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13.1. 超越地图

我们专注于书中的地图，在我们的例子中几乎总是使用WMS协议。正如你在书中学到的第一章， 地理信息系统基础，映射是数据的表示。 地图可以包含矢量或栅格数据，但它始终将它们表示为栅格输出， 即图像。虽然地图是显示数据的一种简单而有用的方式，但在其他情况下，用户不需要使用表示， 而需要使用原始数据（例如，在客户端任务上处理数据）。 在这里，另外两个OGC 协议开始使用：WFS和WCS。

13.1.1. 传送 矢量数据

如果用户需要获取您的矢量数据，例如，美国铁路， 他可以使用 Web Feature Service (WFS) 协议。 这是OGC 定义的标准协议，是指通过 HTTP 发送和接收地理空间数据。

传递数据时，最重要的定义是数据格式。 矢量数据通常以二进制格式存储（例如shapefile或 PostGIS 表），但是 出于实际目的，我们需要一种更标准的方法。 确实， WFS 基于XML以 地理标记语言（GML) 编码和传输信息。

有几个版本的WFS和GML。当前GeoServer 版本支持1.0.0、1.1.0和2.0.0 WFS版本。

您可以在OGC 存储库中找到WFS和GML的完整参考 http://www.opengeospatial.org/standards/is ；寻找：

  • OpenGIS地理标记语言（GML）编码标准

  • OpenGIS Web特性服务（WFS）实现规范

WFS 定义了一组用户可以对数据执行的操作。您在中使用了事务操作第十章，生产前保护地理服务器 ， 用于数据编辑。我们现在将集中精力检索数据。

13.1.2. 行动时间-检索 矢量数据

我们将使用WFS获得GML编码的矢量数据。万一你把它弄坏了，就像我们在

第十一章，在生产环境中调整GeoServer ，则需要在GeoServer 中启用WFS。 打开命令行控制台；我们将使用 curl 发送请求：

1.我们将使用的第一个操作是 GetCapabilities . 它描述了服务器上可用的功能类型和操作：

>>> !curl -v -u admin:geoserver -XGET "http://118.190.135.194:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=1.0.0&request=GetCapabilities" -o getCapabilities.xml

Note: Unnecessary use of -X or --request, GET is already inferred.
* Expire in 0 ms for 6 (transfer 0x55c6d5766f50)
*   Trying 118.190.135.194...
* TCP_NODELAY set
* Expire in 200 ms for 4 (transfer 0x55c6d5766f50)
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
  0     0    0     0    0     0      0      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--     0* Connected to 118.190.135.194 (118.190.135.194) port 8080 (#0)
* Server auth using Basic with user 'admin'
> GET /geoserver/wfs?service=wfs&version=1.0.0&request=GetCapabilities HTTP/1.1
> Host: 118.190.135.194:8080
> Authorization: Basic YWRtaW46Z2Vvc2VydmVy
> User-Agent: curl/7.64.0
> Accept: /
>
  0     0    0     0    0     0      0      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--     0< HTTP/1.1 200
< Set-Cookie: JSESSIONID=85628397968FFCDEFEAB12DB6596B66E; Path=/geoserver; HttpOnly
< Set-Cookie: GS_FLOW_CONTROL=GS_CFLOW_-30f1ffb6:171b0987f54:-692d
< X-Control-flow-delay-ms: 0
< Cache-Control: max-age=0, must-revalidate
< Content-Disposition: inline; filename=geoserver-GetCapabilities.application
< Content-Type: application/xml
< Transfer-Encoding: chunked
< Date: Mon, 27 Apr 2020 01:36:10 GMT
<
{ [13573 bytes data]
100 25266    0 25266    0     0   110k      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  110k
* Connection #0 to host 118.190.135.194 left intact

2.返回的XML相当大；下面几行显示了 特征类型 元素：

<FeatureType>
    <Name>NaturalEarth:10m_railroads</Name>
    <Title>10m_railroads</Title>
    <Abstract/>
    <Keywords>10m_railroads, features</Keywords>
    <SRS>EPSG:4326</SRS>
    <LatLongBoundingBox minx="-150.08159339101002" miny="8.329046942181577" maxx="-59.94810950429127" maxy="64.93097565311908"/>
</FeatureType>

3.如果你需要使用 featuretype 元素，例如railroads，您可能需要完整的描述。 你可以用 DescribeFeatureType 操作，返回包含 featuretype 您请求的元素。 注意，您可以省略 TypeName 参数；在本例中，您将获得 featuretype 元素，按工作区排序：

>>> !curl -v -u admin:geoserver -XGET "http://118.190.135.194:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=1.0.0&request=DescribeFeatureType&TypeName=Natural+Earth+Countries:ne_10m_admin_0_countries" -o railroads.xml

Note: Unnecessary use of -X or --request, GET is already inferred.
* Expire in 0 ms for 6 (transfer 0x5655558d2f50)
*   Trying 118.190.135.194...
* TCP_NODELAY set
* Expire in 200 ms for 4 (transfer 0x5655558d2f50)
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
  0     0    0     0    0     0      0      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--     0* Connected to 118.190.135.194 (118.190.135.194) port 8080 (#0)
* Server auth using Basic with user 'admin'
> GET /geoserver/wfs?service=wfs&version=1.0.0&request=DescribeFeatureType&TypeName=Natural+Earth+Countries:ne_10m_admin_0_countries HTTP/1.1
> Host: 118.190.135.194:8080
> Authorization: Basic YWRtaW46Z2Vvc2VydmVy
> User-Agent: curl/7.64.0
> Accept: /
>
< HTTP/1.1 200
< Set-Cookie: JSESSIONID=547BECCB0CFFC3090A56F94FB067A52B; Path=/geoserver; HttpOnly
< Set-Cookie: GS_FLOW_CONTROL=GS_CFLOW_-30f1ffb6:171b0987f54:-692a
< X-Control-flow-delay-ms: 0
< Content-Disposition: inline; filename=geoserver-DescribeFeatureType.text
< Content-Type: text/xml
< Transfer-Encoding: chunked
< Date: Mon, 27 Apr 2020 01:44:34 GMT
<
{ [10485 bytes data]
100 10470    0 10470    0     0   101k      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  101k
* Connection #0 to host 118.190.135.194 left intact

4.响应包含该功能类型的详细描述。你可以找到 name 和 type 每个属性：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
…
    <xsd:complexType name="ne_10m_admin_0_countries"> <xsd:complexContent>
    <xsd:extension base="gml:AbstractFeatureType"> <xsd:sequence>
    <xsd:element maxOccurs="1" minOccurs="0" name="the_geom" nillable="true" type="gml:MultiLineStringPropertyType"/>
    <xsd:element maxOccurs="1" minOccurs="0" name="ScaleRank" nillable="true" type="xsd:int"/>
    <xsd:element maxOccurs="1" minOccurs="0" name="FeatureCla" nillable="true" type="xsd:string"/>
    <xsd:element maxOccurs="1" minOccurs="0" name="SOV_A3" nillable="true" type="xsd:string"/>
    <xsd:element maxOccurs="1" minOccurs="0" name="UIDENT" nillable="true" type="xsd:int"/>
    </xsd:sequence> </xsd:extension>
    </xsd:complexContent>
</xsd:complexType> …

5.现在我们将检索这些特性。这个 GetFeature 操作从地理服务器检索它们。 为了避免获得大量特性，可以限制 最大特性 参数：

>>> !curl  -u admin:geoserver -XGET -H 'Content-Type: text/html;charset=utf-8' "http://118.190.135.194:8080/geoserver/wfs?service=wfs& version=1.1.0&request=GetFeature&TypeName=geonode:ne_10m_admin_0_countries&maxFeatures=1" -o getFeature.xml

  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  2131  100  2131    0     0  62676      0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 62676

6.返回的XML代码包含我们指定的单个功能的GML。 在这种情况下我们只有一个 lineString 元素中列出了许多顶点 gml：坐标 元素：

<gml:boundedBy>
    <gml:null>unknown</gml:null>
    </gml:boundedBy>
    <gml:featureMember>
    <NaturalEarth:10m_railroads fid="10m_railroads.1">
    <NaturalEarth:the_geom>
    <gml:MultiLineString srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
    <gml:lineStringMember>
    <gml:LineString>
    <gml:coordinates xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml" decimal="." cs="," ts=" ">-147.67979896,64.81824372 -147.69432532,64.83020661-147.70750892,64.83808015
    …
    -148.96648109,60.85010407 -148.9647721,60.83167145</ gml:coordinates>
    </gml:LineString>
    </gml:lineStringMember>
    </gml:MultiLineString>
    </NaturalEarth:the_geom>
    <NaturalEarth:ScaleRank>8</NaturalEarth:ScaleRank>
    <NaturalEarth:FeatureCla>Railroad</NaturalEarth:FeatureCla>
    <NaturalEarth:SOV_A3>USA</NaturalEarth:SOV_A3>
    <NaturalEarth:UIDENT>1506</NaturalEarth:UIDENT>
    </NaturalEarth:10m_railroads>
</gml:featureMember>

7.限制返回的元素 最大特性 对于示例请求是可以的。通常， 您希望对要提取的功能的数量和类型有更多的控制。实际上， 可以使用空间运算符或对属性使用字母数字过滤来过滤它们。 在下面的示例中，我们使用 bbox 操作员过滤与区段相交的铁路要素：

>>> !curl -u admin:geoserver -XGET "http://118.190.135.194:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=1.0.0&request=GetFeature&TypeName=geonode:citiesx0200&bbox=-116.68,36.29,-111.36,39.90" -o getBboxFeature.xml

  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  139k    0  139k    0     0   977k      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  977k

8.请求再次返回单个功能，但根元素是 FeatureCollection . 如果你试图扩展 bbox ，其中将列出更多功能：

<wfs:FeatureCollection xsi:schemaLocation="http://www.geonode.org/ http://118.190.135.194:8080/geoserver/wfs?service=WFS&version=1.0.0&request=DescribeFeatureType&typeName=geonode%3Acitiesx0200 http://www.opengis.net/wfs http://118.190.135.194:8080/geoserver/schemas/wfs/1.0.0/WFS-basic.xsd">
    <gml:boundedBy>
        <gml:null>unknown</gml:null>
    </gml:boundedBy>
    <gml:featureMember>
        <geonode:citiesx0200 fid="citiesx0200.16560">
            <geonode:the_geom>
                <gml:Point srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
                    <gml:coordinates decimal="." cs="," ts=" ">-114.35137939,39.86821365</gml:coordinates>
                </gml:Point>
            </geonode:the_geom>
            <geonode:CITIESX020>16560</geonode:CITIESX020>
            <geonode:FEATURE>Populated Place</geonode:FEATURE>
            <geonode:NAME>Tippett</geonode:NAME>
            <geonode:POP_RANGE>Undetermined</geonode:POP_RANGE>
            <geonode:POP_2000>-99999</geonode:POP_2000>
            <geonode:FIPS55>73200</geonode:FIPS55>
            <geonode:COUNTY>White Pine County</geonode:COUNTY>
            <geonode:FIPS>32033</geonode:FIPS>
            <geonode:STATE>NV</geonode:STATE>
            <geonode:STATE_FIPS>32</geonode:STATE_FIPS>
            <geonode:DISPLAY>1</geonode:DISPLAY>
        </geonode:citiesx0200>
    </gml:featureMember>
<gml:featureMember>

刚刚发生了什么？

您学习了如何使用WFS检索包含所有几何和字母数字细节的数据。 将检索与插入或更新数据（WFS-T）功能结合起来，可以构建矢量数据的在线编辑系统。

13.1.3. 传送 栅格数据

当涉及栅格数据时， Web Coverage Service（WCS) 与WFS等效，用于传递原始数据。 像矢量数据一样，栅格数据可能会以适当的方式呈现在地图上，您将通过WMS和 GetMap 请求获得结果。 WCS 旨在以原始形式获取栅格数据集或其子集，而无需任何渲染或其他处理。

使用WCS，您没有用于数据传递的标准格式；它取决于数据的原始格式。

GeoServer 的当前版本支持1.0.0和1.1.0 WCS版本。

与WFS一样，您可以在OGC 存储库中找到WCS的完整参考， http://www.opengeospatial.org/standards/is ；寻找：

OpenGIS Web Coverage Service（WCS）实现规范

13.1.4. 行动时间-检索 栅格数据

我们将使用WCS获取栅格数据，使用GeoServer 附带的示例数据。万一你把它弄坏了， 就像我们在 第十一章 ， 在生产环境中调整 GeoServer ，则需要在GeoServer 中启用WCS。 像WFS示例一样，我们将使用 cUrl 发送请求：

1.我们要做的第一个操作是 GetCapabilities . 与WFS一样， 它返回可用的列表 featuretype 和操作：

>>> !curl -u admin:geoserver -XGET "http://118.190.135.194:8080/geoserver/wcs?service=wcs&version=1.0.0&request=GetCapabilities" -o getCapabilities.xml

  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  2290    0  2290    0     0  23608      0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 23608

2.以下几行显示了从返回的列表中提取的覆盖范围的简要说明：

<wcs:WCS_Capabilities version="1.0.0" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wcs http://118.190.135.194:8080/geoserver/schemas/wcs/1.0.0/wcsCapabilities.xsd" updateSequence="147">
    <wcs:Service>
        <wcs:metadataLink about="http://geoserver.sourceforge.net/html/index.php" xlink:type="simple" metadataType="other"/>
        <wcs:description>This is a description of your Web Coverage Server.</wcs:description>
        <wcs:name>My GeoServer  WCS</wcs:name>
        <wcs:label>My GeoServer  WCS</wcs:label>
        <wcs:keywords>
            <wcs:keyword>WCS</wcs:keyword>
            <wcs:keyword>WMS</wcs:keyword>
            <wcs:keyword>GEOSERVER</wcs:keyword>
        </wcs:keywords>
        <wcs:responsibleParty>
            <wcs:individualName/>
            <wcs:contactInfo>
            <wcs:phone/>
            <wcs:address/>
            </wcs:contactInfo>
        </wcs:responsibleParty>
        <wcs:fees>NONE</wcs:fees>
        <wcs:accessConstraints>NONE</wcs:accessConstraints>
    </wcs:Service>

3.这个 DescribeCoverage 操作可让您获得对它的完整描述：

>>> !curl -v -u admin:geoserver -XGET  "http://118.190.135.194:8080/geoserver/wcs?service=wcs&version=1.0.0&request=DescribeCoverage&Coverage=geonode:hydrogp0200" -o describeCoverage.xml

Note: Unnecessary use of -X or --request, GET is already inferred.
* Expire in 0 ms for 6 (transfer 0x55ab646e4f50)
*   Trying 118.190.135.194...
* TCP_NODELAY set
* Expire in 200 ms for 4 (transfer 0x55ab646e4f50)
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
  0     0    0     0    0     0      0      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--     0* Connected to 118.190.135.194 (118.190.135.194) port 8080 (#0)
* Server auth using Basic with user 'admin'
> GET /geoserver/wcs?service=wcs&version=1.0.0&request=DescribeCoverage&Coverage=geonode:hydrogp0200 HTTP/1.1
> Host: 118.190.135.194:8080
> Authorization: Basic YWRtaW46Z2Vvc2VydmVy
> User-Agent: curl/7.64.0
> Accept: /
>
< HTTP/1.1 200
< Set-Cookie: JSESSIONID=792309E2A16043CD08D04A82D2FEA51E; Path=/geoserver; HttpOnly
< Content-Type: application/vnd.ogc.se_xml;charset=UTF-8
< Transfer-Encoding: chunked
< Date: Mon, 27 Apr 2020 02:38:37 GMT
<
{ [261 bytes data]
100   255    0   255    0     0   2833      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  2833
* Connection #0 to host 118.190.135.194 left intact

4.在说明中，返回的代码包含输出支持的数据格式列表：

<wcs:supportedFormats nativeFormat="WorldImage">
    <wcs:formats>GeoTIFF</wcs:formats>
    <wcs:formats>GIF</wcs:formats>
    <wcs:formats>PNG</wcs:formats>
    <wcs:formats>TIFF</wcs:formats>
</wcs:supportedFormats>

5.现在我们要找回 coverage . 这个 GetCoverage 操作从GeoServer 检索它。 不像 GetFeatures 在WFS中，一些参数是必需的。 必须指定边界框( bbox ） 宽度 和 高度 参数。 这个 bbox 运算符定义要提取的几何范围，而 宽度 和 高度 定义图像大小：

>>> !curl -v -u admin:geoserver -XGET "http://118.190.135.194:8080/geoserver/wcs?service=wcs&version=1.0.0&request=GetCoverage&coverage=geonode:hydrogp0200&crs=EPSG:4326&bbox=-130.85168,20.7052,-62.0054,54.1141&width=982&height=597&format=geotiff&bands=1" -o coverage.tiff

Note: Unnecessary use of -X or --request, GET is already inferred.
* Expire in 0 ms for 6 (transfer 0x55c3b9864f50)
*   Trying 118.190.135.194...
* TCP_NODELAY set
* Expire in 200 ms for 4 (transfer 0x55c3b9864f50)
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
  0     0    0     0    0     0      0      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--     0* Connected to 118.190.135.194 (118.190.135.194) port 8080 (#0)
* Server auth using Basic with user 'admin'
> GET /geoserver/wcs?service=wcs&version=1.0.0&request=GetCoverage&coverage=geonode:hydrogp0200&crs=EPSG:4326&bbox=-130.85168,20.7052,-62.0054,54.1141&width=982&height=597&format=geotiff&bands=1 HTTP/1.1
> Host: 118.190.135.194:8080
> Authorization: Basic YWRtaW46Z2Vvc2VydmVy
> User-Agent: curl/7.64.0
> Accept: /
>
< HTTP/1.1 200
< Set-Cookie: JSESSIONID=6BD58A61DB850C6DAE1EEC21D4D9EC85; Path=/geoserver; HttpOnly
< Content-Type: application/vnd.ogc.se_xml;charset=UTF-8
< Transfer-Encoding: chunked
< Date: Thu, 07 May 2020 03:25:30 GMT
<
{ [261 bytes data]
100   255    0   255    0     0   2897      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  2897
* Connection #0 to host 118.190.135.194 left intact

6.如果你打开 coverage.tiff 使用图片查看器的文件， 您将看到它包含与原始覆盖范围相同的数据：

image282

图 13.1 image282

刚刚发生了什么？

您学习了检索栅格数据的基础知识。如果您的项目需要在客户端处理栅格数据， 则非常重要的一点是，它们不能像WMS那样由地图服务器进行转换。

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13. 获取帮助和故障排除

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13.2. 得到帮助