（地图学与地理信息系统专业论文）基于riarest架构的房产管理webgis平台研究.pdf

摘要 摘要 i i i l llli l ll l li ii i i iiii y 17 2 6 4 0 3 近年来，随着城市建设步伐的加快和全国住房制度改革的大力推行，我国房 产市场日趋活跃和繁荣，房产管理起着愈来愈重要的作用。为了提高相关房产政 策制定的准确性和科学性，房产管理部门在新形势下对房产管理w e b g i s 提出了 更高的需求：房产相关职能机构的资源整合；逐步完善房产业务信息的空间形式 化表达，更有效的、更直观的挖掘现有的数据；房产空间、业务数据服务层次上 共享。 r i a 、r e s t 、m a s h u p 技术的有机组合为满足上述房产管理需求，提供了一 种有效的解决方案。本文通过结合r i a 和r e s t 的各自优点以及房产管理决策者 的应用需求，形成新的房产管理w e b g i s 平台。一方面使w e b 服务能提供r e s t 风格的空间、业务数据服务接口供各职能部门调用；另一方面在r i a 客户端 m a s h u p 关联度较高的数据，同时提供快速的响应能力及丰富的表现力和交互性。 主要研究内容与成果包括以下几个方面： ( 1 ) r e s t 风格的房产w e b g i s 服务体系研究 根据房产管理w e b g i s 的应用需求，研究r e s t 风格的房产w e b g i s 服务体 系，包括数据服务、地图服务、地理处理服务，实现了房产相关数据的服务层次 上共享。 ( 2 ) 基于r i a 客户端的房产数据资源m a s h u p 机制研究 基于r i a + r e s t 的房产管理w e b g i s 技术架构下，浏览器获取的数据为独 立的、不同来源的房产空间数据、业务数据，每种数据都有其各自的特点。根据 房产业务流程或应用管理需求，同时结合数据间的空间或业务上的关联关系，研 究不同数据间的m a s h u p 机制，实现了在r i a 客户端以合适的逻辑整合众多房产 数据源的数据，更好地显示了数据的用户界面，为房产管理部门提供多层次、多 视角的综合信息。 ( 3 ) 基于r i a 客户端的在线动态专题地图构建及展现模式研究 充分利用r i a 的客户端显示简单矢量格式数据的能力、动态绘图渲染能力、 以及强大的交互能力，同时结合房产管理的需求，进行了r i a 客户端的在线动 态专题地图构建及展现模式研究，建立了以图为中心的用户界面和以图为中心的 系统交互方式，实现了空间相关的房产专题统计数据的空间化和可视化、表现形 式动态化和制图内容多样化。 关键字：w e b g i s ，r i a ，r e s t ，m a s h u p a b s t r a c t a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s 。w i t ht h er a p i dp a c eo fu r b a nc o n s t r u c t i o na n dt h eg r e a te f f o r tt o c a l t yo u tt h er e f o r m a t i o no fh o u s i n gs y s t e m ，c h i n e s eh o u s i n gm a r k e tb e c o m e s m o r e a n dm o r ep r o s p e r o u s ；c o n s e q u e n t l y , h o u s i n gm a n a g e m e n tp l a y sa ni n c r e a s i n g l y i m p o r t a n tr o l ei nd a i l yl i f e i no r d e rt oi m p r o v et h ea c c u r a c ya n ds c i e n t i f i c i t yo f h o u s i n gp o l i c i e s ，h o u s i n gm a n a g e m e n td e p a r t m e n t sr a i s eh i g h e rr e q u i r e m e n t s o n h o u s i n gm a n a g e m e n tw e b g i s ，i n c l u d i n gr e s o u r c ei n t e g r a t i o n o fh o u s i n g - r e l a t e d f u n c t i o n a lo r g a n i z a t i o n ，g r a d u a l l yf u l f i l l i n gt h es p a t i a l i z a t i o no fh o u s i n g b u s i n e s sd a t a , a n ds h a r i n gh o u s i n gs p a t i a la n db u s i n e s sd a t aa tt h ew e bs e r v i c e sl e v e l t h eo r g a n i cc o m b i n a t i o no fr i a ，r e s ta n dm a s h u pp r o v i d e sa ne f f e c t i v e s o l u t i o nt om e e tt h er e q u i r e m e n t sa b o v e b yc o m b i n i n gt h ea d v a n t a g e so fr e s ta n d i u aa n dt h er e q u i r e m e n t sf r o mt h eh o u s i n gm a n a g e m e n td e p a r t m e n t s ，t h ep a p e r c o n s t r u c t san e wh o u s i n gm a n a g e m e n tw e b g i sp l a t f o r m ，w h i c ho f f e r sr e s t - s t y l e w e bs e r v i c ei n t e r f a c e so fs p a t i a la n db u s i n e s sd a t af o rc a l l i n g ；m e a n w h i l ei tm a s h u p s h i g h l yr e l a t e dd a t as o u r c e so nr i ac l i e n t ；a d d i t i o n a l l y , i ti sc a p a b l eo f ah i g h - s p e e d r e s p o n s e ，r i c hp r e s e n t a t i o na n di n t e r a c t i o n t h em a i nc o n t e n t so f t h i sp a p e ra r el i s t e d a sf o l l o w s ： ( 1 ) r e s t - s t y l ew e b s e r v i c e ss y s t e mo fh o u s i n gm a n a g e m e n tw e b g i s a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t sf r o mh o u s i n gm a n a g e m e n td e p a r t m e n t s ，t h i sp a p e r s t u d i e st h er e s t - s t y l ew e bs e r v i c es y s t e mo fh o u s i n gm a n a g e m e n tw e b g i s ， i n c l u d i n gb u s i n e s s d a t as e r v i c e s ，m a ps e r v i c e sa n dg e o p r o c e s s i n g s e r v i c e s ，a l lo f w h i c ha r eh e l p f u lf o rs h a r i n gh o u s i n gd a t aa tw e bs e r v i c e sl e v e l ( 2 ) t h em e c h a n i s m o fm a s h u p i n gh o u s i n gd a t ab a s e do nr i ac l i e n t u n d e rt h ef r a m e w o r ko fh o u s i n gm a n a g e m e n tw e b g i sb a s e do nr i a + r e s t , w h a tt h eb r o w s e ro b t a i n sa r ei n d e p e n d e n th o u s i n gs p a t i a la n db u s i n e s sd a t af r o m d i f f e r e n ts o u r c e s e a c hk i n do ft h e s ed a t ah a si t so w nc h a r a c t e r i s t i c s a c c o r d i n gt ot h e h o u s i n gw o r kf l o wo rm a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t ，a l o n gw i t ht h e i rs p a t i a lo rb u s i n e s s a s s o c i a t i v er e l a t i o n s h i p ，t h i sp a p e rf o c u s e so nt h em a s h u pm e c h a n i s mi no r d e rt o l o g i c a l l yi n t e g r a t em u l t i s o u r c e dh o u s i n gd a t ao nr i a c l i e n t ，b e t t e rd i s p l a yt h ed a t a i n t e r f a c ef o rc u s t o m e r , t h u s ，p r o v i d em u l t i 1 e v e la n dm u l t i p e r s p e c t i v ei n f o r m a t i o nf o r h o u s i n gm a n a g e m e n td e p a r t m e n t 。 ( 3 ) d y n a m i cb u i l d i n go fo n l i n et h e m a t i cm a pa n di t sp r e s e n t a t i o nm o d eb a s e do n i l r ac l i e n t m a b n gf u l l u s eo fr i a sa b i l i t i e so fs h o w i n gs i m p l ev e c t o rd a t ao nc l i e n t ， d y n a m i c a lr e n d e r i n ga n dp o w e r f u li n t e r a c t i o n ，a n da l s ot a k i n gt h en e e d so t h o u s m g m a n a g e m e n td e p a r t m e n t si n t oa c c o u n t ，t h i sp a p e ra l s os t u d i e sd y n a m i c a lb u i l d i n g o f o n l i n et h e m a t i cm a p s ，a sw e l la si t sp r e s e n t a t i o nm o d e ，b u i l d i n gam a p 。c e n t e r e d u s e r i n t e r f k ea i l ds y s t e m a t i c i n t e r a c t i o nm a n n e r ，r e a l i z i n gt h es p a t i a l i z a t i o n a n d v i s u a l i z a t i o no fh o u s i n gb u s i n e s sd a t a , i t sd y n a m i cp r e s e n t a t i o na n d d i v e r s i f i c a t l o no f m a p p i n gc o n t e n t s k e y w o r d s ：w e b g i s ，r i a ，r e s t ，m a s h u p i i i 图目录 图目录 图1 - 1 技术路线框图4 图2 1 瘦客户端技术结构图7 图2 2 胖客户端技术结构图7 图3 - 1 系统的整体结构2 5 图3 2 房产中心数据库2 6 图3 - 3 房产空间数据管理模型2 7 图3 - 4 房产专题数据存储模型2 8 图3 5 房产数据关联模型3 0 图3 - 6 房产数据服务框架图3 1 图3 7 地理底图切片示意图3 3 图3 8 制作“鱼香肉丝”的处理模型3 4 图3 - 9 蚁害空间聚集分析处理模型图3 5 图3 1 0 客户端m a s h u p 多源数据示意图。3 9 图3 1 1 业务数据服务m a s h u p 实例流程图4 3 图4 1 客户端的构成4 6 图4 2 客户端专题地图符号4 8 图4 3 专题图表符号模型图4 9 图4 - 4 r i a 客户端地图表现模型s 0 图4 5 地图组织u m l 类图5 0 图4 - 6 瓦片数据检索示意图5 2 图4 7 专题图层渲染流程5 3 图4 8 w i d g e t 管理器与各w i d g e t 之间的关系。s 5 图4 9 1 b a s e w i d g e t 接口模型5 5 图4 - 1 0 w i d g e t 编程模式u m l 结构图5 6 图4 1 1 客户端组件之间的通讯s 8 图s - 1 地理底图服务所需的资源6 1 图5 2 地势图服务所需的资源6 1 图5 3 房屋幢专题地图服务所需的资源6 1 图5 - 4 行政区划地图服务所需的资源6 1 图5 - 5 物业小区专题地图服务所需的资源6 l 图5 - 6 拆迁红线专题服务所需的资源6 1 v i i 图目录 图5 7 房屋中心点专题地图服务所需的资源6 2 图5 - 8 蚁害空间聚集分析服务所需的资源6 2 图5 - 9 房产空问数据服务主页6 2 图5 1 0 房产地图服务目录6 3 图5 1 1 房产地理底图服务6 3 图5 1 2 房产幢专题地图服务页面6 4 图s 1 3 蚁害空间聚集分析的服务请求页面6 4 图5 1 4 系统首页6 7 图5 1 5 拆迁红线专题m a s h u p 专题图6 8 图5 1 6 白蚁防治灭治专题m a s h u p 专题图6 8 图5 一1 7 小区类别市级汇总柱状专题图6 9 图5 1 8 小区类别区级汇总柱状专题图6 9 图s 一1 9 小区类别区级汇总饼状专题图7 0 图5 2 0 小区服务等级区级汇总专题图7 0 v i i i 表目录 表目录 表格2 1 常用r i a 技术对比分析1 0 表格2 2 几种类型w e b g i s 应用方案的特性比较1 1 表格2 - 3 r e s t 式与s o a p 式的w e b 服务比较表1 4 表格2 - 4 a r c g i ss e r v e r 支持的服务类型及其功能1 6 表格3 - 1 房产地图服务类型及其支持操作3 2 表格3 2 物业小区资源对应的u r i 及其支持的操作3 7 表格4 - 1 数据表现模型要素的渲染策略5 1 表格5 - 1 房产空间服务类型及所需资源6 0 表格5 2 房产空间服务资源列表6 0 表格5 3 物业小区专题图6 9 第1 章绪论 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 近年来，随着城市建设步伐的加快和全国住房制度改革的大力推行，我国房 产市场日趋活跃和繁荣，房产管理在整个社会经济发展和体制改革进程中起着愈 来愈重要的作用。房产信息除了用于房管部门内部办公外，其房屋安全、拆迁、 物业与维修基金等信息也是各级政府及各机构进行其有关决策的科学依据。政府 相关决策部门需要不断的分析、评估当前的房产数据，及时全面地掌握第一手数 据资料，根据房地产业不断发展的动态情况实时调整相关政策、实施新的法律法 规。因此，将g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，地理信息系统) 技术引入房产 管理显得十分重要。一方面通过g i s 空间数据整合各房产业务数据，建立业务 数据与地理空间数据的关联关系，通过图将各个业务数据有机的联系在一起，更 好的落实“以图管房，以房管产”；另一方面通过将房产业务数据与空间数据关 联，可利用g i s 的空间分析及可视化功能实现业务数据的空间形式化表达，有 助于房产管理部门快速、有效地观察、探索、理解大容量数据。因此，建立一套 面向房产管理部门的w e b g i s 就显得十分必要。 为了更加有效的提高相关房产政策制定的准确性和科学性，房产管理部门在 现有支撑平台的基础上对房产管理系统提出了更高的需求： ( 1 ) 多信息关联、整合的需求 房产行业管理的内容丰富多样，涉及物业小区、房屋拆迁、白蚁防治、房地 产市场等相关信息。伴随着城市化进程的推进，相关房产事件的处理需要关联度 较高的多个职能部门共同协作完成。因此，根据业务逻辑m a s h u p 关联度较高的 房产管理业务信息、提供多层次、多视角的综合信息，是房产决策者的一大需求， 有助于其科学评估、高效决策，辅助其全面、综合了解和分析房产相关信息。 ( 2 ) 逐步完善房产业务信息的空间形式化表达 改进房产管理系统的应用界面和使用方式，建立以图为中心的用户界面和以 图为中心系统交互方式，实现空间相关的房产专题统计数据的空间化和可视化， 有助于对数据差别的直观理解，增强业务系统的实用性，简化领导的决策过程。 ( 3 ) 房产空间、业务数据服务层次上共享 数据是房产管理相关决策科学性和可靠性的基础，只有有了准确的数据才能 得到准确的信息。房产相关数据服务层次上的共享有利于相关职能部门在网络方 式下实现房产空间数据、各类业务数据的原子信息、统计信息的查询；可以提升 第1 章绪论 整个城市的房产管理水平，达到房产管理和房产服务一体化目标，避免房产管理 中一些由于信息不畅、不统一带来的麻烦，提高工作效率。同时，数据服务层次 上共享，可有效的支持业务信息在客户端的关联、整合，从而为决策层的相关政 策出台提供更为详实的数据参考。 r e s t ( r e p r e s e n t a t i o ns t a t et r a n s f o r m ，表示性状态转移) 服务的盛行，为数 据共享提供了全新的发展方向和契机。p , e s t 提出h t t p 不仅仅作为一个“传输 协议存在，它还包含更为丰富的内容，如g e t 和p o s t 动作，而这些动作是当 今大多数浏览器支持的操作远程网站上信息的方式。r e s t 以更贴近w w w 基础 协议的方式来实现w e b 服务，大大简化了w e b 服务的设计，有利于空间数据共 享及数据处理操作共享在w e b 服务层次得以实现，更符合w e b g i s 的应用需求 和发展趋势。因此，设计r e s t 风格的房产数据服务有助于数据在服务层次上实 现共享。 同时，在w e b 2 0 时代，r i a ( r i c hi n t e r n e ta p p l i c a t i o n ，富互联网应用程序) 和m a s h u p 的快速发展及广泛应用，为实现客户端不同来源的数据整合及以图为 中心的管理思想提供了一种有效的途径。r i a 客户端具备显示栅格格式数据、简 单矢量格式数据的能力、动态绘图渲染能力，其展现方式更加丰富、直观，能够 和图表进行直接交互，有助于管理决策层全面、深入了解数据的内涵。 因此，r i a + r e s t 架构为满足上述房产管理需求，提供了一种有效的解决方 案。 如何结合r i a 、m a s h u p 、r e s t 的各自优点以及房产管理决策者的应用需求， 形成新的房产管理w e b g i s 平台，一方面使w e b 服务能提供简单的空间、业务信 息服务接口供各职能部门调用，另一方面使r i a 客户端m a s h u p 关联度较高的业 务信息，同时提供快速的响应能力及丰富的表现力和交互性，以多形式、多视角、 多层次综合表现房产相关信息，有助于房产管理决策部门提高制定相关政策法规 的合理性和科学性，是本论文研究的主要问题。 1 2 研究目的、研究内容与技术路线 1 2 1 研究目的 本文在研究r i a 、r e s t 、m a s h u p 技术的基础上，面向房产管理部门的应用 需求，充分利用服务器端计算、处理资源及r i a 客户端丰富渲染表现能力，合 理分配客户端与服务器资源负载，构建基于r i a + r e s t 架构的房产管理w e b g i s 平台，为解决房产相关数据的互操作、空间相关的业务数据的可视化和空间化表 达提供一种解决之道；同时，根据房产业务数据问的关联关系，在r i a 客户端 2 第1 章绪论 m a s h u p 关联度较高的业务信息，以多形式、多视角、多层次综合表现房产相关 信息，增强业务系统的实用性，简化决策过程，有助于房产管理决策部门提高制 定相关政策法规的合理性和科学性。 1 2 2 研究内容 结合房产管理的应用需求，本文主要研究内容如下： ( 1 ) r e s t 风格的房产w e b g i s 服务体系研究 根据房产管理w e b g i s 的应用需求，研究r e s t 风格的房产w e b g i s 服务体 系，包括数据服务、地图服务、地理处理服务，有助于实现房产相关数据的服务 层次上共享。 ( 2 ) 基于r i a 客户端的房产数据资源m a s h u p 机制研究 基于r i a + r e s t 的房产管理w e b g i s 技术架构下，浏览器获取的数据为独 立的、不同来源的房产空间数据、业务数据，每种数据都有其各自的特点。根据 房产业务流程或应用管理需求，同时结合数据间的空间或业务上的关联关系，研 究不同数据间的m a s h u p 机制，以实现在r i a 客户端以合适的逻辑整合众多房产 数据源的数据，更好地显示数据的用户界面，为房产管理部门提供多层次、多视 角的综合信息。 ( 3 ) 基于r i a 客户端的在线动态专题地图构建及展现模式研究 以“以图管房 为指导思想，充分利用r i a 的客户端显示简单矢量格式数 据的能力、动态绘图渲染能力、以及强大的交互能力，同时结合房产管理表达的 主题、表现的形式和交互的需要，进行r i a 客户端的在线动态专题地图构建及 展现模式研究，致力于建立以图为中心的用户界面和以图为中心的系统交互方 式，强调空间相关的房产专题统计数据的空间化和可视化、表现形式动态化和制 图内容多样化。 1 2 3 技术路线 本文在分析房产管理应用需求的基础上，结合r i a 、m a s h u p 、r e s t 技术的 优势，研究基于r i a + r e s t 架构的房产管理w e b g i s 平台，技术路线图见图1 1 。 首先根据房产数据的特点及业务管理需求，以房屋实体为中心，科学的抽取 房产空间、业务数据间的关联模型，并以此关联模型为指导设计中心数据库，实 现房产业务数据、空间数据的一体化管理，同时为实现房产各类业务数据关联、 共享提供数据基础。 在房产中心数据库建成基础之上，研究r e s t 风格的房产w e b g i s 服务体系。 采用r e s t 体系架构原则，设计房产业务数据服务、地图服务、地理处理服务， 提供地图制图、浏览、图层数据查询、相关房产业务数据服务查询、统计分析等 第1 章绪论 接口。 资料搜集、整理与分析 图1 i 技术路线框图 房产各职能部门业务数据的高度关联性，决定了房产管理平台m a s h u p 多源 数据的必然性。在房产数据中心提供r e s t 风格的地图服务、处理服务及各业务 第1 章绪论 数据服务的前提下，客户端直接通过u r i 从现有的数据源获得地图数据、各职 能部门业务数据，把这些数据根据房产业务流程或应用需求进行m a s h u p ，定制 新的应用程序，产生新的符合需求的应用。 其次，进行r i a 客户端的在线动态专题地图构建及其展现模式研究。根据 r i a 客户端能力及“以图管房 的应用需求，将客户端细化为界面管理、地图管 理、业务模块w i d g e t 管理、配置管理等组件，负责界面设计、地图色彩及符号 设计、地图组织、渲染及交互设计、业务模块w i d g e t 设计等。通过上述组件的 有机组合，达到根据房产统计指标内容及其汇总的时间、空间单位，选择恰当的 专题图表示方法，动态绘制出专题图表，与瓦片地理底图、实时渲染生成的专题 地图进行叠加，动态展现基于不同详细程度统计单元的专题图，实现房产业务专 题地图的在线动态构建。 最后，以南京房产管理w e b g i s 系统为实例，演示基于r i a + r e s t 的w e b g i s 的实现及应用效果。本实例以r e s t 体系架构风格为指导，在服务器端利用 a r c g i ss e r v e r 发布r e s t 风格的空间数据服务、利用w c f 实现r e s t 风格的业 务数据服务，客户端使用s i l v e r l i g h t 技术展现并m a s h u p 不同来源的信息服务。 1 3 论文组织 本文共分为六章。 第一章绪论，介绍了选题背景、研究意义、研究目的、研究内容与技术路线。 第二章国内外相关研究与应用进展，总结分析了w e b g i s 的研究现状，详细 介绍了r i a 、r e s t 及m a s h u p 技术的特点、优势、研究与应用现状，为下文的 研究提供理论基础和技术支持。 第三章基于r i a + r e s t 架构的房产管理w e b g i s 平台研究，采用r i a + r e s t 架构设计房产管理w e b g i s 平台，并详细研究了r e s t 风格的房产管理w e b g i s 服务体系及客户端m a s h u p 房产多源数据机制。 第四章基于r i a + r e s t 架构的房产管理w e b g i s 客户端研究，以“以图管 房 为指导思想，利用r i a 客户端显示简单矢量格式数据、动态绘图渲染与交 互的能力，进行r i a 客户端的在线动态专题地图构建及展现模式研究。 第五章应用实例，在前面系统的分析和设计的基础上，以南京房产管理 w e b g i s 系统为实例，演示基于r i a + r e s t 的w e b g i s 的实现过程及应用效果。 第六章结论与展望，总结了本文的工作以及今后还需进一步研究的问题。 第2 章相关技术研究与应用现状 第2 章国内外相关研究与应用进展 2 1 传统w e b g l s 研究现状 w e b g i s 从出现至今发展迅速，但仍没有一个统一公认的学术概念，国内的 g i s 学者们对w e b g i s 的定义也不尽相同。陈述彭( 1 9 9 9 ) 在其著作提到“w e b g i s 是在i n t e m e t 或i n t r a n e t 网络环境下的一种兼容、存储、处理分析和显示与应用 地理信息的计算机系统”。而邬伦( 2 0 0 1 ) 将w e b g i s 定义为“w e b g i s ，就是利用 w e b 技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术”。刘南( 2 0 0 2 ) 贝j j 认为“w e b g i s 指基于i n t e m e t 平台、客户端应用软件采用w w w 协议运行在万维网上的地理信 息系统 。尽管几位学者的定义表达不同，但精髓却是相同的：即w e b g i s 就是 利用互联网技术，在w e b 上实现空间数据的存储、显示、空间分析及输出，并 能响应用户请求，进行决策支持的系统。 多年来研究人员对w e b g i s 的研究总的归纳起来主要集中在：w e b g i s 实现 方法、w e b 表现层数据模型、w - e b g i s 空间数据编码与传输。 2 1 1w e b g i s 的实现方法研究现状 传统w e b g i s 在结构上采取分布式模型，通过w w w 机制进行信息处理， 实现客户端( w e b 浏览器) 和服务器端( w e b 服务器) 的数据连接与交互操作。常见 的w e b g i s 的结构体系是由数据库、应用服务器和客户端组成的三层体系结构。 按客户端和服务器端功能的多少，可以将w e b g i s 应用系统分为两大类，即瘦客 户端、胖客户端。下面简单介绍这两种实现方式的基本原理和特点。 ( 1 ) 瘦客户端 客户端只采用标准的w e b 技术，如h t t p 、h t m l 、j a v a s c r i p t 。这几种技术 都是浏览器自身具有的技术，不需要下载、安装任何代码。客户端基本不含g i s 功能，只将客户端与服务器相连并显示出所需的结果，而在服务器端，完成了几 乎所有的g i s 处理功能。该实现方式对服务器的性能要求比较高。采用这种策 略的代表产品有e s r i 公司的a r c v i e wi m s ( i n t e m e tm a ps e r v e o ，m a p l n f o 公司的 p r o s e r v e r 等。 瘦客户端的工作原理如下：用户通过客户端浏览器向服务器端的w e b 服务 器发出地图操作( o n 地图放大、缩小、漫游等) 服务请求，w e b 服务器则通过通信 接口有c g i ( 张健挺，1 9 9 7 ；b oh u a n g ，2 0 0 2 ) 、i s a p i ( 宋关富，1 9 9 8 ；t a r i qr a h i m s o o m r o ，1 9 9 9 ) 、a s p ( 谢忠，2 0 0 1 ；l u ox i a n g a n g ，2 0 0 3 ) 等接口把请求传递给后 6 第2 章相关技术研究与应用现状 端的g i s 服务器，g i s 服务器按照要求进行数据处理，并将结果形成g i f 或j p e g 格式的图像文件反馈给远端的用户浏览器，如图2 1 所示。 图2 - 1 瘦客户端技术结构图 ( 2 ) 胖客户端 胖客户端是指需要下载、安装代码，增强浏览器的能力，伎浏览器能够处理 矢量空间数据，客户端表现力强，交互性好。这种方案的代表技术有p l u g i n ( 廖 玉荣等，2 0 0 3 ) 技术、a c t i v e x ( 余志文等，2 0 0 3 ) 控件技术以及j a v a a p p l e t ( 汪红松， 2 0 0 3 ：l u o x i a n g a n g ，2 0 1 0 ) 技术、s v g ( 周文生，2 0 0 2 ：r o b e r ti ，2 0 0 6 ) 技术等， 见图2 2 。采用这种策略的代表产品有i n t e r g r a p h 公司的g e o m e d i aw e bm 印和 a u t o d e s k 公司的m a p g u i d e 等。这种方案的优点是客户端表现力强，交互性好。 客户端服务器 图2 - 2 胖客户端技术结构图 从以上分析可以看出，瘦客户端和胖客户端策略都有一定的局限性。当瘦客 户端策略涉及到频繁的数据传输时，它的效率受到网络带宽和网络负荷的严重影 响，用户体验较差，如用户面对的通常是静态的栅格图片，而且经常受到“白屏” 的困扰，体验不流畅，表现形式单一、交互性差等；对服务器的性能要求较高。 7 第2 章相关技术研究与应用现状 而胖客户端策略不能充分的利用已有的g i s 基础平台中的组件，浏览器端的功 能需要重新开发；用户不愿下载各种插件，下载未知的p l u g i n 和a c t i v e x 控件 都有可能给客户机系统带来威胁。在一定程度上，上述问题严重影响了w e b g i s 的大众化进程。 2 1 2w e b g i s 表现层数据模型研究现状 张健挺( 1 9 9 7 ) 指出在采用c g i 技术实现w e b g i s 时，采用栅格地图作为浏览 器端空间信息的表现数据格式，在采用a c t i v e x 、j a v aa p p l e t 技术实现w e b g i s 时，采用自定义的矢量数据格式作为浏览器空间信息的表现数据格式。由于不同 格式的空间数据需要不同的处理工具，使得在客户端对于不同的空间数据、不同 的操作平台、不同的浏览器需要实现安装不同的插件，这无疑给系统的开发带来 了很大的困难。周文生( 2 0 0 2 ) 提出采用s v g 作为浏览器端的空间信息表现数据 格式。s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ) 是一种基于x m l 的开放的矢量图形描述语 言，使用s v g 可以在网页上构建多种高质量的矢量图形，同时还支持动画、渐 变色、滤镜效果等高级功能。其后，周强中等( 2 0 0 3 ) 、张旭( 2 0 0 3 ) 、徐云和( 2 0 0 5 ) 、 彭海龙等( 2 0 0 5 ) 、卢文龙( 2 0 0 7 ) 、朱勇( 2 0 0 8 ) 、刘钊( 2 0 0 9 ) 等进一步深入研究s v g 在浏览器中显示空间信息。 综上所述，在浏览器端采用栅格数据，传输量小，可以利用服务器端强大的 计算与绘图能力，但交互性差。而采取矢量数据格式可以实现很好的交互，但传 输数据量大。基于s v g 的表现方法的优点是标准化、表现数据格式与存储数据 格式分离、利于集成和互操作。但s v g 是采用x m l 的文本格式表示，数据量 大，并且s v g 的插件安装率低。 2 1 3w e b g i s 空间数据编码与传输研究现状 在采用瘦客户端实现技术时，空间数据采用栅格数据结构，由浏览器和w e b 服务器自动完成栅格数据的传输。而采用富客户端实现技术时，空间数据采用矢 量数据格式，就需要设计空间数据在w e b 服务器和浏览器端的传输。齐锐等( 1 9 9 9 ) 对传输大数据量查询结果问题，提出了限制每次最大传输量、分割多次传输策略， 提高传输效率；采用智能代理机制减少不必要的数据传输；提出采用多线程技术 提高并发量。王继周等( 2 0 0 3 ) 研究了在服务器端采用线程池技术，在j a v a a p p l e t 采用多线程机制，以提高传输效率。张立亭等( 2 0 0 4 ) 采用按主题组织空间数据， 减少不必要的数据传输，并根据应用情况选择每次传输的是栅格还是矢量数据。 张霞等( 2 0 0 3 ) 年研究了采用g m l 作为w e b g i s 中的数据编码与传输技术，g m l 是o g c 制定的基于x m l 的数据格式。其后，张琦( 2 0 0 5 ) 、马庆勋( 2 0 0 6 ) 、方颖 ( 2 0 0 7 ) 等都不同程度的展开将g m l 作为数据存储、传输技术应用w e b g i s 的研 8 第2 章相关技术研究与应用现状 究。 多线程、数据分割、按主题组织空间数据都是很好的提高数据传输效率的方 法。g m l 以x m l 为基础具有很强的语义表达能力，适合数据交换，但g m l 数 据量大，并且浏览器端需要编写g m l 解析器。 2 2r i a 技术研究与应用现状 随着第二代w e b 应用技术r i a 的出现，其强大的计算能力和更丰富的表现 与交互能力为w e b g i s 带来新的发展契机。将r i a 的富客户端技术a j a x 、f l e x 、 s i l v e r l i g h t 等与g i s 基础平台结合将是w e b g i s 主流实现方式。 2 2 1 a 的含义 r i a 的概念最初由m a c r o m e d i a ( 现今的a d o b e ) 在2 0 0 2 年提出，是集桌面应 用程序的最佳用户体验界面功能与w e b 应用程序的普遍采用和快速、低成本部 署、多媒体互动以及实时快捷于一体的新一代网络应用程序。 r i a 中的“r i c h 富”的概念包括两个方面：数据模型的丰富和用户界面的 丰富。数据模型中的“富 是指用户界面可以显示和操作更为复杂的嵌入在客户 端的数据模型，它可以操作客户端的计算和非同步的发送接收数据；“富”同样 描述了全面提升的用户界面。h t m l 只给用户提供了非常有限的界面控制元素， 而对a 的用户界面提供了灵活多样的界面控制元素，这些控制元素可以很好的 与数据模型相结合。 2 2 2r i a 的技术特点 既然r i a 是集桌面应用程序的最佳用户界面功能与w e b 应用程序的普遍采 用和快速、低成本部署以及互动多媒体通信的实时快捷于一体的新一代网络应用 程序，那么r i a 具有的桌面应用程序的特点包括： ( 1 ) 能够在消息确认和格式编排方面提供互动用户界面； ( 2 ) 能够在无刷新页面前提之下提供快捷的界面响应时间； ( 3 ) 能够提供通用的用户界面特性及在线和离线操作能力； 同时，r i a 具有的w e b 应用程序的特点包括： ( 1 ) 用户友好性和交互性：r i a 应用程序展现给用户丰富的界面。它有很多 的复杂界面交互元素如树、菜单、网格等，用户的友好性和交互性大大 增强： ( 2 ) 跨平台兼容性：r i a 支持跨平台跨浏览器； ( 3 ) 一次加载，多次使用：r i a 客户端一旦加载过一次网页，以后将不用从 9 第2 章相关技术研究与应用现状 网络上下载。既降低了网络流量，又减轻了服务器的负担； ( 4 ) 客户端数据缓存功能：r i a 技术所赋予的强大客户端处理能力，可以缓 存大量的客户端数据，提供了一定程度的离线操作功能； ( 5 ) 高效的网络数据信息传输：客户端和服务器端仅传递必要的数据信息， 这与传统h t m l 网页的交互数据和显示信息混在一起传输的方式相比大 大降低了数据通讯量，降低了对网络带宽的要求； ( 6 ) 具有通信包括实时互动的声音和图像的特点，充分利用了被广泛采纳的 互联网标准。 2 2 3 常用r i a 技术比较 本节主要对比分析主流r i a 的客户端技术s i l v e r l i g h t 、f l e x 、j a v a f x 和a j a x 的优缺点( 表格2 1 ) 。 表格2 - 1 常用r i a