（地图学与地理信息系统专业论文）基于rich+internet+application技术的webgis研究.pdf

摘要 w e b g i s 是i n t e m e t 技术与g i s 相结合的产物，通过w e b g i s 发布地理信息 数据，供全球用户查询、检索及空间分析已迅速成为g i s 界的研究热点。但是由 于第一代i n t e m e t 应用技术自身的限制，使其不能充分利用客户端计算资源、表 现形式单一、交互性差，从而制约了w e b g i s 的进一步发展。而随着第二代w e b 应用技术r i c h i n t e m e t a p p l i c a t i o n ( r i a ) 技术的出现，其强大的计算能力和更丰富 的表现与交互能力将对基于i n t e m e t 的应用带来革命性的改变，也为w e b g i s 带 来了新的发展契机。然而，目前国内外在采用i l i a 技术作为表现层，并与g i s 基础平台结合进行w e b g i s 的应用研究还少有人涉及。基于此，本文探索如何将 r i a 技术应用到w e b g i s 的开发中，以提高w e b g i s 的表现力与交互性。 论文首先设计了系统的总体结构，由g i s 基础平台、j 2 e e 服务端和浏览器 端三部分组成。其次，结合r i a 技术在浏览中的运行环境f l a s hp l a y e r 的特点， 创新性地提出基于f l a s hp l a y e r 的矢栅混合的w e b g i s 表现数据模型，突破了传 统的w e b g i s 的在浏览器端不是栅格地图就是矢量地图的界限，为w e b g i s 带来 全新的用户体验。在此基础上，研究设计了表现模型的传输方案，给出了 a c t i o n s c r i p t 3 语言的a c t 模式的实现方法。最后，采用r i a 技术，完成w e b g i s 在环境监测饮用水源地水质评价中的实例研究。研究表明r i a 技术在开发高交 互性w e b g i s 方面具有可行性，在提高w e b g i s 的表现力与交互性方面具有广阔 的应用前景。 关键词：w e b g i s ；r i a ；交互性：表现力；f l a s hp l a y e r a b s t r a c t w e b g i si st h er e s u l to fc o m b i n a t i o no fi a t e m e tt e c h n o l o g y 盈dg i s g e o l o g i c a ld a t aa n d i n f o r m a t i o na r ed e l i v e r e dt h r o u g hw e b g i sf o r r e f e r e n c e ，s e a r c ha n ds p a t i a la n a l y s i so fg l o b a l c l i e n t s t h e r e f o r e ，w e b g i sh a sb e c o m eah o tt o p i ci ng i sf i e l d h o w e v e r 。b e c a u s eo fc o n s t r a i n t s o fa p p l i c a t i o nt e c h n o l o g i e so ff i r s t g e n e r a t i o ni n t e r n e t , i tc a n tm a k ef u l lu s eo fc a l c u l a t i n n r e s o u r c e so f t h ec l i e n t m o r e o v e r ，i th a sp o o re x p r e s s i v e n e s sa n dp o o ri n t e r a c t i v i t y a l lt h e s et h r e e f a c t o r sc o n s t r a i nt h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to fw e b g i s w i t ht h eb i r t ho fa p p l i c a t i o nt e c h n o l o g yo f s e c o n dg e n e r a t i o n ，n a m e l y ，r i c hi n t e m e t a p p l i c a t i o n ，i t ss t r o n ga b i l i t i e so fc a l c u l a t i o na n d i n t e r a c t i v i t yw i l lc a u s er e v o l u t i o n a r yc h a n g et ot h ea p p l i c a t i o no fi n t e m e ta n d b r i n g sn e w o p p o r t u n i t yf o rt h ed e v e l o p m e n to fw e b g i s h o w e v e r , f e wp e o p l ec a r r yo u tr e s e a r c ho nt h e a p p l i c a t i o no fw e b g i sb ya d o p t i n gr i at e c h n o l o g i e sa n dc o m b i n i n gr i aw i t hg i sb a s ep l a t f o r m s ot h er e s e a r c hp u te m p h a s i so nh o wt oa p p l yr i at e c h n o l o g yt ot h ed e v e l o p m e n to fw e b g i st o i m p r o v ee x p r e s s i v e n e s sa n di n t e r a c t i v i t yo f w e b g i s f i r s t ，t h eo v e r a l ls t r u c t u r eo f t h es y s t e mi sd e s i g n e d ，w h i c hi sc o m p o s e do f g l sb a s ep l a t f o r m ， j 2 e es e r v e ra n db r o w s e r t h e n ，b a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so ff l a s hp l a y e r , r u n t i m ee n v i r o n m e n t o fr i at e c h n o l o g i e s ，t h i sp a p e rp r o p o s e st h ed a t am o d e lf o rw e b g i sb a s e do nf l a s hp l a y e r a n d n e wu s e re x p e r i e n c ei sb r o u g h tf o rw e b g i sb yb r e a k i n gt r a d i t i o n a ll i n eo fw e b g i sb e i n ge i t h e r r a s t e rm a po rv e c t o rm a pi nt h eb r o w s e r o nt h i sb a s i s ，t h et r a n s f e rs o l u t i o ni sd e s i g n e df o rt h e m o d e la n dt op r o v i d et h ei m p l e m e n t a t i o nm e t h o do fa c tm o d e lo f a c t i o n s c r i p t 3l a n g u a g e a t l a s t ，t h ec a s es t u d yw a sp r e s e n t e dw h i c hi sa b o u ta s s e s s m e n to fq u a l i t yo fs o u r c ef o rd r i n k a b l e w a t e rb yu s i n gw e b g l si nt h ee n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n g r e s e a r c hs h o w st h a tr i at e c h n o l o g yi s o p e r a b l ea n dh a sas p l e n d i da p p l i e df o r e g r o u n di ni m p r o v i n gi n t e r a c t i v i t ya n de x p r e s s i v e n e s so f w e b g i s k e yw o r d s ：w e b g i s ；r i a ；i n t e r a c t i v i t y ；e x p r e s s i v e n e s s ；f l a s hp l a y e r 、一圈1 图2 图3 图4 图5 图6 图7 圈8 图9 图i o 圈1 1 圈1 2 图目录 技术流程图8 f l e x 表现层解决方案1 1 系统总体结构图1 4 简单几何对象数据u m l 类图2 1 地理数据集u m l 类图2 1 地幽组织与渲染u m l 类蹦2 2 f l a s hp l a y e r 与j 2 e e 通讯方式 3 0 g e o d a t a s e tj a v a u m l 类幽3 3 g e o d a l a s e t a e t i o n s e r i o p 3u m l 类图3 3 系统设计界面4 1 水源地综合污染指数显示界面4 2 污染物分担率信息提示界面4 2 v 表目录 表lw e b g i s 实现技术对比 3 表2 h t t ps e r v i c e 、w e bs e r c i e 、f l a s hr e m o t i n g 的对比 3 1 表3 j a v a 对象到a c t i o n s c r i p l 3 对象的转换3 2 表4 a c t i o n s e r i p t 3 对象到j a v a 对象的转换3 2 表5 水质污染程度分级标准 4 0 表6g i s 表结构 4 0 表7 监测数据表结构 4 0 v ， 基于r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 第一章绪论 1 1 研究背景及目的、意义 1 9 9 5 年以来，i n t e m e t 技术的迅速崛起和在全球范围内的飞速发展，使万维网( w o r l d w i d ew e b 简称w w w 或w e b ) 成为高效的全球信息发布渠道。而万维网的出现为g i s 的 发展带来了新的机遇与挑战，如何利用i n t e m e t 在w e b 上发布地理信息数据，供全球用户查 询、检索并进行空间分析己迅速成为g i s 界的研究热点。w e b g i s 是i n t e m e t 技术与g i s 相 结合的产物，它采用i n t e r e n t 的标准通信协议t c p i p 和h t t p 实现数据传输，采用标准的 w e b 服务器技术构造g i s 应用，以浏览器作为与用户的交互界面，并提供地图浏览、空间 分析功能。这种体系结构为w e b g i s 带来了诸多优点，全球化应用。全球范围内的任意一 个i n t e r n e t 用户都可以访问w e b g i s 服务器提供的各种功能。真正实现大众化。借助i n t e m e t 每个上网的用户均有机会使用g i s 功能，用户只需要一个标准的浏览器，而不再需要购买 昂贵的专业g i s 软件。良好的可扩展性。w e b g i s 很容易跟w e b 中的其他信息服务无缝 集成，建立各种灵活多变的g i s 应用。上述优点使得w e b g i s 得以快速发展，并迅速在各行 各业获得广泛应用。随着人们对地理信息需求的增加，2 0 0 2 年u c g i s 提出w e b g i s 不应仅 仅停留在地图浏览层次，而需要加入更多的空间分析功能( u c g i s ，2 0 0 2 ) 。然而，当w e b g i s 需要向更深层次发展时，其以h t m l 语言构造w e b 应用界面，并采用j a v a s c f i p t 脚本语言 实现浏览器端的用户交互的应用模式( 第一代w e b 技术) 暴露出了它的缺点，即不能充分 利用客户端计算资源、表现形式单一、交互性差，最终造成极差的用户体验。但是，这一现 状随着第二代w e b 技术r i c hi n t e r n e t a p p l i c a t i o n ( i l i a ) 技术的出现将得到改变。 自2 0 0 2 年m a c r o m e d i a 公司提出r i c hi n t e r n e ta p p l i c a t i o n ( r i a ) 概念以来，经过多年 的发展，r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n 技术己日渐成熟。该技术是一种在表现层上的技术创新， 是一种具有丰富能力的客户端技术。它以具有高普及率的f l a s hp l a y e r 播放器为基础，提供 了一个完整地开发与运行r i a 的解决方案。采用r i a 技术的第二代i n t e m e t 应用模式继承 了“瘦客户端”计算模式容易部署的特性，同时也带来了像桌面应用一样的内容与交互手段的 丰富性。它能够提供丰富的计算能力、基于窗口的g u i 、矢量绘图能力、拖拽交互方式、多 媒体能力等。r i a 技术的出现，对基于i n t e m e t 的应用带来了革命性的改变。同时，w e b g i s 的发展也到了一个瓶颈阶段，基于传统的w e b 技术，w e b g i s 己很难有近一步的发展。因此， 需要研究在r i a 技术下，如何实现w e b g i s ，充分利用r i a 技术改善w e b g i s 的客户端计算 能力、表现力和交互性，促进w e b g i s 向更深层次的发展。 基于r i c hi n t e m e t a p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 目前，采用r i a 技术作为表现层，并与g 1 s 基础平台相结合实现w e b g i s 还少有人涉 及。因此，本文研究如何将r j a 技术应用到w e b g l s 的开发中，主要涉及：( 1 ) w e b g i s 系 统总体结构的设计。r i a 技术的采用使得w e b g l s 的体系结构有了部分改变，因此，必须从 系统的总体结构角度考虑这种改变：以及在新的结构下，系统中的每个部分的功能、各个部 分之间的通信机制，和各部分之间的协作流程。( 2 ) 依据r i a 技术的浏览器中运行环境f l a s h p l a y e r 的特性，设计矢量栅格叠加的表现数据模型，改善w e b g i s 的交互性。( 3 ) 研究浏览 器中的f l a s hp l a y e r 与服务器端的通信方式，在此基础上给出数据传输的编码解码方案。 1 2 国内外相关研究现状 1 2 1 w e b g i s 研究现状 ( 1 ) w e b g i s 实现方法研究现状 w e b g i s 实现研究的重点集中在如何使浏览器能够表现空间信息，张建挺( 1 9 9 7 ) 总结 了当时实现w e b g i s 的三种模式：c g i 、a c t i v e x 、j a v a a p p l e t 。c g i 又称为通用网关技术， 它从w e b 服务器端接收命令，然后采取命令行或i p c 的形式与g i s 软件通信，让g i s 软件 生成栅格地图，最后将栅格地图传递给w e b 服务，w e b 服务再传递到浏览器端。a c t i v e x 是 微软推出的扩充浏览器功能的技术，j a v aa p p l e t 是s u n 推出的增强浏览功能的技术。w e b 服务器将矢量数据直接传输到浏览器端，由j a v aa p p l e t 或a c t i v e x 解析矢量数据，完成地 图的显示。宋关福等( 1 9 9 8 ) 在对w e b g i s 实现方式的总结中提到了i s a p 技术，i s a p i 是 c g i 技术的改进，效率高于c g i 技术。李青元等( 1 9 9 8 ) 在其w e bg e o w i n d o w s 试验项目中采 用了j a v a 技术实现w e b g l s ，讨论了j a v aa p p l e t 实现的具体细节。其后，谢忠等( 2 0 0 1 ) 研究了采用a s p 技术实现w e b g i s ，刘春菊等( 2 0 0 2 ) 研究了采用j s p 技术开发w e b g i s ， 孙雪飞等( 2 0 0 4 ) 研究了基于j 2 e e 的w e b g i s 实现技术。周文生( 2 0 0 2 ) 提出了基于s v g 技术实现w e b g i s ，s v g 全称为s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c ，是种基于x m l 语法的矢量图形文 件格式，可以用于在浏览器端显示空间数据。其后，周强中等( 2 0 0 3 ) 、张旭等( 2 0 0 3 ) 、徐 云和等( 2 0 0 5 ) 又对s v g 作了深入研究。 这么多年来研究人员对w e b g l s 实现技术的研究总的归纳起来可以分为基于瘦客户端 和胖客户端两种方案。 基于瘦客户端的方案是指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。瘦客户 端方案需要在服务器端动态绘制地图，生成浏览器能够识别的栅格地图。这种方案的代表技 2 基于r i c hi n t c m e ta p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 术有c g i 、i s a p i 、j 2 e e 技术。这种方案往往采用组件技术在服务器端集成已有的g i s 基 础平台中的组件，达到最佳的制图效果，对于客户端的要求很低，易于实现。但是这种方案 由于采用了浏览器中的标准技术，实现的w e b g i s 功能、交互性很差，计算都在服务器端， 浪费了客户端强大的计算资源，同时每次计算都要返回到服务器端，造成页面的频繁刷新， 用户体验很差，编程复杂。 基于胖客户端的方案则是指需要下载、安装代码，增强浏览器的能力，使浏览器能够 处理矢量空间数据。这种方案的代表技术有p l u g - i n 技术、a c t i v e x 控件技术以及j a v a a p p l e t 技术、s v g 技术。这种方案的优点是客户端表现力强，交互性好。其缺点是不能充分的利 用已有的g i s 基础平台中的组件，每个浏览器端的功能都需要重新开发；采用非标准w e b 技术，需要用户下载插件，这在i n t e m e t 上几乎是不可能的，用户不愿意下载各种插件，下 载未知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。 表1 详细列出了各种技术的优缺点。 表1w e b g i s 实现技术对比 构建技术优点缺点 客户端小：处理大型g i s 操作分 网络传输和服务器的负担重：同步多 c g i请求问题：作为静态图像，j p e g 和g t f 析功能强：充分利用服务器端的资源 是客户端操作的唯一形式。 不像c g i 那样每次都需要重新启需要依附于特定的w e b 服务器和计 s e r v e r a p l 动。速度较c g i 快。算平台。 服务器和网络传输负担轻；可直需要先下载安装到客户机器上，屿平 p l u g - i n 接操作g i s 数据，一旦数据下载到客台和操作系统相关。对于不同的g i s 数据 户端，速度快，交互好。类型t 需要有相应的g i sp l u g i n 来支持。 与操作系统相关，需要下载、安装、 执行速度快，具有动态可重用代占用存储空问：安全性较差，对于不同的 a c t i v e x 码模块。g i s 数据类型，需要有相应的g i sa c t i v e x 来支持。 需要安装j a v a 虚拟机。g i s 数据的保 与平台和操作系统无关，操作速 存、分析结果的存储和网络资源使用能力 j a v a a p p l e t 度快。 有限，处理较大的g i s 分析任务的能力有 限。 基于x m l 标准；矢量图形；由 s v g 文本构成的图像；灵活的文件格；支 浏览器不支持s v g ，需下载s v g 插 件：以s v g 作为平台开发应用困难。 持交互性。 其中，s v g ( s c a l a b l e v e c t o r g r a p h i c ) 是一个开放的二维矢量图形格式它也是扩展标记语 言x m l 的一个应用。国内外大量学者使用它在w e b 上显示矢量地图，但与r i a 技术相比， 有以下缺点： 基于r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 需要下载插件：r i a 的运行环境f l a s hp l a y e r 已在多于9 0 的浏览器中，f l a s h 已经是 w e b 的标准技术之一了： 缺少对多媒体、通信能力的支持： 缺乏对应用协议w e b s e r v i c e 的支持； 缺少开发环境i d e 、可重用框架等； 总之，s v g 只是一种矢量文件格式而不是一个开发与运行平台还不具有开发一个 复杂应用系统的能力。 从表l 中可以看出瘦客户端技术和胖客户端技术各有优缺点，在技术上都可以实现 w e b g i s ，但是从应用现状来看，基于i n t e r n e t 的w e b o i s 应用、特别是面向大众的应用，大 多数采取瘦客户端模式。 ( 2 ) w e b g i s 表现层数据模型研究现状 张建挺( 1 9 9 7 ) 指出在采用c g i 技术实现w e b g i s 时，采用栅格地图作为铡览器端空 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端空间信息的表现数据格式。其后的研究多采取这两种方法，只是 在实现技术上不同。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， 其后，周强中等( 2 0 0 3 ) 、徐云和灯( 2 0 0 5 ) 、彭海龙等( 2 0 0 5 ) 等都采用s v g 在浏览其中 显示空间信息。 综上所述，在浏览器端采用栅格格式，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、是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。 ( 3 ) w 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，空间数据采取栅格数据结构，由浏览器和w e b 服务器自 动完成栅格数据的传输。而采用胖客户端实现技术时，空间数据采取矢量数据格式，就需要 设计空间数据在w 曲服务器和浏览器端的插件之间的传输。齐锐等( 1 9 9 9 ) 对传输大数据 量查询结果问题，提出了限制每次晟大传输量、分割多次传输策略，提高传输效率；提出采 用多线程技术提高并发量：采用智能代理机制减少不必要的数据传输。王继周等( 2 0 0 4 ) 研 究了在服务器端采用线程池技术，在j a v aa 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。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 4 基于r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 传输技术，g m l 是o g c 制定的基于x m l 的数据格式。 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。采用g m l 数据编码后，需要再使用压缩技术减少数据传输量 或采用b i n a r y x m l 表示g m l 。 ( 4 ) g o o g l ee a r t h 与w o r l dw i n d g o o g l ee a r t h 与w o r l dw i n d 是两款桌面级的、三维的、可以通过i n t e r n e t 访问影像地图 的产品。g o o g l ee a r t h 是g o o g l e 公司发布的，没有公开源代码，所以无法知晓其采用的技术。 而w o r l dw i n d 是n a s a 组织的开放源代码项目，它采用o g cw m s 技术发布影像地图与 m i c r o s o f ts m a r tc l i e n t 技术。总之，这两款产品采用w i n d o w 桌面应用程序技术，而不是基 于浏览器技术与通常所指的w e b g i s 不是一个技术范畴。 1 2 2 r i a 技术应用现状 r i a 技术是在f l a s h 技术基础之上发展起来，它以f l a s h p l a y e r 为运行时环境，通过m x m l 语言、a c t i o n s c r i p t 3 语言、f r a m e w o r ks d k 、开发工具f l e xb u i l d e r 、服务器端产品f d s 等 形成个从开发到部署、应用的一个f l a s h 平台。在f l a s h 平台形成之前，已经有大量研究 人员采用f l a s h m x 创作工具进行f l a s h 应用研究。宋坤等( 2 0 0 1 ) 采用f l a s h m x 开发网络 多媒体课件，从多媒体和网络的角度分析了f l a s h 的优点，并成功运用到其化合物的颜色 和健的共价性课件中去，取得非常好的效果。胡齐光等( 2 0 0 4 ) 、王春恒等( 2 0 0 4 ) 等都 采用f l a s h 技术应用到计算机辅助教学中。罗晋华等( 2 0 0 2 ) 使用f l a s h 设计了网上自学测 试系统，实现了一个高交互性的i n t e r n e t 应用。侯军等( 2 0 0 4 ) 在海洋预报中使用了f l a s h 技术，将f l a s h 技术和a s p 、s q ls e r v e r 相结合，成功的实现了远程海洋预报视频会商信 息系统。郭健忠等( 2 0 0 3 ) 采用f l a s h 技术结合数据库、专业采集软件实现了远程监测系统 网站。邬正义等( 2 0 0 2 ) 采用f l a s h 实现了t c p i ps o c k e t 网络传输方案。张龙等( 2 0 0 4 ) 进行 了r i a 体系下电子商务网站的f l e x 技术实现研究。温小斌等( 2 0 0 5 ) 研究了将f l a s h r e m o t i n g 与j 2 e e 技术相结合，开发w e b 应用。g u r o n g ( 2 0 0 5 ) 利用r i a 技术建立了虚拟 网上电路实验系统。r o b e r tr e i n h a r d t ( 2 0 0 5 ) 研究了基于r i a 技术建立网上社区。g r a n td s k i n n e r ( 2 0 0 5 ) 研究了使用f l a s h o s 2 开发框架建立易用的w e b 应用界面。j c p r e c i a d o ( 2 0 0 5 ) 研究开发r i a 应用所需的建模方法论。 初期，多数将f l a s h 应用在课件制作中，利用其多媒体与动画特性；接着，将f l a s h 应用 基于r i c hi n t e r a c t a p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 到网络上，如网络多媒体课件制作( 宋坤，2 0 0 1 ) ，网上自学测试系统( 罗晋华，2 0 0 2 ) ；然 后，将数据库技术、a s p 等w e b 技术和f l a s h 技术相结合，实现完整的信息系统，如远程 海洋预报视频会商信息系统( 侯军，2 0 0 4 ) 、远程监测系统( 郭健忠，2 0 0 3 ) ，最后，进入了 r i a 应用时代，如虚拟网上电路实验系统( g ur o n g ，2 0 0 5 ) 。以上这些应用都需要动画、 多媒体。复杂的人机交互、高效的运行时环境等，传统的网络技术不能够满足需求，都需要 借助f l a s h 。而w e b g i s 也需要这些特点，利用r i a 技术构建w e b g i s 将是一个很好的选择。 1 2 3 基于r i a 的w e b g i s 实现技术研究现状 在r i a 技术出现之前，任福等( 2 0 0 2 ) 利用f l a s h 的多媒体特性研究了专业互动多媒体 网络地图，认为利用f l a s h 技术来创建小型专业性的多媒体网络地图还是非常可行的。颜辉 武等( 2 0 0 5 ) 采用c r o e l d r a w 绘制矢量数据，处理后导入f l a s hm x 制作网络地图，并运用 到“深圳市资源节约与综合利用网”，认为采用f l a s h 技术，实现了真正意义上的“瘦客户端” 网络地图发布系统。何正国等( 2 0 0 3 ) 研究了采用f l a s hm x 创作工具，制作了网上电子地 图，将地图转换为f l a s h 文件，给出了制作电子地图的步骤，也实现了电子地图的放大、缩 小、漫游功能。作者认为，在数据库要求不高动态数据较少的校园地理信息展示方面，这是 一种切实可行、开发容易、成本低廉的方法。李宗志等( 2 0 0 3 ) 利用f l a s h 作为开发工具 成功地开发了重庆市高校信息查询w e b g i s 系统，实现了动态图形控制操作( 如放大、缩小、 漫游) 和交互信息查询，以及公交车乘车线路的查询功能，其中地图数据存储在f l a s h 中。在 工业界，y a h o o 在m a p s y a h o o t o m 网站上推出了基于r i a 的地图浏览器，可以浏览y a h o o 提供的地图，实现放大、缩小、漫游、p 0 1 点管理功能。e s r i 在 h t t p ：# w w w 2 a r c w e b s e r v i c e s c o m e x p l o r e f f i n d e x j s p 网站上提供了它基于r i a 的a r c w e b s e r v i c e 的地图浏览器，实现了地图的放大、缩小、漫游功能。 现有的研究中，还存在以下需要改进的地方： 完全采用f l a s h 表示矢量数据还不能够适应大数据量的要求，f l a s h 的矢量绘图能力 还有限，完全采用f l a s h 表现地图效果不能够达到最佳。 需要上升到r i a 技术层次，将整个w e b g i s 应用都采用r i a 技术，而不只是地图部 分，这样才能提高整个w e b g i s 应用的效果而不仅仅在地图方面： 需要与基础g i s 平台相结合，这样才会应用于现实的w e b g i s 二次开发中。 还需要从地图学和g i s 的角度研究在w e b g i s 中空间数据的表现方式、交互特点。 需要进一步将更多的g i s 功能应用的w e b g i s 中，特别是一些空间分析功能。 6 基于r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 1 3 研究内容 本文研究如何将r i a 技术应用到w e b g i s 开发中，具体内容包括：系统的总体结构、 基于f l a s hp l a y e r 的w e b g i s 表现数据模型、基于f l a s hr e m o t i n g 的数据编码与通讯、应用 实例实现。 ( 1 ) 系统总体结构。r i a 技术的采用使得w e b g i s 的体系结构有了部分改变，因此， 必须从系统的总体结构角度考虑这种改变。需要研究系统的组成部分以及各个组成部分的职 责分配、通信方式、协作流程、等。 ( 2 ) 基于f l a s hp l a y e r 的w e b g l s 表现数据模型。依据r i a 技术的浏览器中运行环境 f l a s hp l a y e r 的特性，设计矢量栅格叠加的表现数据模型，改善w e b g i s 的交互性。矢量栅 格叠加的表现数据模型包括矢量栅格的数据结构定义和矢量栅格的数据的渲染。矢量栅格的 数据结构定义基于内存结构的简单数据结构，用来在j 2 e e 服务器端和浏览器端传输数据。 研究矢量栅格数据的渲染中要采用渲染方法，此方法将数据转化为f l a s hp l a y e r 对象模型中 的对象，f l a s hp l a y e r 自动显示这些对象，并通过这些对象产生交互性。 ( 3 ) 基于f l a s hr e m o t i n g 的数据编码与通讯研究浏览器中的f l a s hp l a y e r 与服务器 端的通信方式，在此基础上给出数据传输的编码解码方案。f l a s hp l a y e r 与j 2 e e 服务器端有 三种通信方式：h t t ps e r v i c e 、w e bs e r v i c e 、f l a s hr e m o t i n g ，每种协议都有自己的特点与 应用场合。需要详细分析各个协议的特点，选择合适的协议。然后基于选定协议的编码解码 特点，给出对数据的编码和解码方案。最后，讨论通信中的异步调用问题，并研究基于a c t 模式的异步调用方案。 ( 4 ) 应用实倒一以饮用水质评价结果显示为例应用水源地水质评价结果涉及：水源 地水质级别、每个水源地的综合污染指数、每个水源地的各种污染物的分担率、每种污染物 的每个月份平均值。如何将这些数据可视化的显示以及在交互中提供数据的联动，是这个应 用实例要解决的问题。在r i a 技术和w e b g i s 的帮助下，使用专题图表示水质级别、饼图 显示每个水源地的各种污染物的分担率、柱形图显示每种污染物的每个月份平均值，并在交 互过程中互相联动。 1 4 拟解决的关键技术问题 本研究拟解决的关键技术问题包括： ( 1 ) w e b g i s 表现模型中的数据渲染方法。研究矢量栅格数据的渲染中要采用的渲染方 法，此方法将服务器端传送来的矢量和栅格数据转化为f l a s hp l a y e r 对象模型中的对象，f l a s h 7 基于r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 p l a y e r 自动显示这些对象，并通过这些对象产生交互性。通过采用不同的渲染方法会产生不 同的显示效果与交互方法。 ( 2 ) 基于f l a s hr e m o t i n g 的编码解码中的自定义转换方法。在f l a s hr e m o t i n g 的编码解 码方案中，当j a v a 对象模型与a c t i o n s c r i p t 对象模型不完全一致时，需要根据其转换机制设 计出自定义方法，完成类型转换。 1 5 研究方法与技术路线 本研究采用对比法和系统分析方法进行研究，分析对比现有各种w e b g i s 的实现方法、 优缺点，采用系统化的分析设计方法进行基于r i a 技术的w e b g i s 系统设计。技术流程如 图1 所示。 1分析w e b g i s 实现方法及r i a 实现技术 i基- t - r i a 技术，设计w 曲g i s 总体结构 设计基于f l a s hp i a y e f 对象模型的w 曲g i s 表现模型 设计f l a s hp l a y e r 与服务器端服务的通讯、编码、解码方案 i 应用实例研究 图1技术流程图 1 6 论文结构 本文共分为七章，对采用r i a 技术设计w e b g i s 所涉及到的重要方面做了详细研究， 包括：系统总体设计、系统中的表现技术、通信技术等。 第一章绪论，介绍了选题背景及研究意义，并从现有的w e b g i s 实现技术、基于s v g 的w e b g i s 实现技术、基于r i a 的w e b g i s 实现技术三个方面分析了国内外研究现状，最 后阐述研究内容与技术路线。 第二章r i c h i n t e r n e t a p p l i c a t i o n 技术，介绍了r i c h i n t e r n e t a p p l i c a t i o n 的概念、特点， 以及r i a 的开发与运行环境一f l e x 。 第三章总体设计，定义了采用r i a 技术设计w e b g i s 系统的总体结构，以及介绍了系 统的各个组成中的技术。 8 j 塑巳型尘上堡竺竺垒! ! ! 型! ! 垫查堕兰! 型! 堕壅 第四章基于f l a s hp l a y e r 的w e b g i s 表现数据模型，分析了f i a s h p i a y e r 的文件格式、对 象模型，设计了矢量栅蹩叠加的交互增强表现数据模型。 第五章基于f l a s hr e m o t i n g 的数据编码与通讯，分析了f l a s hp i a y e r 与j 2 e e 的各种通讯 方式，设计了基于f l a s hr e m o t i n g 的数据编码与解码方案，摄后讨论了f l a s hp i a y e r 的异步 调用问题。 第六章应用实例一一以饮用水质评价结果显示为例，介绍了水质评价方法、系统的数据、 系统的界面与功能设计，以及实例系统的部分实现细节。 第土章结论与展望，总结了本文的工作以及今后还需进一步研究的问题。 9 基于r i c hi n t e m e t a p p l i c a t i o n 技术的w e b g i s 研究 第二章r i c hi n t e r n e ta p p l i c a t i o n 技术介绍 2 1 r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n ( i l i a ) 概念 二一 在过去的7 年里，w e b 有了快速的发展，它在商业、教育和政府等方面产生了巨大的 影响。它带来了一个新的关于内容和应用的模式，这是一种“瘦客户端”计算模式，它降低了 软件开发和部署应用到最终用户的桌面、顾客以及商业伙伴的成本。“瘦客户端”计算模式以 浏览器为客户端运行环境、h t m l 为内容表达语言；它依靠强大的服务器执行几乎全部的 计算任务并动态生成页面传送到客户端。这种模式在取得了巨大的成功的同时，但是它也存 在着明显的缺点和限制，特别是在需要丰富的用户界面、媒体信息、交互性和计算能力的应 用中。事实上，它在给传统的应用带来易于部署的优点的同时，在编程能力和交互模式上严 重地限制了开发者。从一定意义上说，“瘦客户端”计算模式已经严重阻碍了w e b 应用的发 展。 r i c hi n t e m e t a p p l i c a t i o n ( r i a ) 技术是一种表现层上的技术创新，是一种具有丰富能力 的客户端技术。在继承了“瘦客户端”计算模式的容易部署的特性的同时，也带来了像桌面应 用一样的丰富性。它能够提供丰富的计算能力、基于窗1 2 1 的g u i 、矢量绘图能力、多媒体能 力等。总的来说，r i a 具有以下特性( m a c r o m e d i a ，2 0 0 4 ) ： 为代码、内容和通信提供高性能的执行环境；开发高性能的完全基于h t m l 的w e b 应用是一个巨大的挑战，由于采用r e q u e s t r e s p o n s e 页面模型，应用的性能完全依赖服务器， 浏览器和服务器每次都需要大量的数据传输。r i a 在浏