的用户体验。另一方面，Ajax使Web界面与应用分离，数据与呈现分离，有利于分工合作，提高效率。本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

权利要求：1.一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于包括GIS服务器GeoServer、缓存服务GeoWebCache、空间数据库PostGIS、GIS客户端OpenLayers，其中：GIS服务器GeoServer，与Apache或者Tomcat或者Resin网络服务器兼容，发布地理地图信息数据，允许用户对数据进行更新、删除、插入操作；缓存服务GeoWebCache，当GIS客户端OpenLayers浏览地图时，缓存服务GeoWebCache将拦截浏览地图的数据调用并返回查询已经缓存过的瓦片Tiles，完成地图浏览，当查询不到时，调用空间数据库PostGIS即时生成所请求的Tiles，从而提高地图展示速度，实现更好的用户体验；空间数据库PostGIS，通过扩展对象-关系型数据库系统PostgreSQL的以管理空间地图数据；GIS客户端OpenLayers，提供地图浏览功能，并利用Ajax技术实现地图页面的无刷新浏览；支持多种数据源，包括生成的地图数据、Google、OSM地图服务数据。2.根据权利要求1所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的空间数据库PostGIS为底层数据层；GIS服务器GeoServer、缓存服务GeoWebCache为位于中间应用程序层；GIS客户端OpenLayers为上层用户层，其中，底层数据层与中间应用程序层通过JDBCODBC进行交互，应用程序层与客户端利用XMLJSON通过HTTP进行数据交互。3.根据权利要求1或2所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的GIS客户端OpenLayers还包括多种扩展工具，提取、编辑地图要素的属性数据及矢量数据。4.根据权利要求3所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的GIS服务器GeoServer包括图形、图像方式的空间地图数据，用户通过操作Web页面调用OpenLayersAPIs向GIS服务器GeoServer发送请求进行交互操作，对空间地图数据进行查询分析。5.根据权利要求4所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的GIS服务器GeoServer中，当点击地图上某区域时，显示该区域内的图片或其它相关信息；当输入查询条件时，根据查询结果在地图上用不同色彩显示相关区域。6.根据权利要求5所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的GIS服务器GeoServer支持PostGIS、Shapefile、ArcSDE数据存储；能够将网络地图输出为jpeg、png、KML、GML格式；能够运行在任何基于J2EEServlet容器上。7.根据权利要求6所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的空间数据库PostGIS提供图形界面、命令行两种空间数据导入方式。8.根据权利要求7所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的缓存服务GeoWebCache将地图分切成瓦片，GIS客户端OpenLayers调用地图数据时能够直接读取缓存中的瓦片数据。9.根据权利要求8所述的一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架，其特征在于：所述的GIS客户端OpenLayers在浏览器请求该页面时，分别调用WMS和瓦片、矢量数据并将请求转换为相应的URL。10.一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架实现方法，其特征在于包括如下步骤：1配置空间数据库PostGIS，包括PostGIS支持地理数据类型、数据库对地理数据类型的读取语言及转换工具；2配置GIS服务器GeoServer，包括服务器配置及数据的添加发布；3实现GIS客户端OpenLayers页面编程，包括OpenLayers组件、地图浏览组件，其中，OpenLayers组件支持GML、JSON、KML数据格式，支持WMS、WFS、GoogleMap、MSVirtualEarth数据源，具有缩放Zoom功能、拖动Pan功能；地图浏览组件包括初始化Map类，添加图层控制、地图控件，规定地图的投影、单位、缩放级别与显示范围，加载本地瓦片数据，并支持定制瓦片裁切和分级，调用WMS服务，添加服务器端图层数据。

百度查询： 航天恒星科技有限公司 一种基于OpenLayers的WebGIS应用开发技术框架

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD