03-数据管理与发布

第3章数据管理与发布

3.1 工作区管理

3.1.1 工作区概念

工作区（Workspace）是GeoServer中组织数据的顶级容器，类似于命名空间的概念。每个工作区定义了一个唯一的命名空间URI，用于在XML和GML响应中标识数据来源。

工作区的主要作用包括：

数据组织：将相关的数据源和图层归组在一起
命名空间隔离：避免不同来源数据的名称冲突
权限管理：可以针对工作区设置访问权限
服务发布：支持单独发布某个工作区的服务

3.1.2 创建工作区

通过Web界面创建：

登录GeoServer管理界面
点击左侧菜单"数据" > "工作区"
点击"添加新的工作区"
填写以下信息：
- 名称：工作区的短名称，如"topp"
- 命名空间URI：唯一标识符，如"http://www.example.com/topp"
可选：勾选"设为默认工作区"
点击"提交"保存

通过REST API创建：

curl -u admin:geoserver -X POST \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "workspace": {
      "name": "myworkspace"
    }
  }' \
  http://localhost:8080/geoserver/rest/workspaces

3.1.3 工作区设置

工作区创建后，可以配置以下高级选项：

服务设置：

点击工作区名称进入编辑页面，可以配置：

启用服务：为该工作区单独启用/禁用OGC服务
默认服务配置：覆盖全局服务配置

隔离工作区（Isolated Workspace）：

隔离工作区是GeoServer的高级功能，启用后：

工作区内的图层只能通过该工作区的虚拟服务访问
不会出现在全局服务的GetCapabilities响应中
适用于多租户场景

3.1.4 命名空间

每个工作区都关联一个命名空间（Namespace），命名空间是工作区的XML标识符。

命名空间的作用：

在WFS响应中标识要素类型的来源
在SLD样式中引用图层
在GML文档中作为命名空间前缀

最佳实践：

使用有意义的、稳定的URI作为命名空间
建议使用组织的域名作为命名空间的一部分
保持命名空间URI的长期稳定性

3.2 数据存储配置

3.2.1 数据存储概念

数据存储（Data Store）是GeoServer连接到地理数据源的配置。它定义了如何访问和读取地理数据。GeoServer支持多种类型的数据存储：

矢量数据存储：

Shapefile
Directory of Shapefiles
PostGIS
Oracle Spatial
SQL Server
MySQL
GeoPackage
GML
CSV
等等

栅格数据存储：

GeoTIFF
World Image
Image Mosaic
ArcGrid
GDAL Formats
等等

3.2.2 创建Shapefile数据存储

Shapefile是最常用的矢量数据格式，下面演示如何添加Shapefile数据存储：

进入"数据" > "数据存储"
点击"添加新的数据存储"
选择"Shapefile - ESRI(tm) Shapefiles (*.shp)"
填写配置信息：
- 工作区：选择目标工作区
- 数据存储名称：如"roads"
- 描述：数据的简短说明
- URL：Shapefile的文件路径，如file:data/roads.shp
- 字符编码：数据的字符编码，如UTF-8或GBK
点击"保存"

常用配置参数：

参数	说明
URL	Shapefile文件的路径
namespace	命名空间URI（通常自动填充）
create spatial index	是否创建空间索引
charset	字符编码
memory mapped buffer	使用内存映射缓冲区
cache and reuse memory maps	缓存内存映射

3.2.3 创建PostGIS数据存储

PostGIS是PostgreSQL数据库的空间扩展，是GeoServer最推荐的数据库后端。

进入"数据" > "数据存储"
点击"添加新的数据存储"
选择"PostGIS - PostGIS Database"
填写连接信息：

参数	示例值	说明
host	localhost	数据库主机
port	5432	数据库端口
database	geodata	数据库名称
schema	public	数据库模式
user	geoserver	数据库用户
passwd	password	数据库密码
max connections	10	最大连接数
min connections	1	最小连接数
fetch size	1000	每次获取的记录数
Connection timeout	20	连接超时（秒）
validate connections	true	验证连接有效性

点击"保存"

高级连接池配置：

PostGIS数据存储使用连接池管理数据库连接，合理配置可以显著提升性能：

min connections: 1        # 最小空闲连接
max connections: 20       # 最大连接数
fetch size: 1000         # 批量获取大小
Connection timeout: 20    # 连接超时
Max connection idle time: 300  # 最大空闲时间
Evictor run periodicity: 300   # 清理周期

3.2.4 创建GeoTIFF数据存储

GeoTIFF是常用的栅格数据格式，带有嵌入的地理参考信息。

进入"数据" > "数据存储"
点击"添加新的数据存储"
选择"GeoTIFF - Tagged Image File Format with Geographic information"
填写配置：
- 工作区：选择目标工作区
- 数据存储名称：如"dem"
- URL：GeoTIFF文件路径，如file:data/dem.tif
点击"保存"

3.2.5 创建Image Mosaic数据存储

当栅格数据由多个文件组成时，可以使用Image Mosaic将它们作为单个图层发布。

准备工作：

将所有栅格文件放在同一目录
确保所有文件具有相同的坐标系和像素深度
GeoServer会自动生成索引文件

创建数据存储：

选择"ImageMosaic - Image mosaicking plugin"
指定包含栅格文件的目录
配置镶嵌参数：
- AllowMultithreading：允许多线程处理
- USE_JAI_IMAGEREAD：使用JAI图像读取
- SUGGESTED_TILE_SIZE：建议的瓦片大小

3.3 矢量数据发布

3.3.1 发布图层的基本流程

创建数据存储后，需要发布其中的数据为图层（Layer）：

进入"数据" > "图层"
点击"添加新的资源"
从下拉列表中选择数据存储
点击要发布的数据表/文件旁的"发布"链接

3.3.2 图层配置

发布图层时需要配置以下信息：

基本信息：

名称：图层在GeoServer中的名称
标题：图层的显示标题（可以包含空格和中文）
摘要：图层的描述信息
关键字：便于搜索的关键字

坐标参考系统（CRS）：

原生CRS：数据的原始坐标系
声明的CRS：对外发布的坐标系
SRS处理：当两者不同时的处理方式
- Force declared：强制使用声明的坐标系
- Reproject native to declared：动态重投影
- Keep native：保持原生坐标系

边界框：

原生边界框：数据的实际范围
经纬度边界框：WGS84坐标系下的范围

点击"从数据计算"和"从原生边界计算"可以自动计算边界框。

3.3.3 属性配置

对于矢量图层，还需要配置属性信息：

属性列表：

GeoServer会自动读取数据的属性字段，可以配置：

是否为空：属性值是否允许为空
最小/最大出现次数：属性的基数约束

要素类型限制：

最大要素数：限制单次请求返回的最大要素数
每次请求最大要素数：限制WFS请求的要素数量

3.3.4 SQL视图

GeoServer支持通过SQL查询创建虚拟图层，这是一个非常强大的功能：

创建SQL视图：

在数据库数据存储下，点击"配置新的SQL视图"
输入视图名称
编写SQL查询：

SELECT 
  id, 
  name, 
  type,
  ST_Transform(geom, 4326) as geom
FROM roads
WHERE type = 'highway'

点击"从SQL猜测参数"
配置几何字段和SRID
点击"保存"

参数化SQL视图：

可以创建带参数的SQL视图，参数在请求时动态传入：

SELECT * FROM roads 
WHERE type = '%type%'
AND year >= %start_year%

在请求中传入参数：

.../wfs?...&viewparams=type:highway;start_year:2020

3.4 栅格数据发布

3.4.1 栅格图层配置

栅格图层的配置与矢量图层类似，但有一些特殊选项：

波段设置：

选择要发布的波段
配置波段的显示名称和描述

覆盖范围设置：

原生分辨率：数据的原始分辨率
请求的SRS列表：支持的坐标系
插值方法：重采样时使用的插值算法

显示设置：

默认样式：初始渲染样式
附加样式：可选的其他样式

3.4.2 栅格金字塔

对于大型栅格数据，建议预先生成金字塔（Overview）以提升性能：

使用GDAL生成金字塔：

# 为GeoTIFF添加内部金字塔
gdaladdo -r average input.tif 2 4 8 16 32

# 生成外部金字塔文件
gdaladdo -r average -ro input.tif 2 4 8 16 32

使用GeoServer的ImageMosaic：

ImageMosaic数据存储支持自动管理金字塔，通过配置文件控制：

# indexer.properties
Levels=2,4,8,16
LevelsNum=4
ResolutionLevels=0.001,0.002,0.004,0.008

3.4.3 栅格样式

栅格数据的样式配置包括：

颜色映射：

<RasterSymbolizer>
  <ColorMap type="intervals">
    <ColorMapEntry color="#00FF00" quantity="0" label="Low"/>
    <ColorMapEntry color="#FFFF00" quantity="50" label="Medium"/>
    <ColorMapEntry color="#FF0000" quantity="100" label="High"/>
  </ColorMap>
</RasterSymbolizer>

对比度增强：

<RasterSymbolizer>
  <ContrastEnhancement>
    <Normalize/>
  </ContrastEnhancement>
</RasterSymbolizer>

3.5 数据库连接与发布

3.5.1 PostGIS最佳实践

PostGIS是GeoServer最推荐的数据库后端，以下是使用建议：

空间索引：

确保所有几何字段都有空间索引：

CREATE INDEX idx_roads_geom ON roads USING GIST (geom);

表统计信息：

定期更新表的统计信息：

ANALYZE roads;

几何字段注册：

确保几何字段正确注册到geometry_columns表：

SELECT Populate_Geometry_Columns();

3.5.2 SQL Server配置

SQL Server的空间数据支持配置：

安装SQL Server空间扩展（JSTL驱动）
将驱动JAR文件复制到GeoServer的lib目录
重启GeoServer
创建SQL Server数据存储

连接参数：

host: sqlserver.example.com
port: 1433
database: geodata
schema: dbo
user: geoserver
passwd: password

3.5.3 Oracle Spatial配置

Oracle Spatial数据库的配置：

下载Oracle JDBC驱动（ojdbc8.jar）
将驱动文件复制到GeoServer的lib目录
重启GeoServer

连接参数：

host: oracle.example.com
port: 1521
database: ORCL
schema: GEO_DATA
user: geoserver
passwd: password

3.5.4 连接池优化

数据库连接池的配置对性能有重要影响：

参数	建议值	说明
min connections	1-5	根据访问频率设置
max connections	20-50	根据并发量和数据库容量设置
fetch size	1000-5000	批量获取可减少往返次数
Connection timeout	20-30	避免长时间等待
validate connections	true	确保获取到有效连接
Prepared statements	true	提升重复查询性能

3.6 图层组管理

3.6.1 图层组概念

图层组（Layer Group）将多个图层组合在一起，作为单个WMS图层发布。图层组的好处包括：

简化客户端的图层管理
提供预定义的图层组合
支持图层之间的叠加显示
可以设置组内图层的样式和顺序

3.6.2 创建图层组

进入"数据" > "图层组"
点击"添加新的图层组"
配置基本信息：
- 名称：图层组名称
- 标题：显示标题
- 摘要：描述信息
- 工作区：所属工作区（可选）
添加图层：
- 点击"添加图层"
- 选择要包含的图层
- 调整图层顺序（列表顶部的图层在最上层显示）
配置边界框：
- 点击"生成边界"自动计算
点击"保存"

3.6.3 图层组模式

GeoServer支持多种图层组模式：

Single（单一）：

图层组作为一个整体发布
GetCapabilities中只显示图层组名称
不能单独请求组内图层

Named Tree（命名树）：

图层组和子图层都作为独立图层发布
在GetCapabilities中显示层级结构
可以请求图层组或单个图层

Container Tree（容器树）：

在GetCapabilities中显示层级结构
但图层组本身不能被请求
只能请求组内的单个图层

Earth Observation Tree（对地观测树）：

专门为对地观测数据设计的模式
支持WMS-EO规范

3.6.4 嵌套图层组

图层组可以包含其他图层组，形成层级结构：

BaseMap (图层组)
├── Background (图层组)
│   ├── dem
│   └── hillshade
├── roads
├── boundaries
└── Labels (图层组)
    ├── place_names
    └── road_labels

这种结构便于管理复杂的地图配置。

3.7 数据预览与测试

3.7.1 图层预览

GeoServer内置了图层预览功能：

进入"数据" > "图层预览"
找到要预览的图层
选择预览格式：
- OpenLayers：交互式地图预览
- KML：Google Earth格式
- GML：地理标记语言
- GeoJSON：JSON格式的地理数据
- 其他格式...

3.7.2 WMS请求测试

GetCapabilities请求：

http://localhost:8080/geoserver/wms?
  service=WMS&
  version=1.1.1&
  request=GetCapabilities

GetMap请求：

http://localhost:8080/geoserver/wms?
  service=WMS&
  version=1.1.1&
  request=GetMap&
  layers=workspace:layer&
  styles=&
  bbox=-180,-90,180,90&
  width=800&
  height=400&
  srs=EPSG:4326&
  format=image/png

3.7.3 WFS请求测试

GetCapabilities请求：

http://localhost:8080/geoserver/wfs?
  service=WFS&
  version=2.0.0&
  request=GetCapabilities

GetFeature请求：

http://localhost:8080/geoserver/wfs?
  service=WFS&
  version=2.0.0&
  request=GetFeature&
  typeNames=workspace:layer&
  count=10&
  outputFormat=application/json

带过滤条件的请求：

http://localhost:8080/geoserver/wfs?
  service=WFS&
  version=2.0.0&
  request=GetFeature&
  typeNames=workspace:roads&
  CQL_FILTER=type='highway'

3.7.4 数据质量检查

发布数据后，应进行以下检查：

坐标系验证：

确认数据在正确的位置显示
检查边界框是否正确

属性验证：

检查属性字段是否正确读取
验证字符编码是否正确（特别是中文）

性能测试：

测试大范围请求的响应时间
检查复杂查询的性能

3.7.5 使用外部工具测试

使用QGIS连接GeoServer：

打开QGIS
添加WMS/WMTS图层
创建新连接，填入GeoServer的WMS地址
浏览和添加图层

使用curl测试REST API：

# 列出所有工作区
curl -u admin:geoserver \
  http://localhost:8080/geoserver/rest/workspaces.json

# 列出某个工作区的图层
curl -u admin:geoserver \
  http://localhost:8080/geoserver/rest/workspaces/ws/layers.json

# 获取图层详情
curl -u admin:geoserver \
  http://localhost:8080/geoserver/rest/layers/layer.json

本章小结

本章详细介绍了GeoServer的数据管理和发布流程：

工作区管理：理解工作区和命名空间的概念，学会创建和配置工作区
数据存储：掌握各种数据源的连接配置，包括文件、数据库等
矢量数据发布：学会发布Shapefile、PostGIS等矢量数据
栅格数据发布：掌握GeoTIFF、Image Mosaic等栅格数据的发布方法
图层组：理解图层组的作用和配置方式
数据测试：学会使用各种工具验证发布的数据

数据管理是GeoServer使用的核心技能。良好的数据组织和配置是高效地图服务的基础。

在下一章中，我们将深入学习OGC标准服务，包括WMS、WFS、WCS等服务的详细使用方法。

思考与练习

创建一个新的工作区，并配置其命名空间URI。
将本地的Shapefile数据发布为GeoServer图层。
配置PostGIS数据存储，连接PostgreSQL数据库。
创建一个SQL视图，实现数据的动态过滤。
创建包含多个图层的图层组，配置合适的显示顺序。
使用WMS和WFS请求测试发布的图层。
使用QGIS连接GeoServer，验证发布的服务。

posted @ 2025-11-29 13:41 我才是银古阅读(4) 评论(0) 收藏举报

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