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  • [正版新书]WebGIS 开发从入门到实践 吕利利 牛健平编 清华大学出版社 地图开发
  • 新商品上架
    • 作者: 吕利利、牛健平著
    • 出版社: 清华大学出版社
    • 出版时间:2024-10
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    • 作者: 吕利利、牛健平著
    • 出版社:清华大学出版社
    • 出版时间:2024-10
    • 开本:16开
    • ISBN:9787544222654
    • 版权提供:清华大学出版社

     书名:  WebGIS 开发从入门到实践
     出版社:  清华大学出版社
     出版日期  2024-10
     ISBN号:  9787302673569
    本书基于开源的 WebGIS 开发技术,内容涵盖 WebGIS 开发的基础知识和技术要点,并通过实际应 用和案例分析,帮助读者更好地掌握相关知识,理解 WebGIS 的应用场景和开发需求。
    本书共 12 章,系统论述 WebGIS 开发的技术要点和项目实践。其中:第 1 ~ 3 章为基础篇,第 1 章主要讲解 WebGIS 开发中的 Web 基础,第 2 章为 GIS 基础介绍,第 3 章介绍开源的 WebGIS 开发框架。 第 4 ~ 10 章为高级篇,是基础篇的提升,内容涵盖 WebGIS 开发中的大部分技能和知识点。第 4 章为 GIS 应用服务介绍,第 5 章介绍使用较多的开源 GIS 服务器 GeoServer,第 6 章为空间数据管理的相关 知识,第 7 章和第 8 章主要讲解 WebGIS 开发中的矢量数据和栅格数据渲染,第 9 章为地图控件的使用, 第 10 章讲解常用的地图交互。三维篇是第 11 章,主要介绍 Cesium 框架的使用。实践篇是第 12 章,通 过一个完整的案例,介绍 WebGIS 系统开发的全流程,对 WebGIS 开发的常用知识和技术点进行全面的 贯穿和实践。
    本书适用于 WebGIS 开发人员、GIS 系统管理员、相关 GIS 研究和开发人员、地理信息科学专业学 生等人群,也适用于地理信息技术爱好者和其他相关领域的人员。
    版权所有,侵权必究。举报:010-62782989 ,beiqinquan@tup.tsinghua.edu.cn。
    图书在版编目(CIP)数据
    WebGIS 开发从入门到实践 / 吕利利 , 牛健平编著 . 北京 : 清华大学出版社 , 2024. 10. -- ISBN 978-7-302-
    67356-9
    Ⅰ. P208
    中国国家版本馆 CIP 数据核字第 2024TY8590 号
    责任编辑

     


     

    涵盖WebGIS的基本原理、开发流程、技术选型、开发框架和案例分析,附赠全书案例源码

     

    目录
    CONTENTS
    基 础 篇
    第 1章 Web基础 2
    1.1 开发语言 2
    1.1.1 HTML 2
    1.1.2 CSS 5
    1.1.3 JavaScript 10
    1.2 开发框架 13
    1.2.1 Vue 14
    1.2.2 React 16
    1.2.3 Angular 17
    1.3 网络基础 18
    1.4 浏览器 20
    1.4.1 浏览器的工作基础 20
    1.4.2 浏览器调试 22
    1.5 服务端基础 24
    1.6 数据库基础 25
    1.7 小结 26
    第 2章 GIS基础 27
    2.1 GIS数据 27
    2.1.1 矢量数据 27
    2.1.2 栅格数据 29
    2.2 投影与坐标转换 30
    2.2.1 地理坐标 30
    2.2.2 投影坐标 31
    2.2.3 Web墨卡托投影 32
    2.2.4 坐标转换与EPSG 32
    2.3 地理编码 33
    2.4 小结 35
    第 3章 WebGIS开发框架 36
    3.1 OpenLayers 37
    3.1.1 简介 37
    3.1.2 引用 38
    3.1.3 核心类说明 39
    3.2 Leaflet 61
    3.2.1 简介 61
    3.2.2 引用 62
    3.2.3 核心类说明 62
    3.3 MapboxGL 82
    3.3.1 简介 82
    3.3.2 引用 83
    3.3.3 核心类说明 83
    3.4 小结 98
    高 级 篇
    第 4章 GIS应用服务 100
    4.1 OGC标准 101
    4.1.1 WMS 101
    4.1.2 WFS 102
    4.1.3 WMTS 104
    4.1.4 WCS 105
    4.2 地图切片 106
    4.2.1 切片原理 106
    4.2.2 切片类型 108
    4.2.3 切片服务 109
    4.2.4 切片工具 109
    4.3 GIS服务器 113
    4.3.1 ArcGIS Server 114
    4.3.2 SuperMap Server 114
    4.3.3 MapServer 115
    4.3.4 GeoServer 116
    4.4 小结 117
    第 5章 GeoServer 118
    5.1 GeoServer简介 118
    5.2 GeoServer安装 121
    5.3 数据与服务管理 122
    5.3.1 工作区 122
    5.3.2 数据存储 123
    5.3.3 图层 128
    5.3.4 图层组 131
    5.3.5 样式 133
    5.3.6 CQL/ECQL过滤器语言 134
    5.4 切片缓存 138
    5.4.1 切片图层 138
    5.4.2 缓存默认设置 140
    5.4.3 网格集GridSet 140
    5.4.4 BlobStore 142
    5.4.5 磁盘定额 142
    5.5 GeoServer插件 143
    5.5.1 插件的下载与安装 143
    5.5.2 MongoDB插件 145
    5.5.3 MySQL插件 149
    5.5.4 矢量切片插件 149
    5.5.5 Excel插件 151
    5.6 GeoServer安全 152
    5.6.1 安全管理 152
    5.6.2 权限认证 155
    5.6.3 数据权限 158
    5.6.4 服务管理 160
    5.7 其他配置 160
    5.7.1 服务配置 160
    5.7.2 全局设置 161
    5.7.3 图像处理 164
    5.8 服务能力获取 168
    5.9 小结 169
    第 6章 空间数据管理 170
    6.1 地理空间数据 171
    6.2 数据库介绍 172
    6.2.1 PostgreSQL 173
    6.2.2 MySQL 178
    6.2.3 MongoDB 183
    6.3 服务发布 184
    6.3.1 底图服务 185
    6.3.2 动态底图服务 185
    6.4 数据安全 185
    6.4.1 数据加密 186
    6.4.2 坐标加密 187
    6.4.3 地方坐标系 187
    6.5 数据使用 188
    6.6 小结 188
    第 7章 矢量数据渲染 189
    7.1 数据格式 189
    7.1.1 WKT 189
    7.1.2 GeoJSON 189
    7.1.3 KML 191
    7.1.4 GPX 193
    7.1.5 数据接口 195
    7.2 渲染类型 196
    7.3 数据加载 198
    7.4 渲染实现 203
    7.4.1 OpenLayers渲染 203
    7.4.2 Leaflet渲染 204
    7.4.3 MapboxGL渲染 205
    7.5 渲染原理 206
    7.5.1 Canvas绘图 206
    7.5.2 WebGIS中的渲染实现 210
    7.6 小结 212
    第 8章 栅格数据渲染 213
    8.1 栅格数据加载 215
    8.2 栅格瓦片 216
    8.2.1 栅格瓦片存储 216
    8.2.2 栅格瓦片服务发布 218
    8.2.3 栅格瓦片加载 220
    8.2.4 栅格瓦片渲染实现 221
    8.3 WMS服务 223
    8.3.1 WMS服务地址 223
    8.3.2 OpenLayers中加载WMS 223
    8.3.3 Leaflet中加载WMS 224
    8.3.4 MapboxGL中加载WMS 224
    8.3.5 WMS图层渲染原理 225
    8.4 WMTS渲染 226
    8.4.1 WMTS服务地址 226
    8.4.2 OpenLayers加载WMTS 227
    8.4.3 Leaflet加载WMTS 227
    8.4.4 MapboxGL加载WMTS 228
    8.5 TMS渲染 228
    8.5.1 TMS服务地址 228
    8.5.2 OpenLayers加载TMS 228
    8.5.3 Leaflet加载TMS 229
    8.5.4 MapboxGL加载TMS 229
    8.6 小结 229
    第 9章 地图控件 231
    9.1 缩放控件 231
    9.2 地图比例尺 232
    9.3 光标位置 233
    9.4 鹰眼图 234
    9.5 地图图例 237
    9.6 地图测量 240
    9.7 地图绘制 243
    9.8 小结 244
    第10章 地图交互 245
    10.1 基本交互 245
    10.1.1 鼠标交互 245
    10.1.2 键盘交互 246
    10.1.3 触屏交互 248
    10.2 矢量要素交互 249
    10.2.1 选择要素 249
    10.2.2 绘制要素 251
    10.2.3 编辑要素 253
    10.2.4 地图捕捉 259
    10.3 地图叠加层 263
    10.3.1 Marker 263
    10.3.2 Popup 265
    10.4 小结 268
    三 维 篇
    第11章 三维GIS 270
    11.1 概述 270
    11.1.1 产生与发展 270
    11.1.2 新兴概念 270
    11.2 WebGL 272
    11.3 Cesium三维开发 274
    11.3.1 Cesium引用 274
    11.3.2 Cesium核心类 274
    11.3.3 基础使用教程 276
    11.4 小结 292
    实 践 篇
    第12章 基于Vue的WebGIS台风预报系统 294
    12.1 功能介绍 294
    12.2 搭建一个Web工程 295
    12.2.1 配置Node环境 295
    12.2.2 初始化Web工程 296
    12.3 数据库设计 297
    12.4 服务端工程搭建 302
    12.4.1 Express简介 302
    12.4.2 后端工程搭建 302
    12.5 功能开发 306
    12.5.1 地图初始化 306
    12.5.2 台风警戒线 306
    12.5.3 台风列表 308
    12.5.4 台风预报 309
    12.5.5 台风实况 311
    12.5.6 风速气压 317
    12.5.7 城市测距 318
    12.5.8 云图、雷达图 319
    12.6 系统部署 321
    12.7 小结 323
    参考资料 324

     

    什么是 WebGIS ?
    顾名思义,WebGIS 等于 Web+GIS,它是基于 Web 环境中的 GIS 。从字面意思理解, 可以认为它是两种技术的融合。实际上,WebGIS 开发是指利用Web 技术和GIS 技术,将 地理空间数据和地图呈现在 Web 页面上,实现在线地图浏览、查询、分析等功能的开发 过程。WebGIS 具有跨平台使用、共享和协作、实时更新、响应式设计、低成本和易维护、 大数据处理等优势,为用户提供更加便捷、高效、准确和可靠的空间信息服务。
    与传统 PC 端 GIS 相比,WebGIS 应用程序可以通过 Web 浏览器直接访问,不需要 在本地计算机上安装软件,应用更加轻量,对硬件的要求也较低。在数据交互方式上, WebGIS 应用程序通常通过地图服务、Web 服务、RESTful API 等方式获取空间数据和地 图图层,与后端服务器进行交互,而 PC 端软件通常通过本地数据库或文件系统读写数 据。WebGIS 的数据交互方式更加灵活,更便于共享与协作。在用户体验上,WebGIS 应 用程序可以通过 Web 浏览器在多种设备上访问,具有良好的响应式设计和跨平台性。另 外,它还解决了以文件方式管理大量数据的不便,也有效规避了使用 PC 端软件时的一些 性能卡顿、数据管理混乱等问题。
    WebGIS 的发展共经历了四个阶段。
    (1)WebGIS 开发的起步阶段(20 世纪 90 年代—21世纪初):WebGIS 开发的早期阶 段主要是以静态地图为主,此时的 WebGIS 应用主要用于展示静态地图和一些简单的查询 功能。
    (2)动态 WebGIS 开发的发展阶段(2000—2010 年):随着 Web 技术的不断发展, WebGIS 也得到了快速发展。2005 年,Google 推出了 Google Maps,引领了 WebGIS 的新 一轮发展。此时
    基 础 篇

    基础篇是 WebGIS 开发需要的基本技能,包括 Web 基础、 GIS 基础和 WebGIS 开发框架三部分内容。 Web 基础和 GIS 基础是基石,开发框架是借助 Web 开发能力, 将一些底层的 GIS 实现封装成更简便通用的方法,使用框架可以免去基础功能的开 发,降低开发成本、提高开发质量。读者学习完本篇内容,就可以独立完成一些简 单的系统开发。



    WebGIS 开发是基于 GIS 业务中对地理数据操作的需要,以 GIS 原理与技术和 Web 技术为基础,开发一个 Web 端易操作的、可交互的应用程序。WebGIS 系统具有轻量、 可定制性强等特点,通过使用互联网技术方法来管理地理空间数据,突破了传统 GIS 中 数据管理的瓶颈,实现了地理数据在 Web 端的展示和交互。可以说,WebGIS 开发就是 Web 技术和GIS 技术结合之后的结果,是互联网时代的产物。
    WebGIS 开发实现了地理空间数据的线上化管理,使得对地理空间数据的操作能够 在网页上进行。在这个过程中,Web 技术负责搭建起一个可以在网络环境中运行的基 座,GIS 技术、原理和业务特点等为功能开发提供了实现思路,是 WebGIS 系统思想的 核心。
    在实现的分工上,一个 Web 系统的开发一般需要由前端开发和后端开发共同参与完 成。前端开发负责页面呈现与交互,后端开发负责数据、服务和业务逻辑等。WebGIS 开 发也是同样的模式,只不过,WebGIS 前端开发还需要实现地理数据展示、地理空间数 据编辑等,这是与传统 Web 开发最大的不同。其次,WebGIS 开发还需要进行 GIS 服务、 GIS 数据等的管理,这也是 WebGIS 开发的重点和难点之一。在后端开发方面,WebGIS 开发除管理地理数据的方式和数据管理模式等不同外,其他都是基于传统后端开发的技 术方法体系。
    在本书中,我们所讲的 WebGIS 开发大多时候都是指 WebGIS 前端开发。WebGIS 开 发中,Web 技术能力和GIS 技术都是必不可少的。其中,Web 基础主要包括 Web 开发语 言、开发框架、浏览器、网络问题处理,以及一些服务端和数据库知识等。
    1.1 开发语言
    Web 开发语言主要包括 HTML 、CSS 和 JavaScript,它们共同实现一个动态网页。其 中,HTML 决定网页结构,CSS 描述网页的外观,JavaScript 实现网页中的交互操作。
    1.1.1 HTML
    HTML 的全称是超文本标记语言(HyperText Markup Language),1989 年由 Tim Berners Lee 发明,较新版在 2014 年 10 月由国际万维网联盟(W3C)公布发行(HTML 5,简称 H5),是当前使用的最新版本的 HTML 标准。
    HTML 运行在浏览器中,由浏览器负责解析。它的主要功能是编写网页中的内容, 一个 HTML 文件可以称为一个文档或者一个 Web 页面。学习HTML 需要掌握的内容包 括 HTML 的文档结构、HTML 的知识结构以及 HTML 5 的相关知识等。
    第 1 章 Web 基础
    1. HTML 的文档结构
    HTML 作为一门标记语言,与编程语言的区别是,标记语言的书写是由一系列标签组 成的。HTML 的每一个标签代表网页中的一项内容,一个完整的 HTML 文档需要包含文 档声明、根元素标签、头部元素标签、内容标签,头部元素用来定义文档的基础信息,内 容标签包含页面中所有可见的内容。
    HTML 文档是一个后缀为 .html 或 .htm 的文件,代码 1-1 展示了一个完整 HTML 5 文 档的结构,其中:
    (1) 为文档类型声明,告诉浏览器这个文档是使用 HTML 5 规范 编写的。这个声明通常放在 HTML 文档的最前面,它的重要性在于可以帮助浏览器以正 确的方式渲染页面,并确保开发者在编写代码时遵循相应的规范。
    (2) 为根元素标签。表示 HTML 页面从此处开始编写,这也是浏览器解析文档 内容的开始。 表示文档截止,页面的所有内容都需要写在 标签内。
    (3) 为头部元素,是一个包含了所有头部标签的容器。 内部的元 素可以包含文档的标题( )、指向外部资源(如 CSS 文件) 的链接、脚本、样 式、 元 数据 等。 在 元 数 据 标签 中, <meta charset="utf-8" /> 定 义 网 页使 用utf-8 编 码; name="viewport" 说明该 Web 页面可以被用户缩放,并且针对移动端设备进行了优化; content="width=device-width ,initial-scale=1.0" 指令中,width=device-width 标记指示视区 宽度应为设备的屏幕宽度,initial-scale=1.0 设置了Web 页面的初始缩放比例。 <meta /> 标 签中还可以设置一些其他的指令,如使用 user-scalable 指定用户是否可以缩放视区(yes 表示允许缩放,no 表示不允许缩放), maximum-scale 和 minimum-scale 用于设置对 Web 页面缩放比例的限制,值的范围为 0.25 ~ 10.0,与 initial-scale 相同,这些指令的值均应 用于视区内容的缩放比例。另外,在 <head> 标签中还可以引入一些外部文件,如样式文 件、外部脚本等。 <title> 标签描述了文档的标题,将上述文档在浏览器中打开,显示在浏 览器窗口顶部的内容为该文档的标题,如本示例显示为“html 文档结构”。<br /> (4) <body> 标签包含可见的页面内容,所有页面的元素都在这个标签中编写。如在 本示例中,只定义了一个 id 为 app 的 </body>

    标签。



    html 结构

    html 结构示例


    将代码保存为 .html 格式的文件,然后使用浏览器打开,效果如图 1-1 所示。这是本 书的第一个 HTML 页面,可以看到,上述代码所生成的页面仅包含了一行文字:“html 文 档结构示例”。


    图 1-1 第一个 HTML 页面
    2. HTML 的知识结构
    HTML 学习的知识结构包括基础语法、常用元素和标签、表单控件、HTML 5 的新增 元素、SEO 优化和 Web 安全等。
    (1)HTML 基础语法:包括 HTML 文档的基本结构、元素和标签的基本语法、元素 和标签的嵌套及属性的使用方法等。
    (2)常用 HTML 元素和标签:HTML 有很多常用的元素和标签,如

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