OGC 表示开放地理空间信息联盟 (Open Geospatial Consortium-OGC) ,致力于提供地理信息行业软件和数据及服务的标准化工作。
OGC在1994年到2004年期间机构名为Open GIS Consortium, 后因业务需要更名。
OGC是一个非盈利的志愿的国际标准化组织,引领着空间地理信息标准及定位基本服务的发展。在空间数据互操作领域,基于公共接口访问模式的互操作方法是一种基本的操作方法。通过国际标准化组织(ISO/TC211)或技术联盟(如OGC)制定空间数据互操作的接口规范,GIS软件商开发遵循这一接口规范的空间数据的读写函数,可以实现异构空间数据库的互操作。
OGC制定与推进的标准包括 WMS、WMTS、WFS、WCS、CSW、WPS等Web服务规范,及相关的GML、KML和GeoRSS规范。
OGC(开放地理空间信息联盟):
是一个专门从事地理空间信息技术标准化际标准的国际组织。它成立于1994年,目前有400多个成员,包括来自不同国家和地区的公司、科研院所、髙校和政府机构等。OGC的重要工作之一就是 OWS(OGC网络服务)研究计划,其目的是建立一个标准的框架,让地理信息能够无缝地应用在各种Web、无线、基于位置的服务和主流的信息技术应用之中。
ISO/TC 211(国际标准化组织地理信息技术委员会211):
ISO/TC 211是国际化组织于1994年设立的一个专门制定地理空间信息标准的技术委员会。TC 211制定的标准编号从19101开始。一般来说,ISO的标准更抽象,而OGC 的标准相对更具体。近年来,ISO/TC 211与 OGC 紧密合作。例如,OGC 的WMS标准同时也是ISO标准。
W3C(万维网联盟):
W3C是一个从事万维网信息技术标准化的组织。它于1994年在麻省理工学院计算机科学实验室成立,创建者是万维网之父TimBemers-Lee。万维网联盟制定了一系列规范,其中发布的 HTML、CSS、XML Schema、RDF 和 SVG 等影响广泛。W3C 制定的 Basic GeoRSS规范尽管略显过时,但仍在被使用。
这里要介绍的是两类开放规范。
(1)开放数据格式。
如果某数据格式有完备的描述文档,对于各种GIS软件都能读写,并且格式的发明者没有宣称任何版税的权利,那么该数据格式就是开放的。
文本格式的开放数据格式包括KML(Keyhole Markup Language, Keyhole标记语言)、GeoJSON与TopoJSON等,JPEG与PNG是栅格中开放的数据格式。
ESRI Shapefile 简称为Shapefile,是美国环境系统研究所公司(ESRI)开发的一种空间数据开放格式。目前,该文件格式已经成为了地理信息软件界的一个开放标准,这表明ESRI公司在全球的地理信息系统市场的重要性。Shapefile 也是一种重要的交换格式,它能够在 ESRI 与其他公司的产品之间进行数据互操作。
与此相反的是ESRI的文件地理数据库(File Geodatabase),该格式是封闭的,除了ESRI的工具之外,其他软件不能打开与创建。
(2)开放规范。
GIS界最主要的开放规范就是OGC制定的一系列规范。国际标准化组织(ISO)技术委员会211(TC211)也是最主要的空间信息标准组织之一。目前ISO/TC 211己经完成或正在制定的地理信息国际标准约有40余项,包括《地理信息参考模型》《地理信息概念模式语言》与《地理信息术语》等。
此外,ESRI与多个其他组织合作进行开发,正在推动开放式GeoServices REST规范的使用。此规范为Web客户端利用REST技术与GIS服务器进行通信提供了标准方法。通过ArcGIS for Server发布的Web服务遵守此规范。这意味着非ESRI的开发者可以自由地创建应用来发布与访问符合该标准的Web服务。虽然GeoServices REST并没有得到OGC的采纳,但这是一个商业软件自愿公开规范的典型例子。
OGC1999年开始 WMT1(Web Map Tested)和 WMT2 互操作项目。其中著名的GML来自WMT1的成果。在WMT2中OGC定义了三种地理参考信息模型:Web Map Server(WMS) , Web Feature Server(WFS) ,Web Coverage Server(WCS) .
网络空间数据服务是数据层对外提供的最主要的功能服务。为了实现空间数据共享与互操作,数据层将提供符合OGC规范的国际标准访问接口,采用OWS服务模型实现W*S服务。各服务类型将符合目前最新的协议和规范,实现地图数据的可视化访问。
OGC 地图服务协议,包括 WMS、WFS、WCS、WMTS、WPS 。其中比较重要的现在用得比较多的标准是GML、WMS和WFS。
Web 地图服务(WMS)能够根据用户的请求返回相应的地图(包括PNG,GIF,JPEG等栅格形式或者是SVG和WEB CGM等矢量形式)。
WMS支持网络协议HTTP,所支持的操作是由URL定义的。
有三个重要操作 GetCapabilities
, GetMap
, GetFeatureinfo
。
GetCapabilities
返回服务级元数据。GetMap
返回一个地图影像。GetFeatureinfo
返回显示在地图上的某些特殊要素的信息。
还有一些其它操作如 DescribeLayer
, GetLegendGraphic
,GetStyles
, SetSytles
。
事实上用传统的观点来解释,GetMap
获得的就是在桌面程序中画在控件上的里的结果,是数据的表现。GetFeatureInfo
更容易理解,它和几乎所有的桌面程序上都用的 Info
按钮功能相同,都是用来获得屏幕坐标某处的信息,GetFeatureInfo
中的参数是屏幕坐标、当前视图范围等,在一定程度上也方便了客户端的编写。
GetFeatureInfo
可以同时返回多个图层中的要素信息,这一点和GIS桌面应用中的操作也都是相同的。WMS还包括一些 GetLegend
之类的返回图例信息的请求,也是完全按照桌面既有的标准定义的。
WMS全称是“Web Map Service”(网络地图服务)。此标准主要定义了用于创建和显示地图图像的三大操作: GetCapabilities
(获取服务能力),
GetMap
(获取地图)和 GetFeatureInfo
(获取对象信息)。其中 GetMap
为常用操作,此操作得到一幅地图图像。
WFS是一个基于Web服务技术的地理要素在线服务标准,它有两方面的作用。
一是实现地理数据的Web服务。数据服务部门建立了地理空间数据库的系统,对外提供在线服务,用户可以通过该标准得到自己所需要的地理空间数据。
二是用于异构系统互操作规范。两个不同的地理信息系统可以实现异构数据互操作,包括数据查询、浏览、提取、修改、更新等操作。它基于Web技术可以实现远程互操作。
网络地图服务(WMS)利用具有地理空间位置信息的数据制作地图。其中将地图定义为地理数据可视的表现。能够根据用户的请求返回相应的地图(包括PNG,GIF,JPEG等栅格形式或者是SVG和WEB CGM等矢量形式)。WMS支持网络协议HTTP,所支持的操作是由URL定义的。
WMS提供如下操作:
Web Map Server(WMS)能够根据用户的请求返回相应的地图(包括PNG,GIF,JPEG等栅格形式或者是SVG和WEB CGM等矢量形式)。WMS支持网络协议HTTP,所支持的操作是由URL定义的。有三个重要操作 GetCapabilities
, GetMap
, GetFeatureinfo
。
还有一些其它操作如 DescribeLayer
, GetLegendGraphic
, GetStyles
, SetSytles
。
事实上用传统的观点来解释,GetMap获得的就是在桌面程序中画在控件上的里的结果,是数据的表现。GetFeatureInfo更容易理解,它和几乎所有的桌面程序上都用的Info按钮功能相同,都是用来获得屏幕坐标某处的信息,
GetFeatureInfo
中的参数是屏幕坐标、当前视图范围等,在一定程度上也方便了客户端的编写。GetFeatureInfo
可以同时返回多个图层中的要素信息,这一点和ArcGISDesktop等也都是相同的。WMS还包括一些GetLegend之类的返回图例信息的请求,也是完全按照桌面既有的标准定义的。
Web地图服务(WMS)
利用具有地理空间位置信息的数据制作地图。其中将地图定义为地理数据可视的表现。这个规范定义了三个操作:
Web 要素服务(WFS)支持对地理要素的插入,更新,删除,检索和发现服务。该服务根据HTTP客户请求返回GML数据。
其基础接口是:GetCapabilities,DescribeFeatureType,GetFeature GetCapabilities同上。 DescribeFeatureType返回要素结构,以便客户端进行查询和其他操作。 GetFeature可根据查询要求返回一个符合GML规范的数据文档。GetFeature是最重要的接口。 其它接口如Transaction 它不仅能提供要素读取,同时支持要素在线编辑和事务处理。
WFS对应于常见桌面程序中的条件查询功能,WFS通过OGC Filter构造查询条件,支持基于空间几何关系的查询,基于属性域的查询,当然还包括基于空间关系和属性域的共同查询。
在Web上,WFS的请求不是以SQL实现的,而是通过Filter XML来实现,可扩展性更强。WFS所返回的是查询的结果集,从某种程度上说,区别于WMS的“数据的表现”,
WFS的结果集是由完整的Schema定义和约束的结果集,以GML为载体。这个结果集,类似于桌面程序查询结果的数据表。
WFS的功能包括5个操作:
GetCapabilities
(获取服务能力)DescribeFeatureType
(要素类型特征描述)GetFeature
(获取对象)Transaction
(事务处理包括增、删、修改要素)LockFeature
(锁要素)其中前三个操作为必须实现的操作,它可以获取地理要素;后两个为可选操作,它主要用于增、删、修改地理要素。
网络要素服务(WFS)支持用户在分布式的环境下通过HTTP对地理要素进行插入,更新,删除,检索和发现服务。该服务根据HTTP客户请求返回要素级的GML(Geography Markup Language、地理标识语言)数据,并提供对要素的增加、修改、删除等事务操作,是对Web地图服务的进一步深入。WFS通过OGC Filter构造查询条件,支持基于空间几何关系的查询,基于属性域的查询,当然还包括基于空间关系和属性域的共同查询。WFS提供如下操作:
Web 要素服务(WFS)支持对地理要素的插入,更新,删除,检索和发现服务。该服务根据HTTP客户请求返回GML数据。其基础接口是: GetCapabilities
, DescribeFeatureType
, GetFeature
。
GetCapabilities
同上。DescribeFeatureType
返回要素结构,以便客户端进行查询和其他操作。GetFeature
可根据查询要求返回一个符合GML规范的数据文档。GetFeature是最重要的接口。其它接口如Transaction 它不仅能提供要素读取,同时支持要素在线编辑和事务处理。WFS对应于常见桌面程序中的条件查询功能,WFS通过OGC Filter构造查询条件,支持基于空间几何关系的查询,基于属性域的查询,当然还包括基于空间关系和属性域的共同查询。
在Web上,WFS的请求不是以SQL实现的,而是通过Filter XML来实现,可扩展性更强。
.. ToDo: 有点问题。 不仅仅是查询。 还有处理。此处仅从操作上说明,不全面。
WFS所返回的是查询的结果集,从某种程度上说,区别于WMS的“数据的表现”,WFS的结果集是由完整的Schema定义和约束的结果集,以GML为载体。这个结果集,类似于桌面程序查询结果的数据表。
Web要素服务(WFS)
Web地图服务返回的是图层级的地图影像,Web要素服务(WFS)返回的是要素级的GML编码,并提供对要素的增加、修改、删除等事务操作,是对Web地图服务的进一步深入。OGC Web要素服务允许客户端从多个Web要素服务中取得使用地理标记语言(GML)编码的地理空间数据,这个远东定义了五个操作:
Web地理覆盖服务(WCS):提供的是包含了地理位置信息或属性的空间栅格图层,而不是静态地图的访问。
根据HTTP客户端要求发送相应数据,包括影像,多光谱影像和其它科学数据. 有二个重要操作GetCapabilities,GetCoverage GetCapabilities返回一个描述服务和XML文档,从中可获取覆盖的数据集合。
GetCoverage是在GetCapabilities确定查询方案和需要获取的数据之后执行,返回覆盖数据。
还有可选操作DescribeCoverageType。
WCS对应基于栅格数据的功能,与WMS基于矢量数据的特点相对应。
网络覆盖服务是面向空间影像数据,它将包含地理位置的地理空间数据作为“覆盖(COverage)”在网上相互交换,如卫星影像、数字高程数据等栅格数据。WCS提供如下操作:
Web地理覆盖服务(WCS):提供的是包含了地理位置信息或属性的空间栅格图层,而不是静态地图的访问。根据HTTP客户端要求发送相应数据,包括影像,多光谱影像和其它科学数据.
有二个重要操作 GetCapabilities
, GetCoverage
。
GetCapabilities
返回一个描述服务和XML文档,从中可获取覆盖的数据集合。GetCoverage
是在GetCapabilities确定查询方案和需要获取的数据之后执行,返回覆盖数据。还有可选操作 DescribeCoverageType
。WCS对应基于栅格数据的功能,与WMS基于矢量数据的特点相对应。
Web覆盖服务(WCS)面向空间影像数据,它将包含地理位置值的地理空间数据作为“覆盖(COverage)”在网上相互交换。网络覆盖服务由三种操作组成:GetCapabilities,GetCoverage和DescribeCoverageType。GetCapabilities操作返回描述服务和数据集的XML文档。网络覆盖服务中的GetCoverage操作是在GetCapabilities确定什么样的查询可以执行、什么样的数据能够获取之后执行的,它使用通用的覆盖格式返回地理位置的值或属性。DescribeCoverageType操作允许客户端请求由具体的WCS服务器提供的任一覆盖层的完全描述。
以上三个规范既可以做为Web服务的空间数据服务规范,又可以做为空间数据的互操作实现远东。只要某一个GIS软件支持这个接口,部署在本地服务器上,其他GIS软件就可以通过这个接口得到所需要的数据。从技术实现的角度,可以将Web服务理解为一个应用程序,它向外界暴露出一个能通过Web进行调用的接口,允许被任何平台、任何系统,用任何语言编写的程序调用。这个应用程序可以用现有的各种编程语言实现。Web服务最大的特点是可以实现跨平台、跨语言、跨硬件的互操作,正是Web服务中的SOAP、WSDL和UDDI保证了Web服务的跨平台互操作的特性,所以,如何使用SOAP、WSDL和UDDI来部署、描述、传输和注册一个Web服务是实现Web服务的关键。由于SOAP、WSDL和UDDI是一套标准,不同的厂商可以有实现这些标准的不同产品,例如SUN、APACHE、IBM、Borland等公司推出的基于JAVA平台的Web服务工具包,以及微软提出的.NET平台等,这些工具为实现Web服务的开发、部署、描述提供了方便的工具,极大的降低了开发Web服务的复杂度。
切片地图服务(TMS)定义了一些操作,这些操作允许用户访问切片地图。WMTS可能是OGC首个支持RESTful访问的服务标准。
这些规范基本在各大主流GIS平台和开源GIS软件中得到支持。
Intergraph早就推出了WFS服务器和互操作开发包。
ESRI在ArcIms 中开发了支持WMS,WFS等规范的相关部件。
另:Web Processing Server(WPS)是新近推出的标准,它的功能其实我们已经耳熟能详了。Processing即ArcView中的GeoProcessing,诸如 Union,Intersect等方法。WPS要做的就是暴露基于URL接口来实现客户端通过WebService对此类方法的调用、并返回数据。这些规范基本在各大主流GIS平台和开源GIS软件中得到支持。
MapInfo8.5也已经增加了能访问WMS和WFS服务,也有读取GML数据的借口功能。
GeoServer,MapServer地图服务器扮演向网络中的客户端提供地图服务的角色。这类地图服务器可以接收统一规范的WMS和WFS请求(request),返回多种格式的数据。这个过程有WMS/WFS规范的严格规定, 所以,对客户端来说其地图服务器的实现究竟是什么并不会造成太大影响。这样的规范,为公共的、联合的地图服务创造了可能。
OpenLayers/MapBuilder,uDig,QGIS这些客户端软件分为浏览器和桌面客户端程序两种。以OpenLayers为代表的 B/S 系统客户端现在已经非常强大,它可以封装WMS请求,在浏览器上实现地图的切片载入功能。另外拖动、缩放都功能也非常完善,可以实现跨浏览器操作。最近的OpenLayers版本还支持了矢量编辑功能,可以通过WFS-t提交。而传统的桌面客户端程序功能则更加强大,支持多种包括WMS和WFS在内的 数据源,另外编辑功能、操作性也要比浏览器中的强大。