1. 概述
WMS 是一个返回图片地图的服务，图片本身就是栅格数据的一种，而对于矢量数据则可以进行矢量栅格化；因此，WMS 的数据源既可以是栅格数据，也可以是矢量数据。而 WFS 则不同，它是一个专门针对于矢量数据的服务，其返回的也是矢量要素本身。在 Web 环境中，图片是很容易进行可视化展示的，甚至图片本身就是 GUI 中一类很重要的元素。但矢量要素则不同，是不太容易可视化的。例如，如果要在前端的 HTML5 页面中展示获取的要素，就需要调用 HTML5 的 Canvas 元素来进行绘图，这其中涉及到繁复的操作不说，也很有可能会有性能问题。因此，WFS 并不关心可视化问题，而是为返回 GIS 矢量数据而设计的，同时还支持矢量的查询、增加、删除以及修改等事务性操作。
WFS 与 WMS 一样，同样使用 HTTP 来实现的各种操作，不同的是由于进行请求要求发送复杂的 XML 数据，简单的 Get 请求方式可能会受到数据量的限制，这种情况下需要使用 Post 方式进行请求。而在 Web 前端环境中，XML 数据并不方便使用（最方便的是 JSON 数据），经常要考虑到繁琐的字符串拼接以及字符转义的问题。另一方面，由于 WFS 需要传输的参数比较多，在其标准规范《OpenGIS_Web_Map_Service_WMS_Implementation_Specification》使用了 XML Schema（描述 XML 结构的语言）这一复杂的语言来描述需要传递的 XML 数据；并且一个操作的数据描述还分散在文档不同的地方。官方的参考资料尚且如此复杂，普通 GIS 从业人员也就很少愿意主动去使用，这无疑限制了造成 WFS 的应用场景。应该来说，WFS 的设计出来的年代比较早，XML 格式还是主流，如果使用 JSON 格式来进行数据传输，应该会方便不少。
目前 WFS 有 2.0.2、2.0.0、1.1.3、1.1.0 和 1.0.0 等多个版本，不过有 4 种操作是每个版本都有并且比较常见的，如下表 1 所示。由于有的操作与 WMS 比较类似，有的操作又比较繁琐，在下面的介绍中就不再对参数进行穷举说明，以实际的例子为主。
【表 1 WFS 支持的操作】
2. GetCapabilities
这个操作与 WMS 的 GetCapabilities 操作比较类似，都是生成描述服务器提供的 WFS 服务能力的元数据信息。例如我们在浏览器地址栏中输入如下地址：
http://localhost:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=2.0.0&request=GetCapabilities
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此时会返回一个 XML 文件，如下图所示：
3. DescribeFeatureType
在请求实际数据之前，往往需要知道要请求要素类型的信息，此时可以使用 DescribeFeatureType 操作。除此之外，该操作还可以获取属性的字段名称，以及字段类型。例如我们获取第 8.1.3 节发布的矢量要素 test:multipolygons 的类型，可通过如下地址来进行访问：
http://localhost:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=2.0.0&request=DescribeFeatureType&typeName=test:multipolygons&outputFormat=application/json
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由于我们设置了输出类型为 JSON，因此会返回一个 JSON 数据，如下图 8.34 所示：
4. GetFeature
4.1 Get 访问方式
接下来就是 WFS 中最重要的操作 GetFeature 了，通过该操作可以返回矢量数据源的要素信息，包括几何信息和属性信息。例如，要获取矢量要素的全部信息，可通过如下地址来进行访问：
http://localhost:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=2.0.0&request=GetFeature&typeNames=test:multipolygons&outputFormat=application/json
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此时返回的是所有的 350 个要素信息，如下图所示：
很多时候返回所有的要素信息并不是我们想要的，我们希望进行空间查询，例如查找一个矩形范围内要素，那么可以通过在浏览器中输入如下地址来实现：
http://localhost:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=2.0.0&request=GetFeature&typeNames=test:multipolygons&outputFormat=application/json&srsName=EPSG:4326&bbox=38.8954267799311,-77.039412232917,38.8965224165805,-77.0380063000187
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其中 srsName 表示空间坐标参考，bbox 表示具体的四至范围。此时的返回结果如下图所示，可以看到返回的矢量要素只有 21 个了：
如果我们要进行属性查询，例如查找特定要素 ID 的特定属性值，可通过在浏览器中输入如下地址来实现：
http://localhost:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=2.0.0&request=GetFeature&typeNames=test:multipolygons&outputFormat=application/json&featureID=multipolygons.2&propertyName=name,building
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featureID 表示要素 Id，propertyName 表示要素字段名。此时返回的结果可以看到该要素具体的属性值，如下图所示：
4.2 Post 访问方式
以上几种方式都是通过在浏览器中输入如下地址，也就是通过 HTTP 协议的 Get 请求来实现。但是如果进行空间查询的参数数据量特别大，比如查询一个多边形范围内的要素就很麻烦了。虽然仍然可以通过给 Get 请求的 filter 参数传递一个 XML 格式的文本字符串的方式来实现，但是可能会受到 URL 长度的限制。因此，复杂的空间查询最好通过 POST 请求来实现。
不过，使用 Post 访问方式的示例就要麻烦一点。为了避免在访问 WFS 服务时遇到跨域问题，我们需要发布一个静态网页，通过 JavaScript 来实现 Post 请求。具体操作是新建一个 test.html 文件夹，内容如下例 1 所示：
【例 1 给 WFS 发送 Post 请求】
<!DOCTYPE html><html lang="en">
<head> <meta charset="UTF-8"> <title>test handle response</title> <script> var url = "http://localhost:8080/geoserver/wfs"; var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open("POST", url); //xhr.open("GET", url); xhr.setRequestHeader("Content-Type", "text/xml"); xhr.onload = function (e) { if (xhr.readyState === 4) { if (xhr.status === 200) { console.log(xhr.responseText); } else { console.error(xhr.statusText); } } };
xhr.onerror = function (e) { console.error(xhr.statusText); };
var xml = `<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?><wfs:GetFeature service=\"WFS\" version=\"2.0.0\" outputFormat=\"json\" xmlns:wfs=\"http://www.opengis.net/wfs/2.0\" xmlns:fes=\"http://www.opengis.net/fes/2.0\" xmlns:gml=\"http://www.opengis.net/gml/3.2\" xmlns:test=\"https://test\" xmlns:xsi=\"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance\" xsi:schemaLocation=\"http://www.opengis.net/wfs/2.0 http://schemas.opengis.net/wfs/2.0/wfs.xsd http://www.opengis.net/gml/3.2 http://schemas.opengis.net/gml/3.2.1/gml.xsd\"> <wfs:Query typeNames='test:multipolygons'> <fes:Filter> <fes:Intersects> <fes:ValueReference>test:the_geom</fes:ValueReference> <gml:Envelope srsName=\"EPSG:4326\"> <gml:lowerCorner> -77.039412232917 38.8954267799311 </gml:lowerCorner> <gml:upperCorner> -77.0380063000187 38.8965224165805 </gml:upperCorner> </gml:Envelope> </fes:Intersects> </fes:Filter> </wfs:Query></wfs:GetFeature>`; xhr.send(xml); </script></head><body></body></html>
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然后将这个文件放入到一个新的文件夹 geoservertest，最后将 geoservertest 文件夹放入到 Tomcat 的项目发布目录 webapps 中，如下图所示：
在这个示例中，使用了 XMLHttpRequest 来发送 Post 请求，并且在请求头中标明数据内容是一个 XML 文件。我们这里使用的是一个 XML 格式的文本字符串，实际上我们要传输的 XML 数据内容经过格式化如下所示：
<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?><wfs:GetFeature service="WFS" version="2.0.0" outputFormat="json" xmlns:wfs="http://www.opengis.net/wfs/2.0" xmlns:fes="http://www.opengis.net/fes/2.0" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml/3.2" xmlns:test="https://test" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wfs/2.0 http://schemas.opengis.net/wfs/2.0/wfs.xsd http://www.opengis.net/gml/3.2 http://schemas.opengis.net/gml/3.2.1/gml.xsd"> <wfs:Query typeNames='test:multipolygons'> <fes:Filter> <fes:Intersects> <fes:ValueReference>test:the_geom</fes:ValueReference> <gml:Envelope srsName="EPSG:4326"> <gml:lowerCorner> -77.039412232917 38.8954267799311 </gml:lowerCorner> <gml:upperCorner> -77.0380063000187 38.8965224165805 </gml:upperCorner> </gml:Envelope> </fes:Intersects> </fes:Filter> </wfs:Query></wfs:GetFeature>
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我们可以看到 XML 其中一些属性和属性的值就是之前的参数，例如 service="WFS"、version="2.0.0"、outputFormat="json"以及 typeNames='test:multipolygons'。而 fes:filter 正是前面提到的用于设置过滤数据的元素；fes:Intersects 则表示相交，test:the_geom 表示相交查询要素的几何字段名称；gml:Envelope 整个节点则通过 GML（Geographic Markup Language，地理标记语言）描述了一个矩形范围。
我们在浏览器输入访问地址：http://localhost:8080/geoservertest/test.html ，打开浏览器调试器，可以看到在浏览器控制台输出了返回的信息。也可以检查该访问请求，查看具体的返回信息，如下图所示。可以看到返回的要素个数和前面 Get 请求的结果一样，也是 21 个要素。这是因为我们空间查询输入的四至范围是一样的。不过 Post 请求可以通过 GML 构造复杂的几何要素来进行空间查询，这时 Get 请求不能做到的。
5. Transaction
Transaction 操作可以创建、修改和删除 WFS 发布的要素，加上 GetFeature 的查询操作，就组成了类似于处理常规数据库数据的“增删改查”操作。区别只在 WFS 服务的 Transaction 和 GetFeature 操作针对的是远端的地理空间数据。这也是将这个操作命名为 Transaction（事务）的原因。简要来说，Transaction 操作支持四个动作（Action），分别是 Insert（插入）、Replace（替换）、Update（更新）和 Delete（删除）。由于 Transaction 操作也比较复杂，通常使用 Post 请求来实现。
还是使用例 1 所示的 test.html 页面来进行 WFS 的 Transaction 操作。由于 WFS 操作 Post 请求发送的请求的文件头都差不多，区别主要在于发送的内容，也就是 XML 数据；那么我们就只需要修改发送的 XML 格式字符串就可以了。因此，Transaction 操作所使用的示例与例 1 相同，这里只列出具体的 XML 数据。
5.1 Insert
既然我们要插入一个要素，首先就需要描述一个要素信息来进行传输。但是 WFS 要求请求的要素信息都是 GML 描述的，比如这里我们的示例矢量数据类型是面要素（multipolygon），那么应该如何去描述呢？最简单的方式是通过 GetFeature 查看默认格式的要素信息，就可以看到 GML 描述的要素，如下所示：
<test:multipolygons gml:id="multipolygons.5"> <gml:name/> <test:the_geom> <gml:MultiSurface srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326" srsDimension="2" gml:id="multipolygons.5.the_geom"> <gml:surfaceMember> <gml:Polygon gml:id="multipolygons.5.the_geom.1"> <gml:exterior> <gml:LinearRing> <gml:posList>-77.0383595 38.8960779 -77.0383609 38.8961371 -77.0383618 38.8961764 ... -77.0383595 38.8960779</gml:posList> </gml:LinearRing> </gml:exterior> <gml:interior> <gml:LinearRing> <gml:posList>-77.0386713 38.8958537 -77.0387129 38.8958542 -77.0387253 38.8958338 ... -77.0386713 38.8958537</gml:posList> </gml:LinearRing> </gml:interior> </gml:Polygon> </gml:surfaceMember> </gml:MultiSurface> </test:the_geom> <test:osm_id>3211113</test:osm_id> <test:osm_way_id/> <test:type>multipolygon</test:type> </test:multipolygons>
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这段 GML 描述，如果我们对矢量比较熟悉的话，理解起来就会非常容易。一个面要素可能有一个外环和多个内环。环是起点和终点为同一个点的线串，线串由一系列连续的点组成。我们可以仿照这个格式，也创建一个 GML 格式的要素信息，将其嵌入到要传输的 XML 数据中。具体的插入要素要发送 Post 请求的 XML 数据如下所示：
<?xml version="1.0"?><wfs:Transaction service="WFS" version="2.0.0" xmlns:test="https://test" xmlns:fes="http://www.opengis.net/fes/2.0" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml/3.2" xmlns:wfs="http://www.opengis.net/wfs/2.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wfs/2.0 http://schemas.opengis.net/wfs/2.0/wfs.xsd http://www.opengis.net/gml/3.2 http://schemas.opengis.net/gml/3.2.1/gml.xsd"> <wfs:Insert> <test:multipolygons gml:id="multipolygons.351"> <test:the_geom> <gml:MultiSurface srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326" srsDimension="2" gml:id="multipolygons.352.the_geom"> <gml:surfaceMember> <gml:Polygon gml:id="multipolygons.351.the_geom.1"> <gml:exterior> <gml:LinearRing> <gml:posList>-77.039412232917 38.8954267799311 -77.039412232917 38.8965224165805 -77.0380063000187 38.8965224165805 -77.0380063000187 38.8954267799311 -77.039412232917 38.8954267799311</gml:posList> </gml:LinearRing> </gml:exterior> </gml:Polygon> </gml:surfaceMember> </gml:MultiSurface> </test:the_geom> </test:multipolygons> </wfs:Insert></wfs:Transaction>
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在这个 XML 中我们可以看到一些熟悉的配置，例如 service="WFS"，version="2.0.0"等。wfs:Insert 表示使用 wfs 的插入操作，test:multipolygons 则索引到我们要插入的要素图层名称。test 是我们在前文中创建的工作空间，我们同时还创建了对应的命名空间 URI：https://test ；工作空间需要与命名空间 URI 相关联，这也是为什么要写 xmlns:test="https://test"。除此之外，剩下的就是通过 GML 描述的面要素了，可以看到我们构建了一个四边形。
同样的还是在浏览器输入访问地址 http://localhost:8080/geoservertest/test.html 来发送 Post 请求。如果一切顺利的话，再通过 GetFeature 操作（http://localhost:8080/geoserver/wfs?service=wfs&version=2.0.0&request=GetFeature&typeNames=test:multipolygons&outputFormat=application/json ）就可以看到刚刚插入的新的要素，如下图所示：
5.2 Replace
有了 Insert 操作作为基础，理解 Replace 的实现就非常容易了。Replace 操作 Post 请求需要传输的 XML 数据如下：
<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?><wfs:Transaction version="2.0.0" service="WFS" xmlns:test="https://test" xmlns:fes="http://www.opengis.net/fes/2.0" xmlns:wfs="http://www.opengis.net/wfs/2.0" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml/3.2" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wfs/2.0 http://schemas.opengis.net/wfs/2.0/wfs.xsd"> <wfs:Replace> <test:multipolygons gml:id="multipolygons.351"> <test:the_geom> <gml:MultiSurface srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326" srsDimension="2" gml:id="multipolygons.352.the_geom"> <gml:surfaceMember> <gml:Polygon gml:id="multipolygons.352.the_geom.1"> <gml:exterior> <gml:LinearRing> <gml:posList>-77.039412232917 38.8954267799311 -77.039412232917 38.8965224165805 -77.0380063000187 38.8965224165805 -77.039412232917 38.8954267799311 </gml:posList> </gml:LinearRing> </gml:exterior> </gml:Polygon> </gml:surfaceMember> </gml:MultiSurface> </test:the_geom> </test:multipolygons> <fes:Filter> <fes:ResourceId rid="multipolygons.351"/> </fes:Filter> </wfs:Replace></wfs:Transaction>
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可以看到 XML 数据内容与 Insert 操作差不多，不过要注意的是多了一个 fes:Filter 元素来帮助选定到具体需要替换的要素。最后通过 GetFeature 操作查询替换的要素如下图所示，可以看到我们将一个四边形要素替换成了三角形：
5.3 Update
前面 Insert 和 Replace 操作的对象都是要素的几何信息，其实要素的属性信息也可以修改。例如可以通过 Update 操作来更新要素的属性信息，其 Post 请求需要传输的 XML 数据如下：
可以看到我们为这个新增加并且替换后的要素更新了两个属性字段（name和other_tags）的值，通过GetFeature操作查询要素的结果如下图所示：
图8.42 WFS的Transaction操作的Update（更新）结果
5.4 Delete最后就让我们形成一个回环，将这个新增并且修改的矢量要素删除掉吧，Delete操作的Post请求需要传输的XML数据如下：
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可以看到我们为这个新增加并且替换后的要素更新了两个属性字段（name 和 other_tags）的值，通过 GetFeature 操作查询要素的结果如下图所示：
5.4 Delete
最后就让我们形成一个回环，将这个新增并且修改的矢量要素删除掉吧，Delete 操作的 Post 请求需要传输的 XML 数据如下：
<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?><wfs:Transaction version="2.0.0" service="WFS" xmlns:fes="http://www.opengis.net/fes/2.0" xmlns:wfs="http://www.opengis.net/wfs/2.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wfs/2.0 http://schemas.opengis.net/wfs/2.0/wfs.xsd"> <wfs:Delete typeName="test:multipolygons"> <fes:Filter> <fes:ResourceId rid="multipolygons.351"/> </fes:Filter> </wfs:Delete></wfs:Transaction>
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经过 GetFeature 操作查询后，我们发现这个矢量数据的要素个数又回到了 350 个，如下图所示：
6 注意事项
除了以上四种常用的操作，WFS 还有一些其他操作，有的操作还是特定版本特有的，篇幅所限笔者这里就不介绍了。另外，相信读者也能感受到，WFS 提供的一些操作确实非常复杂繁琐。对于空间数据的增删改查，直接使用地理数据库+定制的后端接口也许更为方便安全一些。
文章转载自：charlee44
原文链接：https://www.cnblogs.com/charlee44/p/17978722
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