利用GeoWebCache实现WebGIS地形图展示的缓存优化

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1.前言

在WebGIS中,影像金字塔是一个很重要的概念。在WebGIS的原理讲解系列中,我讨论过切图的原理,寻址的算法,前端显示的算法等,有兴趣的朋友可以看一下:http://www.cnblogs.com/naaoveGIS/category/600559.html

我将前端瓦片的来源分为了两种,一种是在线瓦片,一种是离线瓦片。但是如果我们深究瓦片的真正来源,无法是来至三个切图工具:ArcGIS的切图工具,城管局的切图工具以及公司的切图工具。当然,有时候我们也能看到来至于天地图的切图工具或者其他第三方切图工具。这里,我跟大家介绍另外一种切图工具——GeoWebCache。

在geoserver1.7版本之后,geoserver本身集成了GeoWebCache这个模块。本文介绍的是geoserver2.2版本,其本身自带有GeoWebCache。不过如果你的geoserver版本比较老,或者想使用最新的GeoWebCache,可以自行在网上下载此工具,然后根据说明按照和配置,这里不做描述。

2.GeoWebCache简介

2.1 总体描述

GeoWebCache(GWC)是一个采用Java实现用于缓存WMS(Web Map Service)Tile的开源项目。当地图客户端请求一张新地图和Tile时,GeoWebCache将拦截这些调用然后返回缓存过的Tiles。如果找不到缓存再调用服务器上的Tiles,从而提高地图展示的速度。实现更好的用户体验。

2.2特点描述

a.GWC支持多种来源的瓦片,比如ArcGIS的瓦片。

b.GWC支持多种请求,比如WMS、WMS-C、WMTS、TMS、Googl Maps KML和Virtual Earth。

c.GWC支持在第一次请求地图某范围时,将此范围内的地图按照配置的信息进行切图缓存。第二次同样请求此范围的地图时,直接读取缓存瓦片进行加速显示。此功能类似于AGS的动态出图。

d.GWC同时也支持预先将瓦片按照配置信息切完,地图加载时直接读取瓦片。此功能类似于AGS的瓦片缓存出图。

3.具体配置

由于我所用的Geoserver本身自带有此功能,所以配置相对容易。

3.1配置瓦片存放地址

在GeoServer的web.xml文件中加上如下配置,便可以控制瓦片存放的目录:

3.2瓦片详细信息配置

当我们配置好3.1中的地址项后,重启tomcat,可以发现在指定的瓦片存放文件夹下产生了这样三个文件:

其中的GeoWebCache.xml便是瓦片的详细配置文档。此配置项在支持使用其他来源的瓦片进行显示上非常重要。不过,目前Geoserver中的集成版本不支持此功能,GeoWebCache的独立版本可以支持,在以后的章节里跟我跟大家一起探讨此功能。

4.切图操作

4.1.进入gwc页面

启动tomcat后,在浏览器中直接输入http://localhost:8680/geoserver/gwc/,可进入如下页面:

4.2选择需要切图的服务

点击list选项,可以看到能够进行切图的服务:

4.3进行预切图(非必须)

如果想实现类似于AGS中预先将所有瓦片全部进行切图的效果,可以点击要进行切图的图层下的Seed this layer:

点击Submit后,开始进行预切图,在页面中可以看到切图进程:

在瓦片缓存目录下可以看到切图结果:

 

注意:在切图页面上,也可以停止切图进程:

5.使用切图服务探究

5.1如果我们的WMS请求为一般性url,是否可以自动开启瓦片缓存服务?——不能

点击Geoserver中的layer preview,查看某一图层,某一URL为:http://localhost:8680/geoserver/wms?LAYERS=tilelayer&STYLES=&FORMAT=image%2Fpng&SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1&REQUEST=GetMap&SRS=EPSG%3A4326&BBOX=104.07920033743,30.648478876565,104.08458074933,30.652787409535&WIDTH=512&HEIGHT=410

效果如下:

 查看我们的瓦片缓存文件,并没有任何跟改图层服务相关的瓦片缓存生成:

5.2使用特殊的WMS的url,是否可以自动开启瓦片缓存服务?——可以

点击此项中的png,在弹出的页面中放大缩小,某一URL为:http://localhost:8680/geoserver/gwc/service/wms?LAYERS=urbanlayer%3Atilelayer&FORMAT=image%2Fpng&SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1&REQUEST=GetMap&STYLES=&SRS=EPSG%3A4326&BBOX=104.1943359375,30.5419921875,104.23828125,30.5859375&WIDTH=256&HEIGHT=256

效果如下:

此时,在瓦片缓存文件夹中我们可以明显的看到生成的对应缓存:

5.3由以上例子总结

对比以上两个服务的url:

http://localhost:8680/geoserver/wms
http://localhost:8680/geoserver/gwc/service/wms

 

可以看见两者的区别仅仅在于,当请求的URL中加上gwc/service后,便可以开启瓦片缓存服务了。

6.可能存在的问题

6.1效率问题

如果使用动态切图,即非预切图。当需要切图的数据(图层或图层组)很大时,会不会地图第一次显示比较慢?

6.2切图效果失真问题

网上有人提出这样一个问题:问题是GeoWebCache切片后的图片质量降低,缩放的时候图片像素都拥挤在一起,没有像windows图片查看器或者ps那样缩小的图片还那样保持清晰。

原图:

GWC瓦片:

注意:针对此问题,有网友给出了解决方案:尝试使用maptiler切片工具,不过 maptiler工具有局限,无法整合多张图后一起切图。