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title: 矢量瓦片
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date: 2020-10-20
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author: ac
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tags:
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- Vector Tiles
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- OpenLayers
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categories:
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- GIS
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> Vector Tiles 是一种输出格式，而不是数据源
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## 1. 矢量瓦片
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### 1.1 矢量瓦片是什么？
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顾名思义，矢量瓦片包含的是几何信息（geometry）和元数据（attributes），**是一种轻量级的紧凑型结构化的用于存储地理空间矢量数据的【数据格式】**。
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### 1.2 格式与编码规则
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**格式**：
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矢量瓦片使用[Google Protobufs](https://github.com/google/protobuf) (PBF)数据转换格式（用于序列化结构化数据）对矢量数据进行编码，生成以`.mvt`为后缀的文件。使用`Mapnik`或`Node Mapnik`之类的工具可以将单个矢量图块快速编码为`.mvt`格式([Mapbox Vector Tile format](https://docs.mapbox.com/vector-tiles/reference/))。
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**编码规则**
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几何属性的编码规则：
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1. 数据必须为地理坐标，矢量瓦片没有地理信息的概念（geographic information）；
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2. 以自右向下（顺时针）的方式将点、线和多边形编码为相对于网格左上角的x/y坐标对。即将地理坐标信息转换为相对于图块的非地理矢量网格坐标（non-geographic vector grid coordinates）
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### 1.3 优点缺点
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矢量图块（Vector Tiles）的优点是：
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- **渲染是由客户端**（例如`OpenLayers`）完成的，而不是由服务器完成的。这允许不同的地图/应用程序以不同的方式设置地图样式，而不必重新配置`GeoServer`。
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- **向量图块的大小通常小于**图像图块，从而导致更快的数据传输和更低的带宽使用率。
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- `GeoServer`内嵌的`GeoWebCache`有效地存储了矢量切片数据。由于样式是由客户端而不是服务器完成的，因此`GeoWebCache`**仅需要为所有不同的样式存储一个图块**。
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- 由于矢量数据在客户端上可用，**因此可以绘制**非常**高分辨率的地图，而不会相应增加带宽**。
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- **客户端可以本地访问实际的特征信息**（属性和几何形状），从而可以进行非常复杂的渲染。
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它主要缺点是，可能需要对地理数据进行预处理，以使客户可以进行所需的绘图（类似于对图像地图进行预处理的数据）。考虑到这一点，**矢量 tiles更适用于渲染**。
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## 2. GeoServer中的矢量瓦片
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`GeoServer`除了支持标准的image tiles输出格式外，还支持`vector tiles`的输出格式。
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标准WMS将生成具有地理参考的地图图像作为输出，而`vector tiles`矢量瓦片是输出包含地理参考的矢量数据，这些数据被裁剪成图块以便于检索。
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> GeoServer还可以输出三种格式的矢量切片：GeoJSON，TopoJSON和MapBox Vector（MVT）
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`GeoServer`默认不支持Vector Tiles输出格式，需要添加[Vector Tiles](http://sourceforge.net/projects/geoserver/files/GeoServer/2.18.2/extensions/geoserver-2.18.2-vectortiles-plugin.zip)扩展。
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在需要输出Vector Tiles格式的矢量图层中勾选矢量输出格式：
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<img src="./images/image-20210426175433007.png" alt="image-20210426175433007" style="zoom:50%;" />
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加载`GeoServer`中输出的矢量瓦片，示例：
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```html
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<!DOCTYPE html -->
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<html>
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<head>
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<title>Vector tiles</title>
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<script src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/openlayers/openlayers.github.io@master/en/v6.5.0/build/ol.js"></script>
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<link rel="stylesheet" href="https://cdn.jsdelivr.net/gh/openlayers/openlayers.github.io@master/en/v6.5.0/css/ol.css">
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<style>
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html, body {
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font-family: sans-serif;
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width: 100%;
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}
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.map {
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height: 500px;
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width: 100%;
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}
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</style>
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</head>
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<body>
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<h3>Mapbox Protobuf - vector tiles</h3>
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<div id="map" class="map"></div>
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<script>
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var style_simple = new ol.style.Style({
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fill: new ol.style.Fill({
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color: '#ADD8E6'
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}),
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stroke: new ol.style.Stroke({
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color: '#880000',
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width: 1
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})
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});
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function simpleStyle(feature) {
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return style_simple;
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}
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var layer = 'nyc:ne_110m_countries';
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var projection_epsg_no = '900913';
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var map = new ol.Map({
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target: 'map',
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view: new ol.View({
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center: [0, 0],
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zoom: 2
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}),
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layers: [
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new ol.layer.VectorTile({
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style:simpleStyle,
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source: new ol.source.VectorTile({
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tilePixelRatio: 1, // oversampling when > 1
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tileGrid: ol.tilegrid.createXYZ({maxZoom: 19}),
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format: new ol.format.MVT(),
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url: 'http://localhost:8080/geoserver/gwc/service/tms/1.0.0/' + layer +
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'@EPSG%3A'+projection_epsg_no+'@pbf/{z}/{x}/{-y}.pbf'
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})
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})]
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});
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</script>
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</body>
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</html>
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```
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> 加载矢量切片时，建议使用最新的ol。较旧的ol不支持所有矢量切片功能，并且可能导致渲染错误。
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## 参考文章
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[1] Vector tiles `https://docs.mapbox.com/vector-tiles/reference/`
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[2] Specification `https://docs.mapbox.com/vector-tiles/specification/` |