基于矢量瓦片的Web电子海图研究

摘要

随着Web GIS技术的迅猛发展，Web电子海图在航海领域的应用越来越普遍。传统的基于插件的Web电子海图技术需要用户在客户端下载安装和实时更新以保证海图服务的正常运行，实现海图服务的手段略显繁琐并且存在浏览器兼容问题和安全隐患。基于栅格瓦片技术的Web电子海图服务解决了跨浏览器的问题，但是无法满足用户对高分辨率和交互性的海图服务需求。矢量瓦片技术的出现为解决Web海图服务的交互性、高分辨率、自定义海图显示样式等问题提供了一种新的解决方法。
　　本文研究矢量瓦片的生成方法，基于开源软件实现了矢量瓦片电子海图的生成、发布和实时渲染，并探索了矢量瓦片在内河航道监管系统中的应用技术。本文完成的主要工作如下:
　　(1)矢量瓦片生成技术的研究
　　研究了S-57电子海图数据文件和Shapefile标准地理信息数据格式的数据组织形式。基于实验室平台和开源的GIS软件实现了S-57与Shapefile的数据格式转换。根据矢量瓦片相关规范，研究电子海图的矢量瓦片数据组织模型，基于开源的地图服务器GeoServer实现海图数据的矢量切片和发布。
　　(2)基于OpenLayers3的海图矢量瓦片绘制
　　搭建了基于矢量瓦片的Web电子海图服务架构，研究利用OpenLayers3 API对电子海图瓦片数据在前端的实时渲染技术，将海图物标进行分层显示并根据S-52/CJ-52标准设计不同物标的绘制样式方案。充分利用矢量瓦片的优点研究电子海图显示样式的实时切换技术，并实现了白天与黑夜显示模式的一键切换功能。
　　(3)矢量瓦片Web电子海图的应用
　　在矢量瓦片Web电子海图的基础上，研究内河航道里船舶和航标数据的服务接口，并基于OpenLayers3 API进一步开发实现了Web电子海图上船舶和航标的监控应用功能。
　　本文研究了矢量瓦片技术在内河航道监管系统中的应用，解决了矢量海图数据大规模请求和海图样式实时切换问题，对Web电子海图的发展有积极意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究现状

1．2．1 Web GIS的发展

1．2．2 Web电子海图的应用

1．2．3 基于瓦片技术的Web电子海图应用

1．3 论文研究内容及章节安排

第2章 基于矢量瓦片的Web电子海图服务框架设计

2．1 相关技术

2．1．1 矢量瓦片技术

2．1．2 GeoServer地图服务器

2．1．3 OpenLayers地图客户端

2．2 基于矢量瓦片的Web电子海图服务架构

2．3 本章小结

第3章 海图矢量瓦片的生成与发布

3．1 S-57与Shapefile的数据格式转换

3．2 基于GeoServer的矢量瓦片发布

3．2．1 Shapefile文件的预处理

3．2．2 GeoServer配置

3．2．3 海图矢量瓦片的生成与发布

3．3 本章小结

第4章 基于OpenLayers 3的海图矢量瓦片绘制

4．1 OpenLayers 3开源地图框架

4．1．1 OpenLayers 3基本结构

4．1．2 OpenLayers 3 API引用

4．2 海图矢量瓦片数据的加载

4．3 海图矢量瓦片的绘制

4．3．1 点状符号的绘制

4．3．2 线状符号的绘制

4．3．3 面状符号的绘制

4．3．4 注记的绘制

4．3．5 矢量瓦片与栅格瓦片显示效果对比

4．4 海图样式的实时切换

4．5 本章小结

第5章 基于矢量瓦片的Web电子海图应用

5．1 应用体系架构

5．2 海图矢量瓦片的叠加显示

5．3 船舶动态监控的实现

5．4 航标动态监控的实现

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 问题与展望

参考文献

致谢

作者简介