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。