网络覆盖服务

6.1.3　网络覆盖服务

网络覆盖服务(Web Coverage Service，WCS)将地理空间数据通过地理覆盖(Coverage)的形式提供数字式地理信息，可以用来描述任何随空间变化的地理现象。不同于WMS中对空间数据进行绘制返回静态的地图图片，WCS提供了数据和数据的描述信息;定义了请求数据的丰富语法;能够返回包含了原始语义的数据(而不是图片)，从而能够对数据进行解译和内插，而不是仅仅停留在绘制上。与WFS返回离散的地理要素不同，WCS返回的是随空间变化的现象的覆盖数据，它将时空域和一组可能多维的属性关联。

1.接口操作

WCS规范定义了3种操作:GetCapabilities操作、GetCoverage操作和Describe Coverage操作。

GetCapabilities操作返回一个服务元数据XML文档，描述WCS服务的基本信息和能够提供的数据集概要信息，以便客户端请求Coverage数据。客户端运行GetCapabilities操作并存储结果以便后续操作过程使用。

DescribeCoverage操作返回WCS能够提供一个或多个描述Coverages数据的XML文档，该文档描述的信息包括:空间坐标参考系、空间范围、空间特征、时态特征、每个像素的属性值等。

GetCoverage操作可以请求获取所需的Coverages数据。该操作与WMS的GetMap操作和WFS的GetFeature操作请求的语法和语义相似，只是WCS获取的是Coverages数据而不是静态影像地图或者离散的地理要素。

2.信息模型

了解WCS的使用首要的是对Coverage的信息模型进行理解。在WCS的Describe-Coverage操作返回的覆盖描述CoverageDescription数据结构中，有两个核心属性，一个是Coverage的域(Domain)，一个是Coverage的范围(Range)。

Coverage的域包括了空间域(SpatialDomain)和时间域(TemporalDomain)。

Coverage的范围通过场(Field)来描述。Field有两种类型，基于标值(Scalar)或基于矢量(Vector)的Field。基于标值的场将某个数或单值关联到域上的每个位置，例如地表高程。

基于矢量的场在域上的每个位置具有多个观测，这些观测是对同一现象的量测并在同一参考系统进行表达，通过关键字keys和轴axes来记录。其中axes代表一个或多个控制变量，keys是在这些控制变量上的不同取值。例如一个高光谱图像覆盖的Range通常有一个矢量场，其表达了电磁波谱上不同点上的亮度值。这时，该矢量场的axis就是谱带，或是传感器记录亮度值的波长，key就是axis上的一个谱或波长。客户端就可以通过请求命名为波长的axis上的特定的keys获取高光谱图像近红外部分的数据。

因此，对应一个矢量场而言，Axis数据结构描述了Coverage的range的每个控制变量，并通过Keys描述了获取Field的子集时的限定值。当Range的某个Field是多维数组时，axes的描述如图6.2中Field 1所示。

图6.2　Range中二维和一维矢量场的例子

正是通过Domain和Range，WCS中的Coverage将时空域和多维属性进行了关联。因此GetCoverage操作就包括了域子集DomainSubset和范围子集RangeSubset参数。在GetCoverage操作的实现中，如图6.3所示，覆盖的处理包含了坐标转换、重采样、空间域子集、时间域子集、范围子集、数据格式编码、结果输出等基本操作。

图6.3　GetCoverage操作服务器端实现的内部处理流程

图6.4显示了GeoServer提供的基于HTTP POST的DescribeCoverage样例请求和返回。GeoServer提供了WMS、WFS和WCS的较为成熟的开源实现和一系列的样例请求，图6.4中用户可以选择不同的样例请求来调用不同的数据服务。

图6.4　GeoServer提供的数据服务