webgis的关键技术 webgis的基本功能

什么是WEBGIS技术？

随着技术的进步，客户端可能会采用新的应用协议，因此也被认为是Internet GIS 1、WebGIS是Web 技术和GIS技术相结合的产物，是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。 2、由于HTTP协议采用基于C/S的请求/应答机制，具有较强的用户交互能力，可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，而GIS中的信息主要是需要以图形、图像方式表现的空间数据，用户通过交互操作，对空间数据进行查询分析。这些特点，使得人们完全可以利用Web来寻找他们所需要的空间数据，并且进行各种操作。 WebGIS是Internet和WWW技术应用于GIS开发的产物，是实现GIS互操作的一条最佳解决途径。从Intemet的任意节点，用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析。 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Intenet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Intenet上访问远程的GIS数据和应用程序，进行GIS分析，在Intenet上提供交互的地图和数据。 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Intemet的不同服务器上，当需要时进行装配和集成。Intemet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的基本特征WebGIS是集成的全球化的客户/服务器网络系统 WebGIS应用客户/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客户端两部分，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客户端使用。WebGIS是交互系统 WebGIS可使用户在Intenet上操作GIS地图和数据，用Web浏览器（IE、Netscape,etc.)执行部分基本的GIS功能：如zoom（缩放）、Pan（拖动）、Query（查询）和Label（标注），甚至可以执行空间查询：如“离你最近的旅馆或饭店在哪儿”，或者更先进的空间分析：比如缓冲分析和网络分析等。在Web上使用WebGIS就和在本地计算机上使用桌面GIS软件一样。 通过超链接(Hyperlink)，WWW提供在Intemet上最自然的交互性。通常用户通过超链接所浏览的Web页面是由WWW开发者组织的静态图形和文本，这些图形大部分是FPEG和GIF格式的文件，因此用户无法操作地图，甚至连像zoom、Pan、Query这样简单的分析功能都无法执行。WebGIS是分布式系统 GIS数据和分析工具是独立的组件和模块，WebGIS利用Intemet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，达到Just—in—time的性能。 Intemet的一个特点就是它可以访问分布式数据库和执行分布式处理，即信息和应用可以部署在跨越整个Intenet的不同计算机上。WebGIS是动态系统 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Intenet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。和数据源的动态链接将保持数据和软件的现势性。WebGIS是跨平台系统 WebGIS对任何计算机和操作系统都没有限制。只要能访问Intenet，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。WebGIS能访问Intemet异构环境下的多种GIS数据和功能 此特性是未来WebGIS的发展方向。异构环境下在GIS用户组间访问和共享GIS数据、功能和应用程序，需要很高的互操作性。OGC提出的开放式地理数据互操作规范(OpenGeodata Interoperablity Specificaton)为GIS互操作性提出了基本的规则。其中有很多问题需要解决，例如数据格式的标准、数据交换和访问的标准、OIS分析组件的标准规范等。随着Intemet技术和标准的飞速发展，完全互操作的WebGIS将会成为现实。WebGIS是图形化的超媒体信息系统 使用Web上超媒体系统技术，WebGIS通过超媒体热链接可以链接不同的地图页面。例如，用户可以在浏览全国地图时，通过单击地图上的热链接，而进入相应的省地图进行浏览。 另外，WWW为WebGIS提供了集成多媒体信息的能力，把视频、音频、地图、文本等集中到相同的Web页面，极大地丰富了GIS的内容和表现能力。WebGIS的基本要求 WebGIS应当是开放的：webGIS能够共享多种来源、多级尺度（比例尺）、存放在不同地点的地理数据，能够和其他应用软件集成，并通过Java、CORBA、DCOM等技术跨平台协作运行，支持C/S模式等。 WebGIS能在Intemet环境下运行：WebGIS使用Intenet协议标准，将GIS与Web服务器集成，通过普通浏览器，用户可以在任何地方操纵WebGIS，共享地理空间信息服务，从而将GIS扩展成为公众服务系统。 WebGIS必须支持数据分布和计算分布：WebGIS服务器为网络用户提供GIS服务：地理数据存取服务、地理数据目录服务、地理信息分析服务和地图显示服务。通过互操作技术，共享分布的数据对象，在多个不同的平台上协同运行，最大限度地利用网络资源。 WebGIS能在网络上直接查询和存取数据：建立地理时空数据结构标准和操作标准，直接在Intenet上查询数据和存取数据。WebGIS的基础技术空间数据库管理技术 对象—关系数据库技术和面向对象的数据库技术正在逐步成熟起来，成为未来GIS空间数据管理的主要技术。因为关系型数据库管理系统已经相当成熟，商业化的RDBMS不仅支持C/S模式，而且支持数据分布，通过SQL语言和ODBC，几乎所有的GIS软件通过公共标识号都能和其协同运行。面向对象方法 从面向对象技术的发展来看，它是描述地理问题非常理想的方法。面向对象是一种认识方法。面向对象分析(OOA)、面向对象设计(）OD)、面向对 象语言(00L)和面向对象数据管理(OODBM)贯穿整个信息系统的生命周期。面向对象的空间数据库技术正在逐步成熟，空间对象查询语言(SOQL)、空间对象关系分析、面向对象数据库管理、对象化软件技术等，都和GIS密切相关。客户/服务器模式 客户/服务器的含义非常广泛，数据库技术和分布处理技术都和它密切相关。通过平衡客户/服务器间的数据通信和地理运算，能够利用服务器的高性能处理复杂的关键性业务，并降低网络数据流量：通过规划客户/服务器模式的GIS系统，用户能够最大限度地利用网络上的各种资源。组件技术 为避免系统重复编码，浪费软件资源，参照制造业成功经验，使用插件(Plug—In)、组件(Activex)和中间件(Middleware)技术组装软件产品：如各软件生产商制作自己最好的组件，其他软件开发人员和系统集成人员，可直接使用该部件提供的功能，无须重新编码，从而扩大了软件开发社会分工，提高了软件生产效率。分布式计算机平台

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电子地图系统WEBGIS 关键技术

随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)需求的日益增长，利用Internet在Web上发布空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已成为地理信息系统(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。

WEBGIS是一个将地理信息处理和地理信息分布于Web计算平台进行的网络化GIS系统，它是面向对象软件构件技术、信息互操作技术、网络技术发展的产物。系统采用ARCGISServer作为WEBGIS支撑平台实现基础地理空间数据和地质空间数据的网络发布。

1.栅格WEBGIS技术

“栅格WEBGIS”(Grid WEBGIS)这一概念和产品是对传统Web地图服务方式的一种革命。启用这个名称，可谓是一语双关:就是提供地理底图的方式来讲，再也不是传统的方式———服务器端将矢量地图临时生成栅格图发给客户端，而是事先生成好栅格图，用户请求时不必做任何处理就可以即时发给客户端;就客户端的显示方式来讲，摒弃了传统的一张地图的显示方式，客户端采用多幅小图拼接的方式显示，总体看起来像是小图片填充一个大的栅格的效果。

预先制作好所要发布的地理底图、遥感影像不同缩放比例下的静态图像存放于服务器端，待实际发布时根据缩放比例在不同级别图像之间进行切换。这种技术大大提高了地图的Web浏览速度。

2.Web服务器端技术

Web服务器端主要由两部分组成，即IIS(Internet Information Server)和WEBGIS服务器(包括ArcIMS组件、InternetGIS站点设计向导程序Wizard及面向城市地质Web应用的扩展组件)。

其中，IIS主要负责接收普通的用户请求，当其需要空间数据时则向WEBGIS服务器发出请求，WEBGIS服务器接收到浏览器端的请求后，利用ArcIMS组件和城市地质Web应用扩展组件的功能，进行处理、分析、计算等;如果需要数据服务器的数据，则由WEBGIS服务器向数据服务器发出请求。

3.Web客户端相关技术

包括IITML、客户端脚本语言、VML(矢量可标记语言)、XML、DOM(文档对象模型)、CSS(层叠样式表)及Ajax(Asynchronous JavaScript and XML的缩写)，这些技术的综合运用大大扩展了系统功能，大幅提高了系统响应速度。

基于WebGIS 的信息共享技术

随着计算机网络技术与 GIS 技术的发展，WebGIS 技术为当今空间数据的共享提供了一种全新、跨越时空、快捷、有效的手段。从理论上讲，在 WebGIS 环境下，对各种空间数据只要依据统一的数据共享标准和规范进行适当的改造，就能在互联网中自由地存取、发布和共享。但由于空间数据的复杂性，使得在空间信息共享中，还面临各种各样亟待解决的问题，其中之一就是如何为各种 Web 用户提供均质、集成和无缝链接的时空数据，从而实现由数据的检索、查询和信息共享到规律的认识和知识的发现，真正使有限的数据成为服务于社会的 “无限知识”( 郭腾云等，2004) 。

快速发展的 Web 技术可提供面向用户的开放式信息共享环境，并为实现空间数据信息的共享和知识的传播提供了技术平台。WebGIS 的出现，使地理信息能够为更多的民众服务，通过互联网络发布地理空间信息，不仅用户面广，信息实时准确，而且还具有可共享多个数据源、简化客户端配置等优点。用户既可以了解文字内容，又可以了解动态图形或数据。

一般认为，Web 环境下的共享信息应当遵循统一的数据分类和编码标准; 系统应提供良好的交互环境和信息导航服务，以保证数据信息共享在开放式系统中进行; 对客户端的要求不应特殊，而只需安装 Web 浏览器和支持浏览 HTML 文件浏览器的操作系统。本系统为实现空间数据信息共享，分别从基础平台系统、数据组织、服务提供等方面综合考虑，实现塔里木河流域有关地理信息的网络化发布。

1. 基础平台确定

选用 ESRI 公司的 ArcIMS 为地理信息发布平台软件，通过 ArcSDE 空间数据引擎访问空间数据库。ArcIMS 是 ESRI 公司开发的一个基于 Internet 的成熟 GIS 平台，ESRI 公司的地理信息系统软件和数据格式已经成为业界的通用标准，许多国家和行业选择 ESRI 公司的系列软件建立专业的 GIS 应用系统。ArcIMS 允许集中建立大范围的 GIS 地图数据和应用，并将这些结果提供给 Internet/Intranet 上的广大用户。ArcIMS 包括了客户端和服务器端两方面的技术，扩展了普通站点，使其能够提供 GIS 数据和应用服务; ArcIMS 提供了完备的 ARCXML 语言，可以定制满足专业功能的 WebGIS 系统，在客户端页面请求与ArcIMS 服务之间架立数据解译的桥梁。ArcSDE 空间数据引擎可以进行空间图形和图像数据的读写操作，为客户端提供了一套管理和操作空间数据库的方法。

2. 数据组织

数据标准化: 在 Web 环境下进行空间数据交换和共享，满足用户获取均质、集成的时空数据并完成专题应用的目标，实施数据分类、编码、格式转换等的标准化和规范化是实现这一目标的关键所在。根据统一规范，已采用现行的国家标准、行业标准对有关数据进行了改造，包括各尺度基础地理图形数据、生态环境专题图形数据、遥感影像数据等;统一了坐标体系以及输入输出格式; 建立了标准的元数据和数据字典。

空间数据结构化: 层次理论强调了系统的多层次属性及各层之间的相互关系，并进一步阐述嵌套式和非嵌套式层次关系。层次理论可用于对自然、生态、经济、社会等复杂系统概念的组织、关系的描述和系统的分析。认识任何复杂系统，应同时对各关系层进行深入的分析。塔里木河流域生态环境动态监测系统是一种复杂系统。在设计空间数据结构时需要从属性和空间构成两方面进行仔细分析，针对用户需求设计共享数据的层次结构。

3. 服务提供

信息服务有两种方式，即直接和间接方式。在直接方式中，用户在浏览器端通过Web 共享界面，直接存取已在网上发布的共享信息，如各种文档、表格、图形等; 在间接方式中，用户可访问数据库，或先查询元数据，再访问数据库，浏览、查询属性和空间信息，动态定制专题地图，按需求获取各类信息。

系统采用间接信息提供方式，通过 ArcIMS 提供的 ARCXML 语言进行定制开发，除了编辑功能以外，几乎所有的 GIS 功能都可以在以 ArcIMS 为核心开发的 WebGIS 系统中实现。ArcIMS 建立的 WebGIS 系统通过 ESRI 公司的空间数据引擎 ArcSDE 在后台数据库ORACLE 服务器中检索空间数据，通过服务器端或客户端的分析，为客户端提供空间数据查询服务。

一、 WebGIS是什么概念？它的主要特点是什么？WebGIS的优势在哪里？

WebGIS

Web技术和GIS技术相结合，最为激动人心的产物就是WebGIS(万维网地理信息系统)。WebGIS，简言之，就是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。由于HTTP协议采用基于C/S的请求/应答机制，具有较强的用户交互能力，可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，而GIS中的信息主要是需要以图形、图像方式表现的空间数据，用户通过交互操作，对空间数据进行查询分析。这些特点，就使得人们完全可以利用Web来寻找他们所需要的空间数据，并且进行各种操作。具体地讲，WebGIS的应用可以分为以下几个层面：

1）空间数据发布

由于能够以图形方式显示空间数据，较之于单纯的FTP方式，WebGIS使用户更容易找到需要的数据；

2）空间查询检索

利用浏览器提供的交互能力，进行图形及属性数据库的查询检索；

3）空间模型服务

在服务器端提供各种空间模型的实现方法，接收用户通过浏览器输入的模型参数后，将计算结果返回。换言之，利用Web不仅可以发布空间数据，也可以发布空间模型服务，形成浏览器/服务器结构(Browser/Server，B/S)。

4）Web资源的组织

在Web上，存在着大量的信息，这些信息多数具有空间分布特征，如分销商数据往往有其所在位置属性，利用地图对这些信息进行组织和管理，并为用户提供基于空间的检索服务，无疑也可以通过WebGIS实现。

与传统的地理信息系统相比，WebGIS有其特殊之处，主要表现在：

1）它必须是基于网络的客户机/服务器系统，而传统的GIS大多数为独立的单机系统；

2）它利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换，这就意味着信息的传递是全球性的；

3）它是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在不同地点和不同的计算机平台上。

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