Opengis All

涵盖工具与项目：

工具/接口	项目地址	文档	许可证
GDAL 命令行	https://github.com/OSGeo/gdal	https://gdal.org/en/latest/programs/	MIT
GDAL API (C++/Python/Java/C#)	https://github.com/OSGeo/gdal	https://gdal.org/en/stable/api/index.html	MIT
qgis_process	https://github.com/qgis/QGIS	https://docs.qgis.org/3.44/en/docs/user_manual/processing/standalone.html	GPL-2.0+
PyQGIS	https://github.com/qgis/QGIS	https://docs.qgis.org/3.44/en/docs/pyqgis_developer_cookbook/	GPL-2.0+
GeoServer REST API	https://github.com/geoserver/geoserver	https://docs.geoserver.org/latest/en/user/rest/index.html	GPL-2.0+

概述

本文件将五个独立的 GIS 技能模块整合为一个端到端的 GIS 数据处理流程，涵盖以下阶段：

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┌──────────────┐    ┌──────────────┐    ┌──────────────┐    ┌──────────────┐
│  阶段一       │    │  阶段二       │    │  阶段三       │    │  阶段四       │
│  数据获取     │ →  │  数据处理     │ →  │  空间分析     │ →  │  服务发布     │
│  与生成       │    │  与转换       │    │              │    │              │
│              │    │              │    │              │    │              │
│ · 读取各类    │    │ · 格式转换    │    │ · 缓冲区分析  │    │ · 创建工作空间 │
│   矢量/栅格  │    │ · 坐标系转换  │    │ · 叠加分析    │    │ · 上传数据    │
│ · 创建新数据  │    │ · 裁剪/合并   │    │ · 栅格计算    │    │ · 发布图层    │
│ · 查询元数据  │    │ · 元数据编辑  │    │ · DEM分析     │    │ · 配置样式    │
│              │    │              │    │ · 统计分析    │    │ · 图层组/缓存 │
└──────────────┘    └──────────────┘    └──────────────┘    └──────────────┘

工具映射：
  阶段一：GDAL CLI (ogrinfo/gdalinfo) · GDAL API · PyQGIS
  阶段二：GDAL CLI (ogr2ogr/gdalwarp/gdal_translate) · GDAL API · qgis_process · PyQGIS
  阶段三：qgis_process · PyQGIS · GDAL CLI (gdal_calc/gdal_contour) · GDAL API
  阶段四：GeoServer REST API

环境准备

GDAL（命令行 + API）

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# Linux (Debian/Ubuntu)
apt-get update && apt-get install gdal-bin python3-gdal libgdal-dev

# macOS
brew install gdal

# Conda（推荐，自动处理 C 库依赖）
conda install -c conda-forge gdal

# Docker
docker run -it osgeo/gdal:latest bash

# 验证
gdalinfo --version
ogrinfo --version
python3 -c "from osgeo import gdal; print(gdal.VersionInfo())"

QGIS（qgis_process + PyQGIS）

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# 安装 QGIS 3.44 LTR 或 4.x（qgis_process 从 3.16 开始可用）
# Ubuntu
apt-get install qgis qgis-plugin-grass

# 验证
qgis_process --version

# Headless 服务器环境（无窗口系统）
export QT_QPA_PLATFORM=offscreen

GeoServer

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# Docker 方式（推荐）
docker run -d -p 8080:8080 docker.osgeo.org/geoserver:3.0.2

# 验证
curl -u admin:geoserver "http://localhost:8080/geoserver/rest/about/version.json"

默认认证： 用户名 admin，密码 geoserver（HTTP Basic Auth）

阶段一（数据获取与信息查询）、阶段二（数据处理与转换）、阶段三（空间分析）的完整操作手册见 reference/data-stages.md

核心 API 与命令速查

各阶段完整示例见 reference/data-stages.md 与 reference/workflow-cheatsheets.md。

阶段三：空间分析（速查）

完整的 3.1-3.10 逐项示例（qgis_process、PyQGIS、GDAL Python API 三种写法）见 reference/data-stages.md。

阶段四（发布 GIS 地图服务）的完整 GeoServer REST 操作见 reference/data-stages.md 端到端工作流示例、内置算法速查、GDAL 命令速查、数据格式与环境变量见 reference/workflow-cheatsheets.md

典型工作流

端到端：Shapefile → 缓冲分析 → GeoServer 发布 → Web 预览

输入 data/roads.shp（EPSG:4326），输出 http://localhost:8080/geoserver/wms 上可用的图层 demo:roads_buffer。

1. 探索数据：ogrinfo -so -al data/roads.shp 确认要素数与 CRS
2. 统一格式与坐标系：ogr2ogr -t_srs EPSG:3857 roads_3857.gpkg data/roads.shp
3. 空间分析：qgis_process run native:buffer -- INPUT=roads_3857.gpkg DISTANCE=500 OUTPUT=roads_buffer.gpkg
4. 验证结果：ogrinfo -so roads_buffer.gpkg roads_buffer 核对方框与要素数
5. 发布服务：GeoServer REST 建工作空间 → 上传 GeoPackage → 发布图层
6. 前端预览：OpenLayers TileWMS 指向 /geoserver/wms，LAYERS: 'demo:roads_buffer'

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# 1~4：本地分析与验证
ogrinfo -so -al data/roads.shp
ogr2ogr -t_srs EPSG:3857 roads_3857.gpkg data/roads.shp
QT_QPA_PLATFORM=offscreen qgis_process run native:buffer -- \
  INPUT=roads_3857.gpkg DISTANCE=500 SEGMENTS=8 OUTPUT=roads_buffer.gpkg
ogrinfo -so roads_buffer.gpkg roads_buffer

# 5：发布（GeoServer 3.0.2，默认 admin/geoserver）
BASE=http://localhost:8080/geoserver/rest
curl -u admin:geoserver -X POST "$BASE/workspaces" \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{"workspace":{"name":"demo"}}'

curl -u admin:geoserver -X PUT "$BASE/workspaces/demo/datastores/roads/file.gpkg?configure=all" \
  -H 'Content-Type: application/geopackage+sqlite3' \
  --data-binary @roads_buffer.gpkg

# 6：回读确认图层已发布
curl -u admin:geoserver "$BASE/layers/demo:roads_buffer.json"

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// 6：OpenLayers 前端预览
import Map from 'ol/Map.js';
import View from 'ol/View.js';
import TileLayer from 'ol/layer/Tile.js';
import TileWMS from 'ol/source/TileWMS.js';

new Map({
  target: 'map',
  layers: [new TileLayer({
    source: new TileWMS({
      url: 'http://localhost:8080/geoserver/wms',
      params: { LAYERS: 'demo:roads_buffer', TILED: true }
    })
  })],
  view: new View({ center: [12968000, 4863000], zoom: 12 })
});

验收：curl -u admin:geoserver .../layers/demo:roads_buffer.json 返回 200 且含 "enabled": true；前端地图能看到缓冲区图形。任一步失败都不要继续后续阶段——先修当前阶段的产物。

常用环境变量

常见问题

AI 使用建议

• 本技能的组织：主文件给高频用法，完整参数表与高级示例在 reference/data-stages.md、reference/workflow-cheatsheets.md，需要时再展开；示例工程与生成的数据写到工作目录，不要改动技能目录本身。
• 执行环境：命令在终端 / shell 中执行（Windows 用 PowerShell）。示例是 Linux/bash 写法，按平台改写 apt、/tmp、export 与反引号；Windows 路径加引号。
• 先探测工具链：gdalinfo --version、qgis_process --version、python3 -c "from osgeo import gdal; print(gdal.VersionInfo())"、curl -u admin:geoserver "http://localhost:8080/geoserver/rest/about/version.json"；缺哪个阶段就加载相邻技能（如 gis/gdal、gis/qgis-process）。
• 分阶段交付：每阶段产物落盘到工作区（GeoPackage/COG/GeoJSON），下一阶段只读取产物；先用 ogrinfo -so、gdalinfo -json 看摘要，不要把大文件或大段输出贴进上下文。
• 验证：转换后重新打开结果核对 CRS、范围、要素数；发布后用 curl 回读 REST 资源或 GetCapabilities；无显示器环境设置 QT_QPA_PLATFORM=offscreen；qgis_process 参数先用 qgis_process help <id> --json 确认。
• 安全：gdal_edit.py、覆盖输出、GeoServer ?recurse=true 删除均不可逆；先备份并确认路径，安装 GDAL/QGIS、启动服务或使用数据库凭据前先征得用户同意。

相关技能

• gdal — GDAL 命令行工具：../gdal/SKILL.md
• gdal-api — GDAL 编程 API：../gdal-api/SKILL.md
• pyqgis — QGIS Python 开发：../pyqgis/SKILL.md
• qgis-process — QGIS 命令行批处理：../qgis-process/SKILL.md
• geoserver-rest-api — GeoServer REST API：../geoserver-rest-api/SKILL.md
• geopipe-agent — AI 驱动的 GIS 流水线：../geopipe-agent/SKILL.md
• openlayers — 前端 2D 地图可视化：../openlayers/SKILL.md
• cesiumjs — 前端 3D 地球可视化：../cesiumjs/SKILL.md
• duckdb-spatial — 用 SQL 直接分析 Shapefile/GeoParquet：../duckdb-spatial/SKILL.md
• geolibre — 浏览器/桌面里做 GIS，无需服务端：../geolibre/SKILL.md
• whitebox-tools — 地形/水文/LiDAR 批量分析：../whitebox-tools/SKILL.md
• pdal — 点云 LAS/LAZ 处理与 DEM 生成：../pdal/SKILL.md

参考资源

• GDAL 源码： https://github.com/OSGeo/gdal
• GDAL 官方文档： https://gdal.org/en/latest/
• GDAL 命令行工具： https://gdal.org/en/latest/programs/
• GDAL API 总览： https://gdal.org/en/stable/api/index.html
• GDAL Python API： https://gdal.org/en/stable/api/python/index.html
• QGIS 源码： https://github.com/qgis/QGIS
• qgis_process 文档： https://docs.qgis.org/3.44/en/docs/user_manual/processing/standalone.html
• PyQGIS 开发者手册： https://docs.qgis.org/3.44/en/docs/pyqgis_developer_cookbook/
• PyQGIS API 参考： https://qgis.org/pyqgis/3.44/
• GeoServer 源码： https://github.com/geoserver/geoserver
• GeoServer REST API： https://docs.geoserver.org/latest/en/user/rest/index.html
• GeoServer API 参考： https://docs.geoserver.org/stable/en/user/rest/api/index.html