（大地测量学与测量工程专业论文）基于webgis的公众地理信息服务实践与研究.pdf

桂林工学院硕士学位论文 中文摘要 联合国的一份报告表明，人类社会经济生活中8 0 以上的信息与地理信息有关。冈此 与地理信息相关的信息服务在公众的学习、1 = 作和生活中具有普遍的需求。基j 二w e b g i s 构建的公众地理信息平台可以以地图为主索引将这些信息平滑地转移到互联网上，并为公 众提供作为信息获取的地图化搜索引擎手段和决策支持的工具，晟终以文本、地图、多媒 体为载体，以多层次的表达方式使得公众感知并理解这些信息。因此，基于w e b g i s 的公 众地理信息服务平台可以很好地满足公众对这些信息的需求。w e h g i s 技术本身的日趋成熟 以及信息基础设施和空间基础设施的不断完善，为公众地理信息服务的分发准备了技术条 件和基础设施条件。因此，研究如何应用现有的技术条件和数据资源条件构建相应的服务 平台以满足公众对地理信息的迫切需求显得非常必要。本文即是以此为出发点，围绕公众 地理信息服务这主题展开的。论文的主体部分着重探讨了以下几方面的问题： 基于w e b g i s 的公众地理信息服务平台与一般网络服务平台的本质区别在于它是以 w e b g l s 为核心技术构建的，w e b g i s 的基本原理以及技术方法是平台的设计与开发的关键基 础。为此，本文谯对w e b g i s 的概念、特点及其基本组成进行总体介绍的基础上着重探讨 了w c b g i s 实现的三种主要策略，比较深入地剖析了各种策略的工作原理、技术特点以及 具体实现方式。此外，由于平台的服务对象是公众这一特殊而庞大的群体，这就决定了平 台在实现过程中与行业地理信息系统具有一定的差别，由此论文总结了公众地理信息平台 所麻有的特点，并提出了平台的设计原则。在充分考虑w e b g i s 的技术特点和公众地理信 息服务的特殊要求的基础上，论文采用了以x m l 为数据交换媒介的s u p e r m a pi s2 0 0 3 组 件为基础平台，对公众地理信息服务平台进行了总体方案的设计。 为了满足公众多层次的信息需求，平台涉及到空间数据、多媒体数据和关系型数据库 等多形式的数据源。因此，如何通过以空间数据为主体框架有效地集成多媒体和关系数据 成为平台的开发所要解决的首要技术问题。论文采用x m ld o m 技术实现对包含在x m l 媒介 中的图形信息和属性信息进行解析、提取和w e b 表达；采用s m i l 技术实现对各种多媒体 元素的同步化处理，并通过s o j a 插件实现对s m i l 文件的w e b 播放及其与地图图元的关联； 采用a s pa d o 实现对网络数据库的访问以及图元与相应数据库记录的关联互访。公众对与 日常生活密切相关的公交信息具有广泛的需求，因此平台集成了公交网络分析服务功能以 优先满足公众的这一需求。由于公交网络分析需要涉及到复杂的数学模型和空间数据模 型，在实现上具有较高的复杂性，为此本文在介绍了网络分析实现的理论基础一i 耋j 论的相 桂林工学院硕士学位论文 关内容的基础上探讨了公交网络空间数据模型和公交站点查询、线路查询和公交换乘功 能的实现过程。在探讨了多源数据的集成和公交网络分析这两个核，t l , 问题之j l 厅，论文还对 平台的主要功能的具体实现方法和功用进行了详细的介绍。 最后，鉴于w e b g i s 以及其它i t 技术发展与结合的迅猛之势，论文作为单独一章探 讨对地理信息服务产生重大影响的l b s 和网格服务两个主要亮点技术，并对其在公众地理 信息服务中的应用前景作了展望。在结语部分，作者对论文中所实现的平台的今后发展提 山儿点建议。 关键词：w e b g i s公众地理信息服务) o a l 数据集成公交网络分析 s u p e r m a pi s l b s 网格服务 桂林工学院硕士学位论文 a b s t r a c t ar e p o r tf r o mu ni n d i c a t e st h a tm o r et h a n8 0p e r c e n to fi n f o r m a t i o ni sr e l a t e dt o g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ni n h u m a n ss o c i a ll i f e t h e r e f o r e ，t h ec o m m o nd e m a n do fp u b l i c g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c ei np e o p l e sl i f e i sv e r yl a r g e c o n s t r u c t i n gt h ep l a t eo fp u b l i c g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o nb a s e do nw e b g l s ，w ec o u l dt r a n s f e rt h ei n f o r m a t i o nt o i n t e r n e t d e p e n d i n go nt h em a pt a k e na si n d e x 。o f f e rm a ps e a r c ht o o la n dm o d e la n a l y s i sf u n c t i o na st h e t o o lf o rg e t t i n gi n f o r m a t i o na n dm a k i n gd e c i s i o n s a tl a s t ，w ec o u l dm a k ep e o p l eu n d e r s t a n da n d a p p e r c e i v et h ei n f o r m a t i o nu s i n gd i f f e r e n tw a y st h a ta d o p tt h et e x tm a p ，m u l t i m e d i aa sc a r r i e r s ot h ep l a t eo fp u b l i cg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c eb a s e do nw e b g i sc o u l dm e e tt h ed e m a n d o f i n f o r m a t i o np e r f e c t l y ，t h em a t u r e dd e v e l o p m e n to f w e b g i st e c h n o l o g ya n dt h ee s t a b l i s h m e n t o fi n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r ea n ds p a t i a ld a t ai n f r a s t r u c t u r e ，m a k eg o o dp r e p a r a t i o nf o rt h e p u b l i cg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c e u n d e rt h ed o u b l ee n c o u r a g eo f d e m a n da n dc o n d i t i o n ，i t i sv e r yn e c e s s a r yt os t u d yh o wt oc o n s t r u c ts o m er e l a t e ds e r v i c ep l a t e sw h i c hc o u l do f f e rt h e q u a l i f i e dg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c ef o rt h ep u b l i ca p p l y i n gt e c h n o l o g i c a la tp r e s e n ta n d d a t ar e s o u r c e s t h et h e s i si sm a d eo nt h i sv i e w p o i n ta n ds t r e s s e do nt h es u b j e c to fp u b l i c g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c e t h em a j o rp a r to ft h i sp a p e rd i s c u s s e do of o u rf i e l d s a s f o l l o w i n g t h eb a s i cd i f f e r e n c eb e t w e e np u b l i cg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c ep l a t ea n dc o m m o n n e t w o r ks e r v i c ep l a t ei st h a ti tw a sc o n s t r u c t e du s i n gt h et e c h n o l o g yo fw e b g i s t h ek e yp o i n t s o fd e s i g n i n ga n de x p l o i t i n gp l a t ea r et h eb a s i ct h e o r ya n dt e c h n o l o g yo fw e b g i s t h e r e f o r e ，t h e t h e s i sh a v ed i s c u s s e dt h et h r e es t r a t e g i e st oc a r r yo u tw e b g i so nt h eb a s i so fi n t r o d u c t i o no fi t s d e f i n i t i o n ，c h a r a c t e r sa n do r g a n i z a t i o n ，a n dd i s s e c t e dt h ew o r kt h e o r y , t e c h n o l o g i c a lc h a r a c t e r a n dc o n c r e t er e a l i z e dw a y so fe a c hs t r a t e g yd e e p l y b e s i d e s ，t h et a r g e tf o rw h i c ht h ep l a t e s e r v e r si st h ep u b l i c ，w h i c hm a k e st h er e a l i z i n gp r o c e d u r ed i f f e rf r o mg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o n s y s t e m a l s oi ts u m m a r i z e sa l lt h ec h a r a c t e r so ft h eg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o np l a t ea n dp o s e so u t t h ed e s i g n a t i o nr u l ei nt h et h e s i s c o n s i d e r i n gt h et e c h n i c a lc h a r a c t e ra n ds p e c i a lr e q u i r eo ft h e p u b l i cg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c e ，t h ep a p e rm a k e sg e n e r a ld e s i g n a t i o nt og e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns e r v i c ep l a t e ，r e s o r t i n gt os u p e r m a pi s2 0 0 3 ，w h i c ht a k e sx m la sd a t ae x c h a n g e m e d i a ，a sb a s i cp l a t ei nt h i st h e s i s i no r d e rt oc a t e rf o rt h e d i f f e r e n tr e q u i r eo fp e o p l e ，t h ep l a t er e f e rt ot h ed a t as o u r c e s i n c l u d i n gs p a t i a ld a t a , m u l t i m e d i ad a t a , r e l a t e dd a t a b a s e t h e r e f o r e ，t h ep r i n c i p a lt e c h n i c a l p r o b l e mi sh o wt oi n t e g r a t em u l t i m e d i aa n dr e l a t e dd a t a b a s ee f f e c t i v e l yt h r o u g ht h em a j o rf r a m e b a s e do ns p a c ed a t a t h ep a p e ra d o p t sx m ld o m t e c h n o l o g yt op a r s i n ga n da b s t r a c tt h es p a t i a l i n f o r m a t i o na n da t t r i b u t ei n f o r m a t i o n ，w h i c ha r ei n c l u d e di nt h ex m lm e d ia ，a n dt h e ne x p r e s s e s t h e mo nt h ew e b m e a n w h i l e t h et h e s i sr e s o r t st os m i lt e c h n o l o g yt od e a lw i t hv a r i o u s m u l t i m e d i as j m u l t a n e i t y , a n db ye m b e d d e dt h ep l u g i a so fs o j a ，t h es m i l _ f o r m a t e df i l ec a nb e p l a y e do nw e b a n db er e l a t e dw i t hi tr e l e v a n to b j e c to fm a p a l s ot h ep a p e rr e s o r t sa s pa d o t oc a r r yo u tt h ev i s i tt on e t w o r kd a t a b a s ea n dt h ee x c h a n g e dv i s i tw i t hr e l a t e dd a t a b a s em e m o 桂林工学院硕士学位论文 p e o p l eh a v el a r g ed e m a n df o rt h ep u b l i ci n f o r m a t i o nr e l a t e dt ot h ed a i l yl i f e s ot h ep l a t e ，w h i c h i n t e g r a t e st h es e r v i c ef u n c t i o no ft h eb u sn e t w o r ka n a l y s i s ，c a nc a t e rf o rt h el a r g ed e m a n do f p e o p l e i ti sd i f f i c u l tt oi m p l e m e n tb e c a u s et h eb u sn e t w o r ka n a l y s i sr e f e r st oc o m p l i c a t e dm a t h s m o d e la n ds p a c ed a t am o d e l c o n s e q u e n t l y , t h ea r t i c l ed i s c u s s e st h ee s t a b l i s h m e n to fp u b l i cb u s n e t w o r ks p a t i a ld a t am o d e l ，t h er e a l i z e dp r o c e d u r eo fe n q u i r yo fb u ss t o p ，b u sl i n ea n dt h eb u s e x c h a n g ef u n c t i o n ，b a s i n go nt h ei n t r o d u c eo ft h eb u sn e t w o r ka n a l y s i st h e o r y a f t e rt h e d i s c u s s i o no fd a t as o u r c e si n t e g r a t i o na n dp u b l i cb u sn e t w o r ka n a l y s i s ，t h ep a p e ra l s oe x p l a i n s t h em a j o rf u n c t i o na n du s a g eo f t h ep l a t ei nd e t a i l l a s tb u tn o tl e a s t ，v i e w i n go ft h er a p i dd e v e l o p m e n to fw e b g i sa n dt h eo t h e ri t t e c h n o l o g y , t h et h e s i sh a v ed i s c u s s e dt h et e c h n o l o g i e so fl b sa n dg r i ds e r v i c ew h i c hi n f l u e n c e t h e g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns e r v i c e m e a n w h i l e ，i tp r e v i e w si t s a p p l i c a t i o np r o s p e c t i n g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns e r v i c e ，i nt h el a s tp a r t , t h ep a p e rp o s e ss o m es u g g e s t i o nt ot h ef u t u r e d e v e l o p m e n to f p l a t e s f k e yw o r d s 】w e b g i s p u b l i cg e o g r a p h i c p u b l i cb u sn e t w o r ka n a l y s i s i n f o r m a t i o ns e r v i c ex m ld a t ai n t e g r a t i o n s u p e r m a pi s l b sg r i ds e r v i c e 桂林工学院硕士学位论文 = ! ! ! 竺= 竺竺! ! ! ! 竺! 竺! = ! ! 竺! ! 兰! ! ! = = 竺竺! ! ! ! ! ! = ! ! ! 烹苎ii ! ! ! 竺 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行 的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特 别加以标注和致谢的地方外，论文tj j 不包括他人已经发 农戏恍1 j 过的研究成粜，也4 i 包禽为扶钳挫林l ：! 、院或 l l 他做r j jl 构的。化j 啦i i l ；i5i l l f 使川j ：l 的利利。j 找川 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文c f l 作了 明确的说明并表示了谢意。 签名：懂霖监 日期：羔! ! 生! 叁里 关于论文使用授权的说明 小人兜全了摇4 f 枉林一l 学院仃必俅1 7 f 、使j i j 学位论义 的胱迎f f j ：学校彳r 秘保疗f 仑义的复印制：，允 ，f ：沧文疲 查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存沦文。 ( 保密论文确：解密历应遵守此规定) 日期：趔苫 桂林工学院硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 w e b g i s 在公众地理信息服务中的作用 随着i n t e m e t 的普及，与国民经济和日常生活密切相关的地理空问信息的 需求显得更加迫切。在这种需求的牵引下，随着w e b 技术与g i s 技术的同益成 熟和紧密结合，w e b g l s 系统应运而生。它通过将各类地物空间信息、属性信 息以及多媒体信息有机地集成在地图上，通过i n t e m e t 进行发布，使g i s 从“实 验型”、“专业型”开始真正走向实用，体现其平民化、大众化的特点，为人们 提供多种多样的地理信息服务。以w e b g i s 为基础平台为公众提供与生活相关 的信息服务，其优点在于： 1 ) w 曲g i s 通过以地图为主索引组织数据，使得公众所需要的各种信息源 得到了有机整合并平滑地转移到w e b 平台上。首先，g i s 利用其地图的抽象性 将公众生活中所关心的事物以符号化的点、线、面的图元对象表现出来，并通 过分层的形式对这些图元对象加以分门别类地组织与管理：以建立起来的空间 数据为框架，通过以g i s 对各个图元的地理编码为纽带，进一步镶嵌和整合与 公众生活密切相关的各种信息资源。 2 ) w e b g i s 通过其图形化的搜索引擎，使得公众可以迅速地从地图上找到 所关心的地物并通过其挂接的信息源了解该地物的详细属性：另外，w e b g i s 所具有的强大分析功能可以作为公众生活、学习、工作中的决策支持工具。 3 ) w 曲g i s 通过对各种类型数据的集成建立起以地图为主索引的表达w 曲 页面，通过以地图、文字、多媒体等多种形式表达了多层次的信息，强化了用 户对信息的感知和理解，把公众臼常学习、生活、生活中密切相关信息表达淋 漓，真正起到了“一帽图胜过干言万语”的作用。 1 2 基于w e b g ls 公众地理信息服务平台建立的意义 公众信息服务平台以w e b g i s 技术为依托，方便了公众获取信息的途径并丰 富了信息生活的内容，符合以人为本的科学技术发展观；同时，地理信息平台 以公众为服务对象，使得信息化建设更加贴近老百姓、方便老百姓，顺应了政 府所提倡发展“公共服务”的号召。此外，基于w e b g i s 公众地理信息平台作为 城市信息资源的门户促进了不同部门、不同层次信息之间的共享、交流和综合， 减少城市资源和功能重叠，起到了加速城市信息化建设的作用。同时，由于平 桂林工学院硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 w e b g i s 在公众地理信息服务中的作用 随着i a t e m e t 的普及，与国民经济和日常生活密切相关的地理空涮信息的 需求显得更加迫切。在这种需求的牵引下，随着w e b 技术与g i s 技术的同益成 熟和紧密结合w e b g i s 系统应运而生。它通过将各类地物空间信息、属性信 息以及多媒体信息有机地集成在地图上通过i n t e r n e t 进行发布，使g i s 从“实 验型”、“专业型”开始真正走向实用，体现其平民化、大众化的特点，为人们 提供多种多样的地理信息服务。以w e b g t s 为基础平台为公众提供与生活相关 的信息服务其优点在于： 1 ) w e b g i s 通过以地图为主索引组织数据，使得公众所需要的各种信息源 得到了有机整合并平滑地转移到w e b 平台f - 。首先，g i s 利用其地图的抽象性 将公众生活中所关心的事物以符号化的点、线、面的图元对象表现出来，并通 过分层的形式对这些图元对象加以分门别类地组织与管理 以建立起来的空间 数据为框架，通过以g i s 对各个图元的地理编码为纽带，进一步镶嵌和整合与 公众生活密切相关的各种信息资源。 2 ) w e b g i s 通过其图形化的搜索引擎，使得公众可以迅速地从地图上找到 所关心的地物并通过其挂接的信息源了解该地物的详细属性：另外，w e b g i s 所具有的强大分析功能可以作为公众生活、学习、工作中的决策支持工具。 3 ) w e b g i s 通过对各种类型数据的集成建立起以地图为主索引的表达w e b 页面，通过以地图、文字、多媒体等多种形式表达了多层次的信息，强化了用 户对信息的感知和理解，把公众日常学习、生活、生活中密切相关信息表达淋 漓真正起到了“一幄图胜过千言万语”的作用。 12 基于w e b g is 公众地理信息服务平台建立的意义 公众信息服务平台以w e b g i s 技术为依托，方便了公众获取信息的途径并丰 富了信息生活的内容符合以人为本的科学技术发展观 同时，地理信息平台 以公众为服务对象，使得信息化建设更加贴近老百姓、方便老百姓，顺应了政 府所提倡发展“公共服务”的号召。此外，基于w e b g i s 公众地理信息平台作为 城市信息资源的门户促进了不同部门、不同层次信息之间的共享、交流和综台， 减少城市资源和功能重叠，起到了加速城市信息化建设的作用。同时，由于平 减少城市资源和功能重叠，起到了加速城市信息化建设的作用。同时，由于平 桂林工学院硕士学位论文 台通过将g i s 应用融入到公众的日常生活中，使得他们在潜移默化中接收和普 及g i s ，弥补g i s 的专业性所带来的“数字鸿沟”。由于在未来的“数字城市”， 每个公众都是其中的一个节点，因此从这点上看平台还起到了推动“数字城市” 的“社会工程”建设的作用。 1 3 基于w e b 6ls 公众地理信息服务开展的主要条件 基于w e b g i s 开展公众地理信息服务平台，其主要条件包括：信息高速公路 是否畅通、空间基础数据库是否完备以及用于平台开发技术w e b o l s 是否成熟。 由于我国在“国家信息化”以及“数字城市”等战略目标的引导下，这三方丽 取得了可喜的进展，主要表现在： 1 ) 我国的国家信息基础设施的建设已初具规模“2 3 现已建成包括数据网、光纤骨干网、a t m 异步传输模式网、s h d 同步数 字系列网和光纤按入网等在内的通讯干线网。全国一些大中城市正在建立的千 兆宽带城域网。随着该网络建成，将解决基于w e b g i s 的公众地理信息服务平 台数据传输的瓶颈问题，从而为提高系统的集成度和应用范围准备了基础设施 平台条件。 2 ) 国家和地方空间基础数据库的建设已逐步完善。”“1 如果发展了高速公路，而公路上没有或缺少货源，那么这高速公路是没有 经济和社会效益的。而在信息高速公路上的货源主要就是国家( 地球) 空间数 据和以此数据为空间框架的各种政治、经济、文化、科技和社会信息。在过去 的二十年间，在各种信息获取技术的支持下，我国已经积累了大量原始数字化 数据和相应资料，建立了1 1 0 0 多个大、中型数据库以及大量的各类数字化地理 基础图、专题图、城市地籍图等。国家已经完成丁全国l ：1 0 0 万、 1 ：2 5 万 基础地理空间数据库，并启动了全国l ：5 万，部分省份1 ：l 万基础地理空间 数据库的建设。这为为开展地理信息服务提供了数据基础，同时也作为公众所 关心的各种经济、社会和人文等方面信息提供了集成空间框架环境。 3 ) w e b g i s 技术的蓬勃发展与广泛应用 有了“高速公路”和“货源”，要通过i n t e r n e t 这条“高速公路”把公众 所迫切需要的空间数据及其所镶嵌的其他信息所构成的这“货源”送到目的地， 所缺少的就是“车”， 而这里的“车”就是实现将这些数据源转化成公众所 桂林工学院硕士学位论文 需要的信息的服务平台即基于w e b g i s 的公众地理信息服务平台。而基于 i n e r n e t 构造地理信息服务平台，其核心技术就是w e b g i s 技术，因此以w e b g i s 技术以及相关的产品就是构造这辆“车”的核心部件。而w e b g i s 在从1 9 9 3 年 第一个原型x e r o xm a ps e r v e r 诞生至今，经过人们l o 年来的不断的探索，其 在技术上取得了蓬勃的发展并得到成功的应用，主要体现在：积累了丰富的技术 方法，包括基于c g i 以及通过j s p 、a s p 、s e r v l e t 扩展s e r v e ra p i 等方法的服 务器实现策略，基于p l u g i n s 、a c t i v e x 、j a v aa p p l e t 等方法的服务器实现策 略以及基于服务器和客户端共同承担负载的混合策略。基于这些技术涌现了一 批优秀的组件平台，如国外i n t e r g r a p h 的g e o m e d i aw e bm a p 、a u t o d e s k 的 m a p g u i d e 、m a p l n f o 推出的m a p x t r e m ef o rn t 和m a p x t r e m ef o r j a v a 两套 产品以及e s r i 最新推出的以x m l 为传输媒介和以构建g n e t 为目标的 a r c l m s 4 0 ；国内的技术及产品也取得了长足的进步，如中科院遥感所的 g e o b e a n s 、武汉吉奥公司的g e o s u r f 、武汉奥发公司的a f i n t e r n e t 以及北京超 图公司推出的以x m l 为媒介的s u p e r m a p i s 2 0 0 3 等。目前，这些产品在农业、 林业、水利、地矿、交通、通讯、新闻媒体、城市建设，教育、资源( 土地、 森林、水、矿物、海洋等) 、环境、人口、海洋以及军事等几十个领域成功地得 到了应用。 基于上述的分析，公众地理信息服务平台的建立条件已经基本具备，并且 随着条件的进一步改善，将为公众地理信息服务的开展提供更加广阔的前景。 1 4 论文的主要内容与组织结构 基于w e b g i s 构建面向公众的地理信息服务具有广泛的需求和深远的意义 并且具备相应的条件，因此研究如何应用现有的技术条件和数据资源条件构建 相应的服务平台为公众这一广泛的群体提供优质的地理信息服务显然非常必 要。本文即是以此为出发点，围绕公众地理信息服务这一主题展开的，全文共 分七章，论文结构如黼1 一l 所示： 桂林工学院硕士学位论文 第1 章绪论 第2 章w e b g i s 原理与方法概述 第3 章公众地理信息服务平台总体设计 第4 章 公众地理信 息服务平台 数据集成的 技术与方法 基于w e b g i s 的 公众地理信息服 务研究 第5 章 公众地理信 服务甲台寅 与研究 第6 章公交查询子系统的实现与研究 第7 章l b s 与嘲格技术在公众地理信息服务- p 麻用展掣 结束语 图l 一1 论文结构体系 桂林工学院硕士学位论文 第2 章w e b g i s 原理与方法概述 2 1w e b g s 概述 2 1 1w e b g i s 的概念 w e b g i s ( 也称为i n t e r n e t g i s ，网络g i s 等) 就是利用互联网技术，在w e b ( w o r l dw i d ew e b ，也称w w w ) 上实现空间数据的存储、显示、空间分析及输出， 并能回答用户提出的问题，进行决策支持的系统。它是地理信息系统在万维网 上的实现，是利用万维网技术对地理信息系统的改造和发展。w e b g i s 在信息的 快速发布，数据的及时更新、使用的简单灵活方面具有传统地理信息系统无法 比拟的优点。人们只需将计算机连接到目标主机上就可以获得所需的地理信息， 而没有必要占用大量的存储空间和存储完全的数据库拷贝。具体看来，w e b g i s 和传统地理信息系统相比具有以下特点： 1 ) 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w e b 所特有的优势大大方便了g i s 的数据管理，使分布式 的多数据源的数据管理和集成更易于实现。 2 ) 平台独立性。无论服务器或客户机是何种机器，无论w e b g i s 服务器端 使用何种g i s 软件，由于使用了通用的w e b 浏览器，用户就可以透明的访问 w e b g i s 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。 3 ) 可以大规模降低系统成本。普通g i s 在每个客户端都要配备昂贵的专业 g i s 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。w e b g i s 在客户端通常只需要使用w e b 浏览器( 有时还要加一些插件) ， 其软件成本与全套专业g i s 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。 4 ) 更简单的操作。要广泛推广g i s ，使g i s 系统被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w e b 浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。 5 ) 平衡高效的计算负载。传统的g i s 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w e b g i s 则可以充 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 桂林工学院硕士学位论文 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。 2 1 2w e b f l i s 的基本组成 w e b g i s 的基本组成包括硬件和软件两部分。其中硬件主要指网络设旋，而 软件主要包括以下内容： 1 ) 网络操作系统：现在普遍应用的有u n i x 、n e t w a r e 、w i n d o w s n t 、l j n u x 等几种； 2 ) w e bs e r v e r ：w e b 是一种分布式的多媒体超文本系统，它可以将全世界 各个地方与i n t e r n e t 相连的计算机信息有机的结合在一起，而且各个地方的主 机都可以建立自己的w e b 服务器，向w e b 提供图文并茂的信息。他的文件组织 不是简单的顺序排列，而是由指针连接的复杂的网状交叉索引，检索数据非常 灵活，常用的服务器有w e b l o g i c 、i i s 等； 3 ) b r o w s e r ( 浏览器) ：通过浏览器链接到服务器站点，将服务器上发布的 信息在浏览器上加以显示，并通过浏览器所提供的功能与服务器进行数据交流， 现在浏览器本身的功能已发展得十分强大，可以将g i s 应用嵌套到主页上。目 前常用的浏览器主要是基于图形界面的，有m i c r o s o f t 公司的i n t e r n e t e x p l o r e r 和n e t s c a p e 公司的n a v i g a t o r 等： 4 ) 超连接技术和w e b 动态交互技术：w e b 的飞速发展得益于用h t m l ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文本标记语言) 语言实现的超级链接技术，它将世界 各地的网站通过i p 地址连接起来，使我们忽略了空间距离。但由于w e b 本身缺 乏j c 寸空间数据结构的支持，超媒体技术在对空间数据的组织和语义的逻辑表达 上不尽人意，要开发w e b g i s ，必须借助各种w e b 动态交互技术，才能给用户提 供丰富的图形和图像数据，并完整的表达数据体现的空间信息。这些技术包括 j a v a 、c g i 、a c t i v e x 等； 5 ) g i ss e r v e r ：因为现有的i n t e r n e t 构架的服务器端不支持g i s 服务， 必须建立g i ss e r v e r 来完成g i s 功能，包括空间数据和属性数据的存储及同客 户端的通讯。 从以上的分析总结w e b g i s 的基本组成结构如下图所示： 桂林工学院硕士学位论文 服务器客户端 图2 - 1w e b g i s 的基本组成 2 2w e b g i s 主要的技术方法 w e b g i s 功能的实现实际上就是在客户端和服务器端分别对空间数据进行 分析操作，然后通过网络通讯来传递处理结果以完成特定的任务。这数据处理 中既可以由服务器充当核心角色，也可以由客户端来充当。而从数据传递的传 递形式看可以有矢量和栅格形式：在以浏览器支持的g i f 或j p e g 等栅格格式数 据传递中，地图数据在服务器端执行放大、缩小、漫游等操作后，通过网络动 态传递给客户端一幅更新后的图像；在以矢量作为传递形式的方式下，要将图 形数据一次性地发送到客户端，将图形的显示和一些分析交由客户端来完成。 按照上面提到的w e b g i s 的服务器和客户端的关系以及数据传送的形式进 行划分主要有下面三种实现策略：服务器策略、客户端策略、客户端服务器混 合策略。对于每种实现策略又可以有多种具体的软件技术加以实现，下面对三 种策略以及各自的实现方法分别加以介绍并着重对这些策略和方法的优劣势进 行比较与分析。 2 2 1 基于服务器策略及其具体实现方式 服务器策略是在客户端由用户提交数据和空间分析请求，由服务器来完成 用户提交的请求，再把结果返回给客户端，在客户端浏览器上显示结果。这是 一种典型的问答式方式，是传统c s 模式在广域网上的推广，其数据传递形式 一般是栅格，其工作流程如图2 2 所示： 桂林工学院硕士学位论文 黧一卜 + _ j 用户输入 l ， 服 客 斗 务 厂、e b 、 户 3 器 端 属性 l 一显示结果 l 煳厂 图2 2 基于服务器策略的工作流程 这种组织形式的优点在于可以充分发挥高性能服务器的作用，完成客户端 不易完成的任务。但同时也存在一些缺点，主要体现在： 1 ) 受网络性能的影响大； 2 ) 当大量用户同时访问服务器时，易造成服务器性能降低，增加了用户等 待的时间； 3 ) 任何请求都必须通过网络传输，加重了网络传输负担： 4 ) 客户端起到请求和显示数据及查询结果的作用，无法充分发挥各客户机 的作用；传递给客户端的是图象数据，用户不能对其直接地进行分析，并且在 打印输出等应用时，图形不够精美。 从具体的实现方式上看，基于服务器策略的w e b g r s 实现的主要 有：c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，通用网关接口) 、服务器应用程序接r ( s e r v e ra p i ) 两种方法。其中s e r v e ra p i 的具体实现上主要有a s p 、s e r v l e t 、 3 s p 三种技术，下面对这些技术特性以及优缺点逐一地进行剖析。 2 2 1 1c g i ( 通用网关接口，c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) 技术 c g i 是通用网关接口( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) 的简称，是连接外部应 用程序和w e b 服务器的标准技术。是w e b 服务器调用外部应用程序时的参数规 范协议。c g i 提供了一个在浏览器和服务器之间，以及服务器和服务器上其它 软件之间的一个连接接口。通过c c i ，用户可能发送一个请求到服务器上，服 务器再把这个请求后端的应用软件上。这个特定的应用软件根据该请求产生相 应得结果并交给服务器，服务器再把这一结果送给远程用户。在这一过程中， c g i 就像一个联络官，起着沟通用户与服务器上软件的桥梁作用。 桂林工学院硕士学位论文 在物理结构上，c g i 是一段程序，它运行在服务器端，提供同客户端h t m l 页面的接口。c g i 是w e b 服务器的一部分，是网络服务器上的可执行程序。它 能够与运行于w e b 服务器上的其他程序进行通信。通常w e b 服务器响应一个客 户端请求，所检索到的结果h t m l 文档是一个静态、内容不变的文档。通过c g i ， 客户端可以和服务器进行信息交流，即实现我们常说的“交互式网页”。 基于c g i 的w e b g i s ，在服务器端，g i s 软件( 以应用服务器形式存在) 通 过c g i 与万维网的h t t p 服务器相连。在客户端，由万维网浏览器以h t m l 建立 用户界面，用户通过h t m l 表格和栅格图像输入指令，所有g i s 操作和分析， 都是在g i s 服务器上完成的。服务器以图像和h t m l 文件的方式反馈。 基于c g i 的w e b g i s 服务器由w e bs e r v e r 和g i ss e r v e r 两个服务进程