WEBGIS原理與方法課件

1、第九講 WEBGIS原理與方法中山大學(xué) 遙感與地理信息工程系萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng) 萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，是GIS與www的有機結(jié)合，GIS通過www功能得到了擴展，從www的任意一個節(jié)點，人們可以瀏覽和獲取Web上的各種地理空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)、圖像、文件，以及進行地理空間分析，地理數(shù)據(jù)的概念已擴展為：分布式的、超媒體特性的、相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。 Internet的飛速發(fā)展，使傳統(tǒng)GIS的發(fā)展更加廣闊。它改變了GIS數(shù)據(jù)及應(yīng)用的訪問和傳輸方式，使GIS真正變成了大眾使用的工具。WebGIS是Internet和www技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物，是實現(xiàn)GIS互操作的一條最佳解決途徑。從Internet的任意

2、節(jié)點，用戶都可以瀏覽WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖、進行各種空間信息檢索和空間分析。 WebGIS不但具有大部分乃至全部傳統(tǒng)GIS軟件具有的功能，而且還具有利用Internet優(yōu)勢的特有功能。這些特有功能包括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(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，進行GIS分析，在Internet上提供交互的地圖和數(shù)據(jù)。WebGIS的關(guān)鍵特征面向?qū)ο?、分布式和互操作。也就是說：任何GIS數(shù)據(jù)和功能都是一個對象。這些對象布署在Internet的不同服務(wù)器上，當需要時進行裝配和集成。Internet上的任何其他系統(tǒng)都能和這些對象進行交換和交互操

3、作。全球中國吉林省吉林省白城地區(qū)吉林省吉林地區(qū)遙感影像吉林省遙感影像WebGIS 系統(tǒng)應(yīng)用(1) NSII Clearing House中國WebGIS 系統(tǒng)應(yīng)用示范(2)北京環(huán)境評估與景點瀏覽WebGIS 系統(tǒng)應(yīng)用示范(3)上海市重大工程項目監(jiān)理WebGIS 系統(tǒng)應(yīng)用示范(4)監(jiān)視監(jiān)控（防汛指揮） WebGIS的基本特征 1、WebGIS是集成的全球化的客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)客戶/服務(wù)器的概念就是把應(yīng)用分析為服務(wù)器和客戶兩者間的任務(wù)，一個客戶/服務(wù)器應(yīng)用有3個部分：客戶、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)，每個部分都由特定的軟硬件平臺支持?？蛻舭l(fā)送請求給服務(wù)器然后服務(wù)器處理該請求，并把結(jié)果返回給客戶，客戶再把結(jié)果或

4、數(shù)據(jù)提供給用戶。客戶和服務(wù)器間的連接根據(jù)TCP/IP這樣的能信協(xié)議來建立。WebGIS應(yīng)用客戶/服務(wù)器概念來執(zhí)行GIS的分析任務(wù)，它把任務(wù)分為服務(wù)器端和客戶端兩部分，客戶可以從服務(wù)器請求數(shù)據(jù)、分析工具和模塊，服務(wù)器或者執(zhí)行客戶的請求并把結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)送回給客戶，或者把數(shù)據(jù)和分析工具發(fā)送給客戶供客戶端使用。2、WebGIS是交互系統(tǒng)通過超鏈接（Hyperlink），www提供在Internet上最自然的交互性，用戶通過超鏈接，可以一頁一頁地瀏覽Web頁面。然而，每個Web頁面是由WWW開發(fā)者組織的靜態(tài)圖形和文本所組成。這些圖形大部分是JPG和GIF格式的文件，因此用戶無法操作地圖，甚至連像Zoom

5、、Pan、Query這樣簡單的分析功能都無法執(zhí)行。WebGIS卻可使用戶在Internet上操作GIS地圖和數(shù)據(jù)，用Web瀏覽器執(zhí)行像Zoom、Pan、Query和Label這樣的基本GIS功能，甚至可以執(zhí)行像“離你最近的旅館或飯店在哪兒”這樣的空間查詢，或者更先進的空間分析，比如緩沖分析和網(wǎng)絡(luò)分析等，在Web上作用WebGIS就和在本地計算機上使用桌面GIS軟件一樣。3、WebGIS是分布式系統(tǒng)Internet的一個特點就是它可以訪問分布式數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行分布式處理，即信息和應(yīng)用可以部署在跨越整個Internet的不同計算機上。WebGIS利用Internet這種分布式系統(tǒng)把GIS數(shù)據(jù)和分析工具

6、部署在網(wǎng)絡(luò)不同的計算機上。GIS數(shù)據(jù)和分析工具是獨立的組件和模塊，用戶可以隨意從網(wǎng)絡(luò)的任何地方訪問這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。用戶不需要在自己的本地計算機上安裝GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，只要把請求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器就會把數(shù)據(jù)和分析工具模塊傳送組用戶，達到Just-in-Time的性能。4、WebGIS是動態(tài)系統(tǒng)由于WebGIS是分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序部署在網(wǎng)絡(luò)的不同計算機上，并由其管理員進行管理，因此，這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序一旦由其管理員進行更新，則它們對于Internet上的每個用戶來說都將是最新可用的數(shù)據(jù)和應(yīng)用。這也就是說，WebGIS和數(shù)據(jù)源是動態(tài)鏈接的，只要數(shù)據(jù)源發(fā)生變化，WebGIS將得到更

7、新。和數(shù)據(jù)源的動態(tài)鏈接將保持數(shù)據(jù)和軟件的現(xiàn)勢性。5、WebGIS是跨平臺系統(tǒng)WebGIS可以訪問不同的平臺，而不必關(guān)心用戶運行的操作系統(tǒng)是什么（如Windows、UNIX、Macintosh）。WebGIS對任何計算機和操作系統(tǒng)都沒有限制。只要能訪問Internet，用戶就可以訪問和使用WebGIS。隨著Java, .Net語言技術(shù)的發(fā)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。6、WebGIS能訪問Internet異構(gòu)環(huán)境在GIS用戶組間訪問和共享GIS數(shù)據(jù)、功能和應(yīng)用程序，需要很高的互操作性。開放式地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范（Open Geodat

8、a Interoperablity Specification）為GIS互操作性提出了基本的規(guī)則。其中有很多問題需要解決，例如數(shù)據(jù)格式的標準、數(shù)據(jù)交換和訪問的標準，GIS分析組件的標準規(guī)范等。隨著Ineternet技術(shù)和標準化的飛速發(fā)展，完全互操作的WebGIS將會成為現(xiàn)實。7、WebGIS是圖形化的超媒體信息系統(tǒng)使用Web上超媒體系統(tǒng)技術(shù)，WebGIS通過超媒體熱鏈接可以鏈接不同的地圖頁面。例如，用戶可以在瀏覽全國地圖時，通過單擊地圖上的熱鏈接，而進入相應(yīng)的省地圖進行瀏覽。另外，WWW為WebGIS提供了集成多媒體信息的能力，把視頻、音頻、地圖、文本等集中到相同的Web頁面，極大地豐富了GI

9、S的內(nèi)容和表現(xiàn)能力。建立WebGIS的基本要求 1、 WebGIS應(yīng)當是開放的WebGIS能夠共享多種來源、多級尺度、存放在不同地點的地理數(shù)據(jù)，能夠和其他應(yīng)用軟件集成，并通過Java、.Net、DCOM等技術(shù)跨平臺協(xié)作運行，支持C/S模式等。2、 WebGIS能在Internet環(huán)境下運行WebGIS使用Internet協(xié)議標準，將GIS與Web服務(wù)器集成，通過普通瀏覽器，用戶可以在任何地方操縱WebGIS，共享地理空間信息服務(wù)，從而將GIS擴展成為公眾服務(wù)系統(tǒng)：通過Internet存取地理空間數(shù)據(jù)，提高了地理數(shù)據(jù)的共享程度，降低了數(shù)據(jù)分發(fā)的成本。2、 WebGIS必須支持數(shù)據(jù)分布和計算分布W

10、ebGIS服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)用戶提供GIS服務(wù)：地理數(shù)據(jù)存取服務(wù)、地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)、地理信息分析服務(wù)和地圖顯示服務(wù)。通過互操作技術(shù)，GIS處理過程可由多個GIS服務(wù)器協(xié)調(diào)完成，它們共享分布的數(shù)據(jù)對象，在多個不同的平臺上協(xié)同運行，最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源。3、 WebGIS能在網(wǎng)絡(luò)上直接查詢和存取數(shù)據(jù)建立地理時空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標準和操作標準，直接在Inernet上查詢數(shù)據(jù)和存取數(shù)據(jù)，使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，定義空間對象查詢語言（Spatial Object Query Language），或者通過定義通用空間語言CSL（Common Spatial Language），以最基本的對象作為操作單元，既可實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)

11、操作和大容量地理數(shù)據(jù)存儲，又保證地理數(shù)據(jù)的共享性和一致性。WebGIS的基礎(chǔ)技術(shù) 1、 空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已經(jīng)相當成熟，商業(yè)化的RDBMS不僅支持C/S模式，而且支持數(shù)據(jù)分布，通過SQL語言和ODBC，幾乎所有GIS軟件通過公共標識號都能和其協(xié)同運行。對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)正有逐步成熟起來，成為未來GIS空間數(shù)據(jù)管理的主要技術(shù)。2、 面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο笫且环N認識方法。面向?qū)ο蠓治觯∣OA）、面向?qū)ο笤O(shè)計（OOD）、而面向?qū)ο笳Z言（OOL）和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)管理（OODBM）貫穿整個信息系統(tǒng)的生命周期。面向?qū)ο罂丶?shù)據(jù)庫技術(shù)正在逐步成熟，空間對象查詢語言（SO

12、QL）、空間對象關(guān)系分析、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理、對象化軟件技術(shù)等，都和GIS密切相關(guān)。從面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展來看，它是描述地理問題非常理想的方法。3、 客戶/服務(wù)器模式客戶/服務(wù)器的含義非常廣泛，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和分布處理技術(shù)都和它密切相關(guān)。通過平衡客戶/服務(wù)器間的數(shù)據(jù)通信和地理運算，能夠利用服務(wù)器的高性能處理復(fù)雜的關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，并降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量；通過規(guī)劃客戶/服務(wù)器模式的GIS系統(tǒng)，用戶能夠最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)上的各種資源。4、 組件技術(shù)為避免系統(tǒng)重復(fù)編碼，浪費軟件資源，參照制造業(yè)成功經(jīng)驗，使用插件（Plug-in）、組件（ActiveX）和中間件（Middleware）技術(shù)組裝軟件產(chǎn)品：各軟件生產(chǎn)商制

13、作自己最好的組件，其他軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)集成人員，可直接使用該部件提供的功能，無須重新編碼，從而擴大了軟件開發(fā)社會分工，提高了軟件生產(chǎn)效率(MO)。5、 分布計算平臺分布計算平臺（Distributed Computing Platform）技術(shù)，目前有OMG的CORBA/Java標準和微軟的DCOM/ActiveX標準。兩者各有千秋，相持不下。CORBA/java在運行速度上雖然不如DCOM/ActiveX，但和Java一樣，CORBA/java規(guī)范的最大優(yōu)勢仍然在于其跨平臺能力，適用于Window、Macintosh、Unix等。DCOM/ActiveX目前只能運行于32位Windows平

14、臺，但是其市場占有率達80%以上，在Internet客戶端的計算機市場里占有率更高。具體選擇何種標準，應(yīng)根據(jù)設(shè)計目標權(quán)衡各方面因素。 和WebGIS相關(guān)的技術(shù)還包括下列各方面:多媒體數(shù)據(jù)操作標準ISO SQL/MM地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)技術(shù)（Geodata Catalog Service）、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、地理信息高速公路設(shè)施等。WebGIS的應(yīng)用模型基于Internet的GIS，改變了傳統(tǒng)的GIS運行模式，使用戶可以在遠程作用GIS，這一點對于GIS產(chǎn)業(yè)來說具有重大的意義。第一，Internet使GIS由專業(yè)人員使用的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣娦畔⑾到y(tǒng)，通過Internet，沒有GIS專業(yè)知識的人，可以在任何地

15、方操縱網(wǎng)絡(luò)GIS應(yīng)用系統(tǒng)，享用地理空間信息服務(wù)；第二，通過Inernet存取地理空間數(shù)據(jù)，降低了數(shù)據(jù)散發(fā)成本，提高了地理數(shù)據(jù)共享程度，可能避免信息資源的重復(fù)生產(chǎn)；第三，運用基于Internet的GIS技術(shù)，通過信息高速公路設(shè)施，可以構(gòu)造跨地區(qū)、跨部門的地理信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)Internet構(gòu)成特點，適合我國管理體制的基于Internet的地理信息系統(tǒng)可劃分為4個部分：主要城市GIS中心、縣市級GIS服務(wù)站、Internet服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和普通Inetrnet用戶，如圖所示。 GIS中心的服務(wù)器包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器、GIS服務(wù)器、Web服務(wù)器等。操作系統(tǒng)一般采用UNIX或Windows N

16、T。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS，使用高性能的Oracle或Sybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，或簡單易用的Access；數(shù)據(jù)存取采用較流行的ODBC或JDBC等數(shù)據(jù)庫連接標準。GIS服務(wù)器提供數(shù)據(jù)存取、地圖顯示、空間分析、模型管理、目錄索引等服務(wù)。通過擴充Web服務(wù)器，使GIS服務(wù)器透過WWW協(xié)議的Internet用戶提供地理信息服務(wù)。GIS服務(wù)器的設(shè)計是核心之一。WebGIS的客戶機/服務(wù)器模型GIS客戶/服務(wù)器模型表示如圖所示，模型共分6個部分：數(shù)據(jù)庫、GIS服務(wù)器、WEB服務(wù)器、GIS服務(wù)代理、本地GIS應(yīng)用軟件和遠程用戶GIS應(yīng)用軟件。網(wǎng)頁數(shù)據(jù) 目錄數(shù)據(jù) 地理模型 空間數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù)服務(wù)器群客戶群G

17、IS服務(wù)器（數(shù)據(jù)存取、地圖顯示空間分析模型管理目錄服務(wù)等）GIS服務(wù)代理WWW服務(wù)器應(yīng)用軟件空間數(shù)據(jù)管理維護屬性數(shù)據(jù)管理維護評價模型管理維護地理空間查詢，等（C/C+，Java，SQL等）WWW瀏覽器（Java，DCOM，.Net等）空間信息動態(tài)服務(wù)系統(tǒng)模型無線或網(wǎng)絡(luò)通訊PDA用戶GIS服務(wù)器GIS服務(wù)器是指能夠為網(wǎng)絡(luò)客戶提供各種地理服務(wù)的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的總稱。服務(wù)包括數(shù)據(jù)存取、地圖顯示、空間分析、模型管理、目錄檢索等。 數(shù)據(jù)存取服務(wù)指服務(wù)器響應(yīng)客戶的操作請求，以數(shù)據(jù)記錄或空間圖形要素為單位，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或GIS軟件，完成存取空間數(shù)據(jù)及相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存取服務(wù)要支持多用戶請求，并保

18、持空間數(shù)據(jù)的完整性和一致性。地圖顯示服務(wù)指服務(wù)器能夠按特定的要求，取出滿足條件的空間信息。組織成地圖格式（如CGM），或圖像格式（JEPG），然后送給用戶。地理空間分析服務(wù)指服務(wù)器能夠按照客戶的請求，對特定的空間數(shù)據(jù)，進行最基本的空間分析，分析的結(jié)果可返回給用戶。地理目錄服務(wù)指服務(wù)器集中管理本地的空間數(shù)據(jù)目錄，供給客戶檢索和判斷所需的地理數(shù)據(jù)。本地地理信息應(yīng)用軟件指在本地LAN/Internet環(huán)境中運行的系列軟件。如空間數(shù)據(jù)維護管理，包括空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)目錄管理等；屬性數(shù)據(jù)維護管理，包括空間屬性數(shù)據(jù)管理、非空間關(guān)系型數(shù)據(jù)管理等；評價模型維護管理，包括模型的定義、建立、維護、運行等；地理

19、空間查詢系統(tǒng)，如土地登記圖形查詢、市政設(shè)施管理等。本地地理應(yīng)用軟件內(nèi)容非常豐富，它為本地區(qū)提供地圖服務(wù)、空間信息管理、地理問題分析等服務(wù)；這些應(yīng)用軟件部分是GIS，其他可以是用VB、C/C+、Java等工具編寫的GIS相關(guān)應(yīng)用。遠程用戶地理信息應(yīng)用軟件通過Internet協(xié)議，為遠程用戶提供空間信息服務(wù)的軟件。遠程用戶地理應(yīng)用軟件的運行，要求信息通信量盡可能少，地理分析工作盡可能在服務(wù)器端完成。遠程用戶地理應(yīng)用軟件主要采用Applet、ActiveX和Plug-In等技術(shù)。WebGIS地理數(shù)據(jù)管理及檢索機制地理空間數(shù)據(jù)是GIS最重要的資源，因而對于WebGIS來說，地理數(shù)據(jù)目錄管理及檢索相當重

20、要；通過有效的目錄服務(wù)，可以開拓新的地圖傳播途徑，快速擴散地理空間數(shù)據(jù)，提高地理空間信息共享程度，使地理空間信息更加大化。地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)的核心問題是地理目錄數(shù)據(jù)標準、目錄數(shù)據(jù)管理、目錄數(shù)據(jù)服務(wù)、目錄數(shù)據(jù)語義分析等。 地理目錄數(shù)據(jù)（或稱元數(shù)據(jù)，Metadata）是對地理空間數(shù)據(jù)的定量和定性描述，主要包括以下內(nèi)容：所在區(qū)域、采集者、所有者、覆蓋范圍、涉及專題和用途、比例尺和精度（分辯率）、采集日期和更新、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和屬性、時空參照以及數(shù)據(jù)所在位置等。關(guān)于目錄數(shù)據(jù)的標準已有很多，如FGDC、ISO、 15046-15、SDTS、SAIF、DIGEST等。在分布環(huán)境中，數(shù)據(jù)對象是分布的，不同GIS“信

21、息團體”內(nèi)可能使用不同的語義。為滿足分布式GIS要求，須引入語義分析機制通過這一機制達到語義“理解”，使GIS判別分布數(shù)據(jù)的可用必和可達性。目錄數(shù)據(jù)管理也相當重要，收于地理空間數(shù)據(jù)量非常巨大，手工維護目錄數(shù)據(jù)相當困難，應(yīng)當采取有效的手段，及時獲取和更新地理空間數(shù)據(jù)目錄。目錄數(shù)據(jù)管理軟件，要能夠自動讀取地理數(shù)據(jù)，自動更新其大部分內(nèi)容。 WebGIS地理分析“巨事務(wù)”處理方案與數(shù)據(jù)庫之類的事務(wù)處理相比，地理分析是一個相當長時間的事務(wù)，可稱為“巨事務(wù)”。一個地理分析事務(wù)，可能在幾秒內(nèi)完成，也可能需要幾十分鐘，為適應(yīng)地理分析“巨事務(wù)”，可以使用HTML網(wǎng)頁技術(shù)和“Push”技術(shù)，即將地理分析結(jié)果存儲在

22、特制的網(wǎng)頁中，并通過“Push”機制，將結(jié)果送到客戶端。模型如圖所示，地理分析巨事務(wù)處理將是一個實的WebGIS必備的功能。WebGIS空間數(shù)據(jù)“動態(tài)”存取接口現(xiàn)有的空間數(shù)據(jù)標準接口和數(shù)據(jù)交換軟件，基本上是“靜態(tài)的”數(shù)據(jù)交換，其功能是將空間數(shù)據(jù)從一種格式轉(zhuǎn)化為另一種格式，然后，才供系統(tǒng)使用。為使GIS直接存取空間數(shù)據(jù)，Clement 等提出了OGDI（Open Geospatial Datastore Interface），使用驅(qū)動程序和標準數(shù)據(jù)接口，在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上，進行異種GIS數(shù)據(jù)存??；Rawlings也勾畫了空間數(shù)據(jù)交換藍圖；孔云峰等則提出了“開放空間數(shù)據(jù)引擎”（Open Spat

23、ial Data Engine,OSDE），通過類型ODBC那樣的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)存取，模型如圖所示。OSDE的核心是采用某一空間數(shù)據(jù)標準，定義數(shù)據(jù)存取接口和操縱規(guī)范，依此開發(fā)該種格式的數(shù)據(jù)開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動程序。OSDE將是一個很好地解決數(shù)據(jù)繼承和共享問題的方案。 “開放空間數(shù)據(jù)引擎”技術(shù)要解決三大核心技術(shù):數(shù)據(jù)標準和操作標準、開放引擎設(shè)計、標準驅(qū)動程序接口等。數(shù)據(jù)操縱標準可采用ISO SQL/MM、ISO OQL、SD*SQL、API等。標準驅(qū)動程序接口類似ODBC，但比ODBC復(fù)雜得多。在分布計算環(huán)境中，設(shè)計數(shù)據(jù)引擎，也需要復(fù)雜的技術(shù)。設(shè)計原則（1）系統(tǒng)軟件資源、硬件資源和數(shù)據(jù)資源

24、能夠共享；（2）系統(tǒng)可伸縮性強，容易擴大規(guī)模；（3）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量均衡，整個系統(tǒng)運行效率高；（4）遵循系統(tǒng)工程的原則，使用系統(tǒng)集成方便等。WebGIS基本框架WebGIS的客戶端是Web瀏覽器；通過安裝GIS Plug-In、下載GIS ActiveX或GIS Java Applets，實現(xiàn)客戶端的GIS計算。WebGIS服務(wù)器端由WWW服務(wù)器、GIS服務(wù)器、GIS元數(shù)據(jù)服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。其中WWW服務(wù)器負責(zé)接受客戶端的GIS服務(wù)請求，傳遞給GIS服務(wù)器或GIS元數(shù)據(jù)服務(wù)器，交把結(jié)果送回給客戶；GIS服務(wù)器完成客戶的GIS服務(wù)請求的功能，將結(jié)果轉(zhuǎn)為HTML頁面或直接把GIS數(shù)據(jù)通過WW

25、W服務(wù)器返回客戶端；GIS服務(wù)器也能同客戶端的GIS Plug-In/ActiveX/Java Applets直接通信，完成GIS服務(wù)；GIS元數(shù)據(jù)服務(wù)器管理服務(wù)器端的GIS數(shù)據(jù)，并為客戶提供GIS數(shù)據(jù)檢索、查詢服務(wù)。加外，在WWW服務(wù)器和GIS服務(wù)器間還可以增加GIS服務(wù)代理，協(xié)調(diào)服務(wù)器端GIS軟件、GIS數(shù)據(jù)庫和GIS應(yīng)用程序間的通信，提高GIS服務(wù)器性能。WebGIS客戶端實現(xiàn)技術(shù)客戶端WebGIS允許GIS的數(shù)據(jù)和GIS計算能在用戶本地計算機的瀏覽器上執(zhí)行，客戶端應(yīng)用包括3種主要技術(shù)方案；GIS插件/Helper程序、GIS ActiveX控件和GIS Java Applets GIS

26、插件/HelperGIS插件/Helper程序是工作在Netscape和IE這樣的WWW瀏覽器上用于處理GIS數(shù)據(jù)和地圖的插件程序。它們從Web服務(wù)器下載到用戶的本地計算機上，安裝后在瀏覽器中運行。正如Helper程序，GIS插件處理嵌在HTML中的GIS數(shù)據(jù)，而這些特殊的GIS數(shù)據(jù)HTML不能識別。Microsoft ActiveX Document是種特殊的Helper程序。Autodesk公司的MapGuide就是GIS插件的最典型的例子。1、 GIS插件/Helper程序的工作方式插件是動態(tài)代碼模塊，它們和一種Web流覽器本身不支持的數(shù)據(jù)類相關(guān)聯(lián)。當Web瀏覽器啟動時，它接照一種特定平

27、臺的方式列舉出可用的插件，并根據(jù)其MIME類型進行注冊。當Web瀏覽器在HTML頁面中遇到未知的數(shù)據(jù)類型 時（大多數(shù)GIS數(shù)據(jù)類型對于Web瀏覽器而言都是未知的），它會查找一個和該數(shù)據(jù)類型相關(guān)聯(lián)的插件，并裝截該插件?？蛻舳瞬寮墓ぷ髁鞒倘鐖D示，可以簡單地描述如下。 （1） Web瀏覽器用戶單擊URL的超鏈接向Web服務(wù)器發(fā) 出請求。（2） Web服務(wù)器接受請求，對請求的數(shù)據(jù)或文檔標識其MIME類型，并告訴瀏覽器要發(fā)送數(shù)據(jù)或文檔的類型 。（3） 由于瀏覽器不直接支持GIS MIME類型，因此它查找與此MIME類型相關(guān)的GIS插件或Helper程序時，用其打開數(shù)據(jù)或文檔。（4） 如果本地計算機上沒

28、有GIS插件或Helper程序，則必須先安裝此插件或Helper程序，或者通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器下載。（5） GIS插件或Helper程序安裝后，就可以解釋和操作GIS數(shù)據(jù)。插件或Helper程序與GIS數(shù)據(jù)流直接通信。 GIS插件可以嵌入到HTML文檔中作為HTML頁面的一個矩形區(qū)域。這和嵌入的GIF/JPEG地圖圖像類似，只是這些地圖圖像是動態(tài)的，用戶可以通過縮放、移動和查詢來操縱地圖。GIS插件也可以在HTML文檔之外充滿整個顯示屏。該全屏插件用相應(yīng)的GIS數(shù)據(jù)完全充滿窗口，MapGuide和Adobe Acrobat就是這類插件兩個例子。GIS Helper程序則通常充滿HTML文檔之外的全

29、屏。2、 GIS插件和Helper程序優(yōu)缺點優(yōu)點：GIS插件和Helper程序用于擴展Web瀏覽器的功能以便無縫地支持GIS數(shù)據(jù)。一些簡單的諸如縮放、移動和查詢的功能可以做到插件中并在本地執(zhí)行 GIS數(shù)據(jù)以流的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸提供。GIS插件可以不用看到整個數(shù)據(jù)流就實現(xiàn)一個漸進的瀏覽器或作出某些特定的決定。當GIS插件需要數(shù)據(jù)時，可以從服務(wù)器上提取。 缺點：它們不是獨立于平臺的，因此插件和Helper程序開發(fā)者不得不為不同的平臺開發(fā)多個版本的GIS插件或Helper程序。也就是說，需要為Unix、Windows和Macintosh操作系統(tǒng)創(chuàng)建單獨的插件 GIS用戶中許多GIS數(shù)據(jù)類型，每種GI

30、S數(shù)據(jù)類型都需要有一個對應(yīng)的插件支持。 GIS插件和Helper程序必須永久地安裝在用戶本地計算機的硬盤上，大量的下載插件將在用戶本地計算機上占用很多硬盤空間。如果插件和Helper程序很復(fù)雜，規(guī)模很大，數(shù)量很多，將會給用戶帶來極大的麻煩。GIS控件用Microsoft的ActiveX技術(shù)創(chuàng)建的GIS控件。這些GIS控件和GIS Plug-Ins一樣，用于擴展HTML的功能，以便使瀏覽器能處理GIS地圖和數(shù)據(jù)。它們也是從服務(wù)器下載到用戶本地計算機上，安裝注冊后執(zhí)行。ActiveX控件ActiveX控件技術(shù)創(chuàng)建GIS控件。ActiveX是微軟件開發(fā)的“使Internet變?yōu)榛顒印钡囊豁椥碌能浖?/p>

31、術(shù)，它建立在OLE標準之一，是為擴展IE的功能而提供的一個公共框架。 一個ActiveX控件是執(zhí)行一特定任務(wù)并和特定信息通信的一組軟件模塊。它通過OLE和其他程序、模塊和Internet進行通信，并可以被任何支持ActiveX控件的程序和計算語言使用和重用，例如IE3.0及以上版本、裝有支持ActiveX插件的Netscape Navigtor等瀏覽器，或Visual Basic、Visual C+t Delphi等計算機語言。GIS控件具有計算、通信能力和自己的圖形接口，而且能像插件和JavaApplets一樣在Web頁面中使用。有各種不同的ActiveX控件，每個控件都具有不同的功能和性能

32、，而GIS控件是用于處理GIS數(shù)據(jù)和執(zhí)行GIS分析 的ActiveX控件。ActiveX控件和插件一樣，都是可以擴展Web瀏覽器功能動態(tài)模塊。但前者還可以由支持OLE標準的任何其他應(yīng)用和語言使用，而后者是專門用于瀏覽器的，只能在瀏覽器中使用。 1、 GIS ActiveX控件的工作方式目前的瀏覽器并不直接支持GIS數(shù)據(jù)類型。當HTML頁面中包含有GIS數(shù)據(jù)時，它需要加載特定的GIS插件、Helper程序或者GIS控件到客戶的瀏覽器中去顯示GIS數(shù)據(jù)。GIS控件由HTML文檔引用并由瀏覽器執(zhí)行。它們開始駐留在服務(wù)器上，當用戶連接該Web站點并請求包含有對GIS控件引用（標記符）的HTML文檔時，

33、這些控件就下載到瀏覽器端。GIS控件當需要時從Web服務(wù)器上下載，或者若以前下載過，則它已經(jīng)存在客戶端計算機上而不再需要下載。GIS控件下載時步驟（1） 通過單擊超鏈接的URL，用戶可以向Web服務(wù)器發(fā)送請求。（2） 服務(wù)器接受請求，加載HTML頁面。（3） 瀏覽器解釋HTML文件，并檢測GIS控件引用（OBJECT）標識符。（4） 從服務(wù)器下載GIS控件。（5） GIS控件引用的其他控件和數(shù)據(jù)文件被檢測到并下載。（6） 按照嵌入式控件、全屏控件或隱藏控件，在瀏覽器內(nèi)部或外部顯示GIS控件。（7） GIS控件使用其內(nèi)建功能，解釋和操作從服務(wù)器端異步傳的GIS數(shù)據(jù)。2、 GIS控件的優(yōu)缺點和插件

34、一樣，GIS控件需要下載和安裝到用戶的本地計算機上，并根據(jù)需要一直駐留在硬盤上，它在不需要時不占內(nèi)存。但它要占用本機硬盤空間。GIS控件也像插件一樣，不是跨平臺的。開發(fā)者必須為不同平臺創(chuàng)建不同的GIS控件。而且對不同的GIS數(shù)據(jù)格式，也需要創(chuàng)建不同的GIS控件來處理和解釋這些GIS數(shù)據(jù)格式。加外，Netscape Nacigator需要安裝一個特殊的插件才能使用GIS控件。ESRI的MapObject Internet Map Server,Intergraph的GeoMedia Web Server都是采用GIS控件的典型產(chǎn)品。GIS Java Applets最新的開發(fā)是用JavaInter

35、net編程語言來創(chuàng)建GIS Java Applets。GIS Java Applets從服務(wù)器下載到本地計算機并在瀏覽器內(nèi)立刻執(zhí)行。GIS的功能和數(shù)據(jù)被封裝在一個包內(nèi)，并根據(jù)需要遷移到客戶端，但不需要像GIS Plug-Ins或GIS控件那樣先進行安裝。Java隨著Java的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，WebGIS又有了一條新的實現(xiàn)途徑。Java是面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，和其他語言相比，它更適于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。Java Applets是能在支持Java的瀏覽器內(nèi)運行的小應(yīng)用程序，可以作到和瀏覽器無縫集成，并且根據(jù)需要從服務(wù)器下載到客戶的瀏覽器端運行。Java對創(chuàng)建和顯示圖形提供了最廣泛的支持，因此它最適合于操作We

36、b上的GIS數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)GIS功能的Java Applet，簡稱為GIS Applet。GIS Applet工作方式GIS Applet用于解釋GIS數(shù)據(jù)，執(zhí)行GIS分析。每種GIS功能，如放大、縮小、區(qū)域放大、標注和查詢及其輸出等，都可以由一個Java Applet實現(xiàn)。GIS Applet是可執(zhí)行代碼，它駐留在可訪問的Web站點服務(wù)器上。它內(nèi)嵌到HTML文檔中，用標識符引用，并在客戶端由瀏覽器執(zhí)行。當支持Java的瀏覽器加載HTML文檔和GIS Applet時，其過程如圖所示。具體步驟如下： （1） 通過單擊超鏈接的URL，瀏覽器客戶向服務(wù)器發(fā)送請求；（2） Web服務(wù)器接受請求，加載HT

37、ML文檔；（3） 瀏覽器解釋HTML文檔，并檢測到標識符；（4） 從服務(wù)器下載GIS Applet類文件；（5） 檢測被該GIS Applet引用的其他Applet類文件和數(shù)據(jù)文件并下載；（6） GIS Applet在瀏覽器中或自己的窗口中顯示；（7） GIS Applet解釋和操作GIS數(shù)據(jù)。GIS Applet優(yōu)缺點基于Java的GIS程序和傳統(tǒng)的單機GIS應(yīng)用程序的差別主要是Java程序是以網(wǎng)絡(luò)為中心的，是真正的分布代碼。GIS Applet為網(wǎng)絡(luò)用戶呈現(xiàn)了一個非常接近于在本機上運行單機GIS程序的模式，用Java開發(fā)的WebGIS可以為用戶提供單機GIS程序所有的大多數(shù)好處；響應(yīng)性能、

38、利用本機資源能力、圖形屬性查詢，等等。同時，這樣的WebGIS打破了依賴于單機PC的束縛，而充分利用整個Internet的計算資源，更主要的是GIS Applet還提供如下HTML、插件和GIS控件不具備的重要特性。 （1） GIS Applet是動態(tài)的，而HTML是靜態(tài)的；（2） 由于GIS Applet在瀏覽器端運行，因此它可以更好地使用本地計算機資源；（3） GIS Java Applet設(shè)計為跨平臺結(jié)構(gòu)，這結(jié)于廠商和開發(fā)者來說意味著更大的潛在市場和降低軟件開發(fā)成本；對于消費者和用戶來說音意味著價格更低、選擇更多、組件間的互操作性更好；（4） GIS Applet根據(jù)用戶的請求自動從服務(wù)

39、器下載并安裝運行，當用戶退出應(yīng)用時又自動卸載，因此它不會像插件和控件一樣永久占用客戶計算機的硬盤空間；（5） GIS Applet創(chuàng)建和顯示圖形和地圖的方式更靈活，因此它可以擴展用戶界面以滿足復(fù)雜的客戶端地圖操作和查詢能力；（6） Java的字節(jié)碼令GIS Applet更小，在Internet上傳輸更快，瀏覽器內(nèi)的JIT（Just In Time）編譯能使GIS Applet運行的更快；（7） Java Applet具有很高的安全性，它運行于客戶端計算機的JVM上，無法訪問本地系統(tǒng)資源，從而不會破環(huán)或竊取本地客戶的信息，也不會使客戶計算機感染病毒。 GIS Applet的缺點就是由于安全限制的

40、原因不能把GIS數(shù)據(jù)和分析結(jié)果保存在客戶端計算機上，而且只能和下載它的服務(wù)器連接，而不連接網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機，這就阻礙了WebGIS所要求的真正意義上的分布處理。InternetGIS.com和ActiveMaps和武漢測繪科技大學(xué)的Intenet GeoStar是GIS Applet的典型代表。WebGIS服務(wù)器端實現(xiàn)技術(shù)服務(wù)器端應(yīng)用的WebGIS就是在服務(wù)器執(zhí)行GIS計算，并把執(zhí)行的結(jié)果轉(zhuǎn)換為HTML格式（一般是GIF/JPEG圖像）返回客戶端。GIS數(shù)據(jù)和GIS計算部署在服務(wù)器上，對客戶請求的響應(yīng)只是在服務(wù)器端進行GIS計算，然后將結(jié)果形成為新的中間GIS數(shù)據(jù)，返送給客戶，成為GIS數(shù)據(jù)

41、遷移。服務(wù)器端應(yīng)用包括3種主要技術(shù)方案；GIS桌面系統(tǒng)擴展、基于ActiveX組件的GIS服務(wù)器和基于Java的GIS服務(wù)器。GIS桌面系統(tǒng)擴展以GIS桌面系統(tǒng)為基礎(chǔ)的WebGIS服務(wù)器的結(jié)構(gòu)如圖所示，頂層是Internet技術(shù)，其中的主要技術(shù)包括TCP/IP和HTTP。底層為GIS服務(wù)器，其核心是已經(jīng)成熟的GIS桌面系統(tǒng)，中間層是應(yīng)用服務(wù)器。它是Web服務(wù)器和GIS服務(wù)器間的橋梁。GIS服務(wù)器中的監(jiān)控調(diào)度程序負責(zé)調(diào)度、維護和管理GIS桌面系統(tǒng)運行實例，完成GIS數(shù)據(jù)處理和GIS計算功能。1、工作方式應(yīng)用網(wǎng)關(guān)在Web服務(wù)器和GIS服務(wù)器之間建立連接。它把客戶的GIS服務(wù)請求從Web服務(wù)器通過O

42、LE或者TCP/IP技術(shù)轉(zhuǎn)送到GIS服務(wù)器中的監(jiān)控調(diào)度程序，監(jiān)控調(diào)度程序選擇可用的GIS桌面系統(tǒng)運行實先，完成客戶請求的GIS計算，然后把結(jié)果返回給Web服務(wù)器，最后再返回給客戶，從而實現(xiàn)所有的GIS功能。在應(yīng)用服務(wù)器層，還可以實現(xiàn)GIS服務(wù)代理功能，協(xié)調(diào)WWW服務(wù)器和GIS服務(wù)器、GIS數(shù)據(jù)庫等之間的運行，以控制GIS服務(wù)器的性能和狀態(tài)。要作過程如圖所示，具體步驟如下：具體步驟如下：（1） 瀏覽器用URL和Web服務(wù)器連接；（2） 服務(wù)器接受請求并把URL轉(zhuǎn)換為路徑和文件名；（3） 啟動相應(yīng)的CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序；（4） CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序調(diào)用GIS服務(wù)器的監(jiān)控調(diào)度程序，并

43、轉(zhuǎn)換和傳遞用戶的地理操作參數(shù)；（5） 監(jiān)控調(diào)度程序使用可用的GIS桌面系統(tǒng)運行實例，完成GIS計算，并把結(jié)果轉(zhuǎn)換為GIF/JPEG圖像格式文件；（6） CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)把結(jié)果按照MIME類型返回給Web服務(wù)器；（7） Web服務(wù)器把結(jié)果傳遞給瀏覽器，進行顯示。2、系統(tǒng)的優(yōu)缺點這種類型的系統(tǒng)，所有的GIS計算全部在服務(wù)器端完全，客戶端只要是標準的Web瀏覽器即可，是典型的“瘦”客戶機/“肥”服務(wù)器模式，由于GIS服務(wù)器的核心是成熟的GIS地圖桌面系統(tǒng)，因此可以利用以前的開發(fā)成果和GIS數(shù)據(jù)。它的缺點：第一就是對于每個客戶機的請求都要啟動一個新的完整的GIS桌面系統(tǒng)實例進程，這不但浪費服務(wù)器的

44、系統(tǒng)資源，也嚴重影響性能。雖然通過GIS服務(wù)代理可以緩解問題的嚴重性，但無法從根本上解決問題。第二就是系統(tǒng)和客戶的交互性非常差，因此像區(qū)域/多邊形選擇圖形要素為樣簡單的地理操作都不可能實現(xiàn)，從而影響系統(tǒng)的使用性。ESRI的Internet Map Server for ArcView和MapInfo的ProSever、Sylvan Ascent,Inc的SylvanMaps是這種類型的典型代表?；贏ctiveX組件的GIS服務(wù)器組件GIS服務(wù)器是在服務(wù)器端采用ActiveX組件技術(shù)實現(xiàn)的GIS服務(wù)器，其核心是GIS ActiveX組件。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。ActiveX組件 ActiveX組件

45、封裝其內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)并提供符合標準的操縱接口，是一個完成獨立功能的程序模塊。一般情況下，組件按照功能可以分為3個層次；GIS功能組件：GIS組件、地圖顯示組件、空間分析組件等；管理組件：提供對整個應(yīng)用的管理功能，包括有GIS服務(wù)代理組件、系統(tǒng)性能監(jiān)測和負載平衡組件、安全管理組件等；用戶組件：負責(zé)用戶交互，響應(yīng)用戶操作清求功能，系統(tǒng)可以根據(jù)需要對這些構(gòu)成組件剪裁或增加，以滿足應(yīng)用需求。另外就是用戶組件可以從服務(wù)器端下載到客戶端，通過DCOM/ActiveX直接和服務(wù)器的GIS組件通信，完成GIS功能。優(yōu)缺點這種方案的好處在于它可以實現(xiàn)可伸縮的應(yīng)用系統(tǒng)，降低系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的性能；由于組件遵循相

46、同的ActiveX標準，因此組件間可以實現(xiàn)無縫的連接，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，“瘦”客戶/“肥”服務(wù)器模式，使任何瀏覽器用戶都可以訪問GIS服務(wù)器的地理信息。另外，系統(tǒng)開發(fā)可以采用任何支持ActiveX標準的工具，例如FrontPage和InterDev；和ASP結(jié)合起來，使開發(fā)變得非常容易。當然，這種方案只有Windows平臺上實現(xiàn)，由于目前Windows平臺占有80%的市場，所以這個缺點是微不足道的。這類產(chǎn)品的代表有ESRI的MapObjects Internet Server和MapIfo的MapXtreme基于Java的GIS服務(wù)器由于Java是面向?qū)ο蟮?、與平臺無關(guān)的、而向網(wǎng)絡(luò)的和多線程的

47、編程語言，因此用Java作為服務(wù)器端的開發(fā)平臺也是GIS服務(wù)器端技術(shù)的一個解決方案?；贘ava的GIS服務(wù)器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。WebGIS的其他技術(shù)問題由于WebGIS是GIS的一個新的應(yīng)用領(lǐng)域，許多技術(shù)問題都有待于解決。其中主要包括；地理元數(shù)據(jù)的管理和服務(wù)；高效高性能的空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)；地理“巨分析”事務(wù)的實現(xiàn)；空間數(shù)據(jù)的交換；空間數(shù)據(jù)的安全和保護。只有這些問題都得到解決，WebGIS才會成為真正實用的系統(tǒng)。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)器的上的最新數(shù)據(jù)，而Web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

48、成更易于實現(xiàn)。2） 應(yīng)用面廣由于網(wǎng)絡(luò)功能將會使Web GIS應(yīng)用擴展到整個社會，真正實現(xiàn)GIS的無所不能，無處不在。3） 現(xiàn)勢性強Web GIS在網(wǎng)上進行信息發(fā)布對地理信息進行實時更新，因而人們能得到最新信息、最新動態(tài)。4） 平臺獨立性無論服務(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。5） 應(yīng)用簡單Web GIS用戶可以直接從網(wǎng)上獲取所需要的各種地理信息。用戶可以進接進行各處地理信息的分析，而不用關(guān)心空間

49、數(shù)據(jù)庫的維護和管理。WebGIS發(fā)展熱點問題 一、開發(fā)模式（1）WebGIS軟件基于面向?qū)ο蟮臉?gòu)件化開發(fā)，使原來復(fù)雜而龐大的GIS系統(tǒng)可由獨立的構(gòu)件組裝而成，使用不同的開發(fā)語言和平臺以及依據(jù)不同的標準，導(dǎo)致了WebGIS的多種不同解決方案。二、互操作技術(shù)空間數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換問題在WebGIS中顯得更為突出。統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標準是大勢所趨的潮流，但在目前尚無統(tǒng)一結(jié)構(gòu)標準的情況下，實現(xiàn)高效便捷的空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換接口工作仍具有得要意義。三、元數(shù)據(jù)管理（3）WebGIS必須與Metadata系統(tǒng)相結(jié)合，通過Metadata系統(tǒng)的支持，WebGIS的用戶能在Inetrnet上快速搜索和獲取到所需數(shù)據(jù)與功能

50、。FGDC的Metadata標準CSDGM在地理空間領(lǐng)域具有權(quán)威性與廣泛性 WebGIS開發(fā)工具WebGIS作為分布式系統(tǒng)，目前的開發(fā)技術(shù)主要有OMG的CORBA（Common 0bject Request Broker Architecture）、Microsoft的DCOM（Distributed Component 0bject Mode）和SUN的RMI。DCOM目前還沒有實現(xiàn)在不同平臺之間的互操作，但以它為基礎(chǔ)，圍繞Microsoft的組件對象模型（COM）、OLE技術(shù)和API而產(chǎn)生的ActiveX，能較好地支持web，是時下較好的軟件組件開發(fā)工具。而Java以其自身的特點，同時又與

51、CORBA捆綁在一起，也是目前開發(fā)WebGIS的重要工具。XMLExtended Makeup LG-XMLJavaJava是一個簡單的面向?qū)ο蟮?、分布的、安全的、與平臺無關(guān)的、可移植的、高性能的、多線程的以及動態(tài)的解釋型程序語言。Java不僅僅是一種程序設(shè)計語言，更是一種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，它可以不依賴于任何操作系統(tǒng)，可以直接運行在某種機器或CPU上；它有自己的內(nèi)存管理功能，Java支持多線程可以對處理器資源進行分配和處理；Java可以對設(shè)備進行管理，如屏幕、鍵盤、屬標等；Java支持網(wǎng)絡(luò)文件管理，可打開遠程機器上文件。Java與數(shù)據(jù)庫的接口是通過JDBC來實現(xiàn)的 RMIRemote method

52、 Invocator Java 的CORBRA共同對象請求代理構(gòu)架CORBA共同對象請求代理構(gòu)架（CORBA）是對象管理組（OMG）用于降低軟件開發(fā)的復(fù)雜性和減少開發(fā)費用而制定的規(guī)范，它定義了用面向?qū)ο蟮姆椒▉黹_發(fā)軟件的構(gòu)件，每個對象封裝了內(nèi)部工作的細節(jié)和提供一個精確定義的接口，這降低了應(yīng)用的復(fù)雜性，同時，當該對象被測試通過生成之后，將能被重復(fù)利用減少開發(fā)費用 對象請求代理（ORB）CORBA描述了對象請求代理（ORB），ORB具有以下特點：能以靜態(tài)或動態(tài)的方式激活、可選用不同的語言進行開發(fā)、每個ORB構(gòu)件有可被系統(tǒng)識別的規(guī)范定義接口和功能描述、支持局部或遠程的對象通訊、圍繞ORB范圍和運行的

53、機器有一套安全處理機制，通過CORBA的接口描述語言（IDL）與原有的系統(tǒng)無縫連接。目前產(chǎn)品化的開發(fā)工具有VisiBroker，Joe，OrbixWeb等。代表性WebGIS開發(fā)模式利用CGI在萬維網(wǎng)與GIS系統(tǒng)建立系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，如MapInfo Proserver，它相當OLE Automation Server，通過響應(yīng)CGI應(yīng)用請求，在Server進行處理后以圖象的形式返回給用戶端。利用Plug In技術(shù)實現(xiàn)GIS應(yīng)用，如AutoDesk的MapGuide，它支持的是MWF（Map Windows File）文件。利用ActiveX Com構(gòu)造WebGIS，如ESRI的Map0bject和M

54、apInfo的MapX，它們本質(zhì)上是ActiveX控件。利用Java開發(fā)WebGIS。如ESRI的所實現(xiàn)的Java Applet的例子?；贘ava和CORBA的解決方案 作為一個分布式跨平臺操作的系統(tǒng)，WebGIS應(yīng)用完全建立在以Java語言開發(fā)的基礎(chǔ)之上，內(nèi)部的構(gòu)件用CORBA相連接，具體用的ORB庫可用C+，Java或其他語言開發(fā)，目前大量的GIS系統(tǒng)都是用C+語言開發(fā)的，原先用C+開發(fā)的軟件代碼經(jīng)過簡單改進后便可生成ORB庫，這既減輕了工作量又節(jié)約了費用。當然，隨著CORBA與Java的進一步結(jié)合，用Java開發(fā)ORB庫是最佳的開發(fā)方式。在WebGIS中，并不需要所有的功能都由服務(wù)器端

55、來提供，少量較為簡單的功能可在用戶端通過加載ORB運行庫的Web瀏覽器來實現(xiàn)，這將在大大減少服務(wù)器端的開銷，同時還可充分利用Web瀏覽器的強大功能。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的訪問通過JDBC來實現(xiàn)。Java，JDBC與CORBA的結(jié)合模式如下圖所示： 基于Web的GIS技術(shù)的代表系統(tǒng)及其解決方案 美國Esri公司Map Objects Internet Map Server（IMS）和Arcview Internet Map Server（IMS）美國InterGragh公司的GeoMedia Web Map；澳大利亞Bentley公司的ModelServer DiscoveryMapInfor的MapX

56、treme MapXtremeMapXtreme是一個典型的基于服務(wù)器端的應(yīng)用系統(tǒng)，它具有伸縮性強、兼容性好、地圖功能強大和開發(fā)簡單、易于實現(xiàn)等特性。通過MapXtreme企業(yè)可以實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的可視化以揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和發(fā)展趨勢，從而為企業(yè)的發(fā)展決策提供可靠的支持依據(jù)。它的核心是MapX控件，安裝MapXtreme后可以添加MapX控件。MapXtreme由三大部分組成。 1地圖服務(wù)器管理，完成服務(wù)器的配置和地圖引擎的設(shè)定，它指定了瀏覽器端所顯示的地圖表現(xiàn)形式。2基準地圖數(shù)據(jù)管理是一個管理無縫地圖層工具，指定了基準地圖數(shù)據(jù)所在的目錄和路徑。3地理對象管理，由多個地理對象按選定的投影方式以適當

57、的顯示比例構(gòu)成地理對象集合（Geoset）并根據(jù)不同的地理對象設(shè)置相應(yīng)的縮放顯示范圍，這種由上至下的設(shè)置方式實現(xiàn)了地圖對象逐級分類顯示，可以保證圖面的清晰和整潔，還允許系統(tǒng)設(shè)置標注屬性、增減圖層或改變屬性層顯示。 MapXtreme為開發(fā)人員在地圖和Intearnet方面進行應(yīng)用開發(fā)提供了完備的方案工具，MapXtreme隨著應(yīng)用的不斷增長而擴展，企業(yè)可以通過簡單地增加服務(wù)器個數(shù)以支持不斷增長的用戶。MapXtreme的開放結(jié)構(gòu)使行它能夠充分利用ISAP、NSAPI或CGI的優(yōu)越性，在任何Web服務(wù)器上運行。另外，MapXtreme不需要專門的plug-in，可在任何基于pc或Unix或Web

58、瀏覽器上顯示地圖。 Map ObjectsMap Objects是一組供應(yīng)用開發(fā)人員使用的制圖與GIS功能構(gòu)件，它是基于服務(wù)器端的應(yīng)用系統(tǒng)，由一個ActiveX控件和一系列可編程對象組成，主要有以下功能：1） 支持ARC/INFO COVERAGE、SHAPE、SDE以及大量柵格圖像格式，如BMP、TIFF等；2） 可通過ODBC訪問外部數(shù)據(jù)庫；3） 可將多個圖層疊加顯示；4） 可用標準SQL表達式進行空間特片選擇和查詢；5） 可以不同的形式顯示各類專題圖；Autodesk MapGuideAutodesk MapGuide是基于客戶端為滿足GIS用戶的數(shù)據(jù)發(fā)布需要而設(shè)計的，其主要特點為：利用

59、WWW瀏覽器交互式操作，真正的矢量地圖傳輸數(shù)據(jù)庫的動態(tài)相關(guān)。是世界上第一個通過Internet和Intranet發(fā)布實時的、內(nèi)容豐富而翔實的地圖和地理數(shù)據(jù)的交互式解決方案。這樣通過使用低成本的全球性基礎(chǔ)設(shè)施Inetrnet和Intranet來傳播信息，極大地提高了產(chǎn)品競爭力。 Autodesk MapGuide為Web提供了一種新的二維矢量格式DWF及PLUG-IN的瀏覽工具，借助這些新技術(shù)，用戶可以查詢二維矢量數(shù)據(jù)，并可利用調(diào)整縮放和平移功能迅速快捷地瀏覽內(nèi)容復(fù)雜而詳盡的圖形文件，特別是圖形矢量化處理技術(shù)的應(yīng)用，從根本上解決了大量數(shù)據(jù)、圖形傳輸中網(wǎng)絡(luò)瓶頸的問題，大大地提高了信息交流和數(shù)據(jù)查詢

60、的速度，它可以轉(zhuǎn)換目前各種GIS開發(fā)平臺的數(shù)據(jù)，信息可以在網(wǎng)上發(fā)布，速度快，用戶通過目前的IE或Netscape瀏覽器就可能很方便地獲得取到發(fā)布的地理信息。另外，MapGuide能對本地的多種格式的數(shù)據(jù)庫進行操作掛接，包括DBASE、Excel、Access、Lotus1-2-3，并能同時訪問多個遠程數(shù)據(jù)庫，諸如Oracle、Informix、Sybase、SQL SERVER、DB2等。 Autodesk MapGuide采用一種稱為“地圖窗口文件”（MWF）的智能地圖文件。MWF是一種完備的文件，它包括一般的地圖屬性、安全信息、地圖圖層屬性、原始地圖數(shù)據(jù)和用戶接口規(guī)程等。地圖圖層屬性中包括