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关于WebGIS技术的综述植被遥感研究综述摘要：WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。随着网络的发展，利用Web发布信息越来越普及化。而地理信息系统（GIS）与网络的结合就产生了万维网地理信息系统（WebGIS），它引起了地理信息发布的新的变革，对实现GIS信息的共享提供了技术保障。GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。关键词：GIS Internet技术 WebGIS 网络化1引言“19世纪是铁路的时代，20世纪是高速公路的时代，21世纪是网络的时代”。互联网络(Internet)的迅速崛起和在全球范围内的飞速发展，使万维网(World Wide Web简称WWW或Web)成为高效的全球性信息发布渠道。这一技术正在以很快的速度进入每家每户，它将把地球变成一个小小的村落。网络时代即将来临。 在我们忙碌地建设世界的同时，我们在不断地变化着方法，去改变世界，去适应世界。现在的我们通过电脑空间建立物理空间的复制品，网络银行、网上购物、网络共享等等在我们的生活中随处可见，互联网已经渗透各行各业。随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)的需求，利用Internet在Web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GIS发展的必然趋势。于是，基于Internet技术的地理信息系统WebGIS就应运而生。 2WebGIS概述WebGIS可简单定义为基于Web环境的GIS。伴随着世界的信息化的发展，也为了解决传统GIS的问题，以及地理信息系统在Internet以及Intranet上的应用。WebGIS拥有巨大的潜力和优势，受到了越来越多的关注。WebGIS具有以下特点： （1）全球化的客户/服务器应用 全球范围内任意一个WWW节点的Internet用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种GIS服务，甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新。 （2）真正大众化的GIS 由于Internet的爆炸性发展，Web服务正在进入千家万户，WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会。WebGIS可以使用通用浏览器进行浏览、查询，额外的插件(plug-in)、ActiveX控件和Java Applet通常都是免费的，降低了终端用户的经济和技术负担，很大程度上扩大了GIS的潜在用户范围。而以往的GIS由于成本高和技术难度大，往往成为少数专家拥有的专业工具，很难推广。 （3）良好的可扩展性 WebGIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，可以建立灵活多变的GIS应用。 （4）跨平台特性 在WebGIS以前，尽管一些厂商为不同的操作系统(如：Windows、UNIX、Macintosh)分别提供了相应的GIS软件版本，但是没有一个GIS软件真正具有跨平台的特性。而基于Java的WebGIS可以做到一次编成，到处运行 (write once, run anywhere) ，把跨平台的特点发挥得淋漓尽致。3WebGIS设计思想 CGI和Sever API是较早应用于WebGIS开发的方法。其中CGI是通用网关接口(Common Gateway Interface)的英文缩写，它建立了Internet服务器与应用程序之间的接口。基于CGI的WebGIS是按照如下方式实现WWW交互的：用户发送一个请求到服务器上，服务器通过CGI把该请求转发给后端运行的GIS应用程序中，由应用程序生成结果交还给服务器，服务器再把结果传递到用户端显示。这种方式的缺点是服务器每次请求都要重新启动GIS应用程序，降低了系统响应速度。Sever API是经过扩充的CGI工具，比如Microsoft的ISAPI和Netscape的NSAPI。采用Server API，服务器请求后端GIS应用程序时不用重新启动该程序，而是通过IPC(Inter-process Communication，进程间通讯协议)与之进行信息交换。不过由于Server API没有统一的标准，所以一旦采用了某种Server API，那么服务器端将依赖于这种服务器程序。 目前的大部分WebGIS是采用的CGI/Sever API方法。但是，CGI机制本身有很大的缺陷，对于每一个客户机的请求，都要重新启动一个新的服务进程，从而影响速度。它不适应于编写最新的客户/服务器应用软件，也不适合编写面向对象的Java客户机。经过各种扩充的CGI工具也无助于问题的解决，因为不管是采用进程间DLL、服务器插件或者是ORB对象的方案，它们都需要HTTP和Web服务器作为中介，来协调服务器和客户机对象之间的通信。一个客户机对象无法直接调用服务器对象，客户机与服务器对象之间交互的基本形式仍然是HTML表格。对于象WebGIS这样复杂的客户/服务器应用来说，网络通信量相当大，采用这种方式很难进一步提高速度。为了解决这个问题，1997年6月诞生了Web的一种分布式对象方案，称为“Object Web”。 Object Web将是Internet变革中的又一个新浪潮。 基于Object Web规范的WebGIS可以称为分布式对象WebGIS，这是WebGIS的最新发展方向。基于Object Web开发的WebGIS可以有效避免CGI形成的瓶颈，允许客户机直接调用服务器上的方法。分布式对象平台提供一种可以伸缩的由服务器到服务器的体系结构，服务器对象可以运行在多个服务器上，从而可以动态平衡客户端请求的负载。 目前，有两套不同的Object Web规范正在进行着激烈的竞争：一个是Object Management Group和Javasoft公司的联合推出的CORBA/Java 标准，另一个是Microsoft公司提出的DCOM /ActiveX标准。两个标准各有千秋，相持不下。尽管Java编译器在不断改进，但是CORBA/Java 在运行速度上仍然不如DCOM/ActiveX。和Java一样，CORBA/Java规范的最大优势仍然在于其跨平台能力，适用于Windows、Macintosh、UNIX等，而DCOM/ActiveX目前还只能运行于32位Windows系列操作系统。不过，Windows系列操作系统的市场占有率达80%以上，在Internet客户端的计算机市场里，其占有率则可能更高。究竟选用何种规范来开发WebGIS，需要根据软件的设计目标来权衡各方面的因素。 进行WebGIS设计的另外一个重要选择是，在客户端使用矢量地图或者栅格地图。如果使用矢量图形，一般需要在客户端事先安装插件(plug-in)，或者运行时自动下载Java Applet抑或ActiveX控件；在客户端使用栅格图像则不需要而任何额外程序。不过，正因为在客户端使用了插件、Java Applet或者ActiveX控件，采用矢量图形方式可以在本地执行许多操作，比如：地图放大缩小、漫游、就地选择并高亮显示，在一定程度上减少了服务器端的负载和网络上的数据传输量；采用栅格图像方式，在客户端只能读得鼠标的x, y坐标，进行地图缩放、平移和选择等操作都要传递x, y坐标到服务器端处理，生成新的栅格图传递到客户端显示，增加了服务器和网络传输的负担。4. WebGIS的体系结构与构架方式WebGIS的体系结构和传统的GIS的集中模式不同，它是客户机/服务器(C/S)模式，采用分布式结构。由于HTTP协议采用基于C/S的请求/应答机制，即由客户端向服务器发送请求，服务器对请求进行处理后，将结果返回客户端，具有较强的用户交互能力，可以传输并在浏览器上显示各种数据，而GIS中的信息主要是以图形、图像方式表现的空间数据，用户通过交互操作，对空间数据进行浏览、查询、分析等。这些特点，使得人们完全可以利用Web来寻找他们所需要的空间数据，并且进行各种操作。并且随着Internet的普及，这种模式正在被基于Web的B/S模式取代。WebGIS的体系结构有两种，即两层结构，三层结构。两层结构：即通常意义上的“胖客户端”。其应用系统的开发主要集中在客户端软件的开发，客户端通常要完成GIS的数据处理、编辑、分析和输出等功能而服务器则主要是对数据进行管理和存储。由于两层结构在应用中存在一定的问题，即系统的灵活性较差，且用户在使用时必须要安装客户端软件等。为了解决两层结构中存在的问题，有关专家又提出了3层结构的概念。3层结构的特点是用户界面与应用逻辑位于不同的平台上，并且应用逻辑被所有的用户所共享，这是3层结构与两层结构之间的最大的区别。该结构由3个部分组成：系统界面的实现层、中间层和数据库服务器层。WebGIS的客户端是通过标准的Web浏览器来与用户进行交互，向Web应用服务器发出请求，解释Web服务器返回的数据并对其进行显示；中间层是Web服务器，Web服务器接受浏览器传来的请求，同时对请求情况进行预处理，格请求信息转换成数据库能够接受的形式(SQL)，再把它们送到数据库服务器；数据库服务器接受到查询请求后执行相应的操作，并招结果集返回给Web应用服务器。Web应用服务器对结果集进行GIS空间分挤处理并转换成浏览器能够接受的形式(HTML)后送给Web服务器，员后Web服务器把包括信息的HTML文档返回给Web浏览器。使用3层结构开发应用系统具有很多优点，整个系统被分为不同的逻辑块，层次非常清晰，有利于提高开发效率。由于开发和管理的工作向服务器方转移，使“肥客户端”变成为较“瘦客户端”，同时使得分布的数据处理成为可能，而且能够很方便池对系统进行管理和维护。WebGIS主要是以下五种构架方法：1CGI(Common Gateway Interface)法：即通过网关技术方法；2服务器应用程序接口(Server API)法：；3插件(Plug-ins)法：运用程序插件方法；4ActiveX法：对象技术方法；5Java Applet法：Java虚拟机以及Java小程序；5. WebGIS应用前景WebGIS使GIS应用走向公众，通过网络可以将空间信息传至千家万户，如美国纽约州某县通过电视有线网，向公众发布城市和土地等信息。香港旅游局也正在着手建立香港旅游信息系统，该系统的基础数据直接来源于香港地政署的大型空间数据库，旅游信息则由旅游协会(TA)提供。计划首先在尖沙嘴等旅游热点安装触摸屏，游客可以通过它直接了解香港地理环境和查询旅游信息。 微软正在实施的一项计划中准备发射840多颗人造地球卫星，这些卫星将用于取代光纤进行Internet数据传输。可以预见，随着Internet技术的发展，WebGIS应用终将走上普通人的办工桌、走进千家万户的家用电脑，与Internet本身一样成为人们日常生活必不可少的实用工具。 WebGIS还可以应用于Intranet建立企业/部门内部的网络GIS，可以在科研机构、政府职能部门、企事业单位得到广泛应用。WebGIS提供了一种易于维护的分布式GIS解