Web Map Tile Service: Unterschied zwischen den Versionen
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− | Der [[OGC]]-Standard '''Web Map Tile Service (WMTS)''' ist eine von [[Web Map Tiling#Spezifikationen|mehreren Konventionen]] um Rasterkarten als (potenziell vor-berechnete & vor-gerenderte) Kachelsammlung anzubieten. | + | Der [[OGC]]-Standard '''Web Map Tile Service (WMTS)''' ([http://www.opengeospatial.org/standards/wmts offizielle Website mit Versionen], [http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=35326 PDF v1.0.0]) ist eine von [[Web Map Tiling#Spezifikationen|mehreren Konventionen]] um Rasterkarten als (potenziell vor-berechnete & vor-gerenderte) Kachelsammlung anzubieten. |
− | Siehe auch Wikipedia ([https://en.wikipedia.org/wiki/Web_Map_Tile_Service en]|[https://de.wikipedia.org/wiki/Web_Map_Tile_Service de]). | + | Siehe auch |
+ | * [[Hintergrundkarten]] und [[Web Map Tiling]]. | ||
+ | * Wikipedia ([https://en.wikipedia.org/wiki/Web_Map_Tile_Service en]|[https://de.wikipedia.org/wiki/Web_Map_Tile_Service de]). | ||
+ | * WMTS Tool "Tiles à la Google Maps" https://www.maptiler.com/google-maps-coordinates-tile-bounds-projection/#3/15.00/50.00 | ||
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+ | # Unter "Advanced Tools" (de: "Erweiterte Werkzeuge"), klicke "Import" (de: "Importieren") | ||
+ | # Gib die URL zur <code>WMTSCapabilities.xml</code>-Datei an | ||
+ | # Klicke "Connect" (de: "Verbinden")<br />Die Liste der verfügbaren Layer des WMTS wird angezeigt. Durch Hovern über dem jeweiligen Listeneintrag wird eine Vorschau im Hintergrund geladen. | ||
+ | # Für jeden gewünschten Layer: | ||
+ | ## Wähle (durch Anklicken) den gewünschten WMTS-Layer aus der angezeigten Liste | ||
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+ | * Im QGIS Browser eine neue Verbindung (Connection) eines "XYZ Tiles" anlegen und dann "Add Layer to Project". | ||
+ | * Siehe https://felix.rohrba.ch/en/2017/easily-add-tilemap-layers-qgis/ | ||
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+ | ==== Variante mit GDAL Konfig.-Datei (XML) ==== | ||
+ | * Siehe [[Hintergrundkarten]], [[Web_Map_Tiling]]. | ||
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+ | # Menü "Layer" > "Add Layer" > "Add WMS/WMTS Layer..." oder <kbd>Ctrl</kbd>-<kbd>Shift</kbd>-<kbd>W</kbd> | ||
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+ | # Feld "Name" beliebig ausfüllen | ||
+ | # In Feld "URL" die URL zur <code>WMTSCapabilities.xml</code>-Datei angeben | ||
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+ | # Button "Connect"<br />Die Liste der verfügbaren Layer des WMTS wird angezeigt. | ||
+ | # Für jeden gewünschten Layer: | ||
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+ | Anfrage ausserhalb sollte zu <code>TileOutOfRange</code>-Exception bzw. HTTP-Status-Code <code>400</code> <code>Bad Request</code> führen) | ||
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+ | den '''Definitionsbereich''' des TileMatrixSets | ||
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+ | die '''potentiell abrufbaren Tiles''' | ||
+ | aller aktuellen ''und künftigen'' Layers, | ||
+ | die dieses Set verwenden | ||
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+ | | <!-- TODO: Minimalbeispiel --> | ||
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== XYZ → WMTS == | == XYZ → WMTS == | ||
Hat man bereits einen nach XYZ-Konvention im Web verfügbaren Kachel-Satz, so lässt sich aus diesem ein (RESTful) WTMS machen, in dem man eine passende (statische) ServiceMetadata-XML-Datei <code>WMTSCapabilities.xml</code> serviert. | Hat man bereits einen nach XYZ-Konvention im Web verfügbaren Kachel-Satz, so lässt sich aus diesem ein (RESTful) WTMS machen, in dem man eine passende (statische) ServiceMetadata-XML-Datei <code>WMTSCapabilities.xml</code> serviert. | ||
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+ | === Beispiel === | ||
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+ | Kacheln von osm.ch als WMTS Konfig.-Datei: | ||
+ | https://gist.githubusercontent.com/das-g/882334b2844d5cdc7807eb9c12b8bccb/raw/WMTSCapabilities.xml | ||
=== XML-Schema-Validierung für <code>WMTSCapabilities.xml</code> === | === XML-Schema-Validierung für <code>WMTSCapabilities.xml</code> === | ||
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==== Mit <code>xmllint</code> (libxml) ==== | ==== Mit <code>xmllint</code> (libxml) ==== | ||
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In Abschnitt 6.1 "Tile matrix set – the geometry of the tiled space" des Standards erhalten wir (unten auf Seite 8) u.A. folgende beiden Formeln: | In Abschnitt 6.1 "Tile matrix set – the geometry of the tiled space" des Standards erhalten wir (unten auf Seite 8) u.A. folgende beiden Formeln: | ||
<pre>pixelSpan = scaleDenominator × 0.28e-3 / metersPerUnit(crs)</pre> | <pre>pixelSpan = scaleDenominator × 0.28e-3 / metersPerUnit(crs)</pre> | ||
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+ | Die Standard-Pixelgrösse ist gemäss OGC SLD Standard 0.28 Millimeter. | ||
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<pre>tileSpanX = tileWidth × pixelSpan</pre> | <pre>tileSpanX = tileWidth × pixelSpan</pre> | ||
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==== Pixel Size (m) ==== | ==== Pixel Size (m) ==== | ||
− | Die im Annex E.4 angegebenen (obwohl im XML wohl nicht anzugebenden) Pixel-Grössen in Metern ergeben sich, wenn man aus obiger Formel den | + | Die im Annex E.4 angegebenen (obwohl im XML wohl nicht anzugebenden) Pixel-Grössen in Metern ergeben sich, wenn man aus obiger Formel den 0.28 mm/px-Faktor weglässt: |
<pre>pixelSize = 6378137 × Tau / (256 × (2^Z))</pre> | <pre>pixelSize = 6378137 × Tau / (256 × (2^Z))</pre> | ||
Aktuelle Version vom 25. Februar 2024, 19:17 Uhr
Der OGC-Standard Web Map Tile Service (WMTS) (offizielle Website mit Versionen, PDF v1.0.0) ist eine von mehreren Konventionen um Rasterkarten als (potenziell vor-berechnete & vor-gerenderte) Kachelsammlung anzubieten.
Siehe auch
- Hintergrundkarten und Web Map Tiling.
- Wikipedia (en|de).
- WMTS Tool "Tiles à la Google Maps" https://www.maptiler.com/google-maps-coordinates-tile-bounds-projection/#3/15.00/50.00
Inhaltsverzeichnis
Verwendung
Einbinden auf SwissTopo-Webkarte
- Gehe auf https://map.geo.admin.ch/
- Unter "Advanced Tools" (de: "Erweiterte Werkzeuge"), klicke "Import" (de: "Importieren")
- Gib die URL zur
WMTSCapabilities.xml
-Datei an - Klicke "Connect" (de: "Verbinden")
Die Liste der verfügbaren Layer des WMTS wird angezeigt. Durch Hovern über dem jeweiligen Listeneintrag wird eine Vorschau im Hintergrund geladen. - Für jeden gewünschten Layer:
- Wähle (durch Anklicken) den gewünschten WMTS-Layer aus der angezeigten Liste
- Füll wahlweise das Feld "Description" (de: "Beschreibung" aus) (optional)
- Klicke "Add Layer" (de: "Layer Hinzufügen")
Einbinden in QGIS
Variante QGIS Builtin (XYZ/TMS Tiles Driver)
- Im QGIS Browser eine neue Verbindung (Connection) eines "XYZ Tiles" anlegen und dann "Add Layer to Project".
- Siehe https://felix.rohrba.ch/en/2017/easily-add-tilemap-layers-qgis/
Variante mit GDAL Konfig.-Datei (XML)
- Siehe Hintergrundkarten, Web_Map_Tiling.
Variante als WMTS Layer (OGC Standard, WMTSCapabilities.xml)
- Menü "Layer" > "Add Layer" > "Add WMS/WMTS Layer..." oder Ctrl-Shift-W
- Button "New"
- Feld "Name" beliebig ausfüllen
- In Feld "URL" die URL zur
WMTSCapabilities.xml
-Datei angeben - Button "OK"
- Button "Connect"
Die Liste der verfügbaren Layer des WMTS wird angezeigt. - Für jeden gewünschten Layer:
- Wähle (durch Anklicken) den gewünschten WMTS-Layer aus der angezeigten Liste
- Klicke Button "Add"
- Klicke Button "Close"
Begrenzungen
Position im XML-Baum (XPath) | begrenzt | mittels | Minimalbeispiel | Maximalbeispiel |
---|---|---|---|---|
//Layer/ows:BoundingBox
|
das dargestellte Datenset des Layers (informativ; Tiles können auch ausserhalb verfügbar sein, stellen dort aber keine Daten dar) |
Koordinaten im CRS des Layers | <ows:BoundingBox> <ows:LowerCorner>420000 30000</ows:LowerCorner> <ows:UpperCorner>900000 350000</ows:UpperCorner> </ows:BoundingBox> |
<ows:BoundingBox crs="urn:ogc:def:crs:EPSG:6.3:21781" dimensions="2"> <ows:LowerCorner>420000.000000 30000.000000</ows:LowerCorner> <ows:UpperCorner>900000.000000 350000.000000</ows:UpperCorner> </ows:BoundingBox> |
//Layer/WGS84BoundingBox
|
das dargestellte Datenset des Layers (informativ; Tiles können auch ausserhalb verfügbar sein, stellen dort aber keine Daten dar) |
dezimalen WGS84-Koordinaten (lon-lat: Längengrad vor Breitengrad) | <ows:WGS84BoundingBox> <ows:LowerCorner>-180 -85.05112878</ows:LowerCorner> <ows:UpperCorner>180 85.05112878</ows:UpperCorner> </ows:WGS84BoundingBox> |
<ows:WGS84BoundingBox crs="urn:ogc:def:crs:OGC:2:84" dimensions="2"> <ows:LowerCorner>-180.0 -85.05112877980659237838</ows:LowerCorner> <ows:UpperCorner>180.0 85.05112877980659237838</ows:UpperCorner> </ows:WGS84BoundingBox> |
//Layer/TileMatrixSetLink/TileMatrixSetLimits/TileMatrixLimits
|
die abrufbaren Tiles des Layers für diese TileMatrix innerhalb des verlinken TileMatrixSets (normativ;
Anfrage ausserhalb sollte zu |
Tile-Indices | ||
//TileMatrixSet/BoundingBox
|
den Definitionsbereich des TileMatrixSets und damit die potentiell abrufbaren Tiles aller aktuellen und künftigen Layers, die dieses Set verwenden |
Koordinaten im CRS des TileMatrixSets |
XYZ → WMTS
Hat man bereits einen nach XYZ-Konvention im Web verfügbaren Kachel-Satz, so lässt sich aus diesem ein (RESTful) WTMS machen, in dem man eine passende (statische) ServiceMetadata-XML-Datei WMTSCapabilities.xml
serviert.
Beispiel
Kacheln von osm.ch als WMTS Konfig.-Datei: https://gist.githubusercontent.com/das-g/882334b2844d5cdc7807eb9c12b8bccb/raw/WMTSCapabilities.xml
XML-Schema-Validierung für WMTSCapabilities.xml
Siehe auch diese StackOverflow-Antwort bzgl. "XML Schema (XSD) validation tool".
Mit xmllint
(libxml)
(CLI-Tool, das bei libxml mitinstalliert wird, und somit auf Linux & Mac meist bereits vorhanden ist.)
xmllint --noout --schema http://www.opengis.net/wmts/1.0 WMTSCapabilities.xml
oder
xmllint --noout --schema http://schemas.opengis.net/wmts/1.0/wmtsGetCapabilities_response.xsd WMTSCapabilities.xml
(Falls das Schema lokal vorhanden ist, kann auch der Pfad zur Schema-Datei angegeben werden. Umgekehrt kann die XML-Datei auch als URL angegeben werden, um eine online verfügbare Version zu validieren. Allerdings scheint für Schema und XML nur HTTP, nicht aber HTTPS zu funktionieren.)
Mit xsd-validator
(Kleines Java-Programm, das den Standard-XML-Parser der JRE (normalerweise Xerces) verwendet.)
git clone https://github.com/amouat/xsd-validator.git wget http://www.opengis.net/wmts/1.0 --output-document=wmts.xsd wget http://schemas.opengis.net/wmts/1.0/wmtsGetCapabilities_response.xsd ./xsd-validator/xsdv.sh wmts.xsd WMTSCapabilities.xml
oder einfach
git clone https://github.com/amouat/xsd-validator.git wget http://schemas.opengis.net/wmts/1.0/wmtsGetCapabilities_response.xsd ./xsd-validator/xsdv.sh wmtsGetCapabilities_response.xsd WMTSCapabilities.xml
(xsd-validator
kann nur mit lokalen Schema-Dateien umgehen, daher laden wir diese(s) hier mit wget
selbst herunter. Auch die XML-Datei muss lokal vorliegen.)
TileMatrixSet
Für einen Kachel-Satz nach OSM- & Google Maps-Konvention kann das "Well-known scale set" "GoogleMapsCompatible" (urn:ogc:def:wkss:OGC:1.0:GoogleMapsCompatible
) aus Annex E.4 des Standards verwendet werden.
Scale Denominator
In Tabelle E.4 "Definition of Well-known scale set GoogleMapsCompatible" im Standard sind die Werte des "Scale Denominator" bereits für die Zoom-Levels 0–18 angegeben. Diese lassen sich aber auch wie folgt berechnen:
Herleitung
In Abschnitt 6.1 "Tile matrix set – the geometry of the tiled space" des Standards erhalten wir (unten auf Seite 8) u.A. folgende beiden Formeln:
pixelSpan = scaleDenominator × 0.28e-3 / metersPerUnit(crs)
Die Standard-Pixelgrösse ist gemäss OGC SLD Standard 0.28 Millimeter.
tileSpanX = tileWidth × pixelSpan
Daraus folgt
tileSpanX = tileWidth × scaleDenominator × 0.28e-3 / metersPerUnit(crs)
und daraus durch auflösen nach scaleDenominator
scaleDenominator = tileSpanX × metersPerUnit(crs) / (tileWidth × 0.28e-3)
Die Kachel-Kantenlänge in Pixel tileWidth
ist bei OSM & Google immer 256.
Das CRS WebMercator verwendet (pseudo-)Metrische Koordinaten, daher ist metersPerUnit(crs)
hierfür 1.
Bei Zoomlevel Z
wird die Welt zwischen 85.06°S and 85.06°N (und von 180°W bis 180°O) auf 2^Z × 2^Z
Kacheln abgebildet. Entlang des Äquators hat man also 2^Z
Kachel-Kanten. Laut Annex E.4 stimmen die "Scale Denominator"-Werte nur in Äquatornähe, also können wir das verwenden. Der Äquator-Radius (im EPSG-Eintrag "Semi-Major Axis (a)" genannt) ist der von WGS 84 und beträgt 6'378'137 m. Mit Tau
(a.k.a. 2 Pi
) multipliziert ergibt dies die Äquatorlänge. Damit ist
tileSpanX = Äquatorlänge / (2^Z) = 6378137 × Tau / (2^Z)
Damit ergibt sich
scaleDenominator = (6378137 × Tau / (2^Z)) / (256 × 0.28e-3)
oder umgeformt die
Berechnungsformel
scaleDenominator = 6378137 × Tau / (256 × (2^Z) × 0.28e-3)
Berechnung für Zoomlevels 0–18 in Python 3.6:
from math import tau equator_length = 6378137 * tau {i : equator_length / (256 * 2**i * 0.28e-3) for i in range(19)}
{0: 559082264.0287178, 1: 279541132.0143589, 2: 139770566.00717944, 3: 69885283.00358972, 4: 34942641.50179486, 5: 17471320.75089743, 6: 8735660.375448715, 7: 4367830.1877243575, 8: 2183915.0938621787, 9: 1091957.5469310894, 10: 545978.7734655447, 11: 272989.38673277234, 12: 136494.69336638617, 13: 68247.34668319309, 14: 34123.67334159654, 15: 17061.83667079827, 16: 8530.918335399136, 17: 4265.459167699568, 18: 2132.729583849784}
Pixel Size (m)
Die im Annex E.4 angegebenen (obwohl im XML wohl nicht anzugebenden) Pixel-Grössen in Metern ergeben sich, wenn man aus obiger Formel den 0.28 mm/px-Faktor weglässt:
pixelSize = 6378137 × Tau / (256 × (2^Z))
Berechnung für Zoomlevels 0–18 in Python 3.6:
from math import tau equator_length = 6378137 * tau {i : equator_length / (256 * 2**i) for i in range(19)}
{0: 156543.03392804097, 1: 78271.51696402048, 2: 39135.75848201024, 3: 19567.87924100512, 4: 9783.93962050256, 5: 4891.96981025128, 6: 2445.98490512564, 7: 1222.99245256282, 8: 611.49622628141, 9: 305.748113140705, 10: 152.8740565703525, 11: 76.43702828517625, 12: 38.21851414258813, 13: 19.109257071294063, 14: 9.554628535647032, 15: 4.777314267823516, 16: 2.388657133911758, 17: 1.194328566955879, 18: 0.5971642834779395}