webgis概念/特點

廣義：WEBGIS是使用了Web技術(shù)的各種地理信息系統(tǒng)

狹義：WEBGIS是通過web技術(shù)來連接其組成部分的地理信息系統(tǒng) WebGIS是一種分布式的信息系統(tǒng)至少有一個服務(wù)器和客戶端

優(yōu)點：①傳播的廣遠性②用戶的眾多性③較好的跨平臺性④平均費用的低廉性 ⑤對最終用戶的易用性⑥更新的統(tǒng)一性⑦應(yīng)用的廣泛性 2.基本框架（瘦、胖客戶端、平衡模式（例））

瘦：客戶端一般承擔較少任務(wù)，主要負責向服務(wù)器發(fā)送請求

胖：把較多的任務(wù)分配給客戶端，主要通過在客戶端計算機上安裝相應(yīng)WEB瀏覽器插件或者采用客戶端本地應(yīng)用程序來實現(xiàn)

最佳模式：把項目中的功能劃分為基礎(chǔ)底圖、操作圖層和任務(wù)三大組成部分

WEB-GIS的特點

全球化的服務(wù)器應(yīng)用：全球范圍內(nèi)任意一個WWW節(jié)點的Internet用戶都可以訪問WebGIS服務(wù)器提供的各種GIS服務(wù)，甚至還可以進行全球范圍內(nèi)的GIS數(shù)據(jù)更新。

真正大眾化的GIS：由于Internet的爆炸性發(fā)展，Web服務(wù)正在進入千家萬戶，WebGIS給更多用戶提供了使用GIS的機會。現(xiàn)在流行的WebGIS平臺有：

ARCIMS;Mapgis IMS;Super Map IS;TopMap

World;MapXtreme等國內(nèi)外成熟產(chǎn)品。WebGIS可以使用通用瀏覽器進行瀏覽、查詢，也可通過瀏覽器上的插件（plug-in）、ActiveX控件和Java

Applet來進行WebGIS功能的訪問，瀏覽器和這些插件都是免費的，易獲取的，很大程度上擴大了GIS的潛在用戶范圍。而以往的GIS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。

良好的可擴展性：WebGIS很容易跟Web中的其他信息服務(wù)進行無縫集成，可以建立靈活多變的GIS應(yīng)用。

跨平臺特性：在WebGIS以前，盡管一些廠商為不同的操作系統(tǒng)（如：Windows、UNIX、Macintosh）分別提供了相應(yīng)的GIS軟件版本，但是沒有一個GIS軟件真正具有跨平臺的特性。而基于Java的WebGIS可以做到“一次編程，到處運行

（write once， run anywhere）” ，把跨平臺的特點發(fā)揮得淋漓盡致。

據(jù)目前的WebGIS架構(gòu)來分析，主要分兩種：

1.圖片式的WebGIS也叫做柵格地圖，也可以實現(xiàn)矢量地圖，目前主要通過VML

2.基于控件的矢量地圖。（ActiveX，Java Applet）

這兩個開發(fā)各有利弊。尤其是基于控件的會受到諸多限制。自Google Maps發(fā)布以來，瓦片式的地圖越來越盛行！

WebGIS的組成結(jié)構(gòu)

為追隨 WebGIS這一發(fā)展趨勢，近期各大GIS軟件廠家紛紛推出通過Web提供交互式成圖功能的工具。ESRI公司最近推出了InternetMapServerforArcView，而MapInfo也已增強和重新打包了它的Web服務(wù)器，稱之為MapXtreme。在應(yīng)用系統(tǒng)方面，國外著名的GIS軟件公司的網(wǎng)站上已大都使用了WebGIS技術(shù)，如http://www.esri http://www.mapinfo等。國內(nèi)如中國經(jīng)濟信息網(wǎng)公眾信息部與國家信息中心數(shù)據(jù)庫部聯(lián)合開發(fā)的《中經(jīng)網(wǎng)地圖信息服務(wù)系統(tǒng)》（網(wǎng)址http://serve.cei.gov**），可為用戶提供地理位置檢索、信息分類查詢和模糊檢索等服務(wù)內(nèi)容。綜觀這些WebGIS系統(tǒng)，從實現(xiàn)形式上可分為以下兩類：

1．動態(tài)（dynamic）的WebGIS

這類 GIS系統(tǒng)是目前WebGIS實現(xiàn)的主要形式。實際上，最早的WebGIS出現(xiàn)時，是簡單地將固定的地圖圖片鏈接到網(wǎng)頁上，對于所有的用戶查詢，系統(tǒng)返回的是預(yù)先制成的相同的地形文件和數(shù)據(jù)。這種方案的局限性是顯而易見的，隨后的改進方案是在服務(wù)器端使用CGI（CommonGatewayInte**ce）技術(shù)，由CGI程序負責處理用戶輸入，將用戶的操作指令傳遞到運行在后臺的GIS服務(wù)器，然后將服務(wù)器返回的結(jié)果反饋給用戶。這種動態(tài)操縱空間數(shù)據(jù)庫生成查詢結(jié)果圖形和數(shù)據(jù)的方式，我們稱為動態(tài)的WebGIS。其中CGI可以用任何一種能運行在服務(wù)器上的語言如C、C++，VB甚至是Perl、Shell**等解釋型語言寫成。近期許多網(wǎng)站開始用ASP（ActiveServerPages）來代替CGI，它們的原理不同，但所起的作用是一致的，都起到了管理和傳遞輸入輸出的作用。動態(tài)的WebGIS的特點是：

（1）基本不用改變原有的GIS服務(wù)器端的調(diào)用函數(shù)，構(gòu)造Web時較為簡便迅速，開發(fā)效率高。

（2）針對不同的用戶操作完成相應(yīng)的響應(yīng)，能完成GIS的大多數(shù)功能。

（3）對服務(wù)器要求較高。由于用戶發(fā)出的所有指令最終都由GISServer來完成，用戶端實際上是起了一個圖形終端的作用，致使服務(wù)器端負擔過重，要求服務(wù)器端的硬件速度快，內(nèi)存容量大。當用戶數(shù)量多時，容易在服務(wù)器端形成瓶頸，進而影響整個系統(tǒng)的效率。

（4）由于回傳用戶的地圖是在服務(wù)器生成的圖像數(shù)據(jù)，因此網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量較大，在慢速的網(wǎng)絡(luò)上用戶的等待現(xiàn)象十分突出。

2．主動（active）的WebGIS

主動的 WebGIS方式不是由服務(wù)器包辦處理用戶的一切請求，而是通過服務(wù)器向客戶端發(fā)送一段運行在本地機上的客戶程序。這個程序可以與用戶相交互，處理用戶的一些簡單請求，如地圖的開窗、放大等，所需的矢量地形數(shù)據(jù)直接向服務(wù)器申請。當客戶發(fā)出一些較復雜、高級的操作要求而客戶程序不能處理時，才請求WebGIS服務(wù)器處理，其處理結(jié)果也以矢量數(shù)據(jù)的形式發(fā)還給客戶端。目前有許多種方法可以建立主動的WebGIS，而Java是開發(fā)主動的WebGIS的主流技術(shù)。采用主動的WebGIS的優(yōu)點在于：

（1）這種方法傳送給用戶的是矢量的地理元素實體，而不只是一幅由服務(wù)器處理好的靜態(tài)圖像，給予了用戶更大的操作自由度，可以自由地處理每個元素，不但可以查詢地圖數(shù)據(jù)，還可以分析和更新數(shù)據(jù)。

（2）嵌入瀏覽器中運行的Java程序直接在用戶機器上執(zhí)行，無須安裝，也不會產(chǎn)生復雜的軟硬件兼容性問題，簡便可靠。

（3）在網(wǎng)上傳輸?shù)氖歉黝愂噶繄D形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，較之圖像數(shù)據(jù)流量大大降低，同時由于程序是在用戶端執(zhí)行的，許多簡單操作無須通過網(wǎng)絡(luò)傳交服務(wù)器處理，也減少了用戶和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)流量，從而提高了整個網(wǎng)絡(luò)的運行效率，加快了響應(yīng)速度。

（4）服務(wù)器的處理負載降低，使之可以響應(yīng)更多的請求。

（5）需要開發(fā)Java客戶端程序，制定一套完整的C/S信息交換擴展協(xié)議并修改原有的GIS服務(wù)器軟件，使之接受信息交換協(xié)議，在軟件上需投入的工作量較大，周期較長。

WebGIS的基本特征

1、WebGIS是集成的全球化客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2、WebGIS應(yīng)用客戶/服務(wù)器概念來執(zhí)行GIS的分析任務(wù)。

3、WebGIS是交互系統(tǒng)

4、WebGIS是分布式系統(tǒng)

5、WebGIS是動態(tài)系統(tǒng)

6、WebGIS是跨平臺系統(tǒng)

綜合來看，目前WebGIS具備以下這樣一些基本特點：

（1）傳輸協(xié)議采用HTTP。

（2）主要的運算任務(wù)都在服務(wù)器端執(zhí)行，比如繪制地圖，查詢空間數(shù)據(jù)庫，空間分析等。

（3）用戶端一般使用能解釋HTML的通用瀏覽器。

（4）遠程服務(wù)器端提供地理信息服務(wù)時，把WWW服務(wù)器作為信息進出的重要關(guān)口。

（5）WWW使用的通用標記語言在瀏覽器與服務(wù)器之間的GIS信息通訊中占有重要地位，即使使用其它數(shù)據(jù)格式或者將來HTML被其它標記語言所取代，大概這一點不會改變。

與傳統(tǒng)的基于桌面或局域網(wǎng)的GIS相比，Web GIS具有以下優(yōu)點：

1. 更廣泛的訪問范圍。客戶可以同時訪問多個位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)，而這一Internet/Intranet所特有的優(yōu)勢大大方便了GIS的數(shù)據(jù)管理，使分布式的多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)管理和合成更易于實現(xiàn)。

2.平***立性。無論服務(wù)器/客戶機是何種機器，無論Web GIS服務(wù)器端使用何種GIS軟件，由于使用了通用的Web瀏覽器，用戶就可以透明地訪問Web GIS數(shù)據(jù)，在本機或某個服務(wù)器上進行分布式部件的動態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析，實現(xiàn)遠程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享。

3.可以大規(guī)模降低系統(tǒng)成本。普通GIS在每個客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，而用戶使用的經(jīng)常只是一些最基本的功能，這實際上造成了極大的浪費。Web GIS在客戶端通常只需要使用Web瀏覽器（有時還要加一些插件）。其軟件成本與全套專業(yè)GIS相比明顯要節(jié)省得多。另外，由于客戶端的簡單性而節(jié)省的維護費用也不容忽視。

4.更簡單的操作。要廣泛推廣GIS，使GIS系統(tǒng)為廣大的普通用戶所接受，而不僅僅局限于少數(shù)受過專業(yè)培訓的專業(yè)用戶，就要降低對系統(tǒng)操作的要求。通用的Web瀏覽器無疑是降低操作復雜度的最好選擇。

5.平衡高效的計算負載。傳統(tǒng)的GIS大都使用文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)的處理方式，其處理能力完全依賴于客戶端，效率較低。而當今一些高級的Web GIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行，而對數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端直接完成。這種計算模式能靈活高效地尋求計算負荷和網(wǎng)絡(luò)流量負載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配，是一種較理想的優(yōu)化模式。

開發(fā)基于萬維網(wǎng)的開放式GIS，需要多種技術(shù)的支持，包括Internet/Intranet技術(shù)；數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)（DBMS）；面向?qū)ο蠓椒ǎ豢蛻魴C/服務(wù)器模式（Client/Server）；分布式平臺技術(shù)（Distributed Computing Platform）；插件技術(shù)（Component Plugging Software）、嵌入技術(shù)（如OLE）、中件技術(shù)（Middleware）和Java小程序（Applet）；多媒體數(shù)據(jù)操作標準ISO，地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)技術(shù)（Geodata Catalog Service），數(shù)據(jù)倉儲技術(shù)，地理信息高速公路設(shè)施（如美國的NSDI）和Web Server 等。下面，筆者將主要就分布式地理信息客戶機/服務(wù)器模型（Distributed GIS Client/Server Model）和構(gòu)件化的分布式Web GIS模型（Component-based Distributed Web GIS Model）技術(shù)進行探討