从零开始学GeoServer源码十三(GeoServer生成的矢量切片缺失问题)

前言

  GeoServer 生成的矢量切片存在缺失，这个问题是在我将矢量切片存储到 MongoDB 的过程中发现并确认的，其实在写渲染矢量切片的那一篇博文openlayers百万级和千万级数据量的矢量切片在渲染过程中的技术难点解析时，我就曾经产生过疑问，为什么已经提前切好片了，访问的时候还会去切片？今天终于可以解答这个问题了，且听我细细道来。

1.现象

  同一图层，坐标系是EPSG:4326，当我对第1级进行 png 切片时，会产生8块切片,而当我将格式调整为 pbf，即 vector-tile 时，只会产生一块切片。

2.切片流程

  上面我们介绍了现象，那会造成什么样的影响呢？对使用来说不会造成很大的影响，只不过就是访问切片很慢很慢，有种切片白切了的感觉。试想一下，明天要给客户演示，今天就开始切片了，结果到了明天一看，切片缺失了，给客户演示的时候，还是现切，这得益于 GeoServer 的自动切片机制，所以客户体验将会非常非常差。
  那是什么原因造成的这种现象呢？那就需要调试代码了。于是我们发现了切片的流程，以第1级为例。
png切片流程：

1. 先采样出来一个大图（只构造了一个GetMap请求）
2. 然后将该大图裁成8块小图
3. 依次存储后结束

pbf切片流程：

1. 先采样第1块pbf切片（只构造了一个GetMap请求）
2. 直接存储
3. 结束切片

  于是这里就存在问题了。因为 pbf 不能像 png 那样，可以直接裁切成几个小块的瓦片。因此正确的流程应该是构造出来8个 GetMap 请求，产生出来8个 pbf 瓦片才对。

3.产生问题的原因

  于是就产生了一个问题：为什么切 pbf 时只构造了一个 GetMap 请求？
  通过调试代码发现，GeoServer 在切片时有个参数叫 meta-tiling factor ，翻译过来叫切片因子，默认是4✖4，当我们把4✖4改成1✖1时，就会产生8个 GetMap 请求了。
  现在我们就可以回答上面的那个问题了，因为第1级是2行4列，即8块切片，而默认采样时是4✖4，即16块采一次，完全满足8块的要求，因此，采一次就可以了。但是这是 png 采样用的因子，我们现在是 pbf ，因此不能再这样采样了，所以强制改成1✖1即可.

这一块的代码在gwc-core1.19.jar中，类名为org.geowebcache.storage.TileRangeIterator,方法名为nextMetaGridLocation

4.修改默认采样因子

  找到 GeoServerTileLayer 中的 getMetaTilingFactors 修改即可。

5.修改BoundingBox

  解决了请求次数的问题之后，我们又发现了一个新的问题，即这8个请求每个请求的BoundingBox 都是【-180,-90,180,90】,显然是不对的，不过幸运的是，tile 对象的 xyz 值是对的。于是我们可以根据 xyz 的值来反算经纬度范围。
  我们来看下切片调用的函数 GeoServerTileLayer.getMetatilingReponse 中的执行过程：

1. createMetaTile //创建瓦片元数据对象
2. dispatchGetMap // 构造 GetMap 请求
3. metaTile.setWebMap // 将 GetMap 结果赋值给瓦片元数据对象
4. setupCachingStrategy //更新切片策略
5. saveTiles //保存瓦片

  于是我们就需要在 dispatchGetMap 时根据行列号重新计算瓦片对应的经纬度范围，不会计算的同学可以去看我们之前讲过的从零开始学GeoServer源码五（切片原理及自定义插件支持wms、wmts、tms），我们这里直接上代码：

private void modifyBboxOfVectorTileLayer(ConveyorTile tile, String format, BoundingBox bbox) {
    if(format.contains("vector-tile")){
        long[] xyz=tile.getStorageObject().getXYZ();
        long x=xyz[0];
        long y=xyz[1];
        long z=xyz[2];
        if(tile.getGridSetId().equals("EPSG:4306")){
            int row_numberOfTiles=(int)Math.pow(2,z);
            int col_numberOfTiles=2*row_numberOfTiles;
            //每一列或每一行的跨度
            double resX = MBTilesFileUserDefine.WORLD_ENVELOPE.getSpan(0) / (double) col_numberOfTiles;
            double resY =MBTilesFileUserDefine.WORLD_ENVELOPE.getSpan(1) / (double) row_numberOfTiles;
            // 该坐标系经度和纬度的最小值
            double offsetX = MBTilesFileUserDefine.WORLD_ENVELOPE.getMinimum(0);
            double offsetY = MBTilesFileUserDefine.WORLD_ENVELOPE.getMinimum(1);
            double minLon=offsetX+(double)x*resX;
            double maxLon=offsetX+(double)(x+1)*resX;
            double minLat=offsetY+(double)y*resY;
            double maxLat=offsetY+(double)(y+1)*resY;
            bbox.setMinX(minLon);
            bbox.setMaxX(maxLon);
            bbox.setMinY(minLat);
            bbox.setMaxY(maxLat);
        }
    }
}

6.总结

  本文通过跟踪 GeoServer 中切片的生成过程，对比了普通瓦片和矢量瓦片，即 png 和 pbf 的生成过程，发现了 GeoServer 中生成矢量瓦片时缺失数据的 bug ，并通过分析切片过程，修改切片因子，将这一 bug 进行了修复，希望对后来者有所帮助，回见~