WebGIS原理及開發(fā)：基于開源框架的WebGIS技術(shù)

目 錄
入門篇
第1章 WebGIS概述 3
1.1 Web的發(fā)展 3
1.1.1 互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng) 3
1.1.2 從Web站點(diǎn)發(fā)展為Web服務(wù) 5
1.1.3 從SOAP發(fā)展為REST 6
1.1.4 從Web1.0到Web2.0、Web3.0 6
1.2 GIS簡(jiǎn)介和發(fā)展歷程 8
1.2.1 GIS簡(jiǎn)介 8
1.2.2 GIS發(fā)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(yīng)用 14
1.4.1 WebGIS的功能 14
1.4.2 WebGIS的應(yīng)用 15
1.5 WebGIS的優(yōu)點(diǎn)、挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇 17
1.5.1 WebGIS的優(yōu)點(diǎn) 17
1.5.2 WebGIS的挑戰(zhàn) 18
1.5.3 WebGIS的發(fā)展機(jī)遇 18
1.6 常用的GIS軟件 19
第2章 WebGIS基礎(chǔ)技術(shù) 23
2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 23
2.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 23
2.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 25
2.1.3 基本的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 27
2.2 TCP/IP協(xié)議 29
2.2.1 TCP/IP協(xié)議 29
2.2.2 IP地址的原理 30
2.2.3 IP端口 33
2.2.4 域名系統(tǒng) 34
2.2.5 URL 35
2.3 HTTP、HTTPS、WebSocket 37
2.3.1 HTTP 37
2.3.2 HTTPS 38
2.3.3 WebSocket 39
2.4 WebGIS的體系結(jié)構(gòu) 40
2.5 Web服務(wù)器 42
2.6 實(shí)現(xiàn)Web的主要技術(shù)方案 44
2.7 Ajax簡(jiǎn)介 46
2.8 HTML、CSS、JS簡(jiǎn)介 50
2.9 JSON、XML簡(jiǎn)介 51
第3章 WebGIS技術(shù)原理 55
3.1 參考橢球體與坐標(biāo)系 55
3.1.1 大地水準(zhǔn)面 55
3.1.2 參考橢球體 56
3.1.3 坐標(biāo)系 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 EPSG 65
3.2.6 投影庫Proj4js 66
3.3 地圖坐標(biāo)系與屏幕坐標(biāo)系的映射 67
3.3.1 屏幕坐標(biāo)系 67
3.3.2 邏輯坐標(biāo)與屏幕坐標(biāo)的映射 67
3.4 WebGIS的地圖渲染 68
3.4.1 基于SVG的地圖渲染 68
3.4.2 Canvas地圖渲染 75
3.4.3 WebGL渲染技術(shù) 77
3.5 WebGIS空間數(shù)據(jù)組織 80
3.5.1 WebGIS空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn) 80
3.5.2 基于GeoJSON的空間數(shù)據(jù)表達(dá) 81
3.5.3 基于GML的空間數(shù)據(jù)表達(dá) 86
3.5.4 基于KML的空間數(shù)據(jù)表達(dá) 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(duì)比 99
第4章 WebGIS的Web服務(wù) 101
4.1 從Web站點(diǎn)到Web服務(wù) 101
4.1.1 Web服務(wù)的產(chǎn)生及優(yōu)勢(shì) 101
4.1.2 Web服務(wù)對(duì)地理空間產(chǎn)業(yè)的影響 103
4.2 地理Web服務(wù)的功能 104
4.2.1 地圖和要素服務(wù) 104
4.2.2 分析服務(wù) 105
4.2.3 數(shù)據(jù)目錄服務(wù) 106
4.3 Web服務(wù)的接口類型 106
4.3.1 SOAP風(fēng)格的Web服務(wù) 106
4.3.2 REST風(fēng)格的Web服務(wù) 107
4.3.3 SOAP和REST的對(duì)比 108
4.4 互操作和地理Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn) 109
4.4.1 基于Web服務(wù)的互操作 109
4.4.2 Web服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn) 110
4.4.3 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)面臨的挑戰(zhàn) 116
4.4.4 Web服務(wù)的優(yōu)化 116
第5章 地圖發(fā)布 119
5.1 地圖發(fā)布的常用工具 119
5.1.1 常用工具簡(jiǎn)介 119
5.1.2 QGIS的安裝 120
5.1.3 GeoServer的安裝 120
5.2 地圖數(shù)據(jù)的獲取 121
5.2.1 矢量數(shù)據(jù)的獲取 121
5.2.2 柵格數(shù)據(jù)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(shè)置 123
5.4.2 添加數(shù)據(jù) 124
5.4.3 編輯數(shù)據(jù) 124
5.5 使用QGIS定制地圖樣式 125
5.5.1 符號(hào)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(dǎo)出 128
5.6 使用GeoServer發(fā)布地圖 129
5.6.1 啟動(dòng)GeoServer服務(wù) 129
5.6.2 編寫樣式文件 130
5.6.3 發(fā)布地圖 130
5.7 使用GeoServer實(shí)現(xiàn)地圖切片 133
5.7.1 地圖柵格切片的實(shí)現(xiàn) 133
5.7.2 地圖矢量切片的實(shí)現(xiàn) 134
5.8 地圖服務(wù)的調(diào)用 136
5.8.1 Web地圖服務(wù)（WMS）的調(diào)用 136
5.8.2 Web要素服務(wù)（WFS）的調(diào)用 136
5.8.3 Web切片服務(wù)（WMTS）的調(diào)用 137
5.8.4 地圖矢量切片服務(wù)的調(diào)用 138
第6章 WebGIS客戶端開發(fā) 139
6.1 OpenLayers簡(jiǎn)介 139
6.2 OpenLayers的體系架構(gòu) 140
6.3 OpenLayers常用接口 141
6.4 OpenLayers開發(fā)方式 142
6.4.1 通過HTML的Script標(biāo)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(fā)環(huán)境準(zhǔn)備 145
6.5.2 地圖控件 150
第7章 OpenLayers多源數(shù)據(jù)匯聚 161
7.1 公共地圖數(shù)據(jù) 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 OpenStreetMap 164
7.1.5 必應(yīng)地圖 165
7.1.6 ArcGIS地圖 166
7.2 OGC地圖數(shù)據(jù)加載 167
7.2.1 WMS數(shù)據(jù) 167
7.2.2 WMTS數(shù)據(jù) 168
7.2.3 WFS數(shù)據(jù) 170
7.3 開放格式數(shù)據(jù)加載 171
7.3.1 GeoJSON數(shù)據(jù) 171
7.3.2 KML數(shù)據(jù) 172
7.3.3 GPX數(shù)據(jù) 173
7.3.4 矢量切片數(shù)據(jù) 174
提高篇
第8章 OpenLayers進(jìn)階 179
8.1 圖形繪制 179
8.1.1 點(diǎn)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(zhuǎn) 189
8.3 標(biāo)注功能 193
8.3.1 標(biāo)注基本原理 193
8.3.2 文本標(biāo)注 194
8.3.3 Popup標(biāo)注 195
8.3.4 聚合標(biāo)注 197
8.4 地圖制圖 199
8.4.1 熱力圖 199
8.4.2 統(tǒng)計(jì)圖 201
8.4.3 分級(jí)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(dòng)畫特效 213
8.5.4 WebGL渲染海量數(shù)據(jù) 217
8.6 圖層動(dòng)態(tài)投影 218
第9章 移動(dòng)GIS 221
9.1 移動(dòng)GIS概述 221
9.1.1 什么是移動(dòng)GIS 221
9.1.2 移動(dòng)GIS特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì) 223
9.1.3 移動(dòng)GIS體系架構(gòu) 224
9.1.4 移動(dòng)GIS的功能與應(yīng)用 226
9.2 移動(dòng)GIS的支撐技術(shù) 228
9.2.1 移動(dòng)終端技術(shù) 228
9.2.2 移動(dòng)通信技術(shù) 230
9.2.3 移動(dòng)定位技術(shù) 232
9.2.4 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 234
9.3 移動(dòng)GIS的開發(fā)基礎(chǔ) 235
9.3.1 移動(dòng)GIS的開發(fā)模式 235
9.3.2 跨平臺(tái)移動(dòng)GIS開發(fā)框架 237
9.3.3 離線地圖方案 237
9.3.4 常用的移動(dòng)GIS開發(fā)平臺(tái) 239
9.4 移動(dòng)GIS展望 239
9.4.1 移動(dòng)GIS的發(fā)展趨勢(shì) 239
9.4.2 移動(dòng)GIS面臨的挑戰(zhàn) 240
第10章 三維WebGIS 243
10.1 三維WebGIS概述 243
10.2 三維WebGIS的起源和發(fā)展 243
10.2.1 三維GIS的興起 243
10.2.2 二三維一體化GIS 244
10.2.3 Web3D技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 244
10.2.4 三維WebGIS的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 245
10.3 三維WebGIS引擎 245
10.3.1 Cesium 245
10.3.2 Three.js 246
10.3.3 Cesium和Three.js的對(duì)比 247
10.4 Cesium開發(fā)入門 247
10.4.1 建立第一個(gè)Cesium應(yīng)用程序 247
10.4.2 Cesium的常用功能 250
第11章 WebGIS應(yīng)用案例 275
11.1 概述 275
11.2 項(xiàng)目需求分析 276
11.2.1 用戶需求分析 276
11.2.2 業(yè)務(wù)功能需求分析 276
11.3 項(xiàng)目總體設(shè)計(jì) 277
11.4 效果展示 279
11.4.1 數(shù)據(jù)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(diǎn) 289
12.1 未來展望 289
12.2 研究熱點(diǎn) 290
12.2.1 大數(shù)據(jù)與GIS 290
12.2.2 AI與GIS 291
12.2.3 元宇宙與GIS 291
12.2.4 AR、VR與GIS 292
12.2.5 BIM、CIM與GIS 292
12.2.6 傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)與GIS 294
12.2.7 云計(jì)算與GIS 295
12.2.8 游戲引擎與GIS 296
12.3 無處不在的WebGIS 296
12.4 大模型助力WebGIS 297
附錄A 縮略詞 299
參考文獻(xiàn) 303