互聯網時代WebGIS開發

前言：本站為你精心整理了互聯網時代WebGIS開發范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：本文首先對互聯網時代的GIS開發進行分析，接著重點介紹了webgis的特點、設計思想、應用前景，并指出了建立長沙市WebGIS系統的模型以及技術關鍵

關鍵詞：GIS；WebGIS；地理信息系統

1．概述

互聯網絡(Internet)在全球范圍內的飛速發展，使萬維網(WorldWideWeb)成為高效的全球性信息場所，它已經滲透各行各業。隨著Internet技術的不斷發展和人們對地理信息系統(GIS)的需求，利用Internet在Web上和出版空間數據，為用戶提供空間數據瀏覽、查詢和分析的功能，已經成為GIS發展的必然趨勢。

于是，基于Internet技術的地理信息系統――WebGIS就應運而生。從互聯網的任意一個地方，Internet用戶都可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、制作專題圖，以及進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GIS軟件具有的功能，而且還具有利用Internet優勢的特有功能，即用戶不必在自己的本地計算機上安裝GIS軟件就可以在Internet上訪問遠程的GIS數據和應用程序，進行GIS分析。WebGIS的關鍵特征是面向對象、分布式和互操作。任何G1S數據和功能都是一個對象，這些對象部署在Internet的不同服務器上，當需要時進行裝配和集成。Internet上的任何其他系統都能和這些對象進行交換和交互操作。

2．特點

·瀏覽器/服務器應用

WebGIS應用瀏覽器/服務器概念來執行GIS的分析任務。它把任務分為服務器端和瀏覽器端兩部分，客戶可以從服務器請求數據、分析工具或模塊，服務器或者執行客戶的請求并把結果通過網絡送回給客戶，或者把數據和分析工具發送給客戶供瀏覽器端使用。

·大眾性

網絡功能將使GIS更容易被全社會所接受，真正實現GIS無所不在，無所不能。由于Internet的迅速發展，Web服務正以幾何級的速度進入千家萬戶，WebGIS給更多用戶提供了使用GIS的機會。通過瀏覽器我們可以瀏覽、查詢。當然，有時候瀏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的，這樣就大大降低了瀏覽器端用戶的經濟和技術負擔，在很大程度上擴大了GIS的用戶范圍。而普通的GIS產品由于成本高和技術難度大，往往成為少數專家擁有的專業工具，很難推廣。

·擴展性

WebGIS很容易跟Web中的其他信息服務進行無縫集成，可以建立靈活多變的GIS應用。打破了以往GIS單一死板的應用模式。

·跨平臺性

WebGIS對任何計算機和操作系統都沒有限制。只要能訪問Internet，用戶就可以訪問和使用WebGIS而不必關心用戶運行的操作系統是什么。隨著Java的發展，未來的WebGIS可以做到“一次編寫，到處運行”，使WebGIS的跨平臺特性走向更高層次。

·動態性

GIS數據和分析工具是獨立的組件和模塊，WebGIS利用Internet的這種分布式系統把GIS數據和分析工具部署在網絡不同的計算機上，用戶可以從網絡的任何地方訪問這些數據和應用程序，即不需要在本地計算機上安裝GIS數據和應用程序，只要把請求發送到服務器，服務器就會把數據和分析工具模塊傳送給用戶。由于WebGIS是分布式系統，數據庫和應用程序部署在網絡的不同計算機上，隨時可被管理員更新，對于Internet上的每個用戶來說都將得到最新可用的數據和應用，即只要數據源發生變化，WebGIS將得到更新。3．開發模型

根據Internet構成特點，適合我市管理體制的基于Internet的地理信息系統可劃分為4個部分：長沙市GIS中心、縣級GIS服務站、Internet服務網絡和普通Internet用戶

在長沙市建立適當規模的GIS除滿足本區常規的GIS服務外，還負責Internet上GIS服務，如集中管理網絡共享的地理數據，提供地理數據目錄服務，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站，是結合本地的實際情況，在上一級GIS中心的協調下建立的，主要為本地區服務，站點規模可大可小，在功能上是GIS中心的子集。

在這樣的模型中，系統大部分數據分布在較大的GIS中心，小部分在GIS站點。系統數據除了GIS空間信息和屬性信息外，還包含大量的主頁數據和常規的管理數據。通過Internet，任何人都可訪問GIS中心，當然不同級別和權限的用戶參與的活動有一定的區別。

4．設計思想

目前的大部分WebGIS是采用的CGI/SeverAPI方法。但是，CGI機制本身有很大的缺陷，對于每一個客戶機的請求，都要重新啟動一個新的服務進程，從而影響速度。它不適應于編寫最新的客戶/服務器應用軟件，也不適合編寫面向對象的Java客戶機。經過各種擴充的CGI工具也無助于問題的解決，因為不管是采用進程間DLL、服務器插件或者是ORB對象的方案，它們都需要HTTP和Web服務器作為中介，來協調服務器和客戶機對象之間的通信。一個客戶機對象無法直接調用服務器對象，客戶機與服務器對象之間交互的基本形式仍然是HTML表格。對于象WebGIS這樣復雜的客戶/服務器應用來說，網絡通信量相當大，采用這種方式很難進一步提高速度。為了解決這個問題，于是誕生了Web的一種分布式對象方案，稱為“ObjectWeb”。基于ObjectWeb規范的WebGIS可以稱為分布式對象WebGIS，這是WebGIS的最新發展方向。基于ObjectWeb開發的WebGIS可以有效避免CGI形成的瓶頸，允許客戶機直接調用服務器上的方法。分布式對象平臺提供一種可以伸縮的由服務器到服務器的體系結構，服務器對象可以運行在多個服務器上，從而可以動態平衡瀏覽器端請求的負載。

進行WebGIS設計的另外一個重要選擇是，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)，或者運行時自動下載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，正因為在瀏覽器端使用了插件、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器端的負載和網絡上的數據傳輸量；采用柵格圖像方式，在瀏覽器端只能讀得鼠標的x，y坐標，進行地圖縮放、平移和選擇等操作都要傳遞x，y坐標到服務器端處理，生成新的柵格圖傳遞到瀏覽器端顯示，增加了服務器和網絡傳輸的負擔。

5．產品比較

在網上數據方面已經有一定的進展，許多公司已經推出了WebGIS網絡瀏覽器。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方法可以分為兩類：一是公共網關接口（CGI）；另一種是插入法（Plugins）。前者由服務器向瀏覽器提供地圖圖像，但下載后的圖像不能再做縮放和查詢。后者將地圖數據（矢量、柵格）下載到客戶機，再由客戶機作各種GIS操作。

從實用的角度看，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件的混裝問題。專家們認為：消費類的簡單查詢，用CGI型的地圖瀏覽器是可行的，但應用復雜的WebGIS，則依托于高速互聯網或高速內部網的建立。

6．應用前景

基于Internet/Intranet的分布式計算環境，使得傳統的GIS有望實現開放GIS的目標。信息共享和地理數據的互操作，以滿足不同產業部門的需求。事實表明，Internet、Java/JDBC結合的網絡地理信息系統從理論和實踐上都是實現上述目標的解決之道。

隨著寬帶家庭化的到來，現在的互聯網帶寬已經基本上能夠滿足WebGIS數據傳輸的要求。而且各大軟件廠商對各自軟件開發的規范性加強，技術的提高，開發成本的降低。現在的WebGIS產品已經逐步走向成熟。可以預見，隨著Internet技術的發展，WebGIS應用終將走上普通人的辦工桌、走進千家萬戶的家用電腦，與Internet本身一樣成為人們日常生活必不可少的實用工具。

WebGIS還可以應用于Intranet建立企業/部門內部的網絡GIS，可以在科研機構、政府職能部門、企事業單位得到廣泛應用。WebGIS提供了一種易于維護的分布式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應用的需要，但是隨著技術的發展，WebGIS終將取代傳統的GIS。

參考文獻

[1]閻正、何建幫等.城市地理信息系統標準化指南[M].北京：科學出版社，1999

[2]修文群等.地理信息系統GIS數字化城市建設指南[M].北京：北京希望電子出版社，2001

[3]劉南、劉仁義.WebGIS原理及其應用—主要WebGIS平臺開發實例[M].北京：科學出版社，2002