第五組webgis的發(fā)展方向

1、WEBGIS的發(fā)展趨勢 1.地理標記語言GML-網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開放的空間數(shù)據(jù)交換格式空間數(shù)據(jù)具有多源性、多語義性、多時空性、多尺度和獲取數(shù)據(jù)手段的復(fù)雜性等特點，這就決定了空間數(shù)據(jù)表達的復(fù)雜性。尤其是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何對空間數(shù)據(jù)采用規(guī)范化的編碼使得分布在網(wǎng)絡(luò)下的所有用戶都可以無縫地獲取、訪問、瀏覽空間數(shù)據(jù)還存在著很大的技術(shù)問題。由于空間數(shù)據(jù)格式的不同，給信息共享和數(shù)據(jù)的訪問帶來了極大的不便，解決多源數(shù)據(jù)的訪問近年來一直是WebGIS，當然也是地理信息系統(tǒng)開發(fā)中需要解決的重要問題。其中，OGC是為了發(fā)展開放式地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范而成立的一個非盈利組織。它制定了一套空間數(shù)據(jù)表達及操作模型，并鼓勵軟件開發(fā)商和

2、系統(tǒng)集成者采用OGC的標準，以最大限度地共享資源及信息交互。 2.開放式地理信息系統(tǒng)WebGIS的發(fā)展現(xiàn)狀及用戶對WebGIS的要求，越來越表明WebGIS要想有廣泛的發(fā)展和應(yīng)用必須走開放的道路。開放是信息交流的趨勢，傳統(tǒng)GIS的體系結(jié)構(gòu)是封閉的，而Web的本質(zhì)特征就是其開放性，因此WebGIS的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該具備開放、互操作、可升級、可擴展性。它囊括了網(wǎng)絡(luò)、通信、面向?qū)ο?、?shù)據(jù)庫、分布式計算等眾多技術(shù)，并隨著這些技術(shù)的進步而改變。開放的WebGIS的首先應(yīng)該包括數(shù)據(jù)的開放，即分布在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的信息能共享，GML的出現(xiàn)已經(jīng)提供了一個很好的解決方案。另外，還應(yīng)該包括數(shù)據(jù)訪問的開放，即不同的地理信

3、息系統(tǒng)軟件之間具有良好的互操作性。對WebGIS所提出的這些要求正是Open GIS聯(lián)盟（OGC）所成立的目的。另外，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對地理數(shù)據(jù)的操作和分析是WebGIS今后發(fā)展的重要方向之一。目前，桌面GIS中可以提供對數(shù)據(jù)的非常復(fù)雜的操作，包括對圖形數(shù)據(jù)(點、線、面)和屬性數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等基本操作。另外，GIS的空間分析，是GIS得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一。通過GIS提供的空間分析功能，用戶可以從已知的地理數(shù)據(jù)中得出隱含的重要結(jié)論，這對于許多應(yīng)用領(lǐng)域是至關(guān)重要的。但是，目前在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對數(shù)據(jù)的這些操作還無法實現(xiàn)，主要還是對于數(shù)據(jù)的查詢、瀏覽。值得注意的是，在目前很多大型的商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

4、中都加入了對空間數(shù)據(jù)庫的支持，如Oracle Spatial、Informix、IBM DB2等等，從而使得海量地圖、影像數(shù)據(jù)的使用和管理變得更加簡單：只需建立單一圖層，不必再進行分幅處理。如果用戶原來的數(shù)據(jù)源是分幅的，可將其全部存儲到一個圖層中，數(shù)據(jù)庫將自動對其進行拼接和索引處理，可形成一個完整的圖層。應(yīng)用時，在客戶端只需極少量的編程(實際上只是指定數(shù)據(jù)源)，就可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫里數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。數(shù)據(jù)庫會根據(jù)當前地圖客戶端的顯示視野，自動將此范圍內(nèi)的圖形檢索出來，送到客戶端顯示。更為重要的是在這些支持空間數(shù)據(jù)的大型數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)內(nèi)嵌了對空間數(shù)據(jù)分析功能，可以在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端對空間數(shù)據(jù)直接進行分析，

5、然后將結(jié)果提交前臺客戶端。用戶可以通過擴展的SQL查詢語句來獲取所需要的信息，客戶端負責的僅僅只是數(shù)據(jù)的顯示而已。因此，利用這種支持空間數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)庫，可建立一種真正的Client/Server結(jié)構(gòu)的空間信息系統(tǒng)，不僅解決了海量數(shù)據(jù)的存儲和管理等問題，也解決了多用戶編輯、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)安全機制等許多問題，給GIS的應(yīng)用帶來更廣闊的前景。 .基于分布式計算的WebGIS分布式計算目前的實現(xiàn)是客戶機/服務(wù)器計算，它是實現(xiàn)完全的分布式計算的一個中間步驟。完全的分布式計算是一個非集中的，對等的（peer-to-peer）的協(xié)同計算。是下一個世紀的理想計算模式。目前分布式計算主要采用的技術(shù)

6、有面向?qū)ο蟮臉?gòu)件技術(shù)、以文檔為中心的軟件體系結(jié)構(gòu)、標準、以及終端的用戶編程。與面向?qū)ο蟮募夹g(shù)相結(jié)合的分布式對象計算技術(shù)成為分布式計算的主流。其技術(shù)特點是：a.主要解決分布異構(gòu)環(huán)境下的互操作問題。b.將客戶機/服務(wù)器模式與面向?qū)ο蠹夹g(shù)結(jié)合在一起。c.提供面向?qū)ο蟮腁PI。d.建立集成框架或軟件總線。e.實現(xiàn)應(yīng)用軟件的部件化開發(fā)。分布式WebGIS應(yīng)用從簡單的已繪制好的地圖在Web瀏覽器上顯示，到基于Internet的GIS功能綜合，遠程的GIS用戶可以共享普通的GIS數(shù)據(jù)，并與其他的GIS用戶實現(xiàn)實時通訊。發(fā)展分布式Internet GIS應(yīng)用技術(shù)，集中體現(xiàn)在服務(wù)器、客戶機和網(wǎng)絡(luò)通訊3個方面。服

7、務(wù)器存儲數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序；客戶機使用數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序；網(wǎng)絡(luò)通訊控制服務(wù)器與客戶機之間的信息流。在集中式空間數(shù)據(jù)庫中，從數(shù)據(jù)采集到納入數(shù)據(jù)庫，受時間和空間的限制，給數(shù)據(jù)的更新和信息的實時發(fā)布帶來障礙，往往提供給用戶的信息已失去了現(xiàn)勢性，不能作為有效的判斷和決策的依據(jù)。而分布式Internet GIS的興起，改變了這一傳統(tǒng)模式，使數(shù)據(jù)的獲取與更新可以通過網(wǎng)絡(luò)進行，合理劃分了空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門與終端用戶之間的相互利益。 5.網(wǎng)絡(luò)虛擬地理環(huán)境目前的GIS大多提供了一些較為簡單的三維顯示和操作功能，但這與真三維表示和分析還有很大差距.真正的三維GIS必須支持真三維的矢量和柵格數(shù)據(jù)模型及以此為基礎(chǔ)的三維空間數(shù)據(jù)

8、庫，解決了三維空間操作和分析問題。主要研究的方向包括：(1)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，主要包括數(shù)據(jù)的有效存儲、數(shù)據(jù)狀態(tài)的表示和數(shù)據(jù)的可視化；(2)三維數(shù)據(jù)的生成和管理；(3)地理數(shù)據(jù)的三維顯示，主要包括三維數(shù)據(jù)的操作，表面處理，柵格圖像、全息圖像顯示，層次處理等。地理虛擬建模語言（GeoVRML）是由Web3D聯(lián)盟下屬的一個官方工作組所制定的一種地理虛擬建模語言，它是用虛擬建模語言（VRML）為基礎(chǔ)來描述地理空間數(shù)據(jù)。其目的是讓用戶通過一個在Web瀏覽器安裝的標準的VRML插件來瀏覽地理參考數(shù)據(jù)、地圖、和三維地形模型。它的出現(xiàn)將為在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)虛擬地理環(huán)境提供一個良好的數(shù)據(jù)規(guī)范平臺，將大大促進網(wǎng)絡(luò)

9、虛擬地理環(huán)境的應(yīng)用。目前，負責制定GeoVRML規(guī)范的工作組已經(jīng)頒布了GeoVRML1.0規(guī)范推薦草案，通過對VRML的大量新的擴展來支持三維GIS應(yīng)用。國外基于GeoVRML進行地理建模的應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn)，國內(nèi)目前還鮮見。 6.移動通信技術(shù)擴展GIS應(yīng)用通過WAP/WML技術(shù)，移動用戶近乎可以在任何地方、時間獲得網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)。另外，他們所在的位置可以被跟蹤，因此，可以提供與用戶所在位置相關(guān)的信息。與用戶登記的資料結(jié)合，可以給在復(fù)雜環(huán)境中（在外地某城市、在建筑物中）的用戶提供指諸如交通導(dǎo)航的服務(wù)等等。與移動設(shè)備相關(guān)的服務(wù)經(jīng)常需要將移動設(shè)備當前位置與GIS服務(wù)器進行交互。這種交互是需要實時的，否則

10、移動設(shè)備就已經(jīng)移動到很遠的位置，而得到的卻是初始時的位置輸入后的結(jié)果。在WAP中，一個移動設(shè)備與GIS服務(wù)器的交互分為2步：首先，移動設(shè)備與WAP網(wǎng)關(guān)（9.6kbps）進行通訊，然后通過HTTP協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)上的任何服務(wù)器發(fā)送請求。在有限的通訊速率所限和最有效的通訊協(xié)議（HTTP）的情況下，任何雙向?qū)崟r的傳送都是不可能。目前，通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）提供了約2兆的帶寬條件來更好的實現(xiàn)該服務(wù)。當前用于地理信息交互的語言還不足以完成真正的設(shè)備無關(guān)接口的互操作。各種移動設(shè)備對于從GI（地理信息）服務(wù)器所獲得的信息的表現(xiàn)方式是各不相同的，對于用戶輸入方式也不相同（例如，電話撥號，鍵盤輸入，手寫輸入，語

11、音輸入）因此，對于不同的移動設(shè)備需要一種統(tǒng)一的標記語言。WML，由于某些局限并不是最好的答案。通用的XML或者由其派生的一種語言將成為各種GI移動設(shè)備的統(tǒng)一語言。據(jù)估計，無線定位產(chǎn)品和服務(wù)（LBS）的市場在未來的五年內(nèi)將比傳統(tǒng)的GIS市場價值大10倍，達到100億美元。該市場主要包括三個領(lǐng)域：a.定位需求：通過服務(wù)器來確定移動端設(shè)備的位置。該功能將成為移動電話服務(wù)的一部分。b.定位感知：客戶端設(shè)備能夠感知其位置所在，并根據(jù)其位置來獲取相應(yīng)的服務(wù)。c.個性服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)供應(yīng)商將客戶需求和其位置在任何時間提供個性化服務(wù)。無線定位服務(wù)將提供了一個機會使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進入到主流的IT技

12、術(shù)領(lǐng)域里。大多數(shù)的分析家都表明，到2010年，無線網(wǎng)絡(luò)將成為全球數(shù)據(jù)傳送的主要途徑。GIS的未來將會由其機動性（mobility）所決定。 7.3G時代的氣象服務(wù)方式設(shè)想采用基于GPRS和Intemet的氣象通信系統(tǒng)，所利用的技術(shù)和組網(wǎng)方案都是較先進的。對于各地市氣象部門進行區(qū)域氣象站組網(wǎng)有很好的借鑒和推廣作用。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，3G技術(shù)在各行業(yè)的推廣應(yīng)用，會有更加靈活、穩(wěn)定的無線組網(wǎng)方式在區(qū)域氣象站組網(wǎng)通訊中得到應(yīng)用。由于3G的正式運營還處于計劃和推進階段，今后究竟能向移動通信用戶提供什么種類服務(wù)尚在規(guī)劃中，但根據(jù)已有試驗性網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)驗，3G對未來人們的生活和工作中獲取信息和利用信息將產(chǎn)生重大的影響。對于3G的氣象服務(wù)將進人與現(xiàn)在傳統(tǒng)的服務(wù)方式很不相同的階段。也可以說，進入新型氣象服務(wù)階段。這種服務(wù)方式與目前的比較有如下特點：(1)氣象信息表達以圖形、圖像(包括視頻、音頻)方式為主，力求生動、簡明和動態(tài)，以符合頁面較小的手機或PDA等需求；(2)預(yù)報或信息產(chǎn)品將結(jié)合用戶個性化需求，在人口網(wǎng)站中所建立的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫必須結(jié)構(gòu)靈活、檢索存取迅捷，時效極高，否則很難滿足大量用戶訪問需要；(3)氣象服務(wù)單位的作用定位于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容提供者(ICP)或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心(IDC)。與移動通信運營商合作和進行利益分成，需建立嚴格的訪問記時和計費核查系統(tǒng)；(4)移動用戶所在地氣象服務(wù)單位必須