OpenLayers 3 之 地图图层(Layers) 详解

 如果不是专业的地图工作者，看到地图，可能觉得地图就是一张将三维世界映射到二维空间，很多信息混杂在一起表示空间信息的动态可交互图片，其实这只是表面现象。实际上地图是由一个或多个图层组成的，使用不同的图层存储不同类型的地物，比如由存储道路的图层，有展示拥堵情况的图层，通常还有一个含有基础地理信息（比如政区划分）的底图图层。

      在 OpenLayers 中，图层是使用 layer 对象表示的，主要有 热度图层(heatmaplayer)、图片图层(imagelayer)、切片图层(tilelayer) 和 矢量图层(vectorlayer) 四种类型，它们都是继承 Layer 类的。

1、Layer 类
      OpenLayers 初始化一幅地图(map)，至少需要一个可视区域(view)，一个或多个图层( layer)， 和 一个地图加载的目标 HTML 标签(target)，其中最重要的是图层( layer)。

在 这里 可以看到 layer 类的定义，类的描述如下：

/** 
* @classdesc 
* Abstract base class; normally only used for creating subclasses and not 
* instantiated in apps. 
* A visual representation of raster or vector map data. 
* Layers group together those properties that pertain to how the data is to be 
* displayed, irrespective of the source of that data. 
*/

layer 是一个虚基类，只用于让子类型继承和实现，自身不能实例化。主要功能是对 矢量地图数据 和 栅格地图数据的可视化表达。图层的外观，主要与数据渲染方式有关，与数据的来源关系不大。

初始化时，传入的参数有：

brightness，亮度，默认为 0 ；
contrast，对比度，默认为 1 ；
hue，色调，默认为0 ；
opacity，透明度，默认为 1 ，即完全透明；
saturation，饱和度，默认为 1 ；
source，图层的来源，如果在构造函数中没有传入相应的参数，可以调用 ol.layer.Layer#setSource方法来设置来源： layer.setSource(source) ；
visible，是否可见，默认为 true ；
extent，图层渲染的区域，即浏览器窗口中可见的地图区域。extent 是一个矩形范围，格式是[number, number, number, number] 分别代表 [left, bottom, right, top] 。如果没有设置该参数，图层就不会显示；
minResolution，图层可见的最小分辨率，当图层的缩放级别小于这个分辨率时，图层就会隐藏；
maxResolution，图层可见的最大分辨率，当图层的缩放级别等于或超过这个分辨率时，图层就会隐藏。
包含的共有方法有： 
- getLayersArray( )，得到所有图层组成的数组； 
- getLayerStatesArray( )，得到所有图层状态组成的数组； 
- getSource( )，得到相应图层的来源； 
- getSourceState( )，得到相应图层的来源状态； 
- handleSourceChange_( )，处理 source 变动的函数； 
- handleSourcePropertyChange_( )，处理 source 属性变动的函数； 
- setSource( )，设置图层 source 属性，参数为一个 source 对象。

包含的私有方法有： 
- visibleAtResolution( )，参数是 layerState 和 resolution，如果图层可见，返回 true ，如果传入了 resolution，也会比较 resolution 是否在 minResolution 和 maxResolution 之间。

在构造函数传入的参数中，source 是一个比较重要的属性，没有它，图层就没有实质性内容，这个 source 是什么呢，打开 ol.source 目录可以看到，有一个 source 基类，其余都是继承其的子类，这些子类非常的多：

imagesource.js（imagelayer的图层来源基类）

imagecanvassource.js
imagemapguidesource.js
imagestaticsource.js
imagevectorsource.js
imagewmssource.js
tilesource.js（切片图层 – tilelayer的来源基类）

tilearcgisrestsource.js
tiledebugsource.js
tilejsonsource.js
tileutfgridsource.js
tilevectorsource.js
tilewmssource.js
tileimagesource.js 
zoomifysource.js
wmtssource.js，具有 WMTS 功能的服务器的发布的切片图层
bingmapssource.js，bingmaps也是属于切片图层类型，因为微软提供的是切片
xyzsource.js，一个具有 XYZ 格式的数据集 
mapquestsource.js
osmsource.js
stamensource.js
vectorsource.js（vectorlayer的图层来源基类）

clustersource.js
wmssource.js，包含了 geoserver 、geoserver 、geoserver 和 geoserver 等，这些地图服务器发布的基于 WMS 协议的图层服务

地图图层数据的来源有很多，同时格式也各异。实际应用，应该根据实际情况进行选择。

2、各类图层类型
      在 OpenLayers 3.x 中的 Layer 类型包括 heatmaplayer、imagelayer、tilelayer 和 vectorlayer 四种类型，它们都继承了 ol.layer.Layer 类，监听和触发的事件都在 ol.render.Event 中定义，共用的属性和状态都是在 layerbase 中定义的，它们除了从ol.layer.Layer 类继承而来的参数外，还定义了自己的属性和方法。下面我们来分别看看这几个图层类型。

PS： 我们基于以前的代码，在 OpenLayers之使用AJAX 中有下载源码链接，修改 map_utils.js 中的 map 来查看效果。

      不管使用什么图层类型，初始化 map 同时，如果不明确指定 control 对象，那么就会默认包含 缩放 和 鼠标拖拽 功能，关于这个 Control 对象，在后面的博客中会讲到，现在认为 Control 就是一个控制与地图交互的工具就好。

2.1 heatmaplayer
      将矢量数据渲染成热度图的类，继承了 ol.layer.Vector 类，ol.layer.Vector 继承了ol.layer.Layer 类， 额外的参数是 olx.layer.HeatmapOptions ，其定义如下：

/** * @enum {string} */ ol.layer.HeatmapLayerProperty = { BLUR: 'blur', GRADIENT: 'gradient', RADIUS: 'radius' };
    注意到 heatmap 图层比起其它类型的图层多了三个属性，常用的是 blur 和 radius，这两个属性什么作用呢，我们可以调整一下看看效果：

没错，blur 控制圆点的边缘，对边缘做模糊化； radius 则规定了圆点的半径。注：并不是点，而是圆。

2.1.1实例
首先创建一个 heatmaplayer 对象：

var vector = new ol.layer.Heatmap({
  source: new ol.source.KML({
    url: 'data/kml/2012_Earthquakes_Mag5.kml',
    projection: 'EPSG:3857',
    extractStyles: false
  }),
  blur: parseInt(blur.value, 10),
  radius: parseInt(radius.value, 10)
});
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这里 heatmap 使用KML格式，本地文件data/kml/2012_Earthquakes_Mag5.kml 作为 heatmap 的来源，数据是2012年全球地震发生的位置和震级等简单的描述信息，然后将 heatmap 图层加到 map 中：

map = new ol.Map({  //初始化map
    target: 'map',
    layers: [
      new ol.layer.Tile({
        source: new ol.source.MapQuest({layer: 'sat'})
      }),
      heatmap
    ],
    view: new ol.View({
      center: ol.proj.transform([37.41, 8.82], 'EPSG:4326', 'EPSG:3857'),
      zoom: 4
    })
}); 
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查看运行效果：

2.2 imagelayer
      主要是指服务器端渲染的图像，可能是已经渲染好的图像，或者是每一次请求，都根据请求内容定制化地生成一幅图片，该图层类型支持任意的范围和分辨率。

2.2.1 实例
首先实例化一幅图片图层：

/**
 * create an imageLayer 
 */
var extent = [0, 0, 3264, 2448];
var projection = new ol.proj.Projection({
            code: 'EPSG:4326',
            extent: extent
        }),
var imageLayer = new ol.layer.Image({
    source: new ol.source.ImageStatic({
        url: 'sample.jpg',
        projection: projection,
        imageExtent: extent
    })
})
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        与 heatmap 一样，首先需要传入 URL 参数，即图片地址，这里可以是网络图片的地址，或者是本地的文件地址；然后需要传入参考坐标系 projection，code 是一个标识，可以是任何字符串，如果是EPSG：4326 或者是 EPSG：3857 ，那么就会使用这两个坐标系，如果不是，就使用默认的坐标系，extent 是一个矩形范围，上面已经提到；imageLayer 的第三个参数是 imageExtent 表示图片的尺寸，这里我们不能改变图片的原来的比例，图片只会根据原来的比例放大或缩小。

最后将 imageLayer 加到地图中：

map = new ol.Map({  //初始化map
    target: 'map',
    layers: [ imageLayer ],
    view: new ol.View({
      projection: projection,
      center: ol.extent.getCenter(extent),
      zoom: 2
    })
}); 
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效果如下：

放大之后感觉很像必应搜索的界面的感觉，有木有 ^_^|：

2.3 tilelayer
      切片地图是比较常用的图层类型，切片的概念，就是利用网格将一幅地图切成大小相等的小正方形，如图：

这样就明白我们使用百度地图等地图时为什么网速慢时候，会一块一块的加载的原因了吧！对，因为是切片。

      当请求地图的时候，会请求视口（也就是浏览器可见的区域）可见的区域内包含的切片，其余的切片不会请求，这样就节省了网络带宽，而且一般这些切片都是预先切好的，且分为不同的缩放级别，根据不同的缩放级别分成不同的目录。如果将这些切片地图放到缓存中，那访问速度会更快。

继承了 ol.layer.Layer ，额外的参数是 olx.layer.TileOptions ，其定义如下：

/** 
* @typedef {{brightness: (number|undefined), 
* contrast: (number|undefined), 
* hue: (number|undefined), 
* opacity: (number|undefined), 
* preload: (number|undefined), 
* saturation: (number|undefined), 
* source: (ol.source.Tile|undefined), 
* visible: (boolean|undefined), 
* extent: (ol.Extent|undefined), 
* minResolution: (number|undefined), 
* maxResolution: (number|undefined), 
* useInterimTilesOnError: (boolean|undefined)}} 
* @api 
*/

      可以看出，多出了 preload 和 useInterimTilesOnError 两个参数，preload 是在还没有将相应分辨率的渲染出来的时候，将低分辨率的切片先放大到当前分辨率（可能会有模糊），填充到相应位置，默认是 0，现在也就明白了当网速慢时，为什么地图会先是模糊的，然后再变清晰了吧，就是这个过程！useInterimTilesOnError是指当加载切片发生错误时，是否用一个临时的切片代替，默认值是 true。

2.3.1 实例
其实在 加载地图的例子 中，我们就是请求 MapQuest 的切片地图：

map = new ol.Map({  //初始化map
    target: 'map',
    layers: [
      new ol.layer.Tile({
        source: new ol.source.MapQuest({layer: 'sat'})
      })
    ],
    view: new ol.View({
      center: ol.proj.transform([37.41, 8.82], 'EPSG:4326', 'EPSG:3857'),
      zoom: 2
    })
}); 
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其中的 ol.layer.Tile 就是切片图层类型，来源是 MapQuest ，layer 
是请求的图层的类型， MapQuest 有三种类型的图层：osm, sat 和 hyb ，osm 就是 OpenStreetMap 的缩写，是其提供的数据， sat 是卫星图，hyb 是两种类型的混合图层。

我们可以查看一下浏览器的网络请求内容：

这里是 Firefox 浏览器的 Firebug 网络请求面板，可见其请求的图片，是一块块的，且是基于一定的编号规则进行编号的。

2.4 vectorlayer
      在 OpenLayers之使用Vector Layer 中曾经使用过，即矢量图层，矢量图层实际上是在客户端渲染的图层类型，服务器返回的数据或者文件会通过 OpenLayers 进行渲染，得到相应的矢量图层。

在客户端渲染的矢量数据图层，继承了 ol.layer.Layer ，额外的参数是 olx.layer.VectorOptions ，其定义如下：

> /**
 * @typedef {{brightness: (number|undefined),
 *     contrast: (number|undefined),
 *     renderOrder: (function(ol.Feature, ol.Feature):number|null|undefined),
 *     hue: (number|undefined),
 *     minResolution: (number|undefined),
 *     maxResolution: (number|undefined),
 *     opacity: (number|undefined),
 *     renderBuffer: (number|undefined),
 *     saturation: (number|undefined),
 *     source: (ol.source.Vector|undefined),
 *     style: (ol.style.Style|Array.|ol.style.StyleFunction|undefined),
 *     updateWhileAnimating: (boolean|undefined),
 *     updateWhileInteracting: (boolean|undefined),
 *     visible: (boolean|undefined)}}
 * @api
 */
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      相对于一般的图层，多出了 renderOrder、renderBuffer、style、updateWhileAnimating 和 updateWhileInteracting 五个参数。renderOrder 是指渲染地理要素时的顺序，一般情况下，在渲染之前，要素是基于一定规则排序的，而渲染就是根据这个顺序进行依次渲染的，这个参数便指定了这个排序规则，如果赋值为 null ，那么就不会对地理要素进行排序，渲染也不会有一定的顺序；renderBuffer 表示地图的视口区域的缓冲区；style 规定了矢量图层的样式，就是配色和形状等等；updateWhileAnimating 表示当有动画特效时，地理要素是否被重新创建，默认是 false，当设置为 true 时，可能会对性能有所影响；updateWhileInteracting 表示当 地理要素 交互时，是否会被重新渲染。

2.4.1 实例
首先创建一个 矢量图层：

vectorLayer = new ol.layer.Vector({ //初始化矢量图层
  source: new ol.source.GeoJSON({
    projection: 'EPSG:3857',
    url: 'data/geojson/countries.geojson'   //从文件加载边界等地理信息
  }),
  style: function(feature, resolution) {
    style.getText().setText(resolution < 5000 ? feature.get('name') : '');  //当放大到1:5000分辨率时，显示国家名字
    return [style];
  }
});
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服务器返回的 GeoJSON 格式的文件 data/geojson/countries.geojson 包含国家的边界数据，属于多边形类型，经过 OpenLayers 渲染之后得到结果如下：

可以看到蓝色的线为各个国家的边界，当鼠标在某个国家上方时，相应的区块会变红色，这是添加的事件，我们可以改变其样式，注意到 vectorlayer 相对于其他类型的图层，还包含了一个 style 参数，这个参数便是控制矢量图层的外观样式的，其定义如下：

/**
 * 定义矢量图层
 * 其中style是矢量图层的显示样式 
 */
var style = new ol.style.Style({
  fill: new ol.style.Fill({ //矢量图层填充颜色，以及透明度
    color: 'rgba(255, 255, 255, 0.6)'
  }),
  stroke: new ol.style.Stroke({ //边界样式
    color: '#319FD3',
    width: 1
  }),
  text: new ol.style.Text({ //文本样式
    font: '12px Calibri,sans-serif',
    fill: new ol.style.Fill({
      color: '#000'
    }),
    stroke: new ol.style.Stroke({
      color: '#fff',
      width: 3
    })
  })
});
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style 是一个 ol.style.Style 类型，矢量图层是可以调节透明度的，如下：

fill: new ol.style.Fill({ //矢量图层填充颜色，以及透明度
    color: 'rgba(255, 255, 255, 0.6)'
  })
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rgba 的最后一个变量就是控制透明度的变量，范围是 0~1，0 表示不透明，1 代表完全透明。因为这里主要讲 Layer，所以关于 ol.style.Style 其它的内容，这里就不多说了。

3、讨论
      现在非常流行的地图，如百度地图或者高德地图提供的是什么layer类型呢？我们来分别看看它们在 Firefox 看到的网络请求图：

百度地图： 

高德地图： 

通过上面的讨论，我们可以得出结论，它们都是提供的网络切片图层类型，而一些加载的地理要素，如酒店等，便是加载在一个矢量图层中的，所以说，它们是混杂着切片图层和矢量图层的。

4、总结
      其实图层可以按照渲染的位置分为两类，一类是在服务器端渲染好，以图片形式返回浏览器的， imagelayer 和 tilelayer 都是属于这种类型；另一类是在浏览器渲染的图层类型，vectorlayer 和 heatmaplayer 就是这种类型。

OK，终于写完了，好累好累！
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