关于WebGIS的开源解决方案的探讨

浏览数：78 / 时间：2015年06月09日

1.背景

公司目前的多数项目采用的是ArcGIS产品+Oracle+WebLogic/Tomcat/APUSIC/WebShpere这样的架构。由于公司从事的是政府项目，甲方单位普遍均采购有以上产品，所以很多时候忽略购买以上产品所需要的费用。并且很多项目的推广，ARCGIS、IBM还有联通或者移动是公司的合作伙伴，涉及到商务问题，对开源的需求并不是很大。再则，政府项目一般侧重的是系统的稳定和易维护，所以他们在基础建设上投资比较大方。

不过随着政府经费的控制趋于严格，管理者水平的提高，对相关软件的购买开始谨慎起来。目前，公司越来越多的项目现场是没有ArcGIS产品的，虽然，我们已能利用GeoServer来代替ArcGIS Server使用，也推出了相应的产品，并且在很多个项目中已经运用，但是仍然是有不足的。

2.目前公司GIS开源项目的不足——没有全套的开源解决方案

A.底图的整体处理还是用ArcGIS Desktop来进行的配置，然后将配置好的底图用ArcGIS切图。

B.虽然利用本地瓦片文件作为底图，绕开了地图的在线服务，但是就切图工具来说，虽然公司有自己的切图软件，但是普遍采用的还是ArcGIS的工具切好图了再给现场实施。

C.涉及到空间数据的管理时，依然是用的ArcGIS Catalog+SDE导入到Oracle数据库中。不涉及到大量空间数据库管理时，是采用的直接通过GeoServer来修改shp数据。并没有统一管理，也不利于其他业务组获取数据。

D.目前基于GeoServer的项目，空间分析能力不强。部分功能已经探索出来，但是还没有在专门的空间分析产品上做出GeoServer版本。

3.WebGIS通用型全套开源解决方案

根据开发环境，可以将主流的WebGIS开源解决方案分成两派，一派是C/C++，一派是java。

C/C++的解决方案为：Mapserver（服务器）+QGIS（桌面软件）+Tomcat（中间件）+PostGIS|MySQL空间扩展（数据库）+Openlayers(JS)/ openscale (FLex)(浏览器客户端)

JavaEE的解决方案为：Geoserver（服务器）+uDig（桌面软件）+Tomact（中间件）+PostGIS|MySQL空间扩展（数据库）+Openlayers(JS)/ openscale (FLex)(浏览器客户端)

3.1MapServer和GeoServer的总体对比

功能上：MapServer弱于GeoServer，QGIS要强于UDIG。

效率上：Mapserver对WMS（Web Map service）的支持更为高效，而Geoserver则更擅长于结合WFS（Web Feature service）规范的属性查询。

以下是来自于http://www.cnblogs.com/mazhenyu/archive/2013/03/16/2963177.html统计的MapServer和GeoServer的使用量趋势图。

技术分享

3.1.1 MapServer的特点

提供两种工作方式，CGI方式（适用于CGI、AJAX、FLEX开发人员）和MapScript方式（适用于Php、Java、 C#、Python开发人员）。以原生CGI方式效率最高，配合TileCache，可以快速生成大范围的地图瓦片数据。比较基于.Net和J2EE的商业或开源平台，MapServer更适合高负荷的大型互联网地图应用。MapServer 是基于C写的地图服务软件，比用JAVA写的GeoServer速度要快。而且 MapServer 历史要比 GeoServer 悠久，甚至MapServer 的性能与商业的 ArcIMS 的功能可以娉美。

3.1.2 GeoServer的特点

GeoServer(http://geoserver.org/)是一个符合J2EE规范，且实现了WCS、WMS及WFS规格，支持TransactionWFS(WFS-T)，其技术核心是整合了颇负盛名的JavaGISolkit--GeoTools。对于空间信息存储，它支持ESRI Shapefile及PostGIS、Oracle、ArcSDE等空间数据库，输出的GML档案满足GML2.1的要求。由于它是纯Java的，所以更适合于复杂的环境要求，而且由于它的开源，所以开发组织可以基于GeoServer灵活实现特定的目标要求，而这些都是商业GIS组件所缺乏的。GeoServer作为一个纯粹的Java实现，被部署在应用服务器中，简单的如Tomcat等；它的WMS和WFS组件响应来自于浏览器或uDig的请求，访问配置的空间数据库，如PostGIS、OracleSpatial等，产生地图和GML文档传输至客户端。

具有以下优点： 1）用 java 语言编写、标准的 J2EE 框架、基于 ser vlet 和 STRUTS 框架、支持高效的 Spring 框架开发； 2）兼容 WMS 和 WFS 特性、支持 WFS-T 规范； 3）高效的数据库支持 PostGIS、ShapeFile、ArcSDE,Oracle、MySQL 等； 4）支持上百种投影； 5）能够将网络地图输出为 jpeg、gif、png 等格式；

3.2QGIS和uDig的比较

A.界面：QGIS优于uDig。

B.空间分析能力：QGIS优于uDig。

C.发展趋势上：uDig优于QGIS。

D.操作上：uDig优于QGIS。

E.支持的数据源上：uDig优于QGIS。

QGIS的界面：

技术分享

uDig的界面：

技术分享

3.3 PostGIS和MySQL空间扩展的对比

根据http://www.cnblogs.com/shanyou/p/3256906.html所提供的观点，下面将其截取总结。

3.3.1 PostGIS的特点

A.PostgreSQL 的稳定性极强。

B. 任何系统都有它的性能极限，在高并发读写，负载逼近极限下，PG的性能指标仍可以维持双曲线甚至对数曲线，到顶峰之后不再下降，而 MySQL 明显出现一个波峰后下滑。

C. PostGIS多年来在 GIS 领域处于优势地位，因为它有丰富的几何类型，实际上不止几何类型，PG有大量字典、数组、bitmap 等数据类型，相比之下MySQL就差很多，instagram就是因为PostGIDS的空间数据库扩展POSTGIS远远强于MySQL的my spatial而采用PGSQL的。

D. 对于WEB应用来说，复制的特性很重要，mysql到现在也是异步复制，pgsql可以做到同步，异步，半同步复制。还有MySQL的同步是基于binlog复制，类似oracle golden gate,是基于stream的复制，做到同步很困难，这种方式更加适合异地复制，pgsql的复制基于wal，可以做到同步复制。同时，pgsql还提供stream复制。

3.3.2mySql空间扩展的特点

A.MySQL有一些实用的运维支持，如 slow-query.log ，这个PostGIS肯定可以定制出来，但是如果可以配置使用就更好了。
    B. MySQL的innodb引擎可以充分优化利用系统所有内存，超大内存下PostGIS对内存使用的不那么充分，
    C.MySQL的复制可以用多级从库，但是在9.2之前，PostgreSQL不能用从库带从库。
    D.从测试结果上看，MySQL5.5的性能提升很大，单机性能强于PostgreSQL，5.6应该会强更多.
    E.对于web应用来说, MySQL5.6 的内置MC API功能很好用，PostgreSQL差一些。

4.适合公司的解决方案

4.1原因

公司的后台均由Java编写，所以选择肯定更偏向于基于JavaEE的解决方案。且我们GIS组已经在GeoServer的开源框架上进行了相关开发，比如最短路径服务的开发和道路优化的开发等，并且已经能很好的利用GeoServer提供的WMS服务和WFS服务来进行替AGS化，而且还编写了面向GeoServer的项目配置和发布工具。

同时，公司的V14GIS产品前端采用的是ArcGIS_JS，并且已经对其方法进行了大量封装和整合。

所以，适合目前公司的GIS开源化的解决方案应该是首选：

Geoserver（服务器）+uDig（桌面软件）+Tomact（中间件）+PostGIS（数据库）+ArcGIS_JS (JS)。

对于老项目，只需要将js部分换成我们已有的基于Flex的产品即可。

4.2具体解决方案

A．利用PostGIS将shp数据入库管理。

B．利用uDig连接PostGIS后进行配图。uDig可以生成sld文件，以及发布到GeoServer的样式服务上去，从而实现对服务的配图控制。

C．利用GeoServer来代替ArcGIS Server。通过WMS服务可以实现类似于AGS中的export出图方式，实现部件图层的动态出图。通过WFS服务能实现与类似于AGS中的Query服务。通过WFS服务也可以实现类似于AGS中的FeatureServer服务，从而进行图层的编辑。同时，通过WFS服务还能实现类似于AGS中的GeometryServer服务，实现比如union等功能。

D. 利用GeoWebCache插件，可以实现类似于AGS中的cache功能。同时支持切图。

E.利用GeoTools，可以在后台开发复杂的空间分析和相关操作的功能。