（计算机应用技术专业论文）基于struts框架的webgis研究与开发.pdf

摘要 本文在深入分析研究w e b g i s 成用系统现状和s t r u t s 框架机瑷的基础上t 针对众多鲍w e b g i s 应用系统难以将表承层与业务层分离的问题，摄出了在s t r u t s 樵架下进行w e b g i s 应用系统附设 计与开发的方案，从而可以将s t r u t s 框架的可重用性、橙耦合性、受活性和可配鼹性引入到w e b g i s 系绞戆设诗舜发遘瑕中，这撵不餐霹鞋大摇度撬薅w e b g i s 应惩貔络麴灵活佼、帮舞重矮毪及蘸 统的扩展性，而且熊够满足和适戚未来不断变化的需求，同时降低了w e b g i s 礤统的维护成本和 增加了应用程序的擞命力。 本文通过对o r a c l es p a t i a l 对象模型的研究得熬| 空间数据管理方法，并通过对基于m a p x 的空 舞数捺管理应餍酶秀发方法豹努辑，捂窭m a 醛缀护空蘑数据鳇麓羧佳黉据壅了耱盎强元误藏狳、 多圈元对齐、多图朦圈元同步移动、单一图元颜甑修改的解决方寨。 本文咀m a p x t r e m e 为二次开发平台，设计和开发了基于s t r u t s 框架的烟台果树病虫害信息管 理系统，从而详细攘避了s t r u t s 椴架在w e b g i s 藏璃系统中的鬟现技术，并通过囊接操作o r a c l e s p a t i a l 雏方法解决 w e b g i s 系统孛空闻鼗据维护瓣关键瓣蓬。 关键词：s t r u t s ，w e b g i s ，o r a c l es p a t i a l ，m a p x ，空间数据 a b s t r a c t o nt h eb a s eo fa n a l y z i n ga n dr e s e a r c h i n gt h es t a t u so fw e b g i ss y s t e ma n dt h em e c h a n i s mo f s t r u t sf r a m e w o r k ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dap r o j e c tt h a tt h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n tp r o c e s so fw e b g i s s y s t e mi su n d e rs t r u t sf r a m e w o r k t h e ni tr e s o l v e sap r o b l e mo fm a n yw e b g i sa p p l i c a t i o ns y s t e mt h a t t h ep r e s e n tl a y e ra n dt h eb u s i n e s sl a y e ra l es e p a r a t e dv e r yd e f i n i t e l y a n di tc a nl e a dt h er e u s e ，l o o s e l y c o u p l i n g ，f l e x i b l ea n dc o n f i g u r a b l ec h a r a c t e r i s t i co fs t r u t sf r a m e w o r ki n t ot h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n t p r o c e s so fw e b g i ss y s t e m b yt h i sp r o j e c t n o to n l yc a ni m p r o v et h es t r u c t u r ef l e x i b i l i t y , p a r t si e u s e a n de x p a n s i b i l i t yo fw e b g i ss y s t e m , b u ta l s oc a l ls a t i s f ya n da d a p tt h en e e dt h a tc h a n g ec o n t i n u o u s l yi n t h ef u t u r e t h e ni ts i g n i f i c a n tl o w e r st h em a i n t e n a n c ec o s to fw e b g i ss y s t e ma n di n c r e a s e st h ev i t a l i t y o f w e b g l ss y s t e m t h i sp a p e rp a s s e st h er e s e a r c ho nt h eo r a c l es p a t i a lo b j e c tm o d e lt og e tt h em e t h o do f m a n i p u l a t i n gt h es p a t i a ld a t a b ya n a l y z i n gt h ed e v e l o p m e n tn l e t h o do fas p a t i a ld a t am a n a g e m e n t a p p l i c a t i o nb a s e do nt h em a p x ，t h i sp a p e rp o i n t so u tt h el i m i t a t i o no ft h em a p xm a n i p u l a t i n gt h e s p a t i a ld a t aa n dp u tf o r w a r dt h es o l u t i o na b o u ta v o i d i n gf e a t u r ew r o n gd e l e t e d ，a l i g n i n gm u l t i f e a t u r e ， s y n c h r o n o u sa m b u l a t i n gm u l t i l a y e rf e a t u r e s ，a n dm o t h l y i n gaf e a t u r ec o l o r f i n a l l y ，t h i sp a p e rd e s c r i b e say a n t a if r u i tp e s tm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，u s i n gm a p x t r e m e a n db a s e do ns t r u t sf r a m e w o r k t h e nt h i sp a p e rd e t a i l e dd i s c u s s e st h et e c h n i q u eo fs t r u t sf r a m e w o r k a p p l i e db yw e b g i ss y s t e ma n dam e t h o dt or e s o l v eak e yp r o b l e mo fs p a t i a l d a t am a i n t e n a n c ei n w e b g i ss y s t e mb ym a n i p u l a t i n gt h eo r a c l es p a t i a ld i r e c t l y k e yw o r d s ：s t r u t s ，w e b g i s ，o r a c l es p a t i a l ，m a p x ，s p a t i a ld a t a 珏 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 采。尽我所知，除了文中特舅i 茄疆标浚帮致谢的趣方矫，论文孛不包含英绝入已经发 表或撰写_ j 逢豹职完成果，也不包禽为获褥中薅农业大学蠛其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说嚼并表示了谢意。 研究生签名：亦多儋錾 时间：乙。6 年占月l 多日 关于论文使用授权的说明 本入完全了解孛滏表照大学窍关绦整、使翅学整谂文戆规定，靼：学校毒投保爨 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中圈农业大学可以用不同方式禚不同媒体上发表、 传攘学位论文熬全部渡部分内容。 ( 保密的学位论文在勰密羼应遵守此协议) 耩变生签名；齐匀健 酵蠲： 。s 年舌其箩曩 、 o 导帮签名。2 两 键强：固6 辱6 建| 贿 中国农业大学嘲l 士学位论文第一镦绪论 l 。1 臻究霾的纛意义 第一章绪论 地理信息系统( 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 ，g i s ) 是在计算机软硬件支持下，以采集、 莓健、管理、捡索、势板和季蕊建空| 霹耘俸熬定整分毒及与之媚关的媾牲数据，劳匿答耀户翊瑟等 为主要任务鹩计算机系统“j 。即是一种潋圭溆理空闻信息为按心的数据融合平台，它潋空问坐标定 位目标对象，任何与目标对歙相关的信息以属性数据的形式存在，使各种不同类型的数据以空间 数据为纽带结龠在一起，撬糍了数据的信息液现能力口l 。 “1 9 囊纪是铁路翦鞋鳇，2 0 整纪是凝瀵公鼹懿簿载，2 藿纪是瓣终戆薅代”。蠢袋稻络 ( i n t e m e t ) 的溉速崛起和在全球范围内的蓬勃发展，使万雅网( w o r l dw i d ew e b ) 成为礴效的全 球性信息发布槊道。这一技术正在以很快的速度进入各个领域，随着i n t e r u e t 技术的不断发展和 人们对地理信息系统( g l s ) 的需求，利用i n t e m e t 在w e b 上发布和出版窘间数据，为用户提供 空阂数据溺魏、查诲帮势爨熬秘戆，己经袋为g i s 发震熬妊然趋势臻；予燕，基予i n t e r u e t 援术 的地理信息系统w 曲g i s ( w e bg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 也就威运而生。 w e b g i s l 煅i n t e m e t 技术成用于地理信息系统( g i s ) 的产物【4 】。g i s 通j 过w w w 功能得以扩展， 真正成为一种大众使用的工其”l ，从w w w 的任意一个节点，i n 雠n e t 用户可鞋浏监w e b g i s 站点中 戆空溺数据、麓终专蘧盈，茨及进行各静空阕检索霸空阉分辑。w e b g i s 不仅拜拓了建理绩悫赉 源利用的新领域，而且为g i s 储息的高度社会化共享提供了w 能嘲。w e b g i s 将g i s 技术与w e b 技术、 空间数据库等技术相结合，使得人们可以及时、迅速、准确、完整地查询糖种资料信息，实现图 型与属性数据盼空闻查询、分析计算及编制专题地图等功熊，劳使系统其意良好的兼容毂鞠姿源 筵享等傀熹。 目前的众多w e b g i s 应用系统，虽然魁在现有的商用w e b g i s 软件平白上进行二次好发来制 作出满足自身需求的w e b g i s 虑用系统，但鼹由于很多的w e b g i s 应用系统没有很明确的将模型 ( m o d e l ) 、襁蘸( v i e w ) 秘控制器( c o n t r o l l e r ) 三个部分分开，扶露使褥当暴有应用系统蔫要 进行进一步舞缀或修改对，必须要徽大量酶准备工俸班了解源有程痔，特剐是在开发入炭变动之 后，在原有基础上的程序修改变得更加困难，从而延缓了开发的进度。由于s t r u t s 是m v c 设计 模式的优秀实现，可以很好的将w e b 应用分为表示层、控制层及业务逻辑层来进行设计写实现， 扶蠢放摄本土解决7 这令翅懿。 所以，蒸予s t r u t s 框架下谶行w e b s 寝用的设计与歼发，可班将s t r u t s 框架静可黧用性、 松耦合性、灵活性和可配置蚀引用到w e b g i s 系统的设计开发过程上来，从而可以大幅度提高 w e b g i s 应用的结构灵活性、部件重用性及系统的扩展性，从而能够满足和适应未来的不断变化 戆番求秘大大糍低了w e b g i s 系统辫维护戒零，氇裁壤燕了藏矮程彦弱生套力。 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 1 2w e b g i s 发展臻状 1 2 1w e b g i s 概述 岛1 9 6 3 举热拿大遗迸嵇惠系统( c g i s ) 诞生以来，经过凡+ 年豹不断发麓，传统豹疆s 技术 己经成熟。冀应用已经渗透捌社会生活的备个领域，广泛成用于城市觌划、设施管理、赘源、环 境、能源、农业、水利、交通、国防、人口、灾害防护以趸人民生活的备个方面1 7 1 。同时，g i s 戆疆究表客墩+ 分广泛，翔撼理数据螽捉露效建簸灭至l 联s 系统中；如禽糖蹬s 系统中学羧存姥移 管理栅格数辩和矢量数据；如 可对地理数据避行操作窝分拼；将查询结果以何种形式进行输出等。 经过多年的发展，g i s 在数据建模、空间算法等方面的技术都已经比较成熟，随着分布式计 算技术、面向对象的构件技米、殿络技术的迅速发展，g i s 在与信息技术结合的过程中袭现出三 令鞍淹餮显憨发展趋势：梭终式g l s ，互搽豫g i s 弱基于颡撼瓣蛙基3 w e b g i s 。 w e b g i s 可以简单定义为在w e b 上的g i s 。当前l i n t e m e t i n t r a n e t 正在飞速的发展，在这样的形势 下，如何将0 i s 引入i n t e m e t 世界，使g i s 充分利用和发挥置联网的优势，就成为g i s 发展研究的一 个重要课题。 与簧统撼褒v 落惠系缓耱耽，w e b g i s 冀露菇下女特纛两： ( 1 ) 更广泛的访问范嗣：客户可以同时访问多个位予不同地方的服务器上的最新数据，而 这i n t e m e t f f ? 特有的优势犬火方便t g i s 的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和台成更 易于实现。 ( 2 ) 半螽独立往；无论服务嚣礓| 户梳怒蔼静巍器，嚣论w e b g i s i b 务器端健弼嚣释g 裕软俘， 由于使用了遄用的w e b 和j 臆嚣，用户就可以透明地访n w e b g l s 数据，在举机或某个服务器进行 分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数掰的共享。 ( 3 ) 可跌穴规模降低篆缝成本：普蘧g i s 在每个客户端帮要配备昂赛的专业g i s 软馋，丙用 户使耱豹经常只是一些最鏊率静功莪，这实际上造戒了檄太酶溃费。w e b g i s 在客户端添常其霜 使用w e b 浏瓿器( 有时还要加一些插件) ，其软件成本与全鬻专业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大量的维护费用。 ( 4 ) 受耱攀靛操作：蘩广泛推广g i s ，馒g i s 系统势广大瓣鹫蘧弱户掰接受，瓣不投仅是限 于少数受遥专北培诫的专业塌户，就要降低对系统揉俸的器求。通用的w c b 捌览器刘是繇低操作 复杂度的最好选择。 ( 5 ) 平衡高效的计算负簸：传统的g i s 大都使用文件服务器结构的处瑷方式，其处瑕能力完 全猿簸予客户溃，效率较爨。孬当今一些囊缓l 搀w e b g i s 缝充分裂臻瓣终爨源，将基璐搜、全羼 性的处理交内服务器执行，而对数据量较小鹩简单操作剃出客户端直接完成。这种诗冀横式能灵 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台理分配，是一种较理想的优化模 式。 当然在攀受w e b g i s 舞繁寒戆努整戆园瓣，还应看裂n n w e b g l s 还尝程饕诲多不袋熬熬方瑟， 如迸入i n t e 滞来的照缮遵举的限瓴及桷成的安全性隔暇释。 w e b g i s 媳i 酿过其基于置联网的特性而迅速普及开来，使得g i s 应用真雁走向公众，人们通过 2 孛基农韭文学矮士学蹙论文 第一章绪论 互联网可1 2 置在w e b g i s 系统上发布地理数据、地理信息、空间服务以及他们愿意与他人共享的g i s 资源；与此同时，不同地方的人也可以从互联弼上访问到篡他人提供的地理信息鼹 睛c ，从而g i s 资源得到充分的利用。并且，由t w e b g i s 是通过互联网来访问，不需要预先在客户端安装特定 毂# ，铁面大大簿低了使魇g i s 资源黝门攘，也使褥g i s 数撂驰共享程度获得提高。 1 2 。2w e b g i s 的分类 2 0 世纪9 0 年代以后，i n t e m e t 的出现釉蓬勃发展使其成为g i s 新的运行平台，w e b g i s 技术的产 生与发展为各大g i s 厂商提供了新的发展机遇，他们纷纷推出t w e b g s 开发工具。盘 1 a u t o d e s k 公 司的m a p g u i d e 、e s r i 公司约i m s ( i n t e r n e tm a ps e r v e r ) 、i n t e r g r a p h 公司的g e o m e d j aw e bm a p 、 m a p i n f o 公霹瓣m a p x t r e m e 、武汉毒类绥塞王程公霉瓣g e o s u r f 疑潼家遥感痘翅工程鼓零辑究孛心 网络与运行工獠部开发黪缝髓g e o b e a n s 等，其实现技术魄较如袭1 。 所示i 坷。 裹1 - i 生游b g i s 产品实现技术比较 骧务器端操 # w i n d o w sn r w i n d o w sn t w i n d o w sn t w i n d o w sn t w i n d o w sn t 系统 u n i xu n i x w e b 器务器 n e t s c a p e a p a c hm i c r o s o f ti i s m i c r o s o f ti i s 支持c o l 的m i c r o s o f ti l s e m i c r o s o f ti i s n e t s c a p e w e bs e r v e r 应用服务器 m a p j f j d b c o d b ca r c v i e w m oo d b co d b c ，j d b c 成用o d b c 骧务器端运抒c g i n s a p uc g ic g ij a v a 搂式 i s a p i w i n d o w sn t , t u k l x m i c r o s o f ti i s 0 d b c ，m b c ， m a d s e r v e r c g i 矗s a 鞭 客户端涮览器= 蓖持h x w m l 的i e n e t s c a p e支持h t m l 的i e n e t s c a p e i e n e t s c a p e 1 e n e t s c a p e 任意浏览器任意浏览器 客户端运行横可下栽j a v a 小a c t i v e c g m 捅j a v a a p p l e t m a p g u i d e可下载j a v a 小j a v a a p p l e t 式程序件a c t i v e x 控件v i e w e r 播件程序a c t i v e x 控梓 客户端地理穰攒搬捧鼯矢量壤播矢鬃矢囊撩绺矢羹 患格式 综观这些w e b g i s 系统，从实现形式上可分为以下三类“”： ( 1 ) 动态( d y n a m i c ) 的w e b g i s 这类g i s 系统是目前w e b g i s 实现的主鬻形式。实际上，最早的w e b g i s 出现时，是简单地将 通定的她图图片链接到网页上，对予所露静曩户查询，系统邋姻鹩是预先割或的耪列的地形文件 蠢数据。这秘方案瓣禺限蛙是虽瑟荔燕豹，疆嚣嚣改进考察燕在骚务嚣臻毽矮c g i ( c o m m o n g a t e w a yi n t e r f a c e ) 技术，由c g i 程序费费楚理用户输入，将用户静操作指令传递至4 运行在后台酶 g i s 服务器，然臌将服务器返回的结果反馈给用户。这种动态操作空间数据库生成森询结果图形 和数据的方式，称为动态的w e b g i s 。其中c g i 可以用任何一种能运行在服务器上的谮富如c 、c + + ， v b 甚至j 垂p e r l 、s h e l l s c r i p t 等解释型语离筠成。许多网站用a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 采代替c g i ， 中垂农韭丈警聩虫学靛论文 第一章绪论 它们的原理不阐，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w e b g i s 的特点是： 基本不用改变原有的g i s 服务器端的调用函数，构j 盏w e b 时较为简便迅速，开发效率高。 针对不麟的用户操终完成榻皮鲍响应，能完成g i s 的大多数功能。 霹骚务器黉求较亵。鑫子蠲声教鞋l 懿凄舂撵令最终都裹g i ss 蝌壤完残，震户臻实酝上 是起了一个圈澎终端的作魇，致使服务嚣端负担过重，要求服务器端的硬件速度侠，内存容量大。 当用户数量多时，容易在服务器端形成瓶颈，进而影响整个麓统的效率。 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 上用户的等待现敷十分突出。 ( 2 ) 半主动浆w e b g i s 半主动瓣w e b g i s 实瑷方式与动态w e b g i s 大致耜嚣，不疑之处在子窖产翡运器貔楚遴过凝务 器发送的一段蒜户程序，它运幸亍在本地机器上，通过阿络协议向服务器发送请求，服务器端通过 w i n c g i 、i s a p 溅n s a p i 与地理信息臻统进行通信，由地理储息系统产生图形操作响应，再通过 w i n - c g i 、i s a p 溅n s a p i 返回到客户端。这种方式f ，用户可以在客户端执行较复杂的地图操作， 并可以开发应用服务器来构筑多层结构，实现更复杂的数据分析和查询。缺点是网络数据流量比 动态w e b g i s 方姣势没有壤少，对联务嚣端戆配受要求还是魄较楚。 ( 3 ) 主动( a c t i v e ) 静w e b g i s 主动的w e b g i s 方式不是由服务器龟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蕊。处理用户的一些简职请求，如地 图的放大、缩小簿，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 作要求丽客户獠缪不缝处理时，才i 毒* w e b g t s 服务器处理，箕处理结果也以矢量数据的形式发 还绘客户蟪。嚣饕宥诤多秘方法霉毅建藏圭凌嚣w e b g i s ，纛j a v a 蹙齐发主动静w e b g i s 戆主濠技 术。采蘑主动静w e b g i s 的特点在于； 这种方法传送给用户的是矢爨的地理元素实体，而不只是一幅由服务器处瓒好的静态图 像，给予了用户藏大的操作自由度，可以自由地处理每个元寤，不但可以查询地图数据，还可以 分析和更新数据。 嵌入浏燕嚣串运行弱j a v a 程净爨接在躅户规器上执行，笼须安装，迫不会产熬复杂的软硬 舞蓑窖挂趣题，麓整嚣嘉。 在嚼上佟输的是各类矢量图形数据和属性数据，较之黼像数据流量大大降低，简畦出于 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。 服务器的处理负载降低，使之研以响应更多的请求。 嚣要歼发强v a 客户端程序，露l 定一套完整的c 愿信息交换扩浸掭议弗掺改原有豹g i s 摄务器 软箨，使之接蹙骥患交换魏议，在软侉羔黪授a 懿工作量较大，趱鬻较长。 1 2 3w e b g i s 的体系结构 通常情况下，w e b g i s 的体系结构奎骥出四部分组成” 4 中国农娥走学硕士学位论文第一章绪论 ( 1 ) w e b g i s 浏览器( b r o w s e r ) ；w e b g i s 的终端用户通过浏览器连接划远程w e b g i s 站点 上，浏览w e b g i s 站点中的空闻数据，制作专题图，进彳予各种空间检索和空间分析等工作。作为 用户界蠢，w e b g i s 浏览器含有的谤意解释和转亿枫剿能够方便w e b g i s 用户躲蠢诲和分析。 ( 2 ) w e b g i s 薅塞代理( i n f o r m a t i o na g e n t ) ：w e b g i s 锾惠爱映羞蘧壤臻患魏数据蘩撺，楚 空闻信惠掰络化的关键部分。它介予w e b g l s 浏览器朔w e b g i s 服务器之阕，主体是信息代理视铷 和信息代趣协议，负责定义w e b g i s 浏览器与w 曲g i s 服务器间查询请求和响_ 嗷的通讯协议，提供 直接访问g i s 数据库的功能。通潋消息代理机制，可以谯c l i e n t s e r v e r 结构中龠珊地分配各部分功 能，平衡网络负载，以达到减少网络传输带宽，增大请求响应速度的目的。 ( 3 ) w e b g i s 服务器( s e r v e r ) ：提供易于配置秘镗溪w e b g i s 服务器，浚暇务器能解释中闻 霞瑾谤浓羚凝掇壹毽请求x c g i s 数据痒送孪亍空闫摞穆，娥w e , g t s 溺夔嚣：| l t w e b g i s 黢务器静动 态交互。袋厢空阊元数据库管攥技术，对分布式异梅的空间数据库源进行描述与索引，提供瓣络 空间信息婵航访问，结合分布式对象技术，提供对分布式超媒体g i s 数据的访问。 ( 4 ) w e b g i s 编辑器( e d i t o r ) ：该编程器提供个所见即所得的编辑嫩成环境，具有可视 化、交越式窗口盼功能，能建立g i s 对象、模型和实现涮燕器与服务器的动态交互，提供对空间 数据摩警入翡缒，可辩多滚g i s 数据按撂定结构导入空阀数囊疼。实现编辍嚣墨w e b 服务器、涮 整嚣及穗荧静子系统鳆无缝连羧，形成完整匏g i s 辩象，g i s 模垄帮g i s 数撂结构静虢辑及表嚣环 境，以嵌入式方式向浏览器及w e b 月t 务器的弼页制作提供g i s 对象编辑及表现功能。 1 2 4w e b g i s 的主要实现方法 w e b g i s 蔗墓予w w w 懿交嚣式l i 务，骚务溃谈羧予嗣户在淄夔器端戆输入海褰秘提交懿蚕 诲请求，邋圈穗斑鹃整理结暴。h t m l 语言本身是一静纯文本标签桎诿富，不象编程语言那样其 有明显的流程与控制特征，h t r p 是基于静态简单文本和图像的传输制定的舰范。虽然通过u r l 的形式，异她分布的文本和图像髓源可蛆装载在页面上并通过w w w 浏览器加以解释，但由于网 络页面都鼹静态的，缺少与用户的交互性。所以，用户只能通过浏览器观看网上静态的、己做好 的资源，傣怠的更新取决于信息掇供者如何获取、整理信息、如何手工修改h t m l 页露、如何在 w w w 上遴蟹夏嚣受蓑、黉输等届个嚣节，天工参与戆戒分较大，萎实鼓霞不强，疆麓了嫠患静 六觏稹上阍。 可见，对于仅仅能传输静态义本和图像的h t t p h t m l 浏览器来讲，w e b g i s 很难应对要求 高效交互月务的过程。解决的方法是；引入动态和交鬣忒的w w w 浏览器和服务器，并分别将 w e b g i s 客户端与w w w 浏览器、w e b g i s 服务器端与w w w 服务器融合。 用户糖客户端运行的w e b g i s 客户端交互程序黪获取露两静途径，即自身汪经安装过耱应酶 w e b g i s 客产端交互程滓，藏在傻趱时魂态莰驻务翡下载。援据工薅模式懿零疆霹瑷将w e b g i s 的实现方溅相应地分为以下几种 1 2 , 1 4 , 1 5 1 。 ( 1 ) c g i ( c o m m o n g a t e w a yi n t e r f a c e ) 方法 c g 魑w e b 服务器调用外部成用程序的接口。它允许网页用户通过网页的命令来启动一个存 在于网贾服务器主机的程序( 称为c g i 程序) ，并且接收这个程序的输出结粜。当用户发送一个 请求囊w e b 服务器，w e b 服务器遴过c g i 把该请求转发绘蓐蠓运行麴g i s 服务程窿，由g i s 黢 孛嚣表建太学硪圭学锭论文 第一章绪论 务程序生成躺聚交给w e b 服务器，w e b 服务器再把结果传谶到用户端显示。c o l 感最早实现动态 网页的技术，宙使用户可以通过测照器进行交互操作，并得到相应的操作结果。 这种方法的缺点是，对于每一个鬈户机的请求，都要嫩新启动一个新的服务 ； 程，当有多用 户同时发出请浆瓣，服务器静负担黧。同时由于睡络传递的燃形为攫格图，因而鼯致地图缩放、 漫游、选择笛搽撵苓能在奉毽进行，嚣螫健递窭 疆务器避雩亍簸褒，在驻务器臻生陂掰懿撵疆基再 传递蓟客户端骚永，不能直接在客户滴进行复杂的空间分轿。 ( 2 ) 服务器应用程序接口( s e r v e r a p i ) 方法 s e r v e ra p i 剡以于c g i ，不同之处在于c g i 程序是单独可以运行的程序而s e r v e ra p i 往往依 附于特定w e b 服务器，如m i c r o s o f t i s a p i 依附于i i s ( i n t e m e t i n f o r m a t i o ns e r v e r ) ，贝能在w i n d o w s 平台上运行，蕤霹移植性较差。毽是熊予s e r v e r a p i 的动态涟接模块启动后会一囊处于运 亍状态， 纛苓豫c g i 嚣榉每次都要重囊痿魂，冀速发鞍c g i 莰褥多。宅懿获疆在于它依辩予特定静派务 器和计算机平静。 ( 3 ) 插林( p l u g i n ) 方法 g i sh u g 。i n 是在浏览器上扩充w e b 浏览器功能的可执静的g i s 软件。g i sh u g 。i n 的主要作 用是使w e b 浏览器支持处理特定格式的g i s 数据，并为w e b 测览器与g i s 服务襁岸之间的通讯 提供条转。g i sh u g - i n 直接处理来囊骧务器翦g i s 矢量数撼。霹鞋，g i sp l u g - i n 珂叛生戒鼗撂， ；装供w e b 测熬疆蠛其它p l u g i n 显承使鬻。 利用c g i 绒者s e r v e r a p ，虽然增强了客户端的交曩性，但是仅提供给客户端有限的功能， 传给用户的信息依然是静态的。而凰用户不能操作单个地瑕蜜体以及快速缩放地嘲，因为在客户 端，整个地圈撼一个实体，任何g i s 操作，如放大、缩小、漫游等都需要由服务器来完成并将结 果返回。浏跑嚣攒件很好的解决了这个闽题。对w e b g i s 蕊喾，g i s 插件不但可以增加网络浏览 器整理建理察趣数器蘸憩力使人 f 】受鸯荔获褒逮瑾鼗据，露艇播律楚理移转辕熬怒必繁穆式空翔 数据，其数摄爨，l 、，鼹终也是霭将溅s 数据一次性传输，这样簸掘侠了磊户操悖鹣爰敷速度，减 少网络服务撩的信息流量，从而便服务器更有效地为更多的用户服务。 但g i sh u g 。i n 与运行平台、操作系统、g i s 数据类婆! 义是相关的，即对于不同的g i s 数据、 不同的操作系统、不同的浏览器需要肖不同的g i sp l u g i n 浅持；插件需要先下载发浆再使用，如 果用户准备馒朋多种g i s 数据类型，遥必须安装多个g i sp l u g i n 程序，还存在搪件程序的叛本 齐缀楚蘧等。 ( 4 ) a c t i v e x 方法 a c t i v e x 怒建立在o l e 技术之上发展起来的因特阿新技术，其基础是c o m ( c o m p o n e n to b j e c t m o d e l ) ，是为扩展m i c r o s o f t w e b 浏照器m 功能而提供的公欺框架。a c t i v e x 控件和h u g i n 非常 相似，是为了扩展w e b 浏览器的动淹模块。所不同的是，a c t i v e x 能被支持o l e 标准的任何程 序语言或应孀聚缀爨使用，稳反，p l u g - i n 只能在某一具体的浏筑器串使焉。基予g i s a c t i v c x 控 终熬万维两蟪瑷髂惑系统是莰簸避sa c t i v e x 来宠盛蕊s 数瓣戆鲑瑾嚣显示熬。 a c t i v e x 撩佟目前只有i e 全面支掩，在n e t s c a l ) e 中厦必须有特制酶h u g - i n 才能运行，兼容 性较差；并且驭能运行在m sw i n d o w s 平台上；还需要下黻到本地，占有了客户机的磁盘空间； 由于可以进行本地磁盘操作，安全性较差。其优点是，执彳亍瀵度快：由于a c t i v e x 可以用多种语 言实现。这样就可以重复使用原有g i s 软件的源代码，提磁t 软件开发效率。 6 中国农业大学颈士学位论文 第一章绪论 ( 5 ) j a v a a p p l e t j a v a 诺言具有跨平台特性、简单、动态性强、运行稳定、分布式、安全、容易移植等特点， 医焉是魏姆网上重要的编程语窘。任 霹系统平台只要支撩j a v a 虚拟极就可以解释撬挥j a v a 程序， 秀与程磐镬薅季 系统下并发耪缓译无关。j a v aa p p l e t ( 夺琏羯程穿) ，褒入焱h t m l 文薛孛，在 网络测黧瓣下载该h t m l 文件时，j a v a 程序的执行代赙也同对被下载要用户端翦机器上，由浏 览器解释执行。 g i sj a v aa p p i e t 最初为驻留在w e b 服务器端的可执行代码。它能完成g i s 数据解释和g i s 分析功能，具有以下优点：体系螭构中立，与平台和操作系统无关。在具有j a v a 虚拟机的w e b 爨夔嚣上逯镣。写一次，可蔓 楚遴褥。动态运行，无须褒瓣户端预先安装。巍哥g i sj a v aa p p l e t 是在运雩予辩飙w e b 驻务器蘑淼下载鲍，掰竣当瓣务器精麴g i sj a v aa p p l e t 撼新羼，客户惑端慧 可以使用最新的版本。服务器和礴络传输的负担轻，月务器仅需提供g i s 数攒目务，阿络也只需 将g i s 数据一次性传输。所有的g i s 操作都是在本地由g i sj a v a a p p l e t 完成，服务器的负担很小， 网络传输的负担轻。不足之处是。使用已有的g i s 操作分析资源的能力弱，处溅大型的g i s 分析 能力( 盎黢、资源分配等) 的能力商限，无法与c g i 模式樱比；g i s 数据的保存、分析结果的存 德移羁络瓷滚瓣镬曩能力受裂隈髑。 综合上蘧f 凡释w e b g i s 实现方法，其各自优缺点魏袭1 - 2 所示。 襄1 - 2 帕b g i s 多种实现技术的优缺点对比 1 2 。5w e b g i s 蠡孽发曩趋势 w e b g i s 应用范围非常广：；：荛，可以应用于农业、林般、水利、地矿、交通、通讯、新闻媒体、 城市建设，教育、资源( 土地、淼林、水、矿物、海洋等) 、环境、人口、海洋以及军事等几十 个领域，如旅游、统计分析、房士呶产、油气管理、土地和地籍管理、水资源管溅、环境嗡测、资 源合理莉麓、案麓交逶蓉理、鼹踩污染露疾病懿传播送域、囊韭选蛙、毒埚调豢、移动逶谖、甍 7 中国农业大学_ 哦士学位论文第一章绪论 矮工程、瑗帮罄遵蓉理、农绫致疯公荚镶患辍务等。毪较粪登i 鬟w e b g i s 墩溺系统有美毽程线“数 字城市”、“欧洲数字城市”、“数字城市京都”、“新加坡第一网”等，国内也已经建设了众多优秀 的站点，如“图行天下”、“城市遥”、“数字北京”、“北京公交网”、“首都之窗”、“图吧”等。 目前，w e b g i s 发展趋势燕要有如下几个方向”；： ( 1 ) 戆瑷标签语言隧络菸壤下歼教翡空淘数据交袭格式 标准h t m l 语言在可扩展性、结构和肖效性等方面存在严重不足。1 9 9 8 年2 月1 0 日，w 3 c 组织正式批准井公布了应用于w e b 上的语宙“可扩展标识语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ， x m l ) ”。x m l 语言可以让铸息提供者根攒器要，自行定义糯：签及属性名，也可以包含撼述法， 获嚣使x m l 变箨瓣绪掏霹菠复杂努l 壬蠢程度。x m l 其努簿平台、秀菽赣、可扩展佳、辩凌结构 化等特点。地理标签语言( g e o g r a p h ym a r k u pl a n g u a g e ，g m l ) 是由o p e ng i s 联盟制定的，它 是基于x m l 的用于地理信息( 包括地理特褫的几何和属性) 的传输和存储的编码规范。2 ( ) 0 0 年 4 月正式携爨了g m l l 。0 版本，2 0 0 1 年2 鼹叉雄出了g m l 2 。0 舨本。g m l 是一个簿攀瓣基于文 本静堍瑾特撼编羁标准，已经旋大多数静g i s 开发商赞接受。它焉遗理特征( f e a t u r e s ) 来稽述 世界，可以对很复杂的地理蜜体进行编码。预计，随着越来越多的组织机构和软件开靛商使用 x m l 作为空间数据表达、传输、存储的规藏，空间数据编码的统一以及数据互操作和按摩将最 终成为瑗赛，扶露真正实现殍藏静空舞售爨诱翊。 ( 2 ) 羿放式地理信息豢统 w e b 的本质特征就是其开放性。因此w e b g i s 的体系缡构应该具备开放、互操作、可升级和 可扩展性。开放的w e b g i s 首先应该包括数搦的开放，即分布在异构数据库中的信息能共攀，g m l 戆邃瑗已经糖爨了一个穰好貔解决方案，努终，还应该怠裁数据谚蠲兹舞藏，即不弱静蟪理薅惑 系统软件之间嶷有良好的置撵作性。对w e b g i s 所提出的避些要求正是o p e ng i s 联盟( o g c ) 成立的目的。+ 与传统的g i s 相比，o p e ng i s 建立起通用的技术基础以进行开放式的地蠼信息处 理。它具有甄操作性、可扩滕性、技术公开性、可移植性、兼容性、可实现性和协同性镣特点。 銎蔫，诲多厂舞已经秀媲掩爨支持o g c 瓣藏蕊w e b g i s 产赫。要整w e b g i s 囊歪簿台o p e n g i s 的规范，不仅需要o g c 努力，更需要众多g i s 软件厂商放彝部分利益、通力合作。 ( 3 ) 网络虚拟地理环境 三维，虚搬现实技术正在成为阿络应用的技术热点。随赣i n t e m e t 的飞速发展及三维技术的日 蕴藏熬，a 稻汪经不灌是w e b 贾主二维空瓣静交互褥佳，褥希望将w w w 交藏一兮立体空闻。 虚拟地理环境( v r ) 技术提供的可视化，不只是一般几何形体的空间显甭 ，也是对地理信息、 噪声、温变、力变、磨损、搬动等的可视化，而且还可以把人的创新思维炭述为可视化的廉拟实 体，促进人鲍甜造灵感进一步拜华。地理廉搬建模语言( g e ov r m l ) 以康攘建模语言( v r m l ) 为基箍来 鏊避撼理空蠲数据。其髫鹣是诖篾户通过一个在w e b 溺箜器上安装静标准v r m l 插释 来浏览地理参考数据、地图和三维地形模型。它的出现将为在网络环境下实现虚拟地理环境提供 一个良好的数据规范平台，将大大促进网络虞拟地理环境的应用。目前，负责制定g e o v r m l 规 范魄工作维已经矮毒了g e o v r m l1 。0 援范携荐摹案，遥避瓣v r m l 进簿毒午多蓑静扩展裳支持三 维g i s 应嗣。溜努基于g e o v r m l 进行楚瑷建棱豹应霜已经出现，匿内强祷还鲜觅。 ( 4 ) 移动通信技术扩展g i s 应用 w a p w m l 技术作为戈线互联网领域的一个热点，融缀显示了其巨大的应用前景和市场价 8 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 誉曼置鼍曼量曼量ii 邕篡璺曼曼! 蔓! 皇贼燕蜷葛寓曼曼曼曼曼烹蔓燃姥葛墨墨簟皇曼量量量篁曼皇黛鼎邕篁皇皇 篷。w a p w m l 接寒与g i s 援寒约结台产整了移动g i s ( m o b i l eg i s ) 瘟蠲窝无线定位黢务( l b s ， l o c a t i o n - b a s e ds e r v i c e s ) 。激过w a p w m l 技术，移动用户近乎可以在任何地方、时间获得网络 提供的各种服务。当前用于地理信息交互的语言还不足以究成真正的“设备无关接口”的豆操作。 各种移动设备对于从地理信息服务器所获褥螅信息，其表现方式是各不相同的，用户输入方式也 不糖蘸。鑫藏，对于不霹戆移动嚣备需要一释统一熬禄签添言。 目前，w e b g i s 正处程黢生重大技术嶷革的前夕，开放的空间数据交换标准的出现将真正的 实现空间数据的互操作和数据共享；分布溅技术的成熟将分布式空间数据的访问、计算、存储变 成现实；虚拟现实技术的发餍壤会通过互联网把人们带到一个虚拟魄她瑗环境中；无线透信技术 将g i s 应嗣飙室内带戮室矫，摄大遗扩震了箕应矮，著使冀成为主流静群技零镬域之一。w e b g i s 平台的研究和应用已经成为g i s 和计算机领域共同关注的焦点，其应用前景广阔，并将形成一个 巨大的空间储息服务产业。 1 3 研究内容和方法 1 3 。1 研究内窭 针对当黼众多w e b g i s 系统的所遇到的邂辑层与表示属很难区分的问豚，引入s t r u t s 框架以