• 使用C++/libCurl/Jsoncpp读取arcgis wmts 服务(restful模式)


    前言:

      最近工作需要将arcgis的wmts服务接入我们的3DGis系统平台,要求用户只输入一个rest模式的wmts服务地址,系统即可自动获取并解析其元数据信息,生成wmts图层,并渲染显示。经过多种尝试,最终通过参考修正osgEarth,获得了我们需要的效果。过程中竟然花了3天编译osgEarth,搞的很崩溃,还好最终搞定了。现将过程和收获及教训写下!

    正文:  

      开始计划用libcurl获取服务xml文档,然后用libxml2进行解析,实际使用中发现 http://localhost:6080/arcgis/rest/services/cj/MapServer/WMTS/1.0.0/WMTSCapabilities.xml 使用 libcurl+libxml2解析http得到的字符串失败,无法将字符串转为xml文档格式,自然也就没法解析了,此路不通!!!

      然后再另找方法,发现osgEarth有arcgis wmts 图层,然后通过跟踪调试osgEarh中的arcgis wmts代码,初步能获取 wmts元数据信息,但是osgEarth目前实现的arcgis wmts 服务只能是全球范围,不能是局部一块区域的,经过一番改造,终于达到了我们的目标,支持 地理坐标系 (全球及局部)

      下载编译osgEarth,测试其流程,参考 https://weibo.com/p/2304189447a8480102v2c2,编译 osgEarth2.5  + osg3.0.1,根据我自己的wmts服务地址写了一个test.earth文件,内容如下:

    <map name="MyMap" type="geocentric" version="2">
      <image name="t1" driver="gdal">
        <url>../data/world.tif</url>   //底图
      </image>
      <image name="t2" driver="arcgis">
        <url>http://localhost:6080/arcgis/rest/services/cj/MapServer</url>//瓦片服务
      </image>
    </map>

    修改 osgEarth中的application_osgearth_viewe工程,参数设置为 

      Debugging-->

        Command Arguments : D:OSG_MAKEosgearth-2.5vs2010in est.earth      -------test.earth文件位置

        Woking Directory : ......in                           ------osgEarth运行目录 

    将osgdb_osgearth_arcgis和osgEarth工程的release版本的项目属性做以下设置,以方便release模式下调试

        C++  --->Optimization------>Disable(/Od)

        linker ---> Debugging -----> Generate Debuf Info

    运行调试(release版本),即可调试跟踪到osgdb_osgearth_arcgis中的bool MapService::init( const URI& _uri, const osgDB::ReaderWriter::Options* options )函数中。

        std::string sep = uri.full().find( "?" ) == std::string::npos ? "?" : "&";
        std::string json_url = uri.full() + sep + std::string("f=pjson");  // request the data in JSON format

    这两句很关键!!!经过查询我发现 arcgis可提供json格式的wmts元数据信息,url格式就是在rest服务地址后面加"?f=pjson"!!!!!

        ReadResult r = URI(json_url).readString( options );
        if ( r.failed() )
            return setError( "Unable to read metadata from ArcGIS service" );

    上面拯救readString跟踪以后我们发现实际就是调用libcurl写到std::stringstream中!!!调用过程如下:

            osgEarth::TerrianLayer::initTileSource()
                                |
            osgEarth::TileSource::startup(const osgDB::Options* options)
                                |
            [osgdb_osgearth_argis.dll] ArcGISSource::initialize( const osgDB::Options* options)
                                |
            [osgdb_osgearth_argis.dll] MapService::init(const osgEarth::URI& _uri, const osgDB::Option* options)
          {_baseURI="http://localhost:6080/arcgis/rest/services/cj/MapServer" _fullURI="http://localhost:6080/arcgis/rest/services/cj/MapServer" _cacheKey="" ...}
                json_url  : "http://localhost:6080/arcgis/rest/services/cj/MapServer?f=pjson"
                                |
            ReadResult  URI::readString(const osgDB::Options* dbOptions,ProgressCallback*     progress ) const
                                |
            template<typename READ_FUNCTOR>    ReadResult doRead(const URI& inputURI,const osgDB::Options* dbOptions,ProgressCallback* progress)
                               |
                result = reader.fromHTTP( uri.full(), remoteOptions.get(), progress );
                                |
               ReadResult fromHTTP( const std::string& uri, const osgDB::Options* opt, ProgressCallback* p ) { return HTTPClient::readString(uri, opt, p); }
                                |
                ReadResult HTTPClient::readString(const std::string& location,const osgDB::Options* options,ProgressCallback* callback)
                                |
                HTTPResponse response = this->doGet( location, options, callback );
                                |
                HTTPResponse  HTTPClient::doGet( const HTTPRequest& request, const osgDB::Options* options, ProgressCallback* callback) const  !!!!!!核心代码使用curl
    得到的结果string如下:
    "{ "currentVersion": 10.11, "serviceDescription": "", "mapName": "Layers", "description": "", ........

     // Read the profile. We are using "fullExtent"; perhaps an option to use "initialExtent" instead?
        double xmin = 0.0;
        double ymin = 0.0;
        double xmax = 0.0;
        double ymax = 0.0;
        int srs = 0;

        Json::Value fullExtentValue = doc["fullExtent"];
        Json::Value extentValue = doc["extent"];
        std::string srsValue;

        // added a case for "extent" which can be removed if we want to fall back on initialExtent if fullExtent fails
        if ( !fullExtentValue.empty() )
        {
            // if "fullExtent" exists .. use that
            xmin = doc["fullExtent"].get("xmin", 0).asDouble();
            ymin = doc["fullExtent"].get("ymin", 0).asDouble();
            xmax = doc["fullExtent"].get("xmax", 0).asDouble();
            ymax = doc["fullExtent"].get("ymax", 0).asDouble();
            srs = doc["fullExtent"].get("spatialReference", Json::Value::null).get("wkid", 0).asInt();        
        }
        else if( !extentValue.empty() )
        {
            // else if "extent" exists .. use that
            xmin = doc["extent"].get("xmin", 0).asDouble();
            ymin = doc["extent"].get("ymin", 0).asDouble();
            xmax = doc["extent"].get("xmax", 0).asDouble();
            ymax = doc["extent"].get("ymax", 0).asDouble();
            srs = doc["extent"].get("spatialReference", Json::Value::null).get("wkid", 0).asInt();
        }
        else
        {
            // else "initialExtent" must exist ..
            xmin = doc["initialExtent"].get("xmin", 0).asDouble();
            ymin = doc["initialExtent"].get("ymin", 0).asDouble();
            xmax = doc["initialExtent"].get("xmax", 0).asDouble();
            ymax = doc["initialExtent"].get("ymax", 0).asDouble();
            srs = doc["initialExtent"].get("spatialReference", Json::Value::null).get("wkid", 0).asInt();        
        }

        //Assumes the SRS is going to be an EPSG code
        std::stringstream sss;
        sss << "epsg:" << srs;    

        std::string ssStr;
        ssStr = sss.str();

        if ( ! (xmax > xmin && ymax > ymin && srs != 0 ) )
        {
            GlbSetLastError(L"Map service does not define a full extent");
            return false;        
        }

    上面这段代码是读取wmts数据范围和坐标系信息,下面在起始终止行列号的计算中会用到!

      std::string format = "png";
        int tile_rows = 256;
        int tile_cols = 256;
        int min_level = 25;
        int max_level = 0;
        int num_tiles_wide = 1;
        int num_tiles_high = 1;

        double origin_x = 0;
        double origin_y = 0;

        int start_x_col = 0;
        int start_y_row = 0;
        int end_x_col = 0;
        int end_y_row = 0;

        // Read the tiling schema
        Json::Value j_tileinfo = doc["tileInfo"];
        if ( !j_tileinfo.empty() )
        {
            //   return setError( "Map service does not define a tiling schema" );

            // TODO: what do we do if the width <> height?
            tile_rows = j_tileinfo.get( "rows", 0 ).asInt();
            tile_cols = j_tileinfo.get( "cols", 0 ).asInt();
            if ( tile_rows <= 0 && tile_cols <= 0 )
            {
                GlbSetLastError(L"Map service tile size not specified");
                return false;        
            }

            format = j_tileinfo.get( "format", "" ).asString();
            if ( format.empty() )
            {
                GlbSetLastError(L"Map service tile schema does not specify an image format");
                return false;    
            }

            Json::Value j_levels = j_tileinfo["lods"];
            if ( j_levels.empty() )
            {
                GlbSetLastError(L"Map service tile schema contains no LODs");
                return false;
            }

            Json::Value j_origin = j_tileinfo["origin"];
            if ( j_origin.empty() )
            {
                GlbSetLastError(L"Map service tile schema contains no origin");
                return false;
            }

            origin_x = j_origin.get( "x", 0).asDouble();
            origin_y = j_origin.get( "y", 0).asDouble();

            min_level = INT_MAX;
            max_level = 0;
            for( unsigned int i=0; i<j_levels.size(); i++ )
            {
                int level = j_levels[i].get( "level", -1 ).asInt();
                if ( level >= 0 && level < min_level )
                    min_level = level;
                if ( level >= 0 && level > max_level )
                    max_level = level;
            }

            if (j_levels.size() > 0)
            {
                int l = j_levels[0u].get("level", -1).asInt();
                double res = j_levels[0u].get("resolution", 0.0).asDouble();
                num_tiles_wide = (int)glb_round((xmax - xmin) / (res * tile_cols));
                num_tiles_high = (int)glb_round((ymax - ymin) / (res * tile_rows));

                //瓦片起始行列号(fixedTileLeftTopNumX、fixedTileLeftTopNumY)
                //fixedTileLeftTopNumX = Math.floor((Math.abs(originX - minX))/(resolution*tileSize));
                //fixedTileLeftTopNumY = Math.floor((Math.abs(originY - maxY))/(resolution*tileSize));
                start_x_col = (int)floor(fabs(origin_x - xmin) / (res * tile_cols));            
                end_x_col = (int)floor(fabs(origin_x - xmax) / (res * tile_cols));
                start_y_row = (int)floor(fabs(origin_y - ymin) / (res * tile_rows));
                end_y_row = (int)floor(fabs(origin_y - ymax) / (res * tile_rows));
                if (start_y_row > end_y_row)            
                    swap(start_y_row,end_y_row);
                if (start_x_col > end_x_col)
                    swap(start_x_col,end_x_col);
                
                //In case the first level specified isn't level 0, compute the number of tiles at level 0
                for (int i = 0; i < l; i++)
                {
                    num_tiles_wide /= 2;
                    num_tiles_high /= 2;

                    start_x_col /= 2;
                    start_y_row /= 2;
                    end_x_col /= 2;
                    end_y_row /= 2;
                }
                //profile.setNumTilesWideAtLod0(num_tiles_wide);
                //profile.setNumTilesHighAtLod0(num_tiles_high);

                // 重新计算wmts瓦片真实坐标范围
                {// 地理坐标系
                    xmin = origin_x + start_x_col * res * tile_cols;
                    xmax = origin_x + (end_x_col+1) * res * tile_cols;
                    ymin = origin_y - (end_y_row+1) * res * tile_rows;
                    ymax = origin_y - start_y_row * res * tile_rows;
                }
            }
        }

        mpr_domMinLevel = min_level;
        mpr_domMaxLevel = max_level;

        mpr_domBlockSizeX = tile_cols;
        mpr_domBlockSizeY = tile_rows;

        mpr_pExtent = new CGlbExtent();
        mpr_pExtent->Set(xmin,xmax,ymin,ymax);

        mpr_startMinTileCol = start_x_col;
        mpr_endMinTileCol = end_x_col;
        mpr_startMinTileRow = start_y_row;
        mpr_endMinTileRow = end_y_row;

    上面这段是获取tile分辨率,0级tile的行列数,0级tile的起始终止行列号以及wmts瓦片实际范围。使用的是Jsoncpp库作为json数据分析器,与c++兼容。

    osgEarth中只计算了0级的行列数,我们实际应用中还需要用到 “起始和终止行列号” ,tile的实际范围等信息(蓝色部分)。

    这里有一个需要注意的地方 fullextent并不是wmts瓦片的实际范围,而是比它们要小一些

    所以需要重新wmts瓦片实际范围,根据origin和res和tilewidth,tileheight信息可以计算出来。

    然后根据此瓦片实际范围计算出0级tile的真实坐标范围,否则叠到地球上就会出现位置偏移,区域缩小问题!!

    rest方式访问tile图片的规则如下:

    http://192.168.1.211/arcgis/rest/services/cj/MapServer/level/row/col

        wchar_t* buff = new wchar_t[MAX_PATH];
        wsprintf(buff,L"%s/tile/%d/%d/%d",mpr_strUrl.c_str(),tileMatrix,tileRow,tileCol);

    计算tile外包的方法

    CGlbExtent* computeTileBound(glbInt32 tileMatrix, glbInt32 tileCol,glbInt32 tileRow)
    {
        // 天地图的影像图层最多到18级
        if (tileMatrix > mpr_domMaxLevel) return NULL;

      
            if (mpr_pExtent)
            {
                glbInt32 tileMatrixRows = abs(mpr_endMinTileRow - mpr_startMinTileRow + 1) * pow (2.0, tileMatrix-mpr_domMinLevel);
                glbInt32 tileMatrixCols = abs(mpr_endMinTileCol - mpr_startMinTileCol + 1) * pow (2.0, tileMatrix-mpr_domMinLevel);
                if (tileMatrixCols<=0 && tileMatrixRows<=0)
                    return NULL;
                double tileMatrixColStep = mpr_pExtent->GetXWidth() / tileMatrixCols;
                double tileMatrixRowStep = mpr_pExtent->GetYHeight() / tileMatrixRows;

                int levelStartCol = mpr_startMinTileCol;
                int levelStartRow = mpr_startMinTileRow;
                for (int kk = mpr_domMinLevel+1; kk <= tileMatrix; kk++)
                {
                    levelStartCol *= 2;
                    levelStartRow *= 2;
                }

                double minLongitude = mpr_pExtent->GetLeft() + (tileCol - levelStartCol) * tileMatrixColStep;
                double maxLongitude = mpr_pExtent->GetLeft() + (tileCol - levelStartCol + 1) * tileMatrixColStep;
                double minLatitude = mpr_pExtent->GetTop() - (tileRow  - levelStartRow + 1) * tileMatrixRowStep;
                double maxLatitude = mpr_pExtent->GetTop() - (tileRow - levelStartRow) * tileMatrixRowStep;

                CGlbExtent* pe = new CGlbExtent();
                pe->Set(minLongitude,maxLongitude,minLatitude,maxLatitude);
                return pe;
            }    
        }
        return NULL;
    }

    经验:

    注意两点: 我们测试使用的是arcgis 10.1版
    1. arcgis wmts 服务名称必须是 英文,不能是中文。否则读不出json格式的元数据!!!!
    2. arcgis wmts 服务发布顺序为先分析、发布然后切片。否则会发现坐标系很可能从wgs84地理坐标系变成了wgs84投影坐标系!!

    3. 使用http://localhost:6080/arcgis/rest/services/cj/MapServer?f=pjson方式获取json格式的元数据。

    4. 必须重新计算wmts瓦片的实际范围。否则叠加到地球上后会发现会出现位置偏移和缩小问题!!!

    参考文档:

    http://www.cnblogs.com/he-xiang/p/5679391.html        ArcGisServer根据最大最小坐标换算瓦片行列号 中国小刀

    https://blog.csdn.net/qq_25867649/article/details/52789467?locationNum=2    使用libcurl来下载文件

    https://www.cnblogs.com/findumars/p/7252843.html  C/C++使用libcurl库发送http请求(get和post可以用于请求html信息,也可以请求xml和json等串)

    osgEarth工程中的 osgEarthsrcosgEarthDriversarcgisMapService.cpp

    另外附上编译好的osgEarth2.5

    https://pan.baidu.com/s/10F235iv7WHDZc24jhHMD7g   密码mwd9

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/mazhenyu/p/8892086.html
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