最受欢迎的前端 WebGIS 开源库和后端开发框架

前端 WebGIS 开发最受欢迎的库

万维网的出现彻底改变了我们周围的一切，GIS 也不例外。Web-GIS 是一种在网络平台上提供的高级地理信息系统。它在客户端-服务器架构上运行。近年来，开发人员和用户之间的 Web-GIS 开发呈上升趋势。GIS 服务器由统一资源定位符 (URL) 标识。它响应并向提出请求的 GIS 客户端（例如台式机和移动设备）提供服务。GIS 服务器和客户端之间的通信通过超文本传输​​协议进行，结果可以是超文本标记语言、二进制图像、地理标记语言或 JSON（JavaScript 对象表示法）。

通过使用开源和专有库可以开发前端 Web GIS 应用程序。其中包括 Leaflet、OpenLayers、Mapbox、GeoExt 和 TurfJS。接下来首先关注用于前端 Web GIS 开发的开源库。

1.Leaflet

第一个库是 Leaflet JS，它是一个用于制作交互式 Web 地图的开源轻量级 JavaScript 库。由于其性能、简单性和可用性，它可以在主要桌面和移动平台上高效运行。文档齐全的 API 和可读的源代码使其易于使用，可以使用许多插件来扩展 Leaflet。

Leaflet 允许开发人员创建交互式和可定制的 Web 地图。它提供了一个轻量且灵活的框架来显示地理空间数据，使其成为将地图合并到 Web 应用程序中的绝佳选择。借助 Leaflet，可以将数据变为现实，通过交互式功能吸引用户，并创建具有视觉吸引力的地图。

Leaflet 的核心提供了创建和显示地图的基本功能。它支持各种图块图层，包括 OpenStreetMap、Mapbox 和 Esri 等流行的地图提供商，可轻松添加底图作为数据可视化的背景。

Leaflet 功能

Leaflet 还提供了强大的工具来添加标记、多边形、线条和其他地图叠加层来表示地理空间数据。这些覆盖层可以设计样式、标记和定制，以满足您的特定需求。

Leaflet 的主要特点之一是它的交互性。用户可以通过平移、缩放和单击地图要素来与地图进行交互。Leaflet 提供了处理用户交互的事件和方法，允许响应用户操作并触发自定义行为。

例如，当用户单击标记时，可以显示带有附加信息的弹出窗口，或者当鼠标悬停在功能上时突出显示功能。

在日常使用中，Leaflet 可用于各种场景，例如数据可视化、基于位置的服务、地理空间分析、讲故事和叙事地图。

为什么 Leaflet 是一个很好的工具？

Leaflet 的简单性、灵活性和丰富的文档使其成为网络制图的流行选择。其活跃的社区确保持续的开发和支持，定期更新和贡献新插件。

2.Mapbox

第二个工具是 Mapbox GL JS，它是一个用于在网络上可视化矢量地图的 JavaScript 库。

由于交互性、性能和实时样式等功能，它对于构建沉浸式网络地图至关重要。然而，与 Leaflet 不同的是，Mapbox 并不完全开源；它有一些慷慨的免费套餐，使得该服务适合有限数量的用户。

Mapbox 的主要特性和方面

• 地图设计与定制: Mapbox 允许用户设计和定制地图以满足他们的特定需求和品牌。 它提供了多种地图样式选择， 包括基本地图、卫星图像和定制设计的地图。
• Mapbox 工作室: Mapbox Studio是一个基于 Web 的设计界面， 使用户无需编写代码即可创建和修改地图样式。 它提供了一个可视化编辑器， 可在其中自定义各种地图元素并立即查看更改。 Mapbox Studio 适合具有不同编码经验水平的用户， 从初学者到高级开发人员。
• 地理编码和路由: Mapbox 提供地理编码和路由功能， 允许用户将地址转换为地理坐标（地理编码）并找到多个位置之间的最佳路线（路由）。
• 数据可视化与分析: 使用 Mapbox，可直接在地图上可视化和分析地理空间数据。 它支持显示点、线、多边形等多种类型的数据。
• 集成和 SDK: Mapbox 提供适用于 JavaScript、Android、iOS、Unity 等流行编程语言的 SDK。 这些 SDK 提供预构建的组件和功能， 可简化将地图集成到跨不同平台的应用程序中的过程。
• Mapbox API: Mapbox 提供了一系列 API， 允许开发人员访问特定功能和数据。 这些 API 包括用于渲染地图的 Mapbox Maps API、用于将地址转换为坐标的地理编码 API、用于路线选择的 Directions API 等等。 这些 API 使开发人员能够在其应用程序中利用 Mapbox 强大的基础设施和服务。
• 可扩展性和性能: Mapbox 构建在高度可扩展的基础设施之上， 可以处理大量地图请求和用户流量。

3.OpenLayers

前端 Web GIS 开发的第三个工具是OpenLayers，OpenLayers 是一个开源 JavaScript 库，用于构建基于 Web 的地图和地理空间应用程序。它提供了一组强大的工具和功能，用于显示、交互和操作地图和地理数据。它广泛应用于各种应用和行业，包括环境监测、城市规划、资产跟踪和基于位置的服务。其开源特性、丰富的功能和灵活性使其成为需要对基于 Web 的地图应用程序进行细粒度控制的开发人员的流行选择。OpenLayers 是完全开源的，可以显示任何来源的地图图块、矢量地图和标记。

OpenLayers 的主要特性和方面

• 地图展示与交互: OpenLayers 允许显示具有各种基础图层的地图， 包括平铺图层、矢量图层和图像图层。 它支持流行的地图图块源， 例如 OpenStreetMap、Bing Maps 和 MapBox， 或者也可以使用自己的自定义图块集。
• 地理空间数据可视化: OpenLayers 能够在地图上可视化地理空间数据。 它支持不同的数据格式， 例如 GeoJSON、KML、GPX和WKT， 允许显示点、线、多边形和其他几何特征。
• 地图交互性和用户体验: 使用 OpenLayers，可以向地图添加交互式元素和功能。 它提供了用于添加标记、弹出窗口、信息窗口和工具提示的工具， 可以在地图上实现点击事件、悬停效果和交互。
• 与地图服务器和 API 集成: OpenLayers 可以连接到各种地图服务器和数据源， 包括 Web 地图服务 (WMS)、Web 要素服务 (WFS) 和切片服务器。 它还支持与外部 API 集成，例如地理编码服务。
• 地理空间分析和操作: OpenLayers 提供直接在浏览器中执行地理空间分析和操作的功能。 它支持缓冲、相交、变换坐标以及测量距离和面积等操作。
• 定制和可扩展性: OpenLayers 提供了灵活且可扩展的架构， 允许自定义和扩展其功能， 可以创建自定义地图控件、添加自定义交互以及定义您自己的地图样式和主题。

• 跨浏览器兼容性: OpenLayers 旨在跨不同的 Web 浏览器无缝工作， 包括 Chrome、Firefox、Safari 和 Internet Explorer。 它确保跨不同平台和设备的一致的地图渲染和性能。

• 社区和文档: OpenLayers 拥有一个活跃且支持的开发人员社区， 他们为其开发做出贡献并为用户提供帮助。

4.GeoExt

接下来，GeoExt 是另一个用于开发前端 Web GIS 应用程序的库。GeoExt 是一个开源 JavaScript 框架，适合通过 Web 构建桌面 GIS 应用程序。

GeoExt 是 Sencha 的 ExtJS 库提供的用户界面和 OpenLayers 提供的 GIS 功能的组合。

5.Turf.Js

最后，另一个用于 Web GIS 应用程序前端开发的库是 Turf.Js。它是一个开源 JavaScript 库，允许操作地理信息。

Turf.Js 很简单，因为它使用易于理解和使用 GEOJSON 的 JavaScript 函数。其次，Turf.Js 是模块化的，即它有一组小模块，因此人们可以选择他们想要使用的模块。它的速度也很快，利用了最新的算法，并且无需将数据发送到服务器。

对于 Web GIS 的前端开发来说，没有最好的库。每个库和框架都是独一无二的，这完全取决于您的项目的要求以及您最终想要实现的目标。

最流行的后端 WebGIS 开发框架

WebGIS 应用程序的后端会发生很多事情。大多数数据操作和查询都在后端进行。因此，明智地选择后端至关重要, Python 编程语言主要用于 Web GIS 应用程序的后端。

主要原因是 Python 在地理空间社区中最受欢迎，因此许多强大的地理空间库（例如 GeoPandas、Shapely、PyProj，还有 GDAL）都可以在 Python 中使用。因此，构建 webGIS 应用程序的后端将使人们能够将这些库用于其后端。接下来将概述用于后端的不同框架。

1.Django

它支持不同的地理空间数据库，例如 PostGIS 和 GeoServer，存储地理空间数据类型，执行地理空间查询，创建地理空间查找，序列化 GeoJSON 对象，创建地理空间表单并具有支持地理空间的管理面板。GeoDjango 还集成了 GEOS 和 GDAL API。GeoDjango 还附带一个名为 Django REST Framework 的附加组件。该框架允许创建API，以GeoJSON 格式发送数据，该格式被广泛使用，并且可以输入到所有地图库中。

2.Geoserver

这是一个用于共享地理信息和地理数据的开源服务器。由于其使用开放标准的互操作性，可以从任何主要空间数据源发布地理数据。Geoserver 运行在 Apache TomCat 上并用 Java 构建。

人们能够以 Web 服务（例如 WMS）的形式发布地理数据，而无需编写代码（通过其用户界面实现）。它很方便，因为它可以支持矢量和栅格数据。

3.Node.js

Node.js 在 JavaScript 上运行，是一个开源框架，旨在在客户端构建强大的应用程序编程接口。它采用事件驱动模型，这意味着当节点服务器启动时，会监听事件，并在检测到事件时触发回调函数。

Node.js 系统易于使用，并且具有不太复杂的功能。它旨在构建强大且高度可扩展的应用程序，能够处理大量请求。它的库广泛可用，并拥有广泛而活跃的社区。

4.GeoNode

后端 webGIS 开发的另一个流行框架是 GeoNode。它是一个开源框架，旨在构建空间数据基础设施节点和地理空间内容管理系统。

GeoNode 有很多优点，其中之一是它具有强大的授权/认证机制。其次，它与开放地理空间联盟标准的使用具有广泛的互操作性，最后，它提供了广泛的用户友好功能。

5.Flask

Flask 是一个用 Python 编写的微框架，用于系统后端的开发。它被认为是一个微框架，因为它不需要外部工具或库。

使用 Flask 的优点包括：

• 构建简单应用程序时具有高度可扩展性
• 与最新技术高度兼容
• 构建易于开发和维护的应用程序
• 代码库大小相对较小，因此更容易学习

我们都知道地理空间数据需要存储在地理空间数据库中，例如 PostGIS、MongoDB、MySQL Spatial 或Oracle Spatial。而 PostGIS 是最受欢迎的，它是 PostgreSQL 的扩展。与竞争对手相比，它支持更多的地理空间操作和功能。