《Web GIS原理與應(yīng)用》配套教學課件

WebGIS原理與應(yīng)用2023年1月2日2023/1/2教材和教學參考書主教材：WebGIS原理與應(yīng)用,付品德/孫九林著.高等教育出版社，2012.參考書：WebGIS從基礎(chǔ)到開發(fā)實踐（基于ArcGISAPIforJavaScript）.劉光，曾敬文，曾慶豐編著.清華大學出版社，2015.2023/1/2教材和教學參考書2023/1/2第1章萬維網(wǎng)時代的地理信息系統(tǒng)2023/1/2萬維網(wǎng)時代的地理信息系統(tǒng)1.1萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)1.2WebGIS的起源和演化1.3WebGIS的概念和特點1.4WebGIS的功能和應(yīng)用2023/1/2學習目標了解互聯(lián)網(wǎng)、萬維網(wǎng)的誕生了解WebGIS的歷史掌握WebGIS的概念、功能了解WebGIS的優(yōu)點、應(yīng)用2023/1/2萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)前身1969年“冷戰(zhàn)”時期,美國國防部的高級研究計劃署(ARPA)建立的分布式計算機網(wǎng)絡(luò),當部分節(jié)點不能工作時,仍可以進行信息交換.連接了美國西部四所大學-斯坦福,加州大學圣芭芭拉分校(UCSB),加州大學洛杉磯分校(UCLA),猶他州立大學.2023/1/2萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)前身高級研究計劃署網(wǎng)絡(luò)(ARPANet)-互聯(lián)網(wǎng)前身,使用復(fù)雜,用戶基本是研究機構(gòu)和政府部門.2023/1/2萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生1989年,歐洲粒子物理研究所(CERN)的英國科學家TimBerners-Lee(1955-)發(fā)明了萬維網(wǎng),以簡單的方式來分享和交換文件.萬維網(wǎng)之父2023/1/22012年倫敦奧運會,Berners-Lee的Tweet:Thisisforeveryone.萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生TimBerners-Lee發(fā)明了HTTP(HypertextTransferProtocol,超文本傳輸協(xié)議)，HTML(HypertextMarkupLanguage，超文本標記語言)，URL(UniformResourceLocator，統(tǒng)一資源定位符)。2023/1/2萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生命名為萬維網(wǎng)(WordWideWeb)，開發(fā)了世界上第一個Web服務(wù)器和Web瀏覽器。2023/1/2在CERN時,Berners-Lee使用的蘋果電腦,世界上第一臺web服務(wù)器.萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生萬維網(wǎng)使互聯(lián)網(wǎng)使用更加方便,且充滿樂趣.網(wǎng)上沖浪網(wǎng)上購物網(wǎng)絡(luò)游戲交友-人人網(wǎng)推特(Twitter),微博,微信.視頻電話,視頻會議.…2023/1/2萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)(Internet)和萬維網(wǎng)(WWW)的區(qū)別互聯(lián)網(wǎng)是全球的計算機等設(shè)備連接起來組成的巨大的計算機網(wǎng)絡(luò).-強調(diào)硬件萬維網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)上的眾多網(wǎng)站和超文本文件的集合,主要通過Http將各種超文本文件連接起來.-更強調(diào)內(nèi)容雖然Http只是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中的一個,但它聚集的豐富內(nèi)容是互聯(lián)網(wǎng)最主要的吸引力.2023/1/2WebGIS的起源和演化起源和早期應(yīng)用1993年,美國施樂公司帕羅奧多研究中心(PaloAltoResearchCenter,PARC)開發(fā)了一個基于Web的地圖瀏覽器(MapViewer),標志著WebGIS的誕生.文章:PutzS.InteractiveinformationservicesusingWorld-WideWebhypertext[J].ComputerNetworksandISDNSystems,1994,27(2):273-280.2023/1/2WebGIS的起源和演化2023/1/2MapViewer的用戶界面放大,縮小等功能通過超鏈接來實現(xiàn)HTML和HTTP作為用戶界面WebGIS的起源和演化起源和早期應(yīng)用優(yōu)點:用戶不必再本地安裝GIS軟件和數(shù)據(jù),可以在任何有互聯(lián)網(wǎng)的地方使用GIS.WebGIS開始流行1994年,加拿大國家地圖信息服務(wù)網(wǎng)發(fā)布加拿大在線國家地圖集.2023/1/2WebGIS的起源和演化起源和早期應(yīng)用1995年,美國人口普查局發(fā)布全國人口信息在線地圖.1995年,加州大學伯克利分校博士生SusanHuse開發(fā)了GRASSLinks,是WebGIS地理分析的早期例子.2023/1/2WebGIS的起源和演化近期發(fā)展-Web2.0自下而上的信息流和眾包:大量用戶參與和他們所創(chuàng)造的豐富內(nèi)容.例如:淘寶賣家,博客,維基百科等.萬維網(wǎng)成為軟件開發(fā)的新平臺:云計算（cloudcomputing）,軟件即服務(wù)(SoftwareasaService,Saas)，將服務(wù)器或計算中心的資源和軟件功能以Web服務(wù)的方式提供。2023/1/2WebGIS的起源和演化近期發(fā)展-Web2.0輕量級開發(fā)模式：基于瀏覽器端的開發(fā)接口，如AJAX（AsynchronousJavascriptandXML）,降低了開發(fā)門檻.數(shù)據(jù)是核心:很多大型Web系統(tǒng)的成功往往是基于他們積累的數(shù)據(jù)庫.如Google大量的網(wǎng)頁內(nèi)容,Amazon的大量產(chǎn)品信息.-大數(shù)據(jù)（BigData）2023/1/2WebGIS的起源和演化近期發(fā)展-Web2.0多平臺客戶端:不局限于瀏覽器,還包括桌面應(yīng)用程序和手機等移動設(shè)備.豐富的用戶體驗:簡單應(yīng)用,漂亮的用戶界面.2023/1/2Web2.0=用戶貢獻的內(nèi)容+Web為一種開發(fā)平臺+豐富的用戶體驗WebGIS的起源和演化Esri產(chǎn)品系列眾包，數(shù)據(jù)是核心:GIS中用戶貢獻的內(nèi)容稱為自發(fā)式地理信息（VolunteeredGeographicInformation，VGI）。Ex：ArcGISServer的要素服務(wù)（FeatureService），方便用戶手機上傳地理坐標、屬性、照片和視頻。Ex：ArcGISOnline-云GIS,地理信息共享門戶,用戶可以將自己的Web服務(wù),數(shù)據(jù)和應(yīng)用發(fā)布,上傳,注冊到這個網(wǎng)站,積累地理服務(wù),數(shù)據(jù).2023/1/2WebGIS的起源和演化Esri產(chǎn)品系列輕型開發(fā)模式,Web是開發(fā)平臺:政府,商業(yè)公司等利用ArcGISServer將數(shù)據(jù),地圖和模型以Web服務(wù)的形式發(fā)布出來,這些服務(wù)有基于Javascript,Flex和Silverlight的瀏覽器端接口,簡單易用.支持移動平臺:ArcGISServer還提供了針對蘋果公司iOS,谷歌公司Android,微軟公司W(wǎng)indowsPhone等多種操作系統(tǒng)的開發(fā)接口.2023/1/2WebGIS的起源和演化Esri產(chǎn)品系列豐富的用戶體驗:ArcGISServer的瀏覽器端API可以創(chuàng)建具有豐富用戶體驗的應(yīng)用.ArcGISExplorer是一個二維地圖和三維虛擬地球瀏覽器.2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點概念廣義：WebGIS是使用了Web技術(shù)的各種GIS。狹義：WebGIS是通過Web技術(shù)來連接其組成部分的GIS。2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點概念一種分布式（Distributed）的信息系統(tǒng)至少有一個服務(wù)器（server）和一個客戶端（client，不限于瀏覽器，可以是桌面應(yīng)用程序或移動APP）。2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點相關(guān)的概念HTTP協(xié)議：server和client間通信的主要協(xié)議。兩層體系結(jié)構(gòu)：一臺server和多臺client。三層體系結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)層、邏輯層（中間層）和客戶端（表現(xiàn)層）。2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點相關(guān)的概念WebGIS和桌面GIS不斷相互滲透。WebGIS依靠桌面GIS來創(chuàng)建數(shù)據(jù)和地圖等基礎(chǔ)資源，也吸納了桌面GIS的一些功能（空間分析等）。桌面GIS加入了WebGIS的功能，ArcMap也可作為WebGIS的客戶端。2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點地理空間網(wǎng)絡(luò)（GeoWeb或GeospatialWeb）地理空間信息+抽象信息（網(wǎng)頁、圖片、視頻）。地理標簽（Geotagging）：添加經(jīng)緯度（或地名）到微博、微信、照片、視頻等。地理解析（Geoparsing）：從文本中提取地理信息（自然語言處理，NaturalLanguageProcessing，NLP）。泛指WebGIS。2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點優(yōu)點空間傳播的全球性用戶的眾多性較好的跨平臺性費用的低廉性2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點優(yōu)點用戶的易用性更新的統(tǒng)一性應(yīng)用的廣泛性：WebGIS助長了新地理學（Neogeography）的發(fā)展，促進了GIS的社會化。2023/1/2新地理學：非專業(yè)用戶因個人或公共目的使用地理學科技和工具。WebGIS的概念和優(yōu)點廣泛的應(yīng)用傳染病的分布各地的污染源飯店位置：大眾點評犯罪地圖2023/1/2WebGIS的概念和優(yōu)點廣泛的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)交友：陌陌公共洗手間應(yīng)急救災(zāi)2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用功能地圖和查詢：空間查詢、屬性查詢。數(shù)據(jù)采集：自發(fā)式地理信息VGI。地理信息的傳播：和允許用戶搜索和下載數(shù)據(jù)。空間分析：測量距離、面積，最佳路徑，制作犯罪地圖等。2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用新的商業(yè)模式和新的商品：基于位置的廣告服務(wù)（LBS-LocationBasedService），根據(jù)用戶年齡、性別、當前所在位置、所處區(qū)域的氣溫投放短信/彩信廣告。-地理圍欄(Geofencing)Ex-阿拉斯加用戶推薦滑雪服，夏威夷用戶推薦泳衣。Ex-在飯點時間到萬達廣場，推薦新的飯店（根據(jù)用戶已往消費習慣等）。2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用電子政務(wù)的工具，美國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布最新的自然災(zāi)害信息（地震、颶風、洪水等）。2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾ぞ撸豪^3R（reading讀、writing寫、arithmetic算術(shù)）之后，第四項基本能力（Goodchild，2006）。2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用發(fā)展機遇長尾理論（Longtailtheory）-商業(yè)模式分析方法統(tǒng)計學上稱為Heavy-taileddistribution，重尾分布。頭部是大眾化市場，尾部是專業(yè)化細分市場，且利潤可以和頭部一樣多。2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用WebGIS的長尾分析頭部：大眾在線地圖、LBS。由百度、谷歌等占據(jù)，廣告等方式獲益。尾部：政府、企業(yè)等有特殊需求，需要定制化、二次開發(fā)等。2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-采集數(shù)據(jù)Mapillary（2014）：傳統(tǒng)街景制作周期長，更新慢，主干道大眾參與制作街景服務(wù)：更新快、鄉(xiāng)村小路2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和運動結(jié)合悅動圈（2014）：/pc_download/index.html20個人1年“跑”出3億公司估值：/a/20150827/166704_all.htm2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和運動結(jié)合騎行的藝術(shù)馬里蘭州巴爾的摩市的藝術(shù)家MichaelWallace在騎行時給自己設(shè)計了特殊的路線-GPXAdventure2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和住宿結(jié)合Airbnb（2008）總部設(shè)在美國加州舊金山市AirBedandBreakfast–空中食宿可以從個人的手中租住一間房屋，而不是從一家酒店中租住。-共享經(jīng)濟2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和住宿結(jié)合2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-簽到街旁網(wǎng)(2010-2015)：簽到服務(wù)（飯點，家）2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-簽到街旁網(wǎng)失敗原因：用戶簽到動力不足，一時新鮮，無內(nèi)在驅(qū)動力未及時衍生出相關(guān)的商業(yè)模式，例如社交等（點評，陌陌，）2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-人群疏散-避免踩踏事件的發(fā)生解決外灘踩踏事故城市被分為若干個1KM*1KM的小格子，它實時地輸入新數(shù)據(jù)，以熱度圖（heatmap）的形式不間斷的預(yù)測每個區(qū)域會有多少輛出租車的進和出。/2023/1/2WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-人群疏散-避免踩踏事件的發(fā)生時空數(shù)據(jù)+深度學習（DeepLearning）在人工智能國際頂級會議AAAI2017，微軟亞洲研究院鄭宇博士及其團隊的論文DeepSpatio-TemporalResidualNetworksforCitywideCrowdFlowsPrediction利用時空深度殘差網(wǎng)絡(luò)用于預(yù)測城市人流問題/zh-cn/news/blogs/2017/02/citywide-crowd-flows-prediction-20170214.aspx2023/1/2Videodemo2023/1/2小結(jié)WebGIS的起源WebGIS的概念、功能WebGIS的優(yōu)點、應(yīng)用2023/1/2問題在你的日常生活中還需要哪些WebGIS功能？（發(fā)揮想象力，越多越好）2023/1/2JackDangermond（ESRI創(chuàng)始人）：GIS的應(yīng)用只受限于使用者的想象力。WebGIS原理與應(yīng)用2023年1月2日2023/1/2第2章WebGIS基礎(chǔ)技術(shù)2023/1/2WebGIS基礎(chǔ)技術(shù)2.1Web的原理和基礎(chǔ)技術(shù)2.2WebGIS的基本架構(gòu)和組成部分2.3瘦客戶端和胖客戶端架構(gòu)2.4用戶體驗設(shè)計2023/1/2學習目標掌握WebGIS的原理和基礎(chǔ)技術(shù)掌握WebGIS的基本架構(gòu)和組成部分掌握WebGIS的瘦客戶端、胖客戶端架構(gòu)了解WebGIS的用戶體驗設(shè)計2023/1/22.1Web的原理和基礎(chǔ)技術(shù)2023/1/2Web的基本原理三層架構(gòu)客戶端/服務(wù)器（C/S）架構(gòu)模式。三層架構(gòu)：數(shù)據(jù)層、邏輯層、表現(xiàn)層。Web客戶端（Client），Web服務(wù)器（Server）。Client端是瀏覽器（Browser）時，也稱為瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式。2023/1/2Web的基本原理WWW技術(shù)之三大基石國際標準，由W3C（世界萬維網(wǎng)聯(lián)盟）維護HTTP協(xié)議：定義了一套server與client進行請求和應(yīng)答時所應(yīng)遵循的規(guī)范。八種請求方式：GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、TRACE、OPTIONS和CONNECT。（GET與POST最常用）2023/1/2Web的基本原理WWW技術(shù)之三大基石HTTP特點簡單：鍵入URL或點擊鏈接即可執(zhí)行。無記憶狀態(tài)：server對client做出響應(yīng)后，它們間的連接立即被撤銷，減輕其負擔。靈活：支持的傳輸內(nèi)容豐富：圖片、文件、audio、video。HTTPSHTTPSecure，安全超文本傳輸協(xié)議建立在安全套接層之上的安全版HTTP加密，傳輸敏感信息2023/1/2Web的基本原理WWW技術(shù)之三大基石URL-描述Internet上網(wǎng)頁和其它資源地址的一種標識方法。大家俗稱的網(wǎng)址基本格式：Protocol://hostname[:port]/filepath?query_string協(xié)議://主機[:端口]/文件路徑?查詢參數(shù)2023/1/2Web的基本原理WWW技術(shù)之三大基石HTML-描述網(wǎng)頁的語言包含內(nèi)容、局部、格式等信息Browser解釋HTML代碼，按照指定的格式顯示其內(nèi)容HTML是一種標記語言，由一套標簽組成的文本文件外觀和布局由CSS(cascadingstylesheets，層疊樣式表)來定義2023/1/2Web的基本原理WWW技術(shù)之三大基石最新標準-HTML5包括HTML、CSS和Javascript在內(nèi)的一套技術(shù)的組合在不依賴于AdobeFlash和MSSilverlight時，實現(xiàn)豐富的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用增添了處理多媒體和圖片內(nèi)容的語法支持<video>,<audio>,<canvas>標簽支持SVG(scalablevectorgraphics，可縮放矢量圖形)2023/1/2相關(guān)技術(shù)Web開發(fā)相關(guān)技術(shù)Web服務(wù)器-Apache、Tomcat、IIS等互聯(lián)網(wǎng)-數(shù)據(jù)交換格式XML，JSON等Web客戶端Web瀏覽器瀏覽器端編程語言桌面/移動平臺編程語言2023/1/2相關(guān)技術(shù)服務(wù)端技術(shù)Web服務(wù)器-接收HTTP請求，對請求進行響應(yīng)處理，最后返回結(jié)果到客戶端。返回響應(yīng)結(jié)果靜態(tài)頁面或圖片執(zhí)行動態(tài)程序：ASP.NET等，執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯常見Web

serverApache和Tomcat，Apache軟件基金會的開源Web服務(wù)器，應(yīng)用廣泛IIS（InternetInformationServer），主要支持.NetOracle的GlassFishIBM的WebSphere2023/1/2相關(guān)技術(shù)服務(wù)端技術(shù)服務(wù)端編程語言-運行于Server中的服務(wù)端程序Java系列包括JavaEE(JavaEnterpriseEdition),JavaSE(JavaStandardEdition),Servlet,JSP和JSP(JavaServerFaces)等。.NET系列包括ASP.NET,C#和VB.NET等，包含于.NET框架中2023/1/2相關(guān)技術(shù)客戶端/瀏覽器端技術(shù)第一類：瀏覽器和運行于瀏覽器中的應(yīng)用程序第二類：瀏覽器外運行的桌面和移動應(yīng)用程序Browser獲取和顯示W(wǎng)ebserver上HTML和其它程序結(jié)果，并讓用戶與這些文件交互的軟件遵循HTTP、HTML、Javascrip規(guī)范的client瀏覽器知道如何與Webserver通信、如何顯示HTML頁面、如何解釋和執(zhí)行Javascript腳本常見：MSIE、谷歌Chrome、MozillaFirefox、蘋果Safari2023/1/2相關(guān)技術(shù)瀏覽器端編程技術(shù)Javascript：Netscape（網(wǎng)景）公司1995年推出的運行于瀏覽器內(nèi)的腳本語言AJAX(AsynchronousJavascriptandXML，異步Javascript與XML)2005年左右開始流行不是新技術(shù)，而是對現(xiàn)有技術(shù)（JS和XML）的組合支持browser與server的異步通信模式，網(wǎng)頁在后臺從server上讀取的同時，用戶可與當前頁面交互，大大提高用戶的體驗數(shù)據(jù)和界面相分離的設(shè)計模式(DesignPattern)也可運行于智能手機、平板電腦的Browser中2023/1/2相關(guān)技術(shù)瀏覽器端編程技術(shù)ApacheFlex：/以前稱為AdobeFlex，Adobe2011年捐贈給Apache基金會可以開發(fā)高度交互的、具有表現(xiàn)力、跨Browser的Web應(yīng)用是富互聯(lián)網(wǎng)（RichInternetApplications，RIA）應(yīng)用開發(fā)的有力工具用MXML編寫UI，用ActionScript語言編寫客戶端邏輯基于Flash插件，可以運行于多種browser中基于AIR運行環(huán)境，可以不依賴于browser，直接運行于多種操作系統(tǒng)之上2023/1/2相關(guān)技術(shù)瀏覽器端編程技術(shù)MSSilverlight：/silverlight/與Flex類似可以開發(fā)高度交互的、具有表現(xiàn)力、跨Browser的Web應(yīng)用使用XAML編寫界面，.net語言如C#或者VB.Net編寫業(yè)務(wù)邏輯基于MSSilverlight插件，可運行于主流桌面browser之中基于WPF(WindowsPresentationFoudation)運行環(huán)境，可以不依賴于browser，直接運行于Windows和WindowsPhone操作系統(tǒng)之上2023/1/2相關(guān)技術(shù)服務(wù)端和客戶端的信息交換格式一般交換模式：Client將參數(shù)放在URL中創(chuàng)遞給server，server返回HTML除了HTML之外的其它格式XML（ExtensibleMarkupLanguage，XML）：允許用戶自定義tag和屬性的標記語言。不足：繁雜，文件較大，解析效率較低，不利于在JS中使用。2023/1/2相關(guān)技術(shù)服務(wù)端和客戶端的信息交換格式除了HTML之外的其它格式Javascript對象表示法（JavascriptObjectNotation，JSON）：輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，比XML輕巧，解析效率高，在逐步代替XMLAMF（ActionMessageFormat）：Flex的二進制數(shù)據(jù)交換格式，F(xiàn)lex處理AMF效率比JSON更高。2023/1/22.2WebGIS的基本框架與組成部分2023/1/2基本架構(gòu)WebGIS基本架構(gòu)WebGIS應(yīng)用是在Web應(yīng)用基礎(chǔ)上添加了GIS功能三層架構(gòu)仍然分為數(shù)據(jù)層、邏輯層（即中間層）和表現(xiàn)層2023/1/2基本架構(gòu)WebGIS基本架構(gòu)Web

client向Webserver發(fā)送http請求Webserver將GIS相關(guān)功能請求轉(zhuǎn)發(fā)給GIS

serverGISserver從GISdatabase中讀取所需數(shù)據(jù)，對請求進行處理GISserver將結(jié)果通過HTTP響應(yīng)返回到client中顯示2023/1/2WebGISserverWebGIS服務(wù)器歷史以ESRI產(chǎn)品為例第一代產(chǎn)品（1996）：ArcViewIMS（InternetMapServer）和MapOjbectsIMS，第二代產(chǎn)品（1998）：ArcIMS，對第一代產(chǎn)品增強和擴展第三代產(chǎn)品（2004）：ArcGISServer，功能完整。2023/1/2WebGISserver是WebGIS中最重要的部分WebGISserverArcGISServer功能發(fā)布二維、三維地圖瀏覽地圖查詢、檢索、要素編輯、數(shù)據(jù)提取、跟蹤、地址和位置查詢、路徑分析、幾何處理（坐標系變換）、元數(shù)據(jù)檢索和地理處理功能以WebService的方式發(fā)布其服務(wù)，支持主流REST接口提供OGCWMS、WFS、WCS、CSW、GML、KML等標準服務(wù)，支持數(shù)據(jù)互操作利用緩存、優(yōu)化、云計算等方法提高系統(tǒng)效率，效率高，可擴展性強提供server端API，client端API和桌面、移動平臺開發(fā)接口2023/1/2地理數(shù)據(jù)庫GISdatabase地理數(shù)據(jù)庫是WebGIS應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐，一個WebGIS應(yīng)用的價值往往取決于其數(shù)據(jù)的質(zhì)量一般可以存儲矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)專業(yè)的GIS數(shù)據(jù)庫還支持CAD、3D、交通網(wǎng)絡(luò)、GPS坐標、激光雷達（lightdetectionandranging,LiDAR）等類型的數(shù)據(jù)。2023/1/2WebGIS客戶端WebGIS客戶端的角色整個系統(tǒng)的最終用戶界面：用戶交互、發(fā)送請求、顯示結(jié)果等。客戶端，尤其是胖客戶端，可以運行一些分析處理功能，如制作專題圖，生成HeatMap（熱圖）等。2023/1/2WebGIS客戶端WebGIS客戶端的類型Web瀏覽器客戶端：運行于browser之中，如googlemaps，百度地圖、地圖瀏覽器。桌面應(yīng)用程序客戶端：直接運行于os之上，不受browser“沙箱”環(huán)境（sandbox，js和插件程序被嚴格控制的安全運行環(huán)境）限制。Client可以方便訪問本地資源，適用于資源密集型的Web應(yīng)用。如GoogleEarth，ArcGISExplorerDesktop，ArcGISDesktop等。移動客戶端：兩類基于移動瀏覽器基于本地APP2023/1/2WebGIS客戶端具有通用性WebGIS客戶端的類型WebGIS客戶端一般針對具體應(yīng)用，不具有通用性能夠顯示和調(diào)用規(guī)范的Web服務(wù)和數(shù)據(jù)的WebGIS客戶端具有通用性，被稱為地理瀏覽器（Geobrowser）ArcGISExplorerDesktop：顯示OGCWMS、KML/KMZ、GeoRSS和ArcGISServerservices等標準數(shù)據(jù)和服務(wù)。碳項目Gaia（CarbonProjectGaia）二維地理瀏覽器，訪問OGCWMS、WMTS、KML、GML、OpenStreetMap等。/2023/1/2WebGIS客戶端具有通用性WebGIS客戶端的類型ArcGISExplorer2023/1/2WebGIS客戶端具有通用性WebGIS客戶端的類型Gaia2023/1/2WebGIS客戶端具有通用性WebGIS客戶端的類型虛擬地球（VirtualGlobe）：地球或其他世界的三維軟件模型，從Web上直接獲取并顯示數(shù)據(jù)和地圖的成為在線虛擬地球（OnlineVirtualGlobe），如GoogleEarth、NASAworldwind等。2023/1/2WebGIS面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)（1）地理數(shù)據(jù)庫需要支撐頻繁數(shù)據(jù)讀寫的壓力（2）GIS服務(wù)器需要支撐多用戶頻繁訪問的壓力（3）Internet需要支撐頻繁傳遞大量數(shù)據(jù)的壓力2023/1/2WebGIS面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)（4）客戶端（特別是Webbrowser）GIS功能的不足（5）最終用戶往往缺乏GIS專業(yè)知識經(jīng)驗2023/1/22.3瘦客戶端和胖客戶端架構(gòu)2023/1/2客戶端和服務(wù)端間的功能分配瘦、胖客戶端根據(jù)WebGIS客戶端和服務(wù)端之間不同的功能分配，WebGIS系統(tǒng)可以分為瘦客戶端和胖客戶端兩種架構(gòu)。瘦客戶端架構(gòu)：client承擔較少的任務(wù)，主要負責向服務(wù)器發(fā)送請求；server承擔大部分任務(wù)，如生成地圖和執(zhí)行分析處理。優(yōu)點：（1）除了Webbrowser，用戶不需安裝任何GIS軟件和插件（2）client不需配置功能強大的PC，在低端PC上也可以運行不足：（1）server端負擔較重（2）交互性弱，UI使用普通HTML和部分簡單的JS，表現(xiàn)力一般2023/1/2客戶端和服務(wù)端間的功能分配瘦、胖客戶端胖客戶端架構(gòu)：client承擔較多的任務(wù)，客戶端上需安裝相應(yīng)的Web瀏覽器插件，或采用客戶端本地（或嵌入式）應(yīng)用程序來實現(xiàn)。優(yōu)點：（1）用戶交互速度快，很多數(shù)據(jù)和程序在客戶端（2）server端負擔較輕不足：（1）需要事先完成相應(yīng)安裝，下載插件或本地程序。（2）面臨網(wǎng)絡(luò)帶寬和客戶機計算能力的限制，傳輸大量數(shù)據(jù)或在client端執(zhí)行高強度的地理分析計算，往往不可行。2023/1/2瘦客戶端和胖客戶端架構(gòu)最佳模式隨著JS、HTML5的發(fā)展，客戶端已經(jīng)能夠承受更加復(fù)雜的任務(wù)最佳模式分為基礎(chǔ)底圖、操作圖層和任務(wù)三大組成部分?；A(chǔ)底圖：地理位置和環(huán)境基礎(chǔ)，在server端生成。一般是相對靜態(tài)的，更新頻率較低，一般預(yù)先制作成瓦塊地圖，以提高瀏覽速度。2023/1/2WebGIS應(yīng)用=基礎(chǔ)底圖+操作圖層+任務(wù)瘦客戶端和胖客戶端架構(gòu)最佳模式操作圖層：繪制在底圖之上，是最終用戶瀏覽、查詢或編輯操作的主題圖層。一般被下載到client，由client管理和繪制。用戶可快速與之進行交互，還可采用比例尺依賴，即只在放大到一定比例時才顯示該圖層。任務(wù)：若數(shù)據(jù)量小，任務(wù)計算簡單，則在client端處理，否則在server端處理。2023/1/2WebGIS應(yīng)用=基礎(chǔ)底圖+操作圖層+任務(wù)最佳模式最佳模式實例2023/1/2最佳模式最佳模式實例波士頓太陽能項目-讓用戶了解每家屋頂?shù)奶柲軡摿Α?023/1/2最佳模式最佳模式實例波士頓太陽能項目-讓用戶了解每家屋頂?shù)奶柲軡摿??；A(chǔ)底圖：波士頓街道底圖、地形底圖和航空影像底圖。包含每座建筑的屋頂信息操作圖層：綠色能源（太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能等）是操作圖層，傳輸?shù)絚lient端。鼠標點擊顯示其發(fā)電瓦數(shù)和照片。任務(wù)：選擇屋頂或畫多邊形，計算其發(fā)電量。密集型計算，需要地形等數(shù)據(jù)，在server端執(zhí)行。2023/1/22.4用戶體驗設(shè)計2023/1/2用戶體驗概念用戶體驗(UserExperience，UE)是用戶在使用某種產(chǎn)品或服務(wù)過程中所建立起來的滿意程度。產(chǎn)品經(jīng)理（ProductManager，PM）需要做的事情WebGIS用戶體驗設(shè)計的四個原則有用性-正確理解并實現(xiàn)需求、功能易用性快捷性-GIS服務(wù)器和Web服務(wù)器的性能優(yōu)化趣味性2023/1/2用戶體驗重要性根據(jù)不同的應(yīng)用，有時候可能非常重要。老式的飛行高度計：飛機距離海平面的高度指針由細到粗表示萬英尺、千英尺和百英尺。圖中為13460英尺。2023/1/2用戶體驗重要性當飛行員離開高度計，再次回到高度計時，可能會忽略微小變化。導(dǎo)致了許多空難的發(fā)生！下圖相差1萬英尺！2023/1/2用戶體驗重要性現(xiàn)代飛行高度計高度分為兩部分：綠色（安全）、紫色（危險）10英尺（圖中為18）和英尺（圖中為20），飛行員可以迅速判斷出飛機是否處于安全高度，及上升或者下降2023/1/2用戶體驗易用性格言-“不要讓我（用戶）費腦筋”用戶能輕松地、自信地完成自己要做的事情隱藏復(fù)雜性：不言自明，盡可能提供少的工具和圖層，分散用戶注意力。Ex:百度地圖提供反饋：復(fù)雜功能需要引導(dǎo)用戶，提供視覺上的線索和便于理解的反饋。Ex:測距功能2023/1/2用戶體驗趣味性動畫、多媒體、直觀界面富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（RichInternetApplicaton,RIA）-最早描述Flash效果RIA現(xiàn)在泛指提供豐富用戶體驗、且引人入勝的Web應(yīng)用程序。技術(shù)：HTML5、Flex、Silverlight等2023/1/2用戶體驗引領(lǐng)用戶需要進行用戶需求調(diào)查，但也不局限于此第一位使用流水線大批量生產(chǎn)汽車的亨利福特所說：如果我們問顧客他們需要什么，他們會說是一匹更快的馬。好的產(chǎn)品滿足用戶，卓越的產(chǎn)品引領(lǐng)用戶。2023/1/2小結(jié)WebGIS的三層體系架構(gòu)WebGIS客戶端和服務(wù)端的主要技術(shù)胖、瘦客戶端WebGIS應(yīng)用的最佳實踐用戶體驗的原則2023/1/2WebGIS原理與應(yīng)用2023年1月2日2023/1/2第3章地理Web服務(wù)2023/1/2地理Web服務(wù)3.1從Web站點到Web服務(wù)3.2地理Web服務(wù)的功能3.3Web服務(wù)的接口類型3.4互操作和地理空間Web服務(wù)標準3.5Web服務(wù)的優(yōu)化2023/1/23.1從Web站點到Web服務(wù)2023/1/2早期Web的局限性局限1：系統(tǒng)之間缺乏良好的互操作性每個WebGIS是僅能獨立使用的網(wǎng)站，是孤立、封閉的系統(tǒng)不同的系統(tǒng)之間無法調(diào)用對方的功能和共享信息，不能進行互操作(Interoperability)2023/1/2早期Web的局限性局限2：系統(tǒng)內(nèi)部耦合度強，應(yīng)用模式不夠靈活每個WebGIS系統(tǒng)是“獨立解決方案”系統(tǒng)中各個模塊之間的接口是高度耦合的在系統(tǒng)更改和維護上代價高，不夠靈活好的系統(tǒng)：松散耦合2023/1/2Web服務(wù)的產(chǎn)生產(chǎn)生原因很多Web應(yīng)用需要調(diào)用、組合、嵌套其他Web應(yīng)用的功能目標：開放、互相調(diào)用90年代后期，整個信息技術(shù)行業(yè)（不光是WebGIS行業(yè)）的需求當時很多機構(gòu)如Sun、MS、Oracle、IBM、W3C等都在研究Web服務(wù)技術(shù)2023/1/2Web服務(wù)概念Web服務(wù)是一種運行于Web

server上的程序，它們具有可以被別的程序通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（主要為HTTP）來調(diào)用的編程接口Web服務(wù)是分布式計算的重要進展利用遠程（Remote）計算機上的功能來代替本地（Local）計算機上的功能2023/1/2Web服務(wù)Web網(wǎng)頁與Web服務(wù)的比較網(wǎng)頁是供人閱讀的，如HTML，包含內(nèi)容和樣式Web服務(wù)是一種基于Web的編程組件供計客戶計算機來調(diào)用的，結(jié)果主要為XML和JSON等程序能解析的格式，而不是供人直接閱讀的（盡管可以閱讀，體驗不佳）2023/1/2Web服務(wù)Web服務(wù)體系的三部分門戶網(wǎng)站：包含web服務(wù)資源的網(wǎng)站提供者：將自己的Web服務(wù)信息注冊到門戶網(wǎng)站中使用者：查詢門戶網(wǎng)站，找到所需服務(wù)，使用服務(wù)2023/1/2Web服務(wù)優(yōu)勢開放性：和Web上的其它計算機進行功能和信息的交換和共享獨立于編程語言和操作系統(tǒng)：以Web為平臺，以Http協(xié)議遠程調(diào)用跨編程語言（Java，C++，C#）跨操作系統(tǒng)（windows，Linux，Mac，Android，iOS）跨Web應(yīng)用服務(wù)器（IIS，Apache/Tomcat）客戶端也可以自由選擇編程語言：.Net,Java,JS,Python,Flex,Silverlight等2023/1/2Web服務(wù)優(yōu)勢松散耦合的可集成性：對于客戶端，當web服務(wù)不可用時，只要web服務(wù)的接口相同，可以使用新的URL，而無需再做其它改動對于服務(wù)端，可以改變服務(wù)，只需保持接口不變，調(diào)用者不必改動。發(fā)布和更新的統(tǒng)一性：服務(wù)端更新后，調(diào)用的便是最新的Web服務(wù)2023/1/2地理空間Web服務(wù)的影響WebGIS產(chǎn)品分化和新市場形成的加速器以Web服務(wù)為中心，來實現(xiàn)地理資源的制作(Author),服務(wù)的發(fā)布(Publish),服務(wù)的發(fā)現(xiàn)(Discovery)和使用(Use)一整套流程。2023/1/2地理空間Web服務(wù)的影響WebGIS產(chǎn)品分化和新市場形成的加速器在服務(wù)器方面如果擁有大量數(shù)據(jù)，可以成為數(shù)據(jù)和地圖服務(wù)的提供者如果有獨特的分析模型，可以作為地理處理服務(wù)發(fā)布（免費或按次收費）在客戶端方面：開發(fā)桌面客戶端或者手機客戶端在門戶網(wǎng)站方面：收集一定區(qū)域、一定專題、符合一定標準的Web服務(wù)，把信息編目發(fā)布，供使用者查詢2023/1/2地理空間Web服務(wù)的影響GIS融入主流信息系統(tǒng)的基本組件以往GIS是專業(yè)人員的工具，在“本地”實現(xiàn)：數(shù)據(jù)、軟件，GIS功能的調(diào)用很復(fù)雜，也很有局限很多年來，GIS都局限于一個小圈子地理Web服務(wù)隱藏了上述復(fù)雜性其它的信息系統(tǒng)也可以方便調(diào)用和集成遠程的地理web服務(wù)，來獲得地圖、數(shù)據(jù)和地理分析功能2023/1/2地理空間Web服務(wù)的影響實現(xiàn)互操作的一種新途徑互操作是GIS應(yīng)用的挑戰(zhàn)之一以往，互操作在數(shù)據(jù)格式層面完成，定義交換格式（FME）Web服務(wù)將互操作提升到基于Web服務(wù)的層面，超越了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和安裝轉(zhuǎn)換工具這個層面只要遵循OGC和ISO的Web服務(wù)標準，不同廠商之間的server和client就可以互操作2023/1/2地理空間Web服務(wù)的影響實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的一個重要架構(gòu)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（SpatialDataInfrastructure，SDI）是地理信息的采集、處理、存儲、發(fā)布、利用和保護所必需的技術(shù)、政策、標準和人力資源的總稱。建設(shè)SDI的關(guān)鍵是標準、共享、協(xié)作和協(xié)調(diào)。Web服務(wù)體系在服務(wù)提供者和信息使用者之間建立了一個動態(tài)交流和集成的方式，是構(gòu)建SDI的關(guān)鍵。Web服務(wù)使用的協(xié)同方式為不同機構(gòu)之間地理信息共享和協(xié)作提供了一個新的、靈活的技術(shù)框架。2023/1/23.2地理Web服務(wù)的功能2023/1/2地理空間Web服務(wù)的功能三類地圖和要素服務(wù)：提供地圖和數(shù)據(jù)服務(wù)分析服務(wù)：提供地理分析功能元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)：提供服務(wù)查詢功能2023/1/2地理空間Web服務(wù)地圖和要素服務(wù)地圖服務(wù)：允許客戶端請求一定地理范圍內(nèi)的地圖，它以JPG、PNG、GIF等圖像格式將地圖返回給客戶的。地圖可以是動態(tài)制作（onthefly），或是預(yù)先制作好的瓦片（Tile）。瓦片地圖：提高系統(tǒng)效率，縮短響應(yīng)時間，一般用于更新頻率較低的基礎(chǔ)底圖動態(tài)地圖：從地理數(shù)據(jù)庫中實時讀取數(shù)據(jù)制作地圖，用于更新頻率較高的地圖2023/1/2地理空間Web服務(wù)地圖和要素服務(wù)地圖服務(wù)可以是二維或者三維的三維地圖服務(wù)（Globe服務(wù)）可將地面高程作為第三維，展現(xiàn)地形2023/1/2地理空間Web服務(wù)地圖和要素服務(wù)三維地圖服務(wù)（Globe服務(wù)）將建筑物高度作為第三維，加上表面紋理模型，展現(xiàn)城市輪廓2023/1/2地理空間Web服務(wù)地圖和要素服務(wù)三維地圖服務(wù)（Globe服務(wù)）用某一屬性字段值作為第三維，突出該主題（例如人口統(tǒng)計信息等）2023/1/2地理空間Web服務(wù)地圖和要素服務(wù)地理要素服務(wù)（FeaturingService）：允許客戶端對服務(wù)器端的地理數(shù)據(jù)庫中的矢量地理數(shù)據(jù)進行讀寫操作，對地理要素進行增、刪、改。Ex：編輯地理要素的屬性數(shù)據(jù)，上載PDF、照片、視頻等2023/1/2地理空間Web服務(wù)地圖和要素服務(wù)Ex：允許設(shè)計者快速在數(shù)字地圖上勾勒出設(shè)計草圖，并分享方案，允許其它同事修改，支持協(xié)同式的地理設(shè)計（GeoDesign）。Ex：便于公眾在Web地圖上進行標注，分享所見所聞。2023/1/2地理空間Web服務(wù)地圖和要素服務(wù)全景(panorama)服務(wù)：提供全景照片服務(wù)2023/1/2地理空間Web服務(wù)搜索服務(wù)對GIS資源的內(nèi)容進行索引，讓Web用戶根據(jù)關(guān)鍵字查詢自己所需的GIS資源。與下面要介紹的元數(shù)據(jù)目錄不同搜索主要針對地理數(shù)據(jù)本身，尤其是屬性表2023/1/2地理空間Web服務(wù)影像服務(wù)通過Web服務(wù)來提供柵格數(shù)據(jù)（遙感影像、數(shù)字高程模型）ArcGISforServerImageExtension允許發(fā)布影像服務(wù)，并可以進行快速實時處理、例如拼接、增強和衍生出多種影像產(chǎn)品2023/1/2地理空間Web服務(wù)分析服務(wù)地理編碼服務(wù)(Geocoding)：將街道地址轉(zhuǎn)換成地理坐標的過程反向地理編碼(ReverseGeocoding)：將地理坐標轉(zhuǎn)換成相應(yīng)地址的過程。免費的地理編碼服務(wù)：百度、ArcGISonline、Google等2023/1/2地理空間Web服務(wù)分析服務(wù)網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)：計算最佳路徑計算服務(wù)區(qū)：可達性（一定時間內(nèi)可以到達的街區(qū)），選址服務(wù)。查找最近設(shè)施：LBS中應(yīng)用較多，查找最近的銀行等2023/1/2地理空間Web服務(wù)分析服務(wù)幾何服務(wù)：進行幾何變換、緩沖區(qū)計算、制圖綜合（要素化簡）、地理要素的合并、切割、計算面積和長度、坐標投影變換等地理處理服務(wù)：緩沖區(qū)（Buffer）分析、疊加（Overlay）分析、回歸分析、影像分類光照潛力計算、污染物泄漏擴散分析、可視區(qū)計算、地形剖面計算等2023/1/2地理空間Web服務(wù)元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)元數(shù)據(jù)：關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，描述GIS數(shù)據(jù)和服務(wù)元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)用于發(fā)布和搜索元數(shù)據(jù)，促進地理信息和服務(wù)的共享2023/1/23.3Web服務(wù)的接口類型2023/1/2Web服務(wù)的接口類型主要分兩類SOAP風格REST風格Web服務(wù)不局限于這兩類，通過HTTP協(xié)議傳輸格式化數(shù)據(jù)的Web程序，都是Web服務(wù)2023/1/2Web服務(wù)的接口類型SOAP風格的Web服務(wù)SOAP

(SimpleObjectAccessProtocol)簡單對象訪問協(xié)議：使用封裝過的XML進行信息交換2003年成為標準，被W3C采用SOAP不簡單，2007年放棄了“簡單對象訪問協(xié)議”這一全名SOAP風格的Web服務(wù)采用HTTPPost和SOAP封裝的XML在客戶端和服務(wù)器間發(fā)送請求和傳遞結(jié)果。2023/1/2Web服務(wù)的接口類型SOAP風格的Web服務(wù)SOAP將XML信息體封裝在另外一個XML信封中-“XML套XML”XML嵌套的格式不便于手工創(chuàng)建SOAP請求和解析SOAP結(jié)果調(diào)用SOAP服務(wù)困難SOAP消息基本結(jié)構(gòu)->2023/1/2Web服務(wù)的接口類型SOAP風格的Web服務(wù)WSDL(WebServiceDescriptionLanguage，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述語言)可以簡化SOAP服務(wù)的調(diào)用WSDL以XML格式來描述一個Web服務(wù)所提供的具體編程接口，便于開發(fā)人員理解和使用服務(wù)但是仍然很復(fù)雜！2023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)REST（RepresentationalStateTransfer，表象狀態(tài)轉(zhuǎn)移）2000年RoyFielding于其博士論文中提出的一種架構(gòu)風格他認為SOAP沒有充分利用HTTP的優(yōu)勢，REST可以充分發(fā)揮這種優(yōu)勢，降低開發(fā)的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)的擴展性2023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)REST風格的Web服務(wù)通過HTTP發(fā)送數(shù)據(jù)，將請求參數(shù)放在URL中，通過URL發(fā)送請求參數(shù)Web服務(wù)常以JSON和不經(jīng)SOAP封裝的XML向客戶端返回結(jié)果REST接口比SOAP接口更加簡潔2023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)在REST中，每個資源對應(yīng)于一個URI（統(tǒng)一資源標識符）在不嚴格的情況下可以將URI理解為URLURL構(gòu)成一個層次結(jié)構(gòu)Arcgis服務(wù)的目錄：/ArcGIS/rest/services2023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)ESRI_StreetMap_World_2D的地圖服務(wù)：在上面的URL后面添加服務(wù)名和服務(wù)類別(MapServer)/arcgis/rest/services/ESRI_StreetMap_World_2D/MapServer2023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)ESRI_StreetMap_World_2D的地圖服務(wù)的第一個數(shù)據(jù)層：在上面URL后面添加0(第一個圖層從0開始計數(shù))/arcgis/rest/services/ESRI_StreetMap_World_2D/MapServer/02023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)支持對地圖服務(wù)單個數(shù)據(jù)層的查詢操作：結(jié)果以JSON格式返回。EX:請求ArcGISserver地圖服務(wù)制作一副美國地圖，返回800×500的JPEG：2023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)EX:請求ArcGISserver地圖服務(wù)查詢加州每個縣的中等家庭收入：2023/1/2Web服務(wù)的接口類型REST風格的Web服務(wù)URL方式容易理解可以用很多編程語言生成URL字符串來發(fā)送請求也可以直接將URL放到browser中查看結(jié)果REST是“Web的命令行”2023/1/2SOAP和REST的比較很多時候，REST的簡潔和高效勝過了SOAP的嚴謹2023/1/2SOAP服務(wù)REST服務(wù)傳輸方式HTTPPOST主要是HTTPGET，雖然定義了PUT、POST和DELETE,但很少使用請求參數(shù)以SOAP封裝XML參數(shù)(鍵-值對)一般放在URL中響應(yīng)結(jié)果以SOAP封裝XMLJSON、XML(非SOAP封裝)和二進制文件流等優(yōu)點成熟、接口嚴謹、功能強大輕便、簡易、效率高缺點笨重、復(fù)雜，以SOAP封裝的XML傳輸和解析效率較低不夠嚴謹、略隨意REST的優(yōu)越性對服務(wù)提供商降低創(chuàng)建服務(wù)的成本和服務(wù)托管的經(jīng)費對開發(fā)者減少入門難度、加快開發(fā)速度、降低開發(fā)費用對管理者REST有較好的系統(tǒng)架構(gòu)，能獲得較高的系統(tǒng)響應(yīng)速度、可靠性和可擴展性2023/1/2ArcGISServer的Web服務(wù)ArcGISServer同時提供SOAP和REST服務(wù)ArcGISDesktop和ArcGISExplorerDesktop通過SOAP接口調(diào)用服務(wù)ArcGISAPIsforJavascript,Flex,Silverlight和智能手機API，通過REST接口調(diào)用服務(wù)2023/1/23.4互操作和地理空間Web服務(wù)標準2023/1/2互操作意義讓不同廠家的軟件和數(shù)據(jù)能一起工作A調(diào)用B的數(shù)據(jù)和功能，B也能調(diào)用A主要途徑指定標準Web服務(wù)標準本質(zhì)上是規(guī)定請求和響應(yīng)的具體格式如：請求中包含哪幾個參數(shù)，參數(shù)類型，響應(yīng)的返回信息中包含什么結(jié)果2023/1/2互操作GIS互操作的歷史最早：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中期：插件接口，利用插件直接讀取近期：Web服務(wù)標準，避免了格式轉(zhuǎn)換和安裝插件優(yōu)點：Web服務(wù)只要符合業(yè)界標準，就能通過Web服務(wù)互相調(diào)用實現(xiàn)互操作2023/1/2文件格式轉(zhuǎn)換直接讀取的插件標準的Web服務(wù)地理空間Web服務(wù)的標準化組織OGC（開放地理空間信息聯(lián)盟）/OpenGeospatialConsortium成立于1994年，專門從事地理空間信息技術(shù)標準化的國際組織主要工作之一：建立OWS（OGC網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）-建立讓地理信息能夠無縫應(yīng)用于各種Web、無線、LBS和主流IT技術(shù)應(yīng)用之中。2023/1/2地理空間Web服務(wù)的標準化組織ISO/TC211（國際標準化組織地理信息技術(shù)委員會211）/ISO于1994年設(shè)立的指定地理空間信息標準的技術(shù)委員會ISO標準更抽象，而OCG的更加具體ISO/TC211與OGC緊密合作，OCG的WMS標準同時也是ISO標準2023/1/2地理空間Web服務(wù)的標準化組織W3C（萬維網(wǎng)聯(lián)盟）/從事萬維網(wǎng)信息技術(shù)標準化的組織1994年于麻省理工學院（MIT）成立GeoRSS（/）略顯過時，但仍在使用2023/1/2地理空間Web服務(wù)的標準化組織W3C（萬維網(wǎng)聯(lián)盟）關(guān)于地理信息的標準2023/1/2Web服務(wù)的標準Web地圖服務(wù)（WMS-WebMapService）/standards/wmsWMS標準通過HTTP協(xié)議從地理數(shù)據(jù)庫中請求圖像格式（JPG、PNG、GIF等）的地圖注意：WMS1.3和ISO19128是同一個標準任何符合WMS標準的Web服務(wù)必須支持兩個必要的請求GetCapabilitiesGetMap2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)向Client返回該服務(wù)的描述信息，返回格式是XML，描述該服務(wù)的名稱、簡介、關(guān)鍵詞、覆蓋范圍、包含的圖層、每層的坐標系、具有的屬性及是否能被查詢。還包括server能產(chǎn)生的地圖圖片文件格式、支持的操作，每個操作的URL等。Ex/demo/cubeserv/simple?SERVICE=WMS&VERSION=1.3.0&REQUEST=GetCapabilities2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)利用ArcCatalog來獲取2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)利用ArcCatalog來獲取2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)利用ArcCatalog來獲取2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)利用ArcMap中同樣可以查看2023/1/2WMSGetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)利用ArcGlobe中同樣可以查看2023/1/2WMSGetMap-獲取地圖根據(jù)Client的請求返回地圖參數(shù)有包括哪些圖層、地圖的長、寬，空間參考等有些WMS還支持風格化圖層定義(StyleLayerDescriptor,SLD)，用戶可以動態(tài)指定各個圖層的顯示風格返回柵格格式的圖片：PNG、JPG、GID等Ex/demo/cubeserv/simple?SERVICE=WMS&VERSION=1.3.0&REQUEST=GetMap&LAYERS=Ffacp_1m,Foundation.coastl_1m&STYLES=&SRS=EPSG:4326&BBOX=-179,-89,179,89&WIDTH=1600&HEIGHT=1400&FORMAT=image/png&2023/1/2WMSGetMap-獲取地圖將上述URL輸入到瀏覽器中2023/1/2WMSGetFeatureInfo（可選）-查詢地圖上某一位置的信息用戶點擊地圖上某個點，返回該地理要素的坐標和屬性信息GetLegendGraphics（可選）-返回圖例根據(jù)client指定的圖層，制作和返回該圖層的圖例（圖片格式）2023/1/2WMSNOAA（美國國家海洋和大氣管理局）提供的WMS/gis/otherpage.html2023/1/2WMSUSGS（美國地質(zhì)調(diào)查局）提供的WMS/wms.html2023/1/2WMTSWeb地圖瓦塊服務(wù)（WMTS-WebMapTileService）/standards/wmts發(fā)布瓦塊地圖的web服務(wù)標準WMS與WMTS相互補充WMS生成動態(tài)地圖：client連接到server時，服務(wù)器實時（onthefly）生成地圖，適用于數(shù)據(jù)經(jīng)常更新的地圖服務(wù)WMTS：server預(yù)先制作好瓦塊，提高web服務(wù)的性能和伸縮性，適用于數(shù)據(jù)相對靜態(tài)，更新較少的數(shù)據(jù)2023/1/2WMTSWeb地圖瓦塊服務(wù)（WMTS-WebMapTileService）兩個必選操作和一個可選操作GetCapabilities：獲取服務(wù)的元數(shù)據(jù)GetTile：獲取瓦塊GetFeatureInfo(可選)：獲取選取的要素屬性2023/1/2WFSWeb要素服務(wù)（WebFeatureService）/standards/wfs對矢量地理要素及數(shù)據(jù)進行操作（檢索、插入、更新、刪除）的web服務(wù)標準還可用于地理數(shù)據(jù)的切割、投影轉(zhuǎn)換和在線下載（如向公眾提供全國各地氣溫、風、降水量等數(shù)據(jù)的下載）2023/1/2WFS主要操作GetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)DescribeFeatureType-獲取WFS支持的要素類型的結(jié)構(gòu)GetFeature-獲取與查詢條件匹配的地理要素及其屬性LockFeature-請求server在一項事務(wù)期間鎖定一個或多個地理要素Transaction-請求server創(chuàng)建、刪除、修改地理要素2023/1/2WFS類型基本型WFS(BasicWFS)只支持GetCapabilities、DescribeFeatureType、GetFeature，只能進行要素查詢和讀取-只讀型WFS事務(wù)WFS(TransactionWFS，WFS-T)除了基本型支持的操作外，還支持事務(wù)操作（在線編輯和處理）-讀寫型WFS2023/1/2WFS傳輸格式地理信息的主要傳輸是GML(GeographyMarkupLanguage)格式2006年，OGC通過了GML簡單要素專用標志(GMLSimpleFeaturesProfile)，以加快WFS請求和響應(yīng)的速度2023/1/2WCSWeb覆蓋服務(wù)（WCS-WeCoverageService）發(fā)布柵格地理數(shù)據(jù)的web規(guī)范返回柵格原始數(shù)據(jù)(Rawdata)，如DEM、衛(wèi)星影像等與WMS不同：WMS返回渲染過、已失去原始值的圖片與WFS不同：一個是矢量數(shù)據(jù)，一個是柵格數(shù)據(jù)2023/1/2WCS操作GetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)DescribeCoverage-獲取柵格圖層的詳細信息，如時間、覆蓋范圍、空間參考、輸出格式等GetCoverage-根據(jù)client的請求參數(shù)（柵格圖層、時空范圍、內(nèi)插方式等），返回柵格格式的數(shù)據(jù)2023/1/2WPSWeb處理服務(wù)（WPS-WeProcessingService）通過互聯(lián)網(wǎng)進行地理空間分析的web服務(wù)標準規(guī)定了地理空間分析服務(wù)的輸入和輸出（請求和響應(yīng)）格式，以及client如何請求地理分析的執(zhí)行地理空間數(shù)據(jù)可以通過web傳輸?shù)絪erver，也可利用server上已有的數(shù)據(jù)2023/1/2WPS操作GetCapabilities-獲取元數(shù)據(jù)DescribeProcess-獲取Execute-根據(jù)2023/1/2其它Web服務(wù)標準Web目錄服務(wù)（CSW-CatalogServiceforWeb）目錄服務(wù)用于共享空間信息讓提供者發(fā)布、更新元數(shù)據(jù)，讓使用者查詢元數(shù)據(jù)類型1：只讀型CSW，支持GetCapabilities、DescribeRecord、GetRecordById、GetDomain等操作，僅支持元數(shù)據(jù)查詢類型2：事務(wù)型CSW，支持元數(shù)據(jù)的讀寫，允許用戶通過transaction、harvest操作來發(fā)布、編輯、刪除元數(shù)據(jù)ArcGISGeoportalServer產(chǎn)品提供了CSW服務(wù)2023/1/2其它Web服務(wù)標準開放位置接口（OpenLS-OpenLocationService）為LBS提供的web服務(wù)標準包含黃頁搜索、追蹤手機用戶的位置和導(dǎo)航服務(wù)傳感器網(wǎng)絡(luò)整合框架（SWE-SensorWebEnablement）包含一系列web服務(wù)標準：傳感器觀測服務(wù)（SOS）、傳感器規(guī)劃服務(wù)（SPS），傳感器報警服務(wù)（SAS）等可以發(fā)現(xiàn)和獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器數(shù)據(jù)2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準KML（KeyholeMarkupLanguage-鑰匙孔標記語言）谷歌公司和OGC的基于XML的描述地理要素及其可視化的文件格式Keyhole公司于2004年被谷歌收購，其產(chǎn)品EarthViewer3D被改名為GoogleEarthKML就是GoogleEarth支持的格式，2008年成為OGC官方標準2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準KML（KeyholeMarkupLanguage-鑰匙孔標記語言）KML可以描述地理要素，如點、線、多邊形、圖像、3D模型等，并可以定義它們的顯示符號、相機位置(即觀察者所在的地點、高度、視線方向、俯仰角)KMZ是要壓縮過的KML文件查看KMZ，先將其后綴改為Zip，再解壓壓縮文件，并可包含其它類型的文件（KML中符號和鏈接所需的圖片）2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準KML應(yīng)用發(fā)布接近實時的地震信息發(fā)布天氣預(yù)報、惡劣天氣警報、雷達影像和傳感器觀測數(shù)據(jù)發(fā)布颶風行進路線2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準KML實例2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準從RSS到GeoRSSRSS是建議資訊聚合（ReallySimpleSyndication）的簡稱，或稱為豐富站點摘要（RichSiteSummary）是web上發(fā)布具有時效性的信息（如新聞、火災(zāi)簡訊等）的主要格式包含RSS(1999)和ATOM(2003)格式，都是簡單的XML格式，用標簽描述每條信息的名稱、摘要、全文鏈接和發(fā)布時間等訂閱者可以將自己感興趣的多個RSS“聚合”到RSS閱讀器中，提供“一站式”服務(wù)（GoogleReader）2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準從RSS到GeoRSSGeoRSS，給RSS增加“where”，事件是在哪里發(fā)生的GeoRSS是在RSS和其它XML中添加位置信息的標準三種格式：W3CGeo、OGCGeoRSS-Simple和GeoRSS-XML2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準W3CGeo只能描述點狀要素、采用WGS84經(jīng)緯度坐標，過時，不推薦使用OGCGeoRSS-Simple描述基本幾何形狀及其屬性，設(shè)計簡潔明了，采用WGS84空間參考GeoRSS-XML支持更多的地理要素，坐標缺省為WGS84，但也支持其它的坐標系2023/1/2Web服務(wù)相關(guān)標準GeoRSS實例Twitter提供“誰在哪里，說了什么”的信息，可在地圖上顯示推文Flickr在線相冊以GeoRSS格式返回一個給定區(qū)域的照片信息全球災(zāi)難警報和協(xié)調(diào)系統(tǒng)提供準實時的全球自然災(zāi)害信息，包括地震、颶風、洪水GlobalIncidentM網(wǎng)站提供威脅信息，包括兒童綁架警報、危險品狀況、恐怖主義等2023/1/2OGC的挑戰(zhàn)復(fù)雜性O(shè)GC需要考慮多種情況，標準具有包容性，但也導(dǎo)致其太復(fù)雜需要把握簡單、易用與完整、全面之間的平衡滯后性標準有一個工作流程，發(fā)布出來會有滯后2023/1/23.5Web服務(wù)的優(yōu)化2023/1/2Web服務(wù)質(zhì)量Web服務(wù)質(zhì)量（QualityofService，QoS）性能(Performance):描述系統(tǒng)的反應(yīng)效率，以響應(yīng)時間衡量伸縮性(Scalability):在用戶數(shù)量增加的情況下，能否保持較高的性能，常以同時支持的用戶數(shù)量來衡量可用性(Avalability):系統(tǒng)的可訪問和可操作程度，以系統(tǒng)允許時間的百分比來衡量，若一個系統(tǒng)的可用性是99.99%，則該系統(tǒng)每天最多只能有9秒的宕機時間安全性(Security):系統(tǒng)的保密能力和防御能力2023/1/2Web服務(wù)質(zhì)量預(yù)處理(緩存，Cache，快取)系統(tǒng)預(yù)先生成地圖或執(zhí)行其它任務(wù)，把結(jié)果存儲起來以備后用（WMTS），而非實時生成地圖（WMS）從緩存中找到結(jié)果，而不需要到數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，再實時生成地圖減少了GISserver和數(shù)據(jù)庫server的負擔2023/1/2Web服務(wù)質(zhì)量預(yù)處理(緩存，Cache，快取)生成地圖緩存，也稱為地圖瓦塊或切片，按照一定的比例尺，預(yù)先生成一系列的地圖切片（瓦塊），以便快速顯示以空間換時間預(yù)處理優(yōu)勢提高系統(tǒng)性能、伸縮性和可用性提高制圖質(zhì)量：使用精美地圖符號和復(fù)雜圖層，生成高質(zhì)量的地圖行業(yè)慣例：基礎(chǔ)底圖廣泛采用緩存，已成為行業(yè)慣例2023/1/2Web服務(wù)質(zhì)量預(yù)處理(緩存，Cache，快取)需要考慮的因素采用哪種坐標系瓦塊方案：比例尺級別、每一級比例尺、瓦塊尺寸、瓦塊起點坐標、瓦塊覆蓋范圍、圖片格式若地