Geoserver相关知识（一）

一、Geoserver

Geoserver是 OpenGIS Web 服务器规范的 J2EE 实现，利用 GeoServer 可以方便的发布地图数据，允许用户对特征数据进行更新、删除、插入操作，通过 GeoServer 可以比较容易的在用户之间迅速共享空间地理信息。

Geoserver是一个功能齐全，遵循OGC开放标准的开源WFS和WMS服务器。利用Geoserver可以把数据作为maps/images来发布(利用WMS来实现)也可以直接发布实际的数据(利用WFS来实现)，同时也提供了修改，删除和新增的功能(利用WFS)。

GeoServer, 顾名思义,是一个Server. 它是开源的，允许用户查看和编辑地理数据。这是地理信息系统(GIS) 领域。GeoServer 是符合OGC 规范的一个全功能的WFS 和WMS server。

GeoServer能够发布的数据类型：
①地图或影象——WMS；
②实时数据——WFS；
③用户更新、删除和编辑的数据——WFS。

二、Geoserver安装

1、官网下载geoserver安装包，需要下载tomcat作为容器，tomcat中解压即可使用。
下载地址 ，注意：下载的Tomcat的位数要和Java环境位数一致，例如JDK安装的是64位的，那tomcat也应该选择下载部署64位的。
下载后，解压到一个Tomcat 安装目录中的webapps文件夹下，如D:\software\Tomcat\apache-tomcat-8.5.35\webapps

只需解压，无需安装；可双击执行如下目录bin下的startup.bat文件。

由于tomcat从7.0.41版本开始就支持跨域了，只需要进行下面的简单配置：
● 找到geoserver的web.xml文件，我的电脑对应的路径为D:\software\Tomcat\apache-tomcat-8.5.35\webapps\geoserver\WEB-INF\web.xml；

● 打开该文件，将下面的配置添加至该文件：

<filter>
    <filter-name>CorsFilterfilter-name>
    <filter-class>org.apache.catalina.filters.CorsFilterfilter-class>
filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>CorsFilterfilter-name>
    <url-pattern>/*url-pattern>
filter-mapping>

注意：geoserver默认的管理员账号为：admin/geoserver
2、启动geoserver。
打开tomcat的bin目录，点击startup.bat文件

三、WMS

Web地图服务（Web map service）利用具有地理空间位置信息的数据制作地图，将地图定义为地理数据可视的表现。

这个规范定义了三个操作：
①GetCapabitities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；
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；
③GetFeatureInfo（可选）返回显示在地图上的某些特殊要素的信息。

四、WFS

Web要素服务（WebFeatureService），基础接口是GetCapabilities。

支持对地理要素的插入，更新，删除，检索和发现服务。

该服务根据HTTP客户请求返回GML(Geography Markup Language、地理标识语言)数据。

WFS对应于常见桌面程序中的条件查询功能，WFS通过OGC Filter构造查询条件，支持基于空间几何关系的查询，基于属性域的查询，当然还包括基于空间关系和属性域的共同查询。

五、Geoserver+Openlayers3加载瓦片地图

Geoservser上使用瓦片地图进行加载，第一次加载后会在服务器端指定文件夹自动生成加载过的地图切片，以后每次加载时会从该文件夹直接读取，大大增加了地图加载的速度。

首先进行Geoserver配置：

1.geoserver运行前，在Geoserver安装目录下的web.xml文件中添加如下参数，设置瓦片存储的位置。不预先设定的话默认存储于系统的tmp目录（windows下为C:\Users<用户名>\AppData\Local\Temp，linux下为/tmp）。如下图所示，地图切片将存储于D:\gwc文件夹下：

2.点击Geoserver主页左侧的Gridsets，然后点击Create a new gridset，填入新建的gridset的名称，坐标系，然后点击Compute from maximum extent of CRS，最下面的Add zoom level用于设定地图的缩放层级，按需要的层级数量加即可，最后点击保存；

3.点击左侧工具栏的Caching Defaults，在最下面Add default gridset下拉菜单选择刚刚建立好的gridset，点击提交；

4.点击左侧工具栏的Tile Layers，可以看到发布的图层列表，在每个元组的右侧的Select One下拉菜单可以选择坐标系（不进行步骤3则看不到刚刚设定gridset时的那个坐标系），点击后就是按该坐标系生成的瓦片地图，可以发现Geoserver还是使用的Openlsyers2。打开在步骤1中设定的存储路径，一边放大缩小地图可以看到在动态的生成地图缓存文件，点开会发现不同放大级数的地图切片。


5.跟普通的加载WMS地图不同的地方就是需要设定TileGrid，TileGrid里面的origin表示瓦片地图开始切片的起始点坐标，resolutions 表示地图的放大层级，这些在上面配置Geoserver的步骤4中打开的瓦片地图页面中查看源代码都能找到。完成这些配置后就是建立一个html页面，把地图添加进去就行了！

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">
	function init(){
	  var format = 'image/png';
      var bounds = [73.44695998458512,3.6193745040060596,135.07924998249888,53.557498986448266];
	  var gr = new ol.tilegrid.TileGrid({
	  	origin : [ -180.0,-90.0 ],
	  	resolutions : [ 0.703125, 0.3515625, 0.17578125, 0.087890625, 0.0439453125, 0.02197265625, 0.010986328125, 0.0054931640625, 0.00274658203125, 0.001373291015625, 6.866455078125E-4, 3.4332275390625E-4, 1.71661376953125E-4, 8.58306884765625E-5, 4.291534423828125E-5, 2.1457672119140625E-5, 1.0728836059570312E-5, 5.364418029785156E-6, 2.682209014892578E-6, 1.341104507446289E-6, 6.705522537231445E-7, 3.3527612686157227E-7 ]
  	});
	var layer1 = [new ol.layer.Tile({
		source : new ol.source.TileWMS({
			url : 'http://192.168.1.100:7777/geoserver/gwc/service/wms',
			params : {
				'FORMAT' : format,
				'VERSION' : '1.1.1',
				'SRS' : 'EPSG:4326',
				'tiled' : true,
				'LAYERS' : 'China:China',
				STYLES : ''
			},
			tileGrid : gr,
			serverType: 'geoserver'
		})
	})];
      var projection = new ol.proj.Projection({
          code: 'EPSG:4326',
          units: 'm',
          axisOrientation: 'neu'
      });
      var map = new ol.Map({
        controls: ol.control.defaults({
          attribution: false
        }),
        target: 'map',
        layers: layer1,
        view: new ol.View({
           projection: projection
        })
      });
      map.getView().fitExtent(bounds, map.getSize()); 
 }
 </span>

（Geoserver上显示瓦片地图的源代码）

六、GeoServer服务切片编号规则

使用GeoServer发布切片服务之后，在缓存目录查看到文件夹命名以及文件名：

“EPSG_900913_05\3_2\24_17.png”，其中EPSG_900913表示坐标系编码，05表示地图缩放级别，也就是z值；24表示x值；17表示y值；此外，GeoServer切片编号采用标准的tms编号规则，以地图左下角为(0,0)起点。

七、GeoServer发布切片服务

GeoWebCache本质就是一种切图工具，可以单独下载进行配置使用，但是在geoserver1.7版本之后，geoserver本身集成了GeoWebCache这个模块，这次介绍的GeoServer版本为2.18.0.

1、 配置切片缓存路径

在GeoServer安装目录中找到web.xml文件，

打开web.xml文件，添加如下内容，配置切片缓存存放的目录：

<context-param>
	<param-name>GEOWEBCACHE_CACHE_DIRparam-name>
	<param-value>D:\software\Tomcat\apache-tomcat-8.5.35\webapps\geoserver\data\gwcparam-value>
context-param>

2、 新建工作区

GeoServer启动完成后，访问GeoServer主页，建立工作区；（如果已有工作区，则跳过）

3、 新建数据存储

以shp文件为例

4、 切片方案

默认的GridSet中只包含了4326和900913坐标系，如果是其他坐标系，则需要新建GridSet。
点击Create a new gridset可以创建新的切图方案，也可以点击现成的切图方案右侧的Create a copy复制一个方案，并在此基础上进行修改。


点击保存之后，在gwc目录下可以看见新增的一个后缀为.bak的配置文件，就是切图方案的配置文件

5、 切图

点击Tile Layers选择需要切图的服务，点击Seed/Truncate可以进入切图设置页面，点击Empty可以清除之前存在的切图缓存。

点击Seed/Truncate，进入如下界面：

Number of tasks to use：该选项表示可以用多少个任务来切图，类似于多线程的模式，如果电脑性能允许的情况下，可以适当增加这个数量，这样切片的速度会更快些；如果电脑性能不高的话，数值太大的话，反而可能会影响性能。
Type of operation：操作类型，包括：Reseed-regenerate all tiles（重新进行完整的切片操作）、Seed-generate missing tiles（只对缺失的部分进行切片）、Truncate-remove tiles（清空切片数据）。
Grid Set：选择切片的Gridset，和图层配置时候设置的Gridset有关。
Format：切片的数据格式。比如image/png
Zoom start：切片的开始层级。
Zoom stop：切片的结束层级，结合Zoom start的选项，就可以将这2层级数据之间的所有层级数据进行切片。
Modifiable Parameters：修饰参数，给切片选择样式等内容。
Bounding box：切片的边界范围，是个可选项。

点击submit按钮之后计算机便开始进行切图，可以通过Refresh list按钮查看当前切图进度和相关状况

八、GeoServer图层发布服务

每添加完创建数据存储（见七（3）），会出现如下图所示界面，点击发布，会弹出图层发布界面。或者直接左侧图层 新增图层。

需要注意的地方有SRS不能为空，默认会从文件中读出当前shp的采用的坐标系，如果读不出需要手动填写一下，填写最小的范围矩阵，可以充点击下方的“compute from native bounds”自动计算。

另外提示：如果需要在发布layer的同时指定这个layer的默认样式，那么选择tab页到“发布”中重置默认的“default style”

发布完成后，预览。

注意事项
文件按照点线面分类，对应的一个shp文件一个sld符号文件。
新建style样式的时候


上图中的name不必着急填，先上传sld文件，则name会自动填充，如果name和sld中的标签name不一致的话，会导致符号报错。无法正常显示。

九、sld文件介绍

在 GeoServer 中，样式是使用SLD（Styled Layer Descriptor）的标记语言完成的。SLD 是一种基于 XML 的标记语言。

1、 SLD概念

SLD 样式文档为GeoServer图层指定单个命名图层和用户样式。样式中可以是一种或多种要素类型样式，每个要素类型样式都包含一个或多个规则，这些规则控制如何根据要素属性和缩放级别应用样式。规则通过使用过滤器来选择适用的特征， 过滤器是包含谓词、表达式 和过滤器函数的逻辑条件。

2、 样式类型

GeoServer可以提供的矢量数据包括三类形状： 点，线和多边形。

线是最简单的，因为它们只有样式的边缘（指定颜色和粗细）。具有二维形状的多边形具有边和内部（也称为“填充”，可以指定颜色），两者的样式可以不同。点具有可以设置样式的边和填充。

可以通过对颜色，不透明度，对比度和其他参数的多种控制来设置样式。

也可以使用更高级的样式。可以使用众所周知的形状（例如圆形，正方形，星形，甚至自定义图形或文本）来指定点。可以使用破折号样式和哈希样式设置线条。可以使用自定义平铺图形填充多边形。样式可以基于数据中的属性，以便某些特征的样式不同。功能上的文本标签也是可以的。样式还可以通过缩放级别来确定，以便以适合其外观大小的方式显示要素。

3、 SLD示例（以地市级点为例）

SLD 的根元素是，包含一个图层和样式元素，这些元素描述了如何组合和设置地图样式。

在SLD文档中，一些标记具有前缀，例如ogc。这是因为它们是在XML名称空间中定义的。

StyledLayerDescriptor标记指定两个XML名称空间，一个称为xmlns，另一个称为xmlns:ogc。第一个名称空间是文档的默认名称空间，因此属于它的标记不需要前缀。属于第二个的标记需要前缀ogc。

SLD文档包含一系列层定义，指示要设置样式的层。每个层都是NamedLayer或UserLayer来定义。

或者可包含以下元素：
①——要设置样式的图层的名称。（必填）
②——描述。
③——要应用于图层的目录样式的名称。（中为，提供图层数据的一个或多个要素集合，使用GML指定。）
④——要应用于图层的样式的定义。

样式元素指定要应用于图层的样式。包含规则和过滤器，以确定要使用特定符号系统设置样式的要素集。规则还可以指定特征样式可见的比例范围。

UserStyle——定义图层的样式，包含以下元素：
①——样式的名称，用于在外部引用它。
②