互联网时代的WebGIS开发

来源：职称驿站所属分类：计算机网络论文发布时间：2011-06-04 06:45:52浏览：次

　　摘要：互联网技术的不断发展推动着WebGIS技术走向成熟,网络地理信息系统（WebGIS）是当前GIS技术热点，WebGIS的实现方式有多种,研究如何合理地利用各种技术构建WebGIS体系结构具有一定的实际意义。本文首先对互联网时代的GIS开发进行分析，接着重点介绍了WebGIS的特点、设计思想、应用前景等GIS操作功能。
　　关键词：GIS；WebGIS；地理信息系统
　　1．概述
　　互联网络(Internet)在全球范围内的飞速发展，它已经渗透各行各业。随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)的需求，利用Internet在Web上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为GIS发展的必然趋势。
　　于是，基于Internet技术的地理信息系统――WebGIS就应运而生。从互联网的任意一个地方，Internet用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析。因此，WebGlS不但具有大部分乃至全部传统GIS软件具有的功能，而且还具有利用Internet优势的特有功能，即用户不必在自己的本地计算机上安装GIS软件就可以在Internet上访问远程的GIS数据和应用程序，进行GIS分析。WebGIS的关键特征是面向对象、分布式和互操作。任何G1S数据和功能都是一个对象，这些对象部署在Internet的不同服务器上，当需要时进行装配和集成。Internet上的任何其他系统都能和这些对象进行交换和交互操作。
　　WebGIS应用体系框架结构
　　分布式WebGIS设计模型,如图1所示.其中GIS操作界面可以是JavaApplet或者HTML,传输的数据可以是图像数据或者矢量数据;WebServer端须具备JavaServletEngine;数据中间件可以由JavaBean或者JavaServlet实现,提供连接池和数据缓存的功能,并将结果转换成符合XML规范的文件后传输给Web服务器;GISServer主要对关键性的GIS业务逻辑进行处理;数据层主要提供文件管理和数据库维护的功能.如果是构建企业级的IntranetGIS应用,整个模型系统可以构架在J2EE平台上,利用EJB强大的业务逻辑处理功能更好地为企业构建网络GIS应用.
　　2．特点
　　•浏览器/服务器应用
　　WebGIS应用浏览器/服务器概念来执行GIS的分析任务。它把任务分为服务器端和浏览器端两部分，客户可以从服务器请求数据、分析工具或模块，服务器或者执行客户的请求并把结果通过网络送回给客户，或者把数据和分析工具发送给客户供浏览器端使用。
　　•大众性
　　网络功能将使GIS更容易被全社会所接受，真正实现GIS无所不在，无所不能。由于Internet的迅速发展，Web服务正以几何级的速度进入千家万户，WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会。通过浏览器我们可以浏览、查询。当然，有时候浏览器需要安装额外的插件(plug-in)、ActiveX控件和JavaApplet，而这些通常都是免费的，这样就大大降低了浏览器端用户的经济和技术负担，在很大程度上扩大了GIS的用户范围。而普通的GIS产品由于成本高和技术难度大，往往成为少数专家拥有的专业工具，很难推广。
　　•扩展性
　　WebGIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，可以建立灵活多变的GIS应用。打破了以往GIS单一死板的应用模式。
　　•跨平台性
　　WebGIS对任何计算机和操作系统都没有限制。只要能访问Internet，用户就可以访问和使用WebGIS而不必关心用户运行的操作系统是什么。随着Java的发展，未来的WebGIS可以做到“一次编写，到处运行”，使WebGIS的跨平台特性走向更高层次。
　　•动态性
　　GIS数据和分析工具是独立的组件和模块，WebGIS利用Internet的这种分布式系统把GIS数据和分析工具部署在网络不同的计算机上，用户可以从网络的任何地方访问这些数据和应用程序，即不需要在本地计算机上安装GIS数据和应用程序，只要把请求发送到服务器，服务器就会把数据和分析工具模块传送给用户。由于WebGIS是分布式系统，数据库和应用程序部署在网络的不同计算机上，随时可被管理员更新，对于Internet上的每个用户来说都将得到最新可用的数据和应用，即只要数据源发生变化，WebGIS将得到更新。
　　3．设计思想
　　目前的大部分WebGIS是采用的CGI/SeverAPI方法。但是，CGI机制本身有很大的缺陷，对于每一个客户机的请求，都要重新启动一个新的服务进程，从而影响速度。它不适应于编写最新的客户/服务器应用软件，也不适合编写面向对象的Java客户机。经过各种扩充的CGI工具也无助于问题的解决，因为不管是采用进程间DLL、服务器插件或者是ORB对象的方案，它们都需要HTTP和Web服务器作为中介，来协调服务器和客户机对象之间的通信。一个客户机对象无法直接调用服务器对象，客户机与服务器对象之间交互的基本形式仍然是HTML表格。对于象WebGIS这样复杂的客户/服务器应用来说，网络通信量相当大，采用这种方式很难进一步提高速度。为了解决这个问题，于是诞生了Web的一种分布式对象方案，称为“ObjectWeb”。基于ObjectWeb规范的WebGIS可以称为分布式对象WebGIS，这是WebGIS的最新发展方向。基于ObjectWeb开发的WebGIS可以有效避免CGI形成的瓶颈，允许客户机直接调用服务器上的方法。分布式对象平台提供一种可以伸缩的由服务器到服务器的体系结构，服务器对象可以运行在多个服务器上，从而可以动态平衡浏览器端请求的负载。
　　进行WebGIS设计的另外一个重要选择是，在浏览器端使用矢量地图或者栅格地图。如果使用矢量图形，一般需要在浏览器端事先安装插件(plug-in)，或者运行时自动下载JavaApplet抑或ActiveX控件；在浏览器端使用栅格图像则不需要而任何额外程序。不过，正因为在浏览器端使用了插件、JavaApplet或者ActiveX控件，采用矢量图形方式可以在本地执行许多操作，比如：地图放大缩小、漫游、就地选择并高亮显示，在一定程度上减少了服务器端的负载和网络上的数据传输量；采用栅格图像方式，在浏览器端只能读得鼠标的x，y坐标，进行地图缩放、平移和选择等操作都要传递x，y坐标到服务器端处理，生成新的栅格图传递到浏览器端显示，增加了服务器和网络传输的负担。
　　4．产品比较
　　在网上数据发布方面已经有一定的进展，许多公司已经推出了WebGIS网络浏览器。如MapInfo公司的MapInfoProServer、Intergraph公司的GeoMediaWebMap、ESRI的InternetMapServer(IMS)forArcViewMapObjects，著名的CAD厂商Autodesk公司也推出了MapGuide。这些产品大多发布于1996-1997年。最近Bently公司和MapInfo公司又相继推出了ModelServer/Discovery和MapXSite。