webgis概念/特點(diǎn)

廣義：WEBGIS是使用了Web技術(shù)的各種地理信息系統(tǒng)

狹義：WEBGIS是通過(guò)web技術(shù)來(lái)連接其組成部分的地理信息系統(tǒng) WebGIS是一種分布式的信息系統(tǒng)至少有一個(gè)服務(wù)器和客戶端

優(yōu)點(diǎn)：①傳播的廣遠(yuǎn)性②用戶的眾多性③較好的跨平臺(tái)性④平均費(fèi)用的低廉性 ⑤對(duì)最終用戶的易用性⑥更新的統(tǒng)一性⑦應(yīng)用的廣泛性 2.基本框架（瘦、胖客戶端、平衡模式（例））

瘦：客戶端一般承擔(dān)較少任務(wù)，主要負(fù)責(zé)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求

胖：把較多的任務(wù)分配給客戶端，主要通過(guò)在客戶端計(jì)算機(jī)上安裝相應(yīng)WEB瀏覽器插件或者采用客戶端本地應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)

最佳模式：把項(xiàng)目中的功能劃分為基礎(chǔ)底圖、操作圖層和任務(wù)三大組成部分

WEB-GIS的特點(diǎn)

全球化的服務(wù)器應(yīng)用：全球范圍內(nèi)任意一個(gè)WWW節(jié)點(diǎn)的Internet用戶都可以訪問(wèn)WebGIS服務(wù)器提供的各種GIS服務(wù)，甚至還可以進(jìn)行全球范圍內(nèi)的GIS數(shù)據(jù)更新。

真正大眾化的GIS：由于Internet的爆炸性發(fā)展，Web服務(wù)正在進(jìn)入千家萬(wàn)戶，WebGIS給更多用戶提供了使用GIS的機(jī)會(huì)?，F(xiàn)在流行的WebGIS平臺(tái)有：

ARCIMS;Mapgis IMS;Super Map IS;TopMap

World;MapXtreme等國(guó)內(nèi)外成熟產(chǎn)品。WebGIS可以使用通用瀏覽器進(jìn)行瀏覽、查詢，也可通過(guò)瀏覽器上的插件（plug-in）、ActiveX控件和Java

Applet來(lái)進(jìn)行WebGIS功能的訪問(wèn)，瀏覽器和這些插件都是免費(fèi)的，易獲取的，很大程度上擴(kuò)大了GIS的潛在用戶范圍。而以往的GIS由于成本高和技術(shù)難度大，往往成為少數(shù)專家擁有的專業(yè)工具，很難推廣。

良好的可擴(kuò)展性：WebGIS很容易跟Web中的其他信息服務(wù)進(jìn)行無(wú)縫集成，可以建立靈活多變的GIS應(yīng)用。

跨平臺(tái)特性：在WebGIS以前，盡管一些廠商為不同的操作系統(tǒng)（如：Windows、UNIX、Macintosh）分別提供了相應(yīng)的GIS軟件版本，但是沒(méi)有一個(gè)GIS軟件真正具有跨平臺(tái)的特性。而基于Java的WebGIS可以做到“一次編程，到處運(yùn)行

（write once， run anywhere）” ，把跨平臺(tái)的特點(diǎn)發(fā)揮得淋漓盡致。

據(jù)目前的WebGIS架構(gòu)來(lái)分析，主要分兩種：

1.圖片式的WebGIS也叫做柵格地圖，也可以實(shí)現(xiàn)矢量地圖，目前主要通過(guò)VML

2.基于控件的矢量地圖。（ActiveX，Java Applet）

這兩個(gè)開發(fā)各有利弊。尤其是基于控件的會(huì)受到諸多限制。自Google Maps發(fā)布以來(lái)，瓦片式的地圖越來(lái)越盛行！

WebGIS的組成結(jié)構(gòu)

為追隨 WebGIS這一發(fā)展趨勢(shì)，近期各大GIS軟件廠家紛紛推出通過(guò)Web提供交互式成圖功能的工具。ESRI公司最近推出了InternetMapServerforArcView，而MapInfo也已增強(qiáng)和重新打包了它的Web服務(wù)器，稱之為MapXtreme。在應(yīng)用系統(tǒng)方面，國(guó)外著名的GIS軟件公司的網(wǎng)站上已大都使用了WebGIS技術(shù)，如http://www.esri http://www.mapinfo等。國(guó)內(nèi)如中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)公眾信息部與國(guó)家信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)部聯(lián)合開發(fā)的《中經(jīng)網(wǎng)地圖信息服務(wù)系統(tǒng)》（網(wǎng)址http://serve.cei.gov**），可為用戶提供地理位置檢索、信息分類查詢和模糊檢索等服務(wù)內(nèi)容。綜觀這些WebGIS系統(tǒng)，從實(shí)現(xiàn)形式上可分為以下兩類：

1．動(dòng)態(tài)（dynamic）的WebGIS

這類 GIS系統(tǒng)是目前WebGIS實(shí)現(xiàn)的主要形式。實(shí)際上，最早的WebGIS出現(xiàn)時(shí)，是簡(jiǎn)單地將固定的地圖圖片鏈接到網(wǎng)頁(yè)上，對(duì)于所有的用戶查詢，系統(tǒng)返回的是預(yù)先制成的相同的地形文件和數(shù)據(jù)。這種方案的局限性是顯而易見的，隨后的改進(jìn)方案是在服務(wù)器端使用CGI（CommonGatewayInte**ce）技術(shù)，由CGI程序負(fù)責(zé)處理用戶輸入，將用戶的操作指令傳遞到運(yùn)行在后臺(tái)的GIS服務(wù)器，然后將服務(wù)器返回的結(jié)果反饋給用戶。這種動(dòng)態(tài)操縱空間數(shù)據(jù)庫(kù)生成查詢結(jié)果圖形和數(shù)據(jù)的方式，我們稱為動(dòng)態(tài)的WebGIS。其中CGI可以用任何一種能運(yùn)行在服務(wù)器上的語(yǔ)言如C、C++，VB甚至是Perl、Shell**等解釋型語(yǔ)言寫成。近期許多網(wǎng)站開始用ASP（ActiveServerPages）來(lái)代替CGI，它們的原理不同，但所起的作用是一致的，都起到了管理和傳遞輸入輸出的作用。動(dòng)態(tài)的WebGIS的特點(diǎn)是：

（1）基本不用改變?cè)械腉IS服務(wù)器端的調(diào)用函數(shù)，構(gòu)造Web時(shí)較為簡(jiǎn)便迅速，開發(fā)效率高。

（2）針對(duì)不同的用戶操作完成相應(yīng)的響應(yīng)，能完成GIS的大多數(shù)功能。

（3）對(duì)服務(wù)器要求較高。由于用戶發(fā)出的所有指令最終都由GISServer來(lái)完成，用戶端實(shí)際上是起了一個(gè)圖形終端的作用，致使服務(wù)器端負(fù)擔(dān)過(guò)重，要求服務(wù)器端的硬件速度快，內(nèi)存容量大。當(dāng)用戶數(shù)量多時(shí)，容易在服務(wù)器端形成瓶頸，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。

（4）由于回傳用戶的地圖是在服務(wù)器生成的圖像數(shù)據(jù)，因此網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量較大，在慢速的網(wǎng)絡(luò)上用戶的等待現(xiàn)象十分突出。

2．主動(dòng)（active）的WebGIS

主動(dòng)的 WebGIS方式不是由服務(wù)器包辦處理用戶的一切請(qǐng)求，而是通過(guò)服務(wù)器向客戶端發(fā)送一段運(yùn)行在本地機(jī)上的客戶程序。這個(gè)程序可以與用戶相交互，處理用戶的一些簡(jiǎn)單請(qǐng)求，如地圖的開窗、放大等，所需的矢量地形數(shù)據(jù)直接向服務(wù)器申請(qǐng)。當(dāng)客戶發(fā)出一些較復(fù)雜、高級(jí)的操作要求而客戶程序不能處理時(shí)，才請(qǐng)求WebGIS服務(wù)器處理，其處理結(jié)果也以矢量數(shù)據(jù)的形式發(fā)還給客戶端。目前有許多種方法可以建立主動(dòng)的WebGIS，而Java是開發(fā)主動(dòng)的WebGIS的主流技術(shù)。采用主動(dòng)的WebGIS的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）這種方法傳送給用戶的是矢量的地理元素實(shí)體，而不只是一幅由服務(wù)器處理好的靜態(tài)圖像，給予了用戶更大的操作自由度，可以自由地處理每個(gè)元素，不但可以查詢地圖數(shù)據(jù)，還可以分析和更新數(shù)據(jù)。

（2）嵌入瀏覽器中運(yùn)行的Java程序直接在用戶機(jī)器上執(zhí)行，無(wú)須安裝，也不會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的軟硬件兼容性問(wèn)題，簡(jiǎn)便可靠。

（3）在網(wǎng)上傳輸?shù)氖歉黝愂噶繄D形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，較之圖像數(shù)據(jù)流量大大降低，同時(shí)由于程序是在用戶端執(zhí)行的，許多簡(jiǎn)單操作無(wú)須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳交服務(wù)器處理，也減少了用戶和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)流量，從而提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，加快了響應(yīng)速度。

（4）服務(wù)器的處理負(fù)載降低，使之可以響應(yīng)更多的請(qǐng)求。

（5）需要開發(fā)Java客戶端程序，制定一套完整的C/S信息交換擴(kuò)展協(xié)議并修改原有的GIS服務(wù)器軟件，使之接受信息交換協(xié)議，在軟件上需投入的工作量較大，周期較長(zhǎng)。

WebGIS的基本特征

1、WebGIS是集成的全球化客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2、WebGIS應(yīng)用客戶/服務(wù)器概念來(lái)執(zhí)行GIS的分析任務(wù)。

3、WebGIS是交互系統(tǒng)

4、WebGIS是分布式系統(tǒng)

5、WebGIS是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)

6、WebGIS是跨平臺(tái)系統(tǒng)

綜合來(lái)看，目前WebGIS具備以下這樣一些基本特點(diǎn)：

（1）傳輸協(xié)議采用HTTP。

（2）主要的運(yùn)算任務(wù)都在服務(wù)器端執(zhí)行，比如繪制地圖，查詢空間數(shù)據(jù)庫(kù)，空間分析等。

（3）用戶端一般使用能解釋HTML的通用瀏覽器。

（4）遠(yuǎn)程服務(wù)器端提供地理信息服務(wù)時(shí)，把WWW服務(wù)器作為信息進(jìn)出的重要關(guān)口。

（5）WWW使用的通用標(biāo)記語(yǔ)言在瀏覽器與服務(wù)器之間的GIS信息通訊中占有重要地位，即使使用其它數(shù)據(jù)格式或者將來(lái)HTML被其它標(biāo)記語(yǔ)言所取代，大概這一點(diǎn)不會(huì)改變。

與傳統(tǒng)的基于桌面或局域網(wǎng)的GIS相比，Web GIS具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1. 更廣泛的訪問(wèn)范圍?？蛻艨梢酝瑫r(shí)訪問(wèn)多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)，而這一Internet/Intranet所特有的優(yōu)勢(shì)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)管理和合成更易于實(shí)現(xiàn)。

2.平***立性。無(wú)論服務(wù)器/客戶機(jī)是何種機(jī)器，無(wú)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(wèn)Web GIS數(shù)據(jù)，在本機(jī)或某個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行分布式部件的動(dòng)態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享。

3.可以大規(guī)模降低系統(tǒng)成本。普通GIS在每個(gè)客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，而用戶使用的經(jīng)常只是一些最基本的功能，這實(shí)際上造成了極大的浪費(fèi)。Web GIS在客戶端通常只需要使用Web瀏覽器（有時(shí)還要加一些插件）。其軟件成本與全套專業(yè)GIS相比明顯要節(jié)省得多。另外，由于客戶端的簡(jiǎn)單性而節(jié)省的維護(hù)費(fèi)用也不容忽視。

4.更簡(jiǎn)單的操作。要廣泛推廣GIS，使GIS系統(tǒng)為廣大的普通用戶所接受，而不僅僅局限于少數(shù)受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的專業(yè)用戶，就要降低對(duì)系統(tǒng)操作的要求。通用的Web瀏覽器無(wú)疑是降低操作復(fù)雜度的最好選擇。

5.平衡高效的計(jì)算負(fù)載。傳統(tǒng)的GIS大都使用文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)的處理方式，其處理能力完全依賴于客戶端，效率較低。而當(dāng)今一些高級(jí)的Web GIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行，而對(duì)數(shù)據(jù)量較小的簡(jiǎn)單操作則由客戶端直接完成。這種計(jì)算模式能靈活高效地尋求計(jì)算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配，是一種較理想的優(yōu)化模式。

開發(fā)基于萬(wàn)維網(wǎng)的開放式GIS，需要多種技術(shù)的支持，包括Internet/Intranet技術(shù)；數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)（DBMS）；面向?qū)ο蠓椒?；客戶機(jī)/服務(wù)器模式（Client/Server）；分布式平臺(tái)技術(shù)（Distributed Computing Platform）；插件技術(shù)（Component Plugging Software）、嵌入技術(shù)（如OLE）、中件技術(shù)（Middleware）和Java小程序（Applet）；多媒體數(shù)據(jù)操作標(biāo)準(zhǔn)ISO，地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)技術(shù)（Geodata Catalog Service），數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，地理信息高速公路設(shè)施（如美國(guó)的NSDI）和Web Server 等。下面，筆者將主要就分布式地理信息客戶機(jī)/服務(wù)器模型（Distributed GIS Client/Server Model）和構(gòu)件化的分布式Web GIS模型（Component-based Distributed Web GIS Model）技術(shù)進(jìn)行探討