第15章-与GeoServer集成
第15章：与 GeoServer 集成
15.1 概述
GeoServer 是一个开源的地图服务器，可以将 PostGIS 数据库中的空间数据发布为标准的 OGC Web 服务（WMS、WFS、WCS 等）。
15.1.1 GeoServer 与 PostGIS 的关系
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 架构示意图 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 客户端应用 │
│ ├── Web 浏览器（OpenLayers、Leaflet） │
│ ├── 桌面 GIS（QGIS、ArcGIS） │
│ └── 移动应用 │
│ │ │
│ │ HTTP (WMS/WFS/WCS/WMTS) │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────────┐ │
│ │ GeoServer │ │
│ │ ├── 图层管理 │ │
│ │ ├── 样式渲染 │ │
│ │ ├── 缓存管理 │ │
│ │ └── 安全控制 │ │
│ └─────────────────────┘ │
│ │ │
│ │ JDBC │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────────┐ │
│ │ PostgreSQL/PostGIS │ │
│ │ ├── 空间数据存储 │ │
│ │ ├── 空间查询处理 │ │
│ │ └── 数据管理 │ │
│ └─────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
15.2 配置 PostGIS 数据存储
15.2.1 创建数据存储
在 GeoServer Web 管理界面中：
1. 登录 GeoServer 管理界面
http://localhost:8080/geoserver/web/
2. 数据 → 数据存储 → 添加新的数据存储
3. 选择 "PostGIS" 类型
4. 填写连接参数：
- 数据存储名称: postgis_store
- 主机: localhost
- 端口: 5432
- 数据库: gis_db
- 模式: public
- 用户: postgres
- 密码: ******
5. 高级选项（可选）：
- 最大连接数: 20
- 最小连接数: 1
- 连接超时: 20
- 验证连接: true
- 暴露主键: true
6. 保存
15.2.2 使用 REST API 创建数据存储
# 创建数据存储
curl -v -u admin:geoserver -X POST \
-H "Content-Type: application/xml" \
-d "<dataStore>
<name>postgis_store</name>
<connectionParameters>
<host>localhost</host>
<port>5432</port>
<database>gis_db</database>
<schema>public</schema>
<user>postgres</user>
<passwd>password</passwd>
<dbtype>postgis</dbtype>
</connectionParameters>
</dataStore>" \
"http://localhost:8080/geoserver/rest/workspaces/my_workspace/datastores"
# 使用 JSON 格式
curl -v -u admin:geoserver -X POST \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"dataStore": {
"name": "postgis_store",
"connectionParameters": {
"entry": [
{"@key": "host", "$": "localhost"},
{"@key": "port", "$": "5432"},
{"@key": "database", "$": "gis_db"},
{"@key": "schema", "$": "public"},
{"@key": "user", "$": "postgres"},
{"@key": "passwd", "$": "password"},
{"@key": "dbtype", "$": "postgis"}
]
}
}
}' \
"http://localhost:8080/geoserver/rest/workspaces/my_workspace/datastores"
15.3 发布图层
15.3.1 发布 PostGIS 表
1. 数据 → 图层 → 添加新图层
2. 选择数据存储: postgis_store
3. 选择要发布的表（如 poi, roads, districts）
4. 点击 "发布"
5. 配置图层：
- 基本信息
- 名称: poi
- 标题: 兴趣点
- 摘要: 城市兴趣点数据
- 坐标参考系统
- 原生 SRS: EPSG:4326
- 声明的 SRS: EPSG:4326
- SRS 处理: 强制声明
- 边界框
- 点击 "从数据计算" 和 "从原生边界计算"
6. 保存
15.3.2 发布 SQL 视图
-- 在 PostGIS 中创建视图
CREATE VIEW poi_with_buffer AS
SELECT
id,
name,
category,
ST_Buffer(geom::geography, 500)::geometry AS geom
FROM poi;
-- 或使用参数化 SQL 视图（在 GeoServer 中配置）
在 GeoServer 中配置 SQL 视图：
1. 数据 → 图层 → 添加新图层
2. 选择数据存储
3. 点击 "配置新的 SQL 视图"
4. 输入 SQL 语句：
SELECT id, name, category,
ST_Simplify(geom, %tolerance%) AS geom
FROM poi
WHERE category = '%category%'
5. 设置参数：
- tolerance: 0.001 (默认值)
- category: restaurant (默认值)
6. 设置几何列：geom, POINT, 4326
7. 设置主键列：id
8. 保存并发布
15.3.3 使用 REST API 发布图层
# 发布图层
curl -v -u admin:geoserver -X POST \
-H "Content-Type: application/xml" \
-d "<featureType>
<name>poi</name>
<nativeName>poi</nativeName>
<title>兴趣点</title>
<srs>EPSG:4326</srs>
<enabled>true</enabled>
</featureType>" \
"http://localhost:8080/geoserver/rest/workspaces/my_workspace/datastores/postgis_store/featuretypes"
15.4 样式配置
15.4.1 SLD 样式示例
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<StyledLayerDescriptor version="1.0.0"
xmlns="http://www.opengis.net/sld"
xmlns:ogc="http://www.opengis.net/ogc"
xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
<NamedLayer>
<Name>poi_style</Name>
<UserStyle>
<Title>POI 样式</Title>
<FeatureTypeStyle>
<!-- 按类别设置不同颜色 -->
<Rule>
<Name>餐饮</Name>
<ogc:Filter>
<ogc:PropertyIsEqualTo>
<ogc:PropertyName>category</ogc:PropertyName>
<ogc:Literal>餐饮</ogc:Literal>
</ogc:PropertyIsEqualTo>
</ogc:Filter>
<PointSymbolizer>
<Graphic>
<Mark>
<WellKnownName>circle</WellKnownName>
<Fill>
<CssParameter name="fill">#FF6600</CssParameter>
</Fill>
<Stroke>
<CssParameter name="stroke">#000000</CssParameter>
<CssParameter name="stroke-width">1</CssParameter>
</Stroke>
</Mark>
<Size>10</Size>
</Graphic>
</PointSymbolizer>
</Rule>
<Rule>
<Name>医院</Name>
<ogc:Filter>
<ogc:PropertyIsEqualTo>
<ogc:PropertyName>category</ogc:PropertyName>
<ogc:Literal>医院</ogc:Literal>
</ogc:PropertyIsEqualTo>
</ogc:Filter>
<PointSymbolizer>
<Graphic>
<Mark>
<WellKnownName>cross</WellKnownName>
<Fill>
<CssParameter name="fill">#FF0000</CssParameter>
</Fill>
</Mark>
<Size>12</Size>
</Graphic>
</PointSymbolizer>
</Rule>
<!-- 默认样式 -->
<Rule>
<Name>其他</Name>
<ElseFilter/>
<PointSymbolizer>
<Graphic>
<Mark>
<WellKnownName>circle</WellKnownName>
<Fill>
<CssParameter name="fill">#0066FF</CssParameter>
</Fill>
</Mark>
<Size>8</Size>
</Graphic>
</PointSymbolizer>
</Rule>
<!-- 标注 -->
<Rule>
<TextSymbolizer>
<Label>
<ogc:PropertyName>name</ogc:PropertyName>
</Label>
<Font>
<CssParameter name="font-family">SimHei</CssParameter>
<CssParameter name="font-size">12</CssParameter>
</Font>
<LabelPlacement>
<PointPlacement>
<AnchorPoint>
<AnchorPointX>0.5</AnchorPointX>
<AnchorPointY>0</AnchorPointY>
</AnchorPoint>
<Displacement>
<DisplacementX>0</DisplacementX>
<DisplacementY>-10</DisplacementY>
</Displacement>
</PointPlacement>
</LabelPlacement>
<Halo>
<Radius>2</Radius>
<Fill>
<CssParameter name="fill">#FFFFFF</CssParameter>
</Fill>
</Halo>
</TextSymbolizer>
</Rule>
</FeatureTypeStyle>
</UserStyle>
</NamedLayer>
</StyledLayerDescriptor>
15.4.2 多边形样式
<Rule>
<Name>行政区</Name>
<PolygonSymbolizer>
<Fill>
<CssParameter name="fill">#AACCEE</CssParameter>
<CssParameter name="fill-opacity">0.5</CssParameter>
</Fill>
<Stroke>
<CssParameter name="stroke">#003366</CssParameter>
<CssParameter name="stroke-width">2</CssParameter>
</Stroke>
</PolygonSymbolizer>
</Rule>
15.4.3 线样式
<Rule>
<Name>道路</Name>
<LineSymbolizer>
<Stroke>
<CssParameter name="stroke">#FF9900</CssParameter>
<CssParameter name="stroke-width">3</CssParameter>
<CssParameter name="stroke-linecap">round</CssParameter>
<CssParameter name="stroke-linejoin">round</CssParameter>
</Stroke>
</LineSymbolizer>
</Rule>
15.5 WMS 服务使用
15.5.1 GetCapabilities
http://localhost:8080/geoserver/wms?
service=WMS&
version=1.1.1&
request=GetCapabilities
15.5.2 GetMap
http://localhost:8080/geoserver/wms?
service=WMS&
version=1.1.1&
request=GetMap&
layers=my_workspace:poi&
styles=poi_style&
bbox=116,39,117,40&
width=800&
height=600&
srs=EPSG:4326&
format=image/png
15.5.3 GetFeatureInfo
http://localhost:8080/geoserver/wms?
service=WMS&
version=1.1.1&
request=GetFeatureInfo&
layers=my_workspace:poi&
query_layers=my_workspace:poi&
info_format=application/json&
x=400&
y=300&
width=800&
height=600&
bbox=116,39,117,40&
srs=EPSG:4326
15.6 WFS 服务使用
15.6.1 GetFeature
# GML 格式
http://localhost:8080/geoserver/wfs?
service=WFS&
version=2.0.0&
request=GetFeature&
typeName=my_workspace:poi&
outputFormat=application/gml+xml;version=3.2
# GeoJSON 格式
http://localhost:8080/geoserver/wfs?
service=WFS&
version=2.0.0&
request=GetFeature&
typeName=my_workspace:poi&
outputFormat=application/json
# 带过滤条件
http://localhost:8080/geoserver/wfs?
service=WFS&
version=2.0.0&
request=GetFeature&
typeName=my_workspace:poi&
outputFormat=application/json&
CQL_FILTER=category='餐饮'
# 空间过滤
http://localhost:8080/geoserver/wfs?
service=WFS&
version=2.0.0&
request=GetFeature&
typeName=my_workspace:poi&
outputFormat=application/json&
CQL_FILTER=BBOX(geom,116.3,39.8,116.5,40.0)
15.7 性能优化
15.7.1 PostGIS 端优化
-- 创建空间索引
CREATE INDEX idx_poi_geom ON poi USING GIST (geom);
-- 分析表
ANALYZE poi;
-- 创建用于过滤的普通索引
CREATE INDEX idx_poi_category ON poi (category);
-- 创建复合索引
CREATE INDEX idx_poi_category_geom ON poi USING GIST (geom) WHERE category = '餐饮';
-- 简化大几何
UPDATE districts SET geom_simplified = ST_Simplify(geom, 0.001);
15.7.2 GeoServer 端优化
1. 启用 GeoWebCache 缓存
- 配置瓦片网格
- 设置缓存策略
2. 配置连接池
- 最大连接数根据服务器配置
- 设置合适的超时时间
3. 启用原生 BBOX 过滤
- 在图层配置中启用
4. 使用 SQL 视图预聚合数据
- 对于大数据量的统计查询
5. 配置样式缓存
- 减少 SLD 解析开销
15.7.3 配置 GeoWebCache
<!-- gwc-layers.xml -->
<GeoServerLayer>
<name>my_workspace:poi</name>
<mimeFormats>
<string>image/png</string>
<string>image/jpeg</string>
</mimeFormats>
<gridSubsets>
<gridSubset>
<gridSetName>EPSG:4326</gridSetName>
</gridSubset>
<gridSubset>
<gridSetName>EPSG:900913</gridSetName>
</gridSubset>
</gridSubsets>
<expireCache>3600</expireCache>
<expireClients>600</expireClients>
</GeoServerLayer>
15.8 安全配置
15.8.1 数据安全
-- 创建只读用户
CREATE USER geoserver_reader WITH PASSWORD 'password';
GRANT CONNECT ON DATABASE gis_db TO geoserver_reader;
GRANT USAGE ON SCHEMA public TO geoserver_reader;
GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO geoserver_reader;
ALTER DEFAULT PRIVILEGES IN SCHEMA public GRANT SELECT ON TABLES TO geoserver_reader;
15.8.2 GeoServer 安全配置
1. 设置图层安全规则
安全 → 数据 → 添加新规则
2. 配置服务安全
安全 → 服务 → 设置服务访问权限
3. 启用 SSL/HTTPS
在代理服务器或应用服务器配置
15.9 本章小结
本章详细介绍了 PostGIS 与 GeoServer 的集成：
- 数据存储配置：连接 PostGIS 数据库
- 图层发布：表、视图、SQL 视图
- 样式配置：SLD 样式定义
- 服务使用：WMS、WFS 服务
- 性能优化：索引、缓存、连接池
- 安全配置：用户权限、服务安全
15.10 下一步
在下一章中，我们将学习与 QGIS 集成，包括：
- QGIS 连接 PostGIS
- 数据编辑
- 空间分析
- 地图制作
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