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WebGIS技术剖析-主动/动态WebGIS及组成结构

[ 来源:地理信息系统论坛 | 时间:2008年08月24日 | 收藏本文 ] 【

在享受webgis为我们带来的上述好处的同时,还应看到目前webgis还存在着许多不成熟的方面,如进入Internet带来的网络速率的限制及相应的安全性问题等等。因此预计在今后的一段时期内,webgis将首先在Intranet上获得更为广泛的应用。

地理信息系统(GIS)同时管理地理空间信息和数据库属性数据,在城市规划、地下管线管理、市政设施、房地产、交通管理等领域有着广泛的应用价值。随着近年来计算机技术的发展,GIS在组成结构和应用技术等方面已与传统的GIS技术有了很大的不同,而基于Internet/Intranet的webgis则是GIS技术发展的新趋势之一。

webgis的组成结构
为追随webgis这一发展趋势,近期各大GIS软件厂家纷纷推出通过Web提供交互式成图功能的工具。ESRI公司最近推出了InternetMapServerforArcView,而MapInfo也已增强和重新打包了它的Web服务器,称之为MapXtreme。在应用系统方面,国外著名的GIS软件公司的网站上已大都使用了webgis技术,如http://www.esri.comhttp://www.mapinfo.com等。国内如中国经济信息网公众信息部与国家信息中心数据库部联合开发的《中经网地图信息服务系统》(网址http://serve.cei.gov.cn),可为用户提供地理位置检索、信息分类查询和模糊检索等服务内容。综观这些webgis系统,从实现形式上可分为以下两类:

1.主动(active)的webgis

主动的webgis方式不是由服务器包办处理用户的一切请求,而是通过服务器向客户端发送一段运行在本地机上的客户程序。这个程序可以与用户相交互,处理用户的一些简单请求,如地图的开窗、放大等,所需的矢量地形数据直接向服务器申请。当客户发出一些较复杂、高级的操作要求而客户程序不能处理时,才请求webgis服务器处理,其处理结果也以矢量数据的形式发还给客户端。目前有许多种方法可以建立主动的webgis,而java是开发主动的webgis的主流技术。采用主动的webgis的优点在于:

(1)这种方法传送给用户的是矢量的地理元素实体,而不只是一幅由服务器处理好的静态图像,给予了用户更大的操作自由度,可以自由地处理每个元素,不但可以查询地图数据,还可以分析和更新数据。

(2)嵌入浏览器中运行的java程序直接在用户机器上执行,无须安装,也不会产生复杂的软硬件兼容性问题,简便可靠。

(3)在网上传输的是各类矢量图形数据和属性数据,较之图像数据流量大大降低,同时由于程序是在用户端执行的,许多简单操作无须通过网络传交服务器处理,也减少了用户和服务器之间的数据流量,从而提高了整个网络的运行效率,加快了响应速度。

(4)服务器的处理负载降低,使之可以响应更多的请求。

(5)需要开发java客户端程序,制定一套完整的C/S信息交换扩展协议并修改原有的GIS服务器软件,使之接受信息交换协议,在软件上需投入的工作量较大,周期较长。

2.动态(dynamic)的webgis

这类GIS系统是目前webgis实现的主要形式。实际上,最早的webgis出现时,是简单地将固定的地图图片链接到网页上,对于所有的用户查询,系统返回的是预先制成的相同的地形文件和数据。这种方案的局限性是显而易见的,随后的改进方案是在服务器端使用CGI(CommonGatewayInterface)技术,由CGI程序负责处理用户输入,将用户的操作指令传递到运行在后台的GIS服务器,然后将服务器返回的结果反馈给用户。这种动态操纵空间数据库生成查询结果图形和数据的方式,我们称为动态的webgis。其中CGI可以用任何一种能运行在服务器上的语言如C、C++,VB甚至是Perl、Shellscript等解释型语言写成。近期许多网站开始用ASP(ActiveServerPages)来代替CGI,它们的原理不同,但所起的作用是一致的,都起到了管理和传递输入输出的作用。动态的webgis的特点是:

(1)基本不用改变原有的GIS服务器端的调用函数,构造Web时较为简便迅速,开发效率高。

(2)针对不同的用户操作完成相应的响应,能完成GIS的大多数功能。

(3)对服务器要求较高。由于用户发出的所有指令最终都由GISServer来完成,用户端实际上是起了一个图形终端的作用,致使服务器端负担过重,要求服务器端的硬件速度快,内存容量大。当用户数量多时,容易在服务器端形成瓶颈,进而影响整个系统的效率。

(4)由于回传用户的地图是在服务器生成的图像数据,因此网络数据流量较大,在慢速的网络上用户的等待现象十分突出。

webgis的特点


webgis可以简单定义为在Web上的GIS。当前Internet/Intranet正在以惊人的速度迅速膨胀发展,在这样的形势下,如何将GIS引入Internet/Intranet世界,使GIS充分利用和发挥互联网的优势,就成为GIS发展研究的一个重要课题。与传统的基于桌面或局域网的GIS相比,webgis具有以下的优点:
更广泛的访问范围客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据,而这一Internet/Intranet所特有的优势大大方便了GIS的数据管理,使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。

平台独立性无论服务器/客户机是何种机器,无论webgis服务器端使用何种GIS软件,由于使用了通用的Web浏览器,用户就可以透明地访问webgis数据,在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析,实现远程异构数据的共享。

可以大规模降低系统成本普通GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件,而用户使用的经常只是一些最基本的功能,这实际上造成了极大的浪费。webgis在客户端通常只需使用Web浏览器(有时还要加一些插件),其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外,由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。

更简单的操作要广泛推广GIS,使GIS系统为广大的普通用户所接受,而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户,就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。

平衡高效的计算负载传统的GIS大都使用文件服务器结构的处理方式,其处理能力完全依赖于客户端,效率较低。而当今一些高级的webgis能充分利用网络资源,将基础性、全局性的处理交由服务器执行,而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配,是一种较理想的优化模式。

在享受webgis为我们带来的上述好处的同时,还应看到目前webgis还存在着许多不成熟的方面,如进入Internet带来的网络速率的限制及相应的安全性问题等等。因此预计在今后的一段时期内,webgis将首先在Intranet上获得更为广泛的应用。

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