Web开发地图服务知识--离线地图服务

如果提到客户端离线地图很多人熟悉的是奥维地图多源地图可离线下载、高程分析、轨迹规划、POI标注等兼顾户外导航与专业测绘 / 规划基础功能免费VIP费用数十到数百元。但今天我所说的“离线地图”并非指客户端缓存地图而是服务端的离线——即自己部署地图服务不依赖第三方线上能力。有两方面的需求会促使这种地图的部署内网环境限制政府、军工、金融等单位的内部网络无法访问互联网定制化需求强烈线上地图无法满足的特殊图层。这类系统在国内政府项目或大型企业内部项目中较为常见。服务器选择要部署离线地图需关注提供哪些服务能力选择合适方案。目前主要分为以下几类1. 成熟的地图供应商百度政企地图 DUGIS高德 iMap。这些方案提供数据和能力一体化的完整解决方案无合规风险能提供与线上服务几乎一致的能力例如 POI 搜索、路径规划地图类型可包含卫星图、电子道路图等。唯一缺点是价格一套服务通常百万起步若需全国范围或高精度地图价格可能高达千万。2. BigemapBigemap 支持一整套解决方案。但需注意若用于商用存在一定合规风险因其仅有乙级测绘资质无法提供全面的地图服务另外Bigemap本身不生产地图数据而是提供地图下载器和编辑器可从其他地图服务下载数据也可编辑部分地图数据后文详述。其离线地图部署服务价格在万元级别较为亲民能力上也支持 POI 搜索和路径规划。3. 开源服务方案常用组合GeoServer OSM。GeoServer 是广泛使用的地图服务器在能力、扩展性、学习曲线、性能等方面表现较优特点包括发布 WMS/WFS/WMTS 等 OGC 标准服务支持瓦片、要素、空间分析支持数据的发布与编辑支持样式定制、权限管理但 GeoServer原生不支持 POI 搜索和路径规划需搭配扩展实现。且本身不提供地图数据通常配合 OSM 使用。典型流程下载 OSM 数据目标区域的 PBF 格式通过 osm2pgsql 将数据导入 PostgreSQL PostGIS在 GeoServer 中配置 PostGIS 数据源发布 WMS/WMTS 瓦片服务、WFS 要素服务搭配 pgRouting 实现路径规划通过 PostGIS 索引实现 POI 搜索。注意OSM 是海外开源平台提供全球免费地理数据路网、POI、建筑等由志愿者维护。国内从业者广泛使用并贡献数据但其地图数据未经国内审核商用场景需谨慎。4. 静态服务方案如果不需要 POI 搜索、路径规划等功能最简单的方案是部署静态 HTTP 服务器暴露 WMTS 或 TMS 协议服务。这两种协议非常简单——只要有对应瓦片数据即可通过 Nginx 或 Apache 提供服务。相关配置可参考我的另一篇文章https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/79780444瓦片数据获取方式见下节。前文提到的各方案对比如下方案类型代表产品核心能力是否含地图数据合规性成本适用场景互联网供应商高德 iMap、百度政企地图 DUGIS提供 WMS/WMTS/POI/路径规划/卫星图/电子图等完整能力是可按区域采购高具备甲级测绘资质百万起全国高精地图费用可达千万对合规性、功能完整性要求高的政企项目BigemapBigemap离线地图服务支持瓦片下载、编辑、发布、POI 搜索、路径规划否需自行获取数据中低仅乙级资质数据来源可能不合规万元级软件授权费中小项目、测试环境、非严格合规场景开源方案GeoServer OSM PostGIS pgRouting发布 WMS/WFS/WMTS支持样式、权限、空间分析可扩展 POI 与路径规划否需导入 OSM 或自有数据低OSM 数据未经国内审核免费技术团队较强、预算有限、可接受合规风险的项目静态服务Nginx / Apache 预切瓦片仅提供 WMTS 瓦片服务无搜索、无路径规划等否需提前准备瓦片取决于瓦片来源极低仅服务器成本展示型应用如大屏、监控、内部看板地图数据获取地图最核心的是数据。本节先不考虑 POI 等矢量数据仅讨论地图瓦片数据。只要有了瓦片数据我们就能通过前文提到的静态服务方案部署一个基础的地图服务了。关于瓦片原理可参考https://blog.csdn.net/oYinHeZhiGuang/article/details/1157316221. 合规采购推荐最直接且合规的方式是向有资质的供应商采购地图数据常见供应商还是那几家互联网地图高德、百度传统供应商四维图新、天地图。通常可按需购买如仅一个省或城市。前文提过他们的优点了主要是合规且数据全面。缺点是价格较贵一般在几十万元以上。2. 工具下载存在合规风险既然线上地图能被看到理论上就可通过脚本或工具下载其瓦片数据。这些工具分两类1付费工具如 BigemapBigemap 是我们的常客了未来我们介绍 3D 地图时也会提到。它提供地图瓦片下载、编辑、格式转换等功能。内置多种地图源天地图、高德、Google、OSM、ArcGIS、必应等可直接选择下载。价格方面官网可下载试用正式使用需购买绑定电脑的Key或可插拔的U盾永久授权价格约几千元。2开源工具如 QGIS免费除了广为人知的QGIS还有很多开源工具毕竟原理非常简单。但稳定性、性能、功能性和数据源支持均不如付费工具。还需自行申请或购买各地图服务商的 API Key除了google外每个线上地图供应商都有自己的认证系统而每个Key有调用限额下载大范围数据时往往不够用。另外这些线上地图数据通常存在合规风险。OSM 虽开源免费但在国内使用不合规且只有道路图无卫星图质量相对付费产品也差一些Google 质量最好也未明确声明瓦片使用条款但在国内使用仍属不合规高德、百度、腾讯等明确禁止下载其地图数据尤其禁止商用。关于合规可以参考的我另一篇文章https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/1569140113. 无人机航拍若所需地图精度极高且范围较小前文提及的几种方法难以满足数据要求此时可采用无人机航拍的方式获取数据。基本流程规划航线借助航测软件设定飞行高度选择格网航线模式进行自动飞行保障拍摄覆盖的完整性。拍摄控制提前固定相机参数避免自动设置导致影像参数不一致拍摄中规避遮挡、模糊问题对漏拍区域及时补拍。数据导出导出影像文件时务必保留影像EXIF信息含经纬度、高度及飞行日志坐标信息是后续成图的关键。生成正射影像使用专业软件处理入门级可选DJI Terra专业级推荐Pix4D核心步骤为导入影像→空三解算→导出TIFF格式。切割瓦片图可选用GDAL开源命令行工具、GlobalMapper专业GIS工具DJI Terra专业版等生成瓦片图。4. 数据量下载离线地图还需要考虑精度与数据量地图放大倍数越高层级 z 越大精度越高数据量也越大。全国 1–15 级数据约 1TB在中国15 级对应精度约 3 米/像素。下表为瓦片层级与精度参考数据来自 AI瓦片层级z赤道精度米/像素单瓦片覆盖赤道长度米核心适用场景z0156543.03400750166.86全球概览仅 1 张瓦片z49783.9425046885.43大国 / 大洲分区概览z8611.501565430.34区县概览z1238.2297839.40小区 / 支路网z154.7812229.93高清街区 / 建筑轮廓z190.30764.37精细化地籍 / 园区设施如井盖编号最后我会继续写一些文章来介绍这些内容地图合规https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/156914011地图投影https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/156996224地图坐标系https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/157034772地图开发工具https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/1571850453D地图https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/157365294WMTS和瓦片https://blog.csdn.net/tzy233/article/details/159862368