（地图制图学与地理信息工程专业论文）基于webgis的网络电子地图系统研究.pdf

摘要 w e b g i s 的发展与g i s 技术、信息技术的发展是紧密结合的，当今g i s 技术与信息 技术领域内非常热门的技术面向对象技术，组件式开发技术，地理信息的互操作，分 布式计算，元数据( m e t a d a t a ) 等，都对w e b g i s 的发展产生极大的影响。w e b g i s 正面临 全新的机遇和挑战。 随着信息社会计算机技术、地理信息技术、多媒体技术和现代通讯技术的发展，伴 随着社会经济发展进程中人类活动空间的日益扩大和对信息反应速度需求的不断扩张， 电子地图正在发挥越来越重要的作用，传统地图的电子化使得它们可以通过各类光电子 和通信技术迅速走入千家万户和国民经济建设的广泛领域，计算机信息处理技术则使人 们使用电子地图更加方便和直接。网络技术的发展为电子地图提供了广阔的天地，使它 的应用范围日益宽广。 本文首先介绍了w e b g i s 概况，及其主要的实现方法，并对当前流行的w e b g i s 产 品进行了比较，可以看出a r e g i ss e r v e r 支持所有主流服务器平台、w 曲服务器和客户 端浏览器，尤其是a r c g i ss e r v e r 9 2 版本集成了a r c s d e 技术，支持全部通用开发环境 ( n e t ，j a v a ，c o m ，c + + ) ，本课题也是基于a r e g i ss e r v e r 构建的，因此详细介绍 了a r c g i ss e r v e r 平台的体系结构和特点。为了探索w e b g i s 的应用，结合实际对基于 w e b g i s 的网络电子地图系统设计进行了研究。首先本文研究的陕西省电子地图采用三 层结构模式，合理的将整个系统分为客户端浏览器、w e b g i s 站点应用程序和数据服务。 陕西省电子地图制作与陕西省基础地理信息数据库的建设紧密相关，为了实现要素的查 询，构建电子地图属性数据库。其次，为了更好的提供电子地图应用服务，提高系统的 并发访问效率，确保数据安全及满足日后的扩展需要，需建立陕西省电子地图应用服务 数据库。最后，本系统采用w e b 2 0 技术进行系统页面设计和功能的开发。其中页面布 局不再采用表格布局，而改用结构与表现分离的c s s + d i v 的模式进行布局；客户端用 户功能接口采用具有更好使用体验的a j a x 方式进行实现，从而形成一个功能完善，系 统稳定，具有风格统一的良好界面的网络电子地图系统独立网站。 关键字：w e b g i s ，网络电子地图，a r c g i ss e r v e r ，a j a x a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fw e b g i si s c l o s e l yi n t e g r a t e dw i t h t h ed e v e l o p m e n to fg i s t e c h n o l o g ya n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y n o w a d a y s ，t h ed e v e l o p m e n to fw e b g i si sg r e a t i m p a c t e db yg i st e c h n o l o g ya n dt h ev e r yp o p u l a rt e c h n o l o g yi n t h ef i e l do fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yi n c l u d i n go b je c t - o r i e n t e dt e c h n o l o g y ，c o m p o n e n t - b a s e dd e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y ， g e o g r a p h yi n f o r m a t i o ni n t e r o p e r a b il i t y ，d i s t r i b u t e dc o m p u t i n g ，m e t a d a t a w e b g i si sf a c i n g n e wo p p o r t u n i t i e sa n dc h a l l e n g e s w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ei n f o r m a t i o ns o c i e t yo fc o m p u t e rt e c h n o l o g y ，g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，m u l t i m e d i at e c h n o l o g ya n dm o d e mc o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g y ，a n d a l o n gw i t he n l a r g i n go fh u m a n a c t i v i t i e si ns p a c ea n de x p a n d i n go ft h ei n c r e a s i n gs p e e do f r e s p o n s et ot h ei n f o r m a t i o nn e e d s ，e l e c t r o n i cm a p sa r ep l a y i n ga ni n c r e a s i n g l yi m p o r t a n t r o l e ，a n de l e c t r o n i cm a pc a nr a p i d l yr u ni n t ot h em i l l i o n so fh o u s e h o l d sa n daw i d er a n g eo f a r e a so fn a t i o n a le c o n o m i cc o n s t r u c t i o nt h r o u g ha l lk i n d so fp h o t o n i c sa n dc o m m u n i c a t i o n s t e c h n o l o g y ，a n dc o m p u t e ri n f o r m a t i o np r o c e s s i n gt e c h n o l o g ye n a b l e sp e o p l et ou s e e l e c t r o n i c m a pm o r ec o n v e n i e n ta n dd i r e c t t h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r kt e c h n o l o g yp r o v i d e sav a s t w o r l df o re l e c t r o n i cm a p s ，m a k i n gt h es c o p eo fa p p l i c a t i o ni n c r e a s i n g l yb r o a d t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h eg e n e r a ls i t u a t i o na b o u tw e b g i sa n di t sm a i nm e t h o d ，a n d c o m p a r e st h ec u r r e n tp o p u l a rw e b g i sp r o d u c t s a sar e s u l t ，w em a k eac o n c l u s i o nt h a t a r c g i ss e r v e rs u p p o r t sa l lm a jo rs e r v e rp l a t f o r m s ，w e bs e r v e ra n dc l i e n tb r o w s e r ，e s p e c i a l l y ， a r c g i ss e r v e r 9 2 i n t e g r a t e s a r c s d et e c h n o l o g y ，s u p p o r t i n ga l lc u r r e n td e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t ( n e t ，j a v a ，c o m ，c + + ) t h i sp a p e r i n t r o d u c e st h ea r c h i t e c t u r e sa n d c h a r a c t e r i s t i c so fa r c g i ss e r v e ，b e c a u s et h er e s e a r c hi sc o n s t r u c t e db a s e do na r c g i ss e r v e r i no r d e rt oe x p l o r et h ea p p l i c a t i o no fw e b g i s ，w ed oas t u d yf o rt h ed e s i g no fn e t w o r ke - m a p b a s e do nw e b g i sc o n n e c t e dw i t hr e a l i t y f i r s t l y ，w ea d o p tt h r e e t i e rs t r u c t u r em o d e lf o rs h a a n x ip r o v i n c i a le - m a p ，a n dd i v i d e t h ew h o l es y s t e mi n t ot h ec l i e n tb r o w s e r ，w e b g i ss i t ea p p l i c a t i o n sa n dd a t as e r v i c e s e l e c t r o n i cm a p so fs h a a n x ip r o v i n c ea r ec l o s e l yr e l a t e dt ot h ec o n s t r u c t i o no fb a s i c g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o nd a t a b a s e o f s h a a n x ip r o v i n c e ，i no r d e rt oa c h i e v ed e m a n d i n g e l e m e n t s ，w ec o n s t r u c ta t t r i b u t ed a t a b a s ef o re l e c t r o n i cm a p s e c o n d l y ，i no r d e rt op r o v i d e a p p l i c a t i o ns e r v i c e so fe l e c t r o n i cm a pe v e nb e t t e r ，i m p r o v et h ec o n c u r r e n tv i s i te f f i c i e n c yo f s y s t e m ，e n s u r ed a t as e c u r i t ya n ds a t i s f yt h ef u t u r ee x p a n s i o nn e e d s ，i tn e e dt oe s t a b l i s ht h e s h a a n x ip r o v i n c i a le l e c t r o n i cm a pa p p l i c a t i o ns e r v i c e sd a t a b a s e a tl a s t ，w eu s ew e b 2 0 t e c h n o l o g yt od e s i g np a g ea n dd e v e l o pf u n c t i o nf o rt h es y s t e m w ea d o p tc s s + d i vm o d e l w h o s es t r u c t u r es e p a r a t e sf r o mp e r f o r m a n c ei n s t e a do ff o r ml a y o u t ；w ei m p l e m e n tc l i e n tu s e r i n t e r f a c ew i t ha ja xa p p r o a c hw h i c hh a sab e r e ru s i n ge x p e r i e n c e ，a n dt h e n ，w ec a nm a k ea i n d e p e n d e n ts i t ea b o u tn e t w o r ke l e c t r o n i cm a ps y s t e mw h i c hh a sap e r f e c tf u n c t i o n s ，as t a b l e s y s t e ma n dab e r e r i n t e r f a c ew i t hu n i f i e ds t y l e k e yw o r d s ：w e b g i s ，n e t w o r ke - m a p ，a r c g i ss e r v e r ，a ja x 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 丁褒砂程年占月2 - 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 丁黎椰年6 月3 - 日 碲多月5 - 日 ， k 安人学硕l ：学位论文 1 1 研究背景和意义 第一章绪论男一早殖v 匕 从本世纪6 0 年代初加拿大的r o g e re t o m l i n s o n 和美国d u a n ee m a r b l e 在不同方蘧、 从不同角度提出了地理信息系统( g e o g r a p h y i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 概念以来， 随着多学科、多技术的发展和密切结合，尤其是空间分析理论和计算机技术的飞速发展， g i s 的含义与应用正在不断扩大。 g i s 正目益深入到各个领域，g i s 在国土、交通、民航、房产、电力、电信等领域 都有广泛应用，正逐步融入i t ，走向社会化和大众化。目前，它在政府与企业信息化应 用中已经起着越来越重要的作用。据统计，各级政府部门的综合业务管理和辅助决策工 作8 0 以上与地理信患相关，电子政务正迫切需要g i s 作为支撑。 随着i n t e r n e t 技术的不断发展和人们对地理信息系统( g i s ) 的需求，利用i n t e m e t 在w e b 上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览，查询和分析的功能，已经 成为g i s 发展的必然趋势。于是，基于i n t e m e t 技术的地理信息系统珊b g i s 就应 运而生了。w e b g i s 是i n t e m e t 技术应用于g i s 开发的产物。g i s 通过w w w 功能得以 扩展，寞正成为一种大众使用的工具。从w w w 的任意一个节点，i n t e m e t 用户可以浏 览w e b g i s 站点的空间数据，制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使 g i s 进入千家万户。 w e b g i s 是当前g i s 发展的一个重要方囱，是g i s 走向社会纯和大众化豹有效途径， 也是构建“数字地球”的核心平台之一。随着w e b g i s 技术的发展，g i s 的社会化和大众 化应用也将有更进步的发展。 l 。2 溉b g l s 研究现状以及发展趋势 1 。2 1w e b g i s 的研究现状 w e b g i s 是当今地理信息系统研究的热点，己经成为各大厂商激烈竞争的焦点，几 个重要的国外g i s 厂商争相发布各自的w e b g i s 产品，如m a p i n f o 公司的m a p i n f o p r o s e r v e r , i n t e r g r a p h 公司的g e o m e d i aw e bm a p ，e s r i 的i n t e m e t m a ps e r v e r ( i m s ) ，著 名的c a d 厂商a u t o d e s k 公司也推懑了m a p g u i d e 。这些产品大多发布予1 9 9 6 1 9 9 7 年。 g e n t l y 公司和m a p i n f o 公司又相继推出了m o d e l s e r v e r d i s c o v e r y 和m a p x t r e m e 。从与数 第一章绪论 据库的动态连接性能来看，g e o m e d i aw e bm a p 和m a p g u i d e 较突出。在服务器端，i m s m a p l n f op r o s e r v e r 和m o d e l s e r v e r 囝i s c o v e r y 有较强的空闻查询功能，因为这些软件在服 务器端都遮行着相应的桌面g i s 软件，客户端可以通过i n t e m e t 直接向服务器发送其桌 面软件支持的空间查询命令。在客户端，m a p l n f op r o s e r v e r 和i m s 在客户端支持多种平 台，焉g e o m e d i aw e b m a p 和m a p g u i d e 仅支持使雳w i n d o w s 系别操作系统的浏览器。 如果用于建立i n t r a n e t 应用，选择传递矢量图形的g e o m e d i aw e b m a p ， m o d e l s e r v e r d i s c o v e r y 和m a p g u i d e 则效果较好，因为它们所需要的插件和a c t i v e x 控 件可以统一分发，预先安装，客户端具有较强的交互性和较快的响应速度。 另外，国内万维网地理信息系统软件技术及产品也取得了很大的进步。在2 0 0 0 年 度国产g i s 软件测评中，受到表彰的w e b g i s 厂商主要有以下四个：武汉奥发科技工程 有限公司开发的a f i n t e m e tg i s 、国家遥感应用工程技术研究中心网络与运行工程部独 立开发的地网g e o b e a l a s 、武汉吉奥信息工程有限公司的g e o s u r f 。其中g e o b e a n s 以其 使用简单、维护方便、支持二次开发、丰富的客户端功能、跨平台、矢栅合成、兼容多 种矢量格式数据、完善的空闻分析功能、并发多用户访闻、可移檀性良好等特性丽得到 用户的认可。g e o s u r f 采用j a v a 工具开发，基于矢量格式，具有严格的平台无关性，支 持多数据源及分布式数据管理，也可进行二次开发，用途广泛，具有较好的应用前景【1 】( 2 1 。 1 2 2w e b g i s 的发展趋势 w e b g i s 的发展与g i s 技术、信息技术的发展是紧密结合的，当今g i s 技术与信息 技术领域内非常热f 1 的技术一面向对象技术，组件式开发技术，地理信息的互操作，分 布式计算，元数据( m e t a d a t a ) 等，都对w e b g i s 的发展产生极大的影响。w e b g i s 正面临 全新的机遇和挑战。只有w e b g i s 真征融合了这贱技术，才能实现真正的基于i n t e m e t 的地理信息社会佬共享。 1 互操作和开放式g i s 的应用 目前w e b g i s 在空间数据处理方面面临着网上数据发布和互操作、网上数据挖掘和 数据管理等携战。如何能使不同格式、不同代码、不同标准体系的数据和不同比例尺、 不同精度、不同时序的地理空间信息进行互操作、共享，已成为w e b g i s 进一步发展中 急待解决的问题。互操作g i s ( i n t e r o p e r a b l eg i s ) 、开放式g i s ( o p e ng i s ) 的出现和地理 标记语言g e o g r a p h i cm a r k u pl a n g u a g e ，g m l ) 的应焉为解决这些难题提供了缀好的方 法。 2 长安久学矮 ：学位论文 互操作g i s 是一个新的g i s 集成平台，它能实现在异构环境下多个g i s 或应用系 统之间的相互通信和协作，可以完成某一特定任务，面且这过程对于实现语言、执行 环境和建立模型是透明的。o p e ng i s 是指在计算机网络环境下，根据开放地理信息系统 协会( o p e ng i sc o n s o r t i u m ，o g c ) 所提出的开放地理互操作规范和软件框架构建的g i s 。 它将g i s 技术、分布处理技术、瑟向对象方法、数据库设计及实时信息获墩方法有效地 结合起来，使g i s 始终处于一种有组织、开放式的状态，从而使它们具有良好的互操作 性，它是未来w e b g i s 一个重要的发展方向。g m l 是o g c 制定的基于x m l ( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语言) 、用于地理信息表达、传输和存诸数据麓编码标准， 它能将地理信息的内容与表现形式分离，很清晰地表达出空间数据的结构和内容，因而 非常适合于解决w e b g i s 的互操作问题，目前已被大多数的g i s 厂商所接受。预计随着 g m l 的普及和地理信息编码的统一，数据的互操作和共享将成为可能。以上3 种技术 和规范将引导w e b g i s 向更加开放的方向发展。 2 基于分布式计算的w e b g i s 霾蔫毽现的分布式计算可使地理信息的计算应用于社会的各个领域，成为信息基萋毫 设施的重要内容。随着网络时代的到来，分布式计算正成为新的计算模式。地理信息从 本质上讲是分布的，丽用户又需要对分布的地理信息系统完成浏览、查询、分析等操作， 因此，w e b g i s 与分布式计算的结合就成力必然。分布式的w e b g i s 使得利用i n t e m e t 作为分布式计算平台来构建一个物理上分布、逻辑上统一的地理空间信息系统成为现 实。这种系统可以管理和处理分布在网络上的空间数据，集成各种空间服务，从而能更 方便、快捷地提供地理信息骚务。嚣前分布式的w e b g i s 应用已从篱单的在分布式w e b 浏览器上显示地图，发展到了基于互联网的功能综合，远程的用户可以享受普通的g i s 数据，并与其他用户实现实时通讯。现阶段，发展分布式w e b g i s 应用技术集中体现在 用品、客户机和网络通讯3 个方谣。 分布式w e b g i s 的出现虽然使g i s 的功能和应用范围得到了很大的提升，但其无论 是理论研究还是应用都还处于发展阶段。当前围际、国内都十分注重分布式w e b g i s 的 发展，有关专家认力g i s 发展趋势的核心是地理信息开放的分布式计算，它将成为g i s 发展的新一轮热点。 3 。基于n e t 平台的w e b g i s 模式 2 0 0 1 年微软在基予“软 牛就是服务”的理念下提出了m i c r o s o f t n e t 战略计划。n e t 是一个建立下一代互联网的网络平螽，是一种分布式运算的框架。它以x m l 为基础， 3 麓章缝谂 以w e b 服务为核心，是生成、部署和逡行w e b 服务及应用程序的平台。由于，n e t 是基 于x m l 麴w e bs e r v i c e ，它解决了受今软件开发中有关互操诺、集成性、露构数据的共 享等核心问题，因此，基于w e bs e r v i c e 游g i s 系统有望在更高层次上解决霉翦w e b g i s 所面临的多源异构数据的集成、共事、分布式、互操作及运行瓶颈等诸多技术难题。基 于。n e t 平台建立酶w e b g i s 系统将遵循w e b 鼗务攫述协议w s d l 、服务调餍协议s o a p 和x m l ，它不再关注单个的网站和与嚣联网连接的攀个设备，丽怒让所有的计算机群、 相关设备和服务商协阍工作，从而可以解决w e b g i s 的分布式、互操作等技术难点和运 行瓶颈，徽到真正麴空阂信息共享。 4 僦s 的更高层次一数字地球 数字地球是指以地球为对象，以地理空间为主线，将信息组织起来以实现地球数字 优或信息纯酌复杂系统，也就是全球范围蠹竣地递位嚣及其相互关系为基瓣藤组成的信 息框架，具有空间化、数字化、网络化、智能化和w 视化的特征，它为人类提供了一种 全薪认识地球憋方式。嚣为新一代的电子地罂和g i s ，数字地球的应用菲常广泛，既可 用于全球环境变化翻社会可持续发展，键可戳疲惩予政治、经济、军事等领域，对天类 与自然的平衡和协调起到了不可估量的作用。数字地球作为- - i - j 新兴的学科，主要由基 础理论、技术髂系和疲用领域3 部分构成，它所涉及到的关键技术是信息交换标准、海 量数据游存贮和管理等嘲。 1 3 本文研究的主要内容 本论文豹章节安撵翔下： 第一章绪论。主要介绍w e bg i s 的研究现状以及发展趋势。 第二章w e bg i s 及其实现方法。介缙w e bg i s 蛉蠹理、特点及其现有的典型体系 缮麴( 集中模式、c s 摸式、b s 模式) ，三魏模式之瓣豹毙较，以及w e b g i s 的系统运 行环境，对w e b g i s 系统平台进行比较，重点介绍了本文所研究系统基于的a r c g i s s e r v e r 平台。 第三耄麴络电子地匿镧箨。篱攀撼述了瓣络嗽子地图麴概况，重点介缨本文所磅 究的陕谣省网络电子地图制作的体系结构、技术路线以及数据结构。 第鳃章鼷络电子堍嫠发布设计。主要分绍了a j a x 技术、c s s + d i v 贾西意愿、电 子建墨翁设计原则、结桷秘功麓设计。 毒 长安大学颤l 二掌位论文 2 1w 曲g i s 概述 第二章w e b g i s 及其实现方法 2 1 1w e b g i s 基本原理 从网络技术角度看，i n t e m e t i n t r a n e t 可以看作是以t c p i p 为通信协议标准、以d n s 域名服务和s m t p 简单邮件传输协议为基础、以w w w 和f t p 服务为支撑、实现多服 务器和多平台的相互连接的计算机通信网络。目前互联网已成为企业或部f l 内外各种信 息管理和交换服务的主要平台。从系统运行和技术上分析，g i s 系统要成为网络化的分 布式处理的信息系统，必须符合或相兼容i n t e r n e t i n t r a n e t 相关的技术标准，包括支持 t c p i p 网络通信协议、h t t p 文档与文孛传输协议、文档显示与应用程序集成( h t m l 和h t m lb r o w s e r ) 、服务器端扩展( c g i 和s e r v e ra p i ) 、可执行的客户端与服务器后 台进程的逻辑分布、多线程可扩展服务器、支持动态访问、强大的客户部件、远程制作 ( 包括可视化远程制作工具) 、图形文档支持嵌入的u r l s 等。支持i n t e m e t i n t r a n e t 通 信技术标准，对于w e b g i s 来说就是实现客户端与服务器端数据传输通信。w e b g i s 系 统充分利用了分布式体系结构c l i e n t s e r v e r 的技术特点，是c l i e n t s e r v e r 结构特点的一 个典型庭用实例。分布式应用体系结构能实现在客户端与服务器端都具备提供功能强 大、可执行进程的体系结构，达到真正有效的平衡客户端与服务器端之间的处理负荷， 实现计算分布和数据分布的目标，使系统具有可互操作性，从而可以把数据量集中的处 理任务由服务器端执行，在客户端则完成诸如空间查询、专题地图生成等进程，以充分 发挥客户端与服务器各自的优势，最大限度的发挥应用系统的作用。w e b g i s 系统的客 户端服务器体系结构使得系统具有良好的开放性，它使系统具有软硬件资源共享、数据 多重应蠲、跨平台运行、易于集成等特性。可以说，w e b g i s 是一个建立于i n t e r n e t i n t r a n e t 之上的采用开放式结构、具有统一标准和广泛适应性的网络应用系统。w 曲g i s 系统的 客户端用户不仅能够使用服务器端的软硬件资源，而且可以方便地利用i n t e r n e t 主干网 的数据信息资源等。 一般将w e b g i s 分为两类，根据主要的图形属性数据所处的逻辑位置不同可划分为 服务器端和客户端两种解决方案，也有人将其分为动态式和主动式w e b g i s 。有些 w e b g i s 平台采角介予其中的平衡方案。对于服务器端的w e b g i s 解决方案焉言，空闻 分析和输出全由服务器完成，它能解决大型数据库的管理及完成复杂任务，客户端仅负 第- 二章w e b g i s 及j e 实现方法 责用户请求和数掘输入，通用网关接口c g i 负责实现与g i s 服务器的连接，最后客户 端将结果显示出来。这种模式对网络传输无疑是非常繁重的负担。 对于客户端解决方案，一部分常见的g i s 分析和数据处理工作在客户端完成，而不 像服务器端解决方案，几乎包办处理用户的一切请求。系统需要通过服务器向客户端发 送一段运行在本机上的客户程序。这个程序可以与用户相交互，处理用户的一些简单要 求，如地图的开窗、放大等，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、高级的操作要求而客户程序不能处理时，才请求w e b g i s 服务器处理，其处理 结果也以矢量数据的形式发回给客户端。与服务器端解决方案相比，客户端方式的 w e b g i s 具有用户操作灵活方便的特征，有效地减少网络传输和服务器的负担，但处理 大型数据库和完成复杂的g i s 空间操作的能力十分有限。 最早的w e b g i s 出现时，是简单地将固定的地图图片链接到网页上，对于所有的用 户查询，系统返回的是预先制成的相同的地形文件和数据。后来随着技术的进步出现 c g i 和a p i 技术、插件和空间技术，目前实现w e b g i s 可以有多种技术方法，主要有公 共网关接1 ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，简称c g i ) 、服务器应用程序接e ( s e r v e r a p l ) 、 插件法( p l u g i n ) ，a c t i v e x 技术以及j a v a 编程等。每种技术方法都有各自的优点和不足 之处，每种技术方法针对的运行环境也有很大差异，如c g i 和s e r v e ra p i 主要运行在服 务器端，程序插入法主要是针对客户端程序。 1 公共网关接口( c g i ) 公共网关接i s i ( c g i ) 是较早的w e b g i s 的开发方法。c g i 是一种连接应用软件和w e b 服务器的标准技术，是h t m l 的功能扩展。h t m l 是一种超文本标记语言，是一种不 可编程的静态文本，它的设计原则是显示数据和文件，而不是处理数据。公共网关接口 f c g i ) 的工作原理是： ( 1 ) 客户端发送一个请求到服务器上； ( 2 ) w e b 服务器接受请求，并通过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e l ， 把该请求转发给后台的g i s 应用程序； r 3 ) g i s 服务器接受请求，进行g i s 数据处理，如放大、缩小、漫游、分析等，将操 作结果形成g i f 或j p e g 图像。 g i s 服务器把运行结果在通过c g i 交还给w e b 服务器，w e b 服务器再把结果传到 客户端显示。 2 服务器应用程序接1 5 1 ( s e r v e ra p i ) 技术 6 跃蜜丈学矮： ：学霞论文 s e r v e r a p i 的基本原理与c g i 类似，它是经过扩充的c g i 工具，如m i c r o s o f t 的i s a p i 和n e t s c a p e 戆n s a p i ，他们是通过i p c ( i n t e r - p r o c e s sc o m m u n i c a t i o n ) 进程闻通讯协议。 客户端每次向服务器发送请求，它不需要重新启动g i s 应用程序，其速度较c g i 快得 多，但由予a p i 没有统一的标准，所以一旦采用了某种a p i ，那么服务器端将依赖于这 种服务器程序，萁移植性较差。 c g i 和s e r v e r a p i 虽然增强了客户端交互性，使客户可以获取各种地理空间数据和 地图，但传给客户的信息仍然是静态的。客户不能对单个地理实体执行快速放大、缩小 操作，任弼客户端翳g i s 操作蠹放大、缩小等都需要g i s 鼹务器来完成。当网络流量较 高时，系统反应会很慢，服务器的负载很重，m a p i n f o 公司的m a p i n f op r o s e r v e r 和e s r i 公司的a r c v i e wi m s 使用了这种方法。 3 客户漾应焉p l 珏s 。蛐捶 串接术 标准的w w w 浏筑器只提供了一些最基本的浏览和导航功能，缺乏处理地理空间 数据的爵基力，为扩展客户端浏览器的g i s 操作能力，可通过在浏览器上安装插件( p l u s i n ) 来实现，p l u s - i n 技术路线原理是戬浏览器为载体或平台，在客户端增翔具有特殊溺览功 能的软件，即嵌入式插件。它能够处理和传输矢爨格式的空间数据，其数据甓小，减少 了网络服务器的数据流量，增加了用户操作的反映速度。它实际上是把一部分服务器上 煞功能转移劐客户端，减轻了鞭务器璇翡受担，阍对增翥了服务器豹访闻量。它豹工律 原理是： ( 1 ) w e b 浏览器发出g i s 数据显示操作请求； 稼) w e b 簸务器接受舞焉户翡请求，进霉亍处理，并将翅户所要嚣g i s 数据转送 到w e b 浏览器。 客户端接受到w e b 服务器传来的g i s 数据，并将g i s 数据类型进行理解，在本地 系统查找与g i s 数据相关蘸p l u g - i n ，翔票我到稿藏的g i sp l u g ，i n ，鬻它来显示g i s 数 据，如果没有，则需要安装相应的g i sp l u g i n ，加载相应的g i sp l u g i n ，来显示g i s 数 据。 4 。客户端豹a c t i v e x 技术 a c t i v e x 是一种从对象链接和嵌入技术标准( o l e ) 发展而来的因特网新技术和体系结 构，a c t i v e x 酶基础是微软公司的缀件对象模型( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l 麓称c o m ) 黎1 分布式缀 孛对象模型( d i s t r i b u t e dc o m m o no b j e c tm o d e l ，麓称d o o m ) 标准，c o m 允谗 不同的应用程序实现本地互相通信，而d o o m 提供在网络上进行应用程序之间的通信。 7 第二章w e b g i s 发j 实现方法 a c t i v e x 是为扩展微软公司的、v e b 浏览器i n t e r n e te x p l o r e r ( 简称i e ) 功能而提供的公共框 架。a c t i v e x 控件和插件技术p l u g i n 非常相似，都是扩展w e b 测览器的功麓的动态模 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用系统所使用。而 p l u g i n 只能在某一具体的浏览器中使用。基于g i sa c t i v e x 技术的w e b g i s 系统是依赖 g i sa c t i v e x 来完成g i s 数据的处理和显示的。在w e b g i s 中a c t i v e x 控件的工作原理 是： ( 1 ) w e b 浏览器向服务器端发出请求； ( 2 ) w e b 服务器接受用户的请求，避零亍处理，当测览器访闻包含a c t i v e x 缀搭的w e b 页面时，该控件和g i s 数据被传送到客户端。 客户端接受到w e b 服务器传来的g i s 数据和g i sa c t i v e x 控件。启动g i s a c t i v e x 控件，对镄s 数据进行处理，完成g i s 操作。 5 g i sj a v aa p p l e t 技术 j a v a a p p l e t 是由j a v a 语言编写的应用小程序，j a v a 是目前最普及的互联网程序语 言，它是由s u nm i c r o s y s t e m s 公司开发的一种露向对象i 费( o b j e c to r i e n t e d ) 安全、高效、 简单的网络编程语言，j a v a 是一种面向对象的计算机语言，它的特点是简洁、动态、适 应性强，运行稳定、安全，对网络丽富，j a v a 与计算机平台无关，容易移植，在一种系 统下开发的应用软件，可以直接在完全不同的系统下运 亍。事实土，j a v a 编译器产生麴 是一种独立于任何操作系统的字节码。这种字节码程序可以在任何一台j a v a 虚拟机( j a v a v i r t u a lm a c h i n e ，简称j v m ) 上运行，任何系统只要支持j a v a 虚拟机就可以运行j a v a 程 序，丽与程序在何种系统下开发和编译无关。 目前n e t s c a p e 和微软公司的i n t e m e te x p l o r e r 浏览器都直接支持j a v a 语言。j a v a a p p l e t 是在程序运行时，从服务器下载到客户端的机器上执行，丽不是在w e b 服务器上 执行，这大大降低了服务器的信息流量，从而提高了系统的性能。在通常情况下，j a v a a p p l e t 内嵌在h t m l 代码中，并通过a p p l e t 参数标签来启动，完成图形的显示、放 大、缩小、漫游等操作。这种方式的优点： ( 1 ) 体系结构独立，与平台和操作系统无关。在具有j a v a 虚拟机的w e b 浏览器上运 行，写一次可以处处运行。 ( 2 ) 动态运行，无须在用户端预先安装。由于j a v aa p p l e t 是运行时从w e b 服务器动 态下载的，所以当服务器的j a v a a p p l e t 更新后，客户端总是可以使用最新的版本。 ( 3 ) g i s 操作速度快。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，因此运行 安丈学颀一 ：学位论文 速度快。 ( 4 ) 服务器和网络传输的负担轻。服务器仅需提供g i s 数据服务，嬲络也只需将g i s 数据一次性传输。服务器的负担小，网络传输的负担轻。 ( 5 ) 安全性高。g i sj a v a a p p l e t 通过自己的安全机制防止有害程序对用户文件系统的 破坏，这样使焉户解除了对嬲络上下载的j a v a 应雳程序有害盼后顾之怃。 a c t i v e x 和j a v a a p p l e t 技术是网前客户端程序的主要技术，服务器端只执行查询， 从空间数据源中得到需要的空间数据，然后把数据发送到客户方，客户端的用户，可以 宣由地处理每个地理宴体【霸 8 1 。 2 1 2w e b g i s 的基本特征 1 w e b g i s 是集成的全球化的客户服务器网络系统 w e b g i s 是应用客户i n 务器概念来执行g i s 的分析任务。它把任务分为服务器端和 客户端两部分，客户可以从服务器请求数据、分析工具或模块，服务器或者执行客户的 请求并把结果通过网络返回给客户，或者把数据或分析工具发送给客户供客户端使用。 2 w e b g i s 是交互式系统 w e b g i s 可以使用户在i n t e r n e t 上操作g i s 地图和数据，用w e b 浏览器( i e 、n e t s c a p e ) 等，执行部分的基本g i s 功能：如z o o m ( 缩放) 、p a n ( 拖动) 、q u e r y ( 查询) 和l a b e l ( 标注) ， 也可以执行空闻查询：如“离你