WebGIS多维栅格时态动画——从数据到前端（1）
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在开始之前
具备以下条件，才能完整实践这一工作流程。
具有GeoScene Pro 4.0及以上版本。
具有GeoScene Enterprise 4.0及以上版本并带有影像服务器许可。
具备GeoScene Maps SDK for JavaScript的开发经验。
从多维天气数据集中提取数据
在地理空间分析领域，尽管可以将单个变量或 2D数据打包到 shapefile 或 GeoTIFF 中，但更复杂的多维数据需要更复杂的数据结构。 天气数据集就是这种情况，它通常包含整个地理区域、多个变量以及多个时间点的数据。气象和气候学中最常见的数据结构为 GRIB、netCDF 和 HDF，GeoScene Pro 可在其格式化为世界气象组织 (WMO) 或气候与预报 (CF)标准时进行读取。
本文使用的 GRIB 文件来自高分辨率快速刷新(HRRR)数据集。 HRRR 由美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 提供，是一个每小时刷新一次的全美天气模型。 它包含许多变量，可提供有关温度、风速、降水以及其他气象数据的信息。 本文演示的子集包含整个阿拉斯加地区于 2019年 12 月 24 日 UTC 时间上午 6:00至晚上 8:00 之间每小时的数据。使用其他时间的数据亦可。（下载地址）
数据下载网站示意
示例用的天气数据
由于 HRRR 数据包含如此多的信息，因此难以同时查看所有信息。当前，我们将聚焦于查看库克湾地区 2019 年 12 月 24 日的阵风数据变化。 阵风是指风速的突然增加。 高风速可能会损坏海上装置设施，因此需要对其进行监测。
接下来要做的事情是从 每小时一个GRIB 文件中提取阵风数据，并将其放入多维镶嵌数据集中以将其添加至您的地图。 镶嵌是一种将多维或数据（时间、空间、变量、波段等）组织到地理数据库的单一组成部分中的方法。
首先，您将创建一个空的镶嵌数据集以用作数据的容器。
1、在一个GeoScene Pro工程的新建空白地图中，在上方功能区，点击分析选项卡，在地理处理组中点击工具。
打开工具
2、在随即显示的地理处理窗格中，搜索并选择创建镶嵌数据集。
创建镶嵌数据集工具
3、在创建镶嵌数据集工具中，输入以下参数：
对于输出位置，单击浏览。 在随即显示的窗口中，单击数据库，选择 MyProject.gdb，然后单击确定。
对于镶嵌数据集名称，键入 WindGust。 对于坐标系，选择当前地图的坐标系。
创建镶嵌数据集
4、单机运行，接下来将阵风数据添加到此镶嵌容器中。在地理处理窗格中，单击后退箭头。搜索并选择添加栅格至镶嵌数据集。
在添加栅格至镶嵌数据集工具中，选择以下参数： 对于镶嵌数据集，选择 WindGust。
对于栅格类型，选择 GRIB。
对于输入数据，在下拉列表中选择文件夹。 单击浏览并浏览至 HRRR 教程数据文件夹。 将其选中并单击确定。
随即将文件夹添加到数据框。 选择该文件夹后，可以指定要从多维 GRIB 数据集中获取的变量。
5、单击栅格类型旁边的属性按钮，将显示栅格类型属性窗口，其中包含有关文件夹中 GRIB 文件的信息。
添加栅格至镶嵌数据集
6、单击变量选项卡并选中代表风速的GUST@SFC复选框。单击确定。
栅格类型属性
栅格类型字段将更新为带有GUST@SFC变量的文件路径。
7、展开栅格处理并选中计算统计数据，详见步骤5的截图。然后点击运行。数据将添加到镶嵌数据集并在地图上绘制。
由于在第4步选择了整个 HRRR 文件夹（而非特定 GRIB 文件，类似于针对 Temperature 图层执行的操作），因此HRRR 文件夹中存在的所有 15 小时的数据已添加至镶嵌。接下来，将其可视化为随着时间推移的动画。
可视化阵风数据
以动画形式呈现并符号化多维阵风图层
WindGust 镶嵌图层包含阿拉斯加地区 2019 年 12 月 24 日 15 个小时的风速数据。 在本部分中，您将以此动画形式查看此数据，并选择适当的符号化。 首先，您将检查有关镶嵌内容的信息。
1、在内容窗格中，展开 HRRR 镶嵌图层并双击影像。如上面步骤7截图。
随机出现图层属性窗口。该窗口包含有关镶嵌影像的信息。
2、在图层属性窗口中，单击源选项卡并展开多维信息。对于变量，展开gust@sfc (StdTime = 15) 和 StdTime。
图层属性：影像
将提供数据集的描述，包括测量单位（单位）、时间间隔（间隔）和时间范围（范围）。 计数为 15 表示镶嵌内存在 15 个数据图层（或剖切片），每小时一个。
关闭图层属性窗口。接下来，以时间动画的形式查看阵风数据。
3、由于地图中的某些数据可以随时间显示，因此时间滑块已添加到地图顶部。 在功能区上，还将显示时间选项卡。 设置时间滑块以随时间正确显示 WindGust 多维栅格。
在地图顶部，将鼠标悬停在时间滑块上以将其激活。
在时间滑块的左侧，单击禁用时间以将其更改为启用时间。
启用时间滑块
4、在时间选项卡，可以看到当前时间滑块自动从WindGust图层中读取了时间间隔和时间范围信息。
时间选项卡
5、在时间滑块上，单击播放。你将会看到地图动画，并且该动画会在数据覆盖的 15 个小时内变化。
当前的彩虹色带可能会产生误导，因此，可以选择连续的色带来更好地对阵风较强的区域进行符号化。
时间动画演示
6、在左侧的内容窗格中，根据需要展开 影像图层并右键单击它的色带。
色带设置
7、展开下拉列表，点击显示名称、显示全部，然后下拉找到并选择 紫蓝（连续）色带。
选择紫蓝（连续）色带
8、再次右键单击该色带，然后单击反向配色方案以深蓝色显示最强的阵风。注意需要再次点击界面空白处，该设置才能生效。
反向配色方案
地图随即更新，以深蓝色显示较高的阵风，而以浅紫色阴影显示较低的阵风。
紫蓝连续色带符号化
9、在时间滑块上，再次单击播放以查看经过最终符号化的动画。
阵风动画
准备用来发布影像服务的数据
现在我们已经在桌面端取得了非常良好的效果，为了把这个可视化效果搬到WebGIS浏览器端，还需要准备影像数据以发布服务。
镶嵌数据集是一个适用于桌面端管理多维影像的格式，它的操作非常简单，功能十分强大，前面的实践中已经深有体会。但在WebGIS场景下，基于文件型地理数据库（gdb）和企业级地理数据库（SDE）建立的镶嵌数据集通过HTTP协议在浏览器端读取和操作存在一定障碍。
GeoScene支持另一种用来存储多维影像数据的格式——云栅格格式 (Cloud Raster Format)。这种格式针对在分布式处理和存储环境中读写大文件进行了优化。 在 CRF 文件中，较大栅格将被分解为较小的切片包，允许多个进程同时写入单个栅格。其文件的结构及扩展名为：
目录 - 扩展名 *.crf
包文件 - 扩展名 *.bundle
云栅格格式 (Cloud Raster Format) 支持多波段 支持压缩 支持色彩映射表。支持各种影像的数据类型包括：8 位、16 位和 32 位无符号/有符号整数、32 位浮点型以及 64 位复数型。
接下来，把前一章节得到的镶嵌数据集转换为CRF。
1、从分析选项卡 -工具 调出 地理处理窗口，搜索复制栅格工具并打开。
查找复制栅格工具
2、在复制栅格工具的参数设置中，输入栅格选择前一章节使用的镶嵌数据集WindGust，格式选择为云栅格格式，输出栅格数据集命名为WindGust.crf。点击运行。结果自动添加到当前地图中。
复制栅格工具参数
3、CRF格式同样具有时间动画的功能。但是原来的镶嵌数据集设置的紫蓝连续色带的样式，没有保留到新的crf格式文件中。
可以选择重新配图，通过导出栅格函数，发服务时选择复用栅格函数。
crf格式具有相同功能
4、右键这个crf图层，点击符号系统，在符号系统中，依然采用紫蓝连续色带，另存为栅格函数模板。后续发布时使用。
导出配图的栅格函数模板
5、确保软件界面右上角为已登录了GeoScene Enterprise的状态。
登录状态
6、在右侧找到目录窗格，右键WindGust.crf，共享为web图层。注意不是在左侧的内容窗格。
共享为Web图层
7、填写服务发布的基本信息，选择 复制所有数据。
服务发布
8、将切片方案文件conf.xml从这个crf里复制出来，放在别的文件夹。
切片方案文件
9、回到第7步的界面，共享为web图层的窗口，配置影像图的属性
配置影像图的属性
10、在 影像服务属性 - 栅格函数 - 处理模板，配置刚才导出的栅格函数模板。并将默认模板由None设置为配置的栅格函数模板。
配置栅格函数模板
11、在 影像服务属性 - 图层绘制 选择 使用新缓存中的切片，切片方案文件选择第8步拷贝到另一个文件夹的conf.xml文件。
选择手动缓存。
选择切片方案
注意手动缓存
12、点击发布即可。发布完成后，在门户中查看这个影像服务。
在门户中查看
13、打开自带有时间条。可以直接播放，和桌面端效果一致。
网页播放
总结
实际操作中会发现，这时如果是5.0的GeoScene Enterprise，门户自动走的是ImageryLayer，带有动态渲染的自定义栅格函数。动态出图会较慢。如果手动操作走ImageryTileLayer，则无法带有预定义的紫蓝连续色带。
我们将在前段调用时尝试通过代码调用方式解决效率问题。
由于篇幅受限，之后在下一篇文章中再更新前端调用的内容。
未完待续......
文章来源：https://www.jianshu.com/p/90150923438c
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2025-07-21
在开始之前
具备以下条件，才能完整实践这一工作流程。
具有GeoScene Pro 4.0及以上版本。
具有GeoScene Enterprise 4.0及以上版本并带有影像服务器许可。
具备GeoScene Maps SDK for JavaScript的开发经验。
从多维天气数据集中提取数据
在地理空间分析领域，尽管可以将单个变量或 2D数据打包到 shapefile 或 GeoTIFF 中，但更复杂的多维数据需要更复杂的数据结构。 天气数据集就是这种情况，它通常包含整个地理区域、多个变量以及多个时间点的数据。气象和气候学中最常见的数据结构为 GRIB、netCDF 和 HDF，GeoScene Pro 可在其格式化为世界气象组织 (WMO) 或气候与预报 (CF)标准时进行读取。
本文使用的 GRIB 文件来自高分辨率快速刷新(HRRR)数据集。 HRRR 由美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 提供，是一个每小时刷新一次的全美天气模型。 它包含许多变量，可提供有关温度、风速、降水以及其他气象数据的信息。 本文演示的子集包含整个阿拉斯加地区于 2019年 12 月 24 日 UTC 时间上午 6:00至晚上 8:00 之间每小时的数据。使用其他时间的数据亦可。（下载地址）
由于 HRRR 数据包含如此多的信息，因此难以同时查看所有信息。当前，我们将聚焦于查看库克湾地区 2019 年 12 月 24 日的阵风数据变化。 阵风是指风速的突然增加。 高风速可能会损坏海上装置设施，因此需要对其进行监测。
接下来要做的事情是从 每小时一个GRIB 文件中提取阵风数据，并将其放入多维镶嵌数据集中以将其添加至您的地图。 镶嵌是一种将多维或数据（时间、空间、变量、波段等）组织到地理数据库的单一组成部分中的方法。
首先，您将创建一个空的镶嵌数据集以用作数据的容器。
1、在一个GeoScene Pro工程的新建空白地图中，在上方功能区，点击分析选项卡，在地理处理组中点击工具。
2、在随即显示的地理处理窗格中，搜索并选择创建镶嵌数据集。
3、在创建镶嵌数据集工具中，输入以下参数：
对于输出位置，单击浏览。 在随即显示的窗口中，单击数据库，选择 MyProject.gdb，然后单击确定。
对于镶嵌数据集名称，键入 WindGust。 对于坐标系，选择当前地图的坐标系。
4、单机运行，接下来将阵风数据添加到此镶嵌容器中。在地理处理窗格中，单击后退箭头。搜索并选择添加栅格至镶嵌数据集。
在添加栅格至镶嵌数据集工具中，选择以下参数： 对于镶嵌数据集，选择 WindGust。
对于栅格类型，选择 GRIB。
对于输入数据，在下拉列表中选择文件夹。 单击浏览并浏览至 HRRR 教程数据文件夹。 将其选中并单击确定。
随即将文件夹添加到数据框。 选择该文件夹后，可以指定要从多维 GRIB 数据集中获取的变量。
5、单击栅格类型旁边的属性按钮，将显示栅格类型属性窗口，其中包含有关文件夹中 GRIB 文件的信息。
6、单击变量选项卡并选中代表风速的GUST@SFC复选框。单击确定。
栅格类型字段将更新为带有GUST@SFC变量的文件路径。
7、展开栅格处理并选中计算统计数据，详见步骤5的截图。然后点击运行。数据将添加到镶嵌数据集并在地图上绘制。
由于在第4步选择了整个 HRRR 文件夹（而非特定 GRIB 文件，类似于针对 Temperature 图层执行的操作），因此HRRR 文件夹中存在的所有 15 小时的数据已添加至镶嵌。接下来，将其可视化为随着时间推移的动画。
以动画形式呈现并符号化多维阵风图层
WindGust 镶嵌图层包含阿拉斯加地区 2019 年 12 月 24 日 15 个小时的风速数据。 在本部分中，您将以此动画形式查看此数据，并选择适当的符号化。 首先，您将检查有关镶嵌内容的信息。
1、在内容窗格中，展开 HRRR 镶嵌图层并双击影像。如上面步骤7截图。
随机出现图层属性窗口。该窗口包含有关镶嵌影像的信息。
2、在图层属性窗口中，单击源选项卡并展开多维信息。对于变量，展开gust@sfc (StdTime = 15) 和 StdTime。
将提供数据集的描述，包括测量单位（单位）、时间间隔（间隔）和时间范围（范围）。 计数为 15 表示镶嵌内存在 15 个数据图层（或剖切片），每小时一个。
关闭图层属性窗口。接下来，以时间动画的形式查看阵风数据。
3、由于地图中的某些数据可以随时间显示，因此时间滑块已添加到地图顶部。 在功能区上，还将显示时间选项卡。 设置时间滑块以随时间正确显示 WindGust 多维栅格。
在地图顶部，将鼠标悬停在时间滑块上以将其激活。
在时间滑块的左侧，单击禁用时间以将其更改为启用时间。
4、在时间选项卡，可以看到当前时间滑块自动从WindGust图层中读取了时间间隔和时间范围信息。
5、在时间滑块上，单击播放。你将会看到地图动画，并且该动画会在数据覆盖的 15 个小时内变化。
当前的彩虹色带可能会产生误导，因此，可以选择连续的色带来更好地对阵风较强的区域进行符号化。
6、在左侧的内容窗格中，根据需要展开 影像图层并右键单击它的色带。
7、展开下拉列表，点击显示名称、显示全部，然后下拉找到并选择 紫蓝（连续）色带。
8、再次右键单击该色带，然后单击反向配色方案以深蓝色显示最强的阵风。注意需要再次点击界面空白处，该设置才能生效。
地图随即更新，以深蓝色显示较高的阵风，而以浅紫色阴影显示较低的阵风。
9、在时间滑块上，再次单击播放以查看经过最终符号化的动画。
准备用来发布影像服务的数据
现在我们已经在桌面端取得了非常良好的效果，为了把这个可视化效果搬到WebGIS浏览器端，还需要准备影像数据以发布服务。
镶嵌数据集是一个适用于桌面端管理多维影像的格式，它的操作非常简单，功能十分强大，前面的实践中已经深有体会。但在WebGIS场景下，基于文件型地理数据库（gdb）和企业级地理数据库（SDE）建立的镶嵌数据集通过HTTP协议在浏览器端读取和操作存在一定障碍。
GeoScene支持另一种用来存储多维影像数据的格式——云栅格格式 (Cloud Raster Format)。这种格式针对在分布式处理和存储环境中读写大文件进行了优化。 在 CRF 文件中，较大栅格将被分解为较小的切片包，允许多个进程同时写入单个栅格。其文件的结构及扩展名为：
目录 - 扩展名 *.crf
包文件 - 扩展名 *.bundle
云栅格格式 (Cloud Raster Format) 支持多波段 支持压缩 支持色彩映射表。支持各种影像的数据类型包括：8 位、16 位和 32 位无符号/有符号整数、32 位浮点型以及 64 位复数型。
接下来，把前一章节得到的镶嵌数据集转换为CRF。
1、从分析选项卡 -工具 调出 地理处理窗口，搜索复制栅格工具并打开。
2、在复制栅格工具的参数设置中，输入栅格选择前一章节使用的镶嵌数据集WindGust，格式选择为云栅格格式，输出栅格数据集命名为WindGust.crf。点击运行。结果自动添加到当前地图中。
3、CRF格式同样具有时间动画的功能。但是原来的镶嵌数据集设置的紫蓝连续色带的样式，没有保留到新的crf格式文件中。
可以选择重新配图，通过导出栅格函数，发服务时选择复用栅格函数。
4、右键这个crf图层，点击符号系统，在符号系统中，依然采用紫蓝连续色带，另存为栅格函数模板。后续发布时使用。
5、确保软件界面右上角为已登录了GeoScene Enterprise的状态。
6、在右侧找到目录窗格，右键WindGust.crf，共享为web图层。注意不是在左侧的内容窗格。
7、填写服务发布的基本信息，选择 复制所有数据。
8、将切片方案文件conf.xml从这个crf里复制出来，放在别的文件夹。
9、回到第7步的界面，共享为web图层的窗口，配置影像图的属性
10、在 影像服务属性 - 栅格函数 - 处理模板，配置刚才导出的栅格函数模板。并将默认模板由None设置为配置的栅格函数模板。
11、在 影像服务属性 - 图层绘制 选择 使用新缓存中的切片，切片方案文件选择第8步拷贝到另一个文件夹的conf.xml文件。
选择手动缓存。
12、点击发布即可。发布完成后，在门户中查看这个影像服务。
13、打开自带有时间条。可以直接播放，和桌面端效果一致。
总结
实际操作中会发现，这时如果是5.0的GeoScene Enterprise，门户自动走的是ImageryLayer，带有动态渲染的自定义栅格函数。动态出图会较慢。如果手动操作走ImageryTileLayer，则无法带有预定义的紫蓝连续色带。
我们将在前段调用时尝试通过代码调用方式解决效率问题。
由于篇幅受限，之后在下一篇文章中再更新前端调用的内容。
未完待续......
文章来源：https://www.jianshu.com/p/90150923438c
