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摘要：本文首先對互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的GIS開發(fā)進(jìn)行分析，接著重點(diǎn)介紹了webgis的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)思想、應(yīng)用前景，并指出了建立長沙市WebGIS系統(tǒng)的模型以及技術(shù)關(guān)鍵

關(guān)鍵詞：GIS；WebGIS；地理信息系統(tǒng)

1．概述

互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(Internet)在全球范圍內(nèi)的飛速發(fā)展，使萬維網(wǎng)(WorldWideWeb)成為高效的全球性信息場所，它已經(jīng)滲透各行各業(yè)。隨著Internet技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對地理信息系統(tǒng)(GIS)的需求，利用Internet在Web上和出版空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，已經(jīng)成為GIS發(fā)展的必然趨勢。

于是，基于Internet技術(shù)的地理信息系統(tǒng)――WebGIS就應(yīng)運(yùn)而生。從互聯(lián)網(wǎng)的任意一個(gè)地方，Internet用戶都可以瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖，以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析。因此，WebGlS不但具有大部分乃至全部傳統(tǒng)GIS軟件具有的功能，而且還具有利用Internet優(yōu)勢的特有功能，即用戶不必在自己的本地計(jì)算機(jī)上安裝GIS軟件就可以在Internet上訪問遠(yuǎn)程的GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，進(jìn)行GIS分析。WebGIS的關(guān)鍵特征是面向?qū)ο蟆⒎植际胶突ゲ僮鳌Ｈ魏蜧1S數(shù)據(jù)和功能都是一個(gè)對象，這些對象部署在Internet的不同服務(wù)器上，當(dāng)需要時(shí)進(jìn)行裝配和集成。Internet上的任何其他系統(tǒng)都能和這些對象進(jìn)行交換和交互操作。

2．特點(diǎn)

·瀏覽器/服務(wù)器應(yīng)用

WebGIS應(yīng)用瀏覽器/服務(wù)器概念來執(zhí)行GIS的分析任務(wù)。它把任務(wù)分為服務(wù)器端和瀏覽器端兩部分，客戶可以從服務(wù)器請求數(shù)據(jù)、分析工具或模塊，服務(wù)器或者執(zhí)行客戶的請求并把結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)送回給客戶，或者把數(shù)據(jù)和分析工具發(fā)送給客戶供瀏覽器端使用。

·大眾性

網(wǎng)絡(luò)功能將使GIS更容易被全社會(huì)所接受，真正實(shí)現(xiàn)GIS無所不在，無所不能。由于Internet的迅速發(fā)展，Web服務(wù)正以幾何級的速度進(jìn)入千家萬戶，WebGIS給更多用戶提供了使用GIS的機(jī)會(huì)。通過瀏覽器我們可以瀏覽、查詢。當(dāng)然，有時(shí)候?yàn)g覽器需要安裝額外的插件(plug-in)、ActiveX控件和JavaApplet，而這些通常都是免費(fèi)的，這樣就大大降低了瀏覽器端用戶的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)負(fù)擔(dān)，在很大程度上擴(kuò)大了GIS的用戶范圍。而普通的GIS產(chǎn)品由于成本高和技術(shù)難度大，往往成為少數(shù)專家擁有的專業(yè)工具，很難推廣。

·擴(kuò)展性

WebGIS很容易跟Web中的其他信息服務(wù)進(jìn)行無縫集成，可以建立靈活多變的GIS應(yīng)用。打破了以往GIS單一死板的應(yīng)用模式。

·跨平臺性

WebGIS對任何計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)都沒有限制。只要能訪問Internet，用戶就可以訪問和使用WebGIS而不必關(guān)心用戶運(yùn)行的操作系統(tǒng)是什么。隨著Java的發(fā)展，未來的WebGIS可以做到“一次編寫，到處運(yùn)行”，使WebGIS的跨平臺特性走向更高層次。

·動(dòng)態(tài)性

GIS數(shù)據(jù)和分析工具是獨(dú)立的組件和模塊，WebGIS利用Internet的這種分布式系統(tǒng)把GIS數(shù)據(jù)和分析工具部署在網(wǎng)絡(luò)不同的計(jì)算機(jī)上，用戶可以從網(wǎng)絡(luò)的任何地方訪問這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，即不需要在本地計(jì)算機(jī)上安裝GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，只要把請求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器就會(huì)把數(shù)據(jù)和分析工具模塊傳送給用戶。由于WebGIS是分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序部署在網(wǎng)絡(luò)的不同計(jì)算機(jī)上，隨時(shí)可被管理員更新，對于Internet上的每個(gè)用戶來說都將得到最新可用的數(shù)據(jù)和應(yīng)用，即只要數(shù)據(jù)源發(fā)生變化，WebGIS將得到更新。3．開發(fā)模型

根據(jù)Internet構(gòu)成特點(diǎn)，適合我市管理體制的基于Internet的地理信息系統(tǒng)可劃分為4個(gè)部分：長沙市GIS中心、縣級GIS服務(wù)站、Internet服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和普通Internet用戶

在長沙市建立適當(dāng)規(guī)模的GIS除滿足本區(qū)常規(guī)的GIS服務(wù)外，還負(fù)責(zé)Internet上GIS服務(wù)，如集中管理網(wǎng)絡(luò)共享的地理數(shù)據(jù)，提供地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)，并提供大量的地理主頁，供他人參觀訪問。

縣級的地理信息服務(wù)站，是結(jié)合本地的實(shí)際情況，在上一級GIS中心的協(xié)調(diào)下建立的，主要為本地區(qū)服務(wù)，站點(diǎn)規(guī)模可大可小，在功能上是GIS中心的子集。

在這樣的模型中，系統(tǒng)大部分?jǐn)?shù)據(jù)分布在較大的GIS中心，小部分在GIS站點(diǎn)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)除了GIS空間信息和屬性信息外，還包含大量的主頁數(shù)據(jù)和常規(guī)的管理數(shù)據(jù)。通過Internet，任何人都可訪問GIS中心，當(dāng)然不同級別和權(quán)限的用戶參與的活動(dòng)有一定的區(qū)別。

4．設(shè)計(jì)思想

目前的大部分WebGIS是采用的CGI/SeverAPI方法。但是，CGI機(jī)制本身有很大的缺陷，對于每一個(gè)客戶機(jī)的請求，都要重新啟動(dòng)一個(gè)新的服務(wù)進(jìn)程，從而影響速度。它不適應(yīng)于編寫最新的客戶/服務(wù)器應(yīng)用軟件，也不適合編寫面向?qū)ο蟮腏ava客戶機(jī)。經(jīng)過各種擴(kuò)充的CGI工具也無助于問題的解決，因?yàn)椴还苁遣捎眠M(jìn)程間DLL、服務(wù)器插件或者是ORB對象的方案，它們都需要HTTP和Web服務(wù)器作為中介，來協(xié)調(diào)服務(wù)器和客戶機(jī)對象之間的通信。一個(gè)客戶機(jī)對象無法直接調(diào)用服務(wù)器對象，客戶機(jī)與服務(wù)器對象之間交互的基本形式仍然是HTML表格。對于象WebGIS這樣復(fù)雜的客戶/服務(wù)器應(yīng)用來說，網(wǎng)絡(luò)通信量相當(dāng)大，采用這種方式很難進(jìn)一步提高速度。為了解決這個(gè)問題，于是誕生了Web的一種分布式對象方案，稱為“ObjectWeb”。基于ObjectWeb規(guī)范的WebGIS可以稱為分布式對象WebGIS，這是WebGIS的最新發(fā)展方向。基于ObjectWeb開發(fā)的WebGIS可以有效避免CGI形成的瓶頸，允許客戶機(jī)直接調(diào)用服務(wù)器上的方法。分布式對象平臺提供一種可以伸縮的由服務(wù)器到服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)器對象可以運(yùn)行在多個(gè)服務(wù)器上，從而可以動(dòng)態(tài)平衡瀏覽器端請求的負(fù)載。

進(jìn)行WebGIS設(shè)計(jì)的另外一個(gè)重要選擇是，在瀏覽器端使用矢量地圖或者柵格地圖。如果使用矢量圖形，一般需要在瀏覽器端事先安裝插件(plug-in)，或者運(yùn)行時(shí)自動(dòng)下載JavaApplet抑或ActiveX控件；在瀏覽器端使用柵格圖像則不需要而任何額外程序。不過，正因?yàn)樵跒g覽器端使用了插件、JavaApplet或者ActiveX控件，采用矢量圖形方式可以在本地執(zhí)行許多操作，比如：地圖放大縮小、漫游、就地選擇并高亮顯示，在一定程度上減少了服務(wù)器端的負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸量；采用柵格圖像方式，在瀏覽器端只能讀得鼠標(biāo)的x，y坐標(biāo)，進(jìn)行地圖縮放、平移和選擇等操作都要傳遞x，y坐標(biāo)到服務(wù)器端處理，生成新的柵格圖傳遞到瀏覽器端顯示，增加了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)。

5．產(chǎn)品比較

在網(wǎng)上數(shù)據(jù)方面已經(jīng)有一定的進(jìn)展，許多公司已經(jīng)推出了WebGIS網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。如MapInfo公司的MapInfoProServer、Intergraph公司的GeoMediaWebMap、ESRI的InternetMapServer(IMS)forArcView&MapObjects，著名的CAD廠商Autodesk公司也推出了MapGuide。這些產(chǎn)品大多于1996-1997年。最近Bently公司和MapInfo公司又相繼推出了ModelServer/Discovery和MapXSite。

上述軟件所采用的技術(shù)方法可以分為兩類：一是公共網(wǎng)關(guān)接口（CGI）；另一種是插入法（Plugins）。前者由服務(wù)器向?yàn)g覽器提供地圖圖像，但下載后的圖像不能再做縮放和查詢。后者將地圖數(shù)據(jù)（矢量、柵格）下載到客戶機(jī)，再由客戶機(jī)作各種GIS操作。

從實(shí)用的角度看，這些軟件包的模塊化程度有待于提高，就必須解決不同公司間軟件構(gòu)件的混裝問題。專家們認(rèn)為：消費(fèi)類的簡單查詢，用CGI型的地圖瀏覽器是可行的，但應(yīng)用復(fù)雜的WebGIS，則依托于高速互聯(lián)網(wǎng)或高速內(nèi)部網(wǎng)的建立。

6．應(yīng)用前景

基于Internet/Intranet的分布式計(jì)算環(huán)境，使得傳統(tǒng)的GIS有望實(shí)現(xiàn)開放GIS的目標(biāo)。信息共享和地理數(shù)據(jù)的互操作，以滿足不同產(chǎn)業(yè)部門的需求。事實(shí)表明，Internet、Java/JDBC結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)從理論和實(shí)踐上都是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的解決之道。

隨著寬帶家庭化的到來，現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)帶寬已經(jīng)基本上能夠滿足WebGIS數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆６腋鞔筌浖S商對各自軟件開發(fā)的規(guī)范性加強(qiáng)，技術(shù)的提高，開發(fā)成本的降低。現(xiàn)在的WebGIS產(chǎn)品已經(jīng)逐步走向成熟。可以預(yù)見，隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，WebGIS應(yīng)用終將走上普通人的辦工桌、走進(jìn)千家萬戶的家用電腦，與Internet本身一樣成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚膶?shí)用工具。

WebGIS還可以應(yīng)用于Intranet建立企業(yè)/部門內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)GIS，可以在科研機(jī)構(gòu)、政府職能部門、企事業(yè)單位得到廣泛應(yīng)用。WebGIS提供了一種易于維護(hù)的分布式GIS解決方案。盡管目前的WebGIS軟件提供的空間分析功能很難滿足專業(yè)應(yīng)用的需要，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，WebGIS終將取代傳統(tǒng)的GIS。

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