天地图WMTS地图瓦片下载

        最近在开发个人项目中遇到了这样一个问题，即：本地开发使用天地图在线地图服务，部署到线上时，突然想到——天地图提供的开放地图服务是需要申请秘钥key才能够使用的，而且需要连接外网，同时也是有访问次数限制的，那么，如果是在内网环境中如何进行迁移呢？

        其实解决方案很简单：通常在项目开发中，我们是通过第三方地图数据下载器进行遥感影像/电子地图/矢量数据下载，然后将其处理之后，发布到自己的专用服务器上。但是对于个人开发者而言，数据下载第一步往往最为艰难，因为不仅要考虑数据可靠性、现势性、完备性等，还要考虑坐标系是否正确，如果不正确的话，还要进行坐标系转换、影像纠偏处理等等，很是麻烦。

        然而如果有WMS/WFS/WMTS等地图服务发布经验的小伙伴，脑瓜一拍，立刻就明白常规地图服务是怎么回事了。天地图提供的WMTS服务也不例外，其实就是通过建立影像金字塔，然后逐层切分，转换为256*256的n张图片，供前端地图开发使用。

        于是，按照天地图的瓦片剖分规则（更为详细的可以自行深入研究哈），在第level层级，对应的行列数分别是：

int rowCount = (int) Math.pow(2, level); //行数
int colCount = (int) Math.pow(2, level); //列数

        对于条件有限的小伙伴来讲，可以通过网络编程简单抓取前几级的地图瓦片，然后进行使用即可。当然，只是兴趣使然，拿本篇文章做一下日常开发记录，我个人是不建议这样做的哈，毕竟有“盗用他人劳动成果”，即：白嫖的嫌疑，相比之下，更为推荐通过Nginx代理天地图服务，将其丝滑的缓存到本地的方案。 

        基于Java的下载第8层级的示例代码如下，可根据需要自行调节参数。

package com.example.xwd;


import java.io.*;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

public class DownloadTIles {

    public static void main(String[] args) {
        String outPath = "D:\\文档资料\\tiles\\";
        downWorld1To3(outPath,8,8);
    }


    //计算瓦片范围-世界范围-[1-TopLevel级]
    private static void downWorld1To3(String basePath, int lowLevel, int TopLevel) {
        System.out.println("basePath=" + basePath);
        for (int level = lowLevel; level <= TopLevel; level++) {
            int rowCount = (int) Math.pow(2, level); //行数
            int colCount = (int) Math.pow(2, level); //列数
            System.out.println("level:" + level + "row:" + rowCount + ",col:" + colCount);
            //下载瓦片
            for (int j = 0; j < colCount; j++) {
                for (int i = 0; i < rowCount; i++) {
                    String url_tilePath = "http://t0.tianditu.gov.cn/img_w/wmts?SERVICE=WMTS&REQUEST=GetTile&VERSION=1.0.0&LAYER=img&STYLE=default&TILEMATRIXSET=w&FORMAT=tiles&tk=您的天地图key=" + i +
                            "&TILECOL=" + j
                            + "&TILEMATRIX=" + level;//拼接请求路径
                    String save_tilePath = level + "/" + j + "/";//拼接存储路径
                    String save_fileName = +i + ".png";//拼接存储名称
                    String fullFolder = basePath + save_tilePath;
                    File folder = new File(fullFolder);
                    System.out.println(folder.getAbsolutePath());
                    if (!folder.exists()) {
                        folder.mkdirs();
                    }
                    File file = new File(folder, save_fileName);
                    System.out.println("存储路径:" + file.getAbsolutePath());
                    downloadTilePNG(url_tilePath, file);
                }
            }
        }

    }


    private static void downloadTilePNG(String tileUrl, File outFile) {
        URL url = null;
        URLConnection urlConnection = null;
        InputStream inputStream = null;
        OutputStream outputStream = null;
        int len = -1;
        byte[] buffer = new byte[1024];
        try {
            url = new URL(tileUrl);
            urlConnection = url.openConnection();
            urlConnection.setRequestProperty("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/92.0.4515.131 Safari/537.36 SLBrowser/8.0.1.5162 SLBChan/111");
            inputStream = urlConnection.getInputStream();
            outputStream = new FileOutputStream(outFile);
            while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                outputStream.write(buffer, 0, len);
            }
            System.out.println("success:" + tileUrl);
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("error:" + tileUrl);
        } finally {
            if (outputStream != null) {
                try {
                    outputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (inputStream != null) {
                try {
                    inputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }
}

       然后得到如下所示的瓦片结果，并将其使用Nginx进行资源发布，

#user  nobody;
worker_processes  1;

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
        add_header 'Access-Control-Allow-Origin' '*';
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

    }


}

        最终使用Cesium.js做本地测试示例代码以及效果如下，

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="utf-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta
      name="viewport"
      content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, minimum-scale=1, user-scalable=no"
    />
    <title>Document</title>
    <link href="../../Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet"/>
    <script src="../../Build/Cesium/Cesium.js"> </script>
    <style>
        *{
            padding: 0;
            margin: 0;
            box-sizing: border-box;
        }
        html,body{
            width: 100%;
            height: 100%;
        }
        #map{
            position: absolute;
            top: 0;
            left: 0;
            width: 100%;
            height: 100%;
        }
    </style>
</head>

<body>
    <div id="map"></div>
    <script>
        Cesium.Ion.defaultAccessToken = "Your AccessToken"
        const viewer = new Cesium.Viewer("map")
        viewer.scene.imageryLayers.removeAll();

        viewer.imageryLayers.addImageryProvider(new Cesium.UrlTemplateImageryProvider({
            url: "http://localhost:80/tiles/" + '/{z}/{x}/{y}.png',
            minimumLevel: 0,
            maximumLevel: 7
        }));
    </script>
</body>

</html>