第三章-地理信息聚合.ppt

第三章地理信息聚合,兰州交通大学测绘与地理信息学院杜萍,授课内容：基本概念与技术演变地理信息聚合对GIS的影响Web资源的类型聚合应用的设计与开发聚合应用的注意事项,2,1、基本概念与技术演变,聚合（Mashup）一词起源于流行音乐，俗称混搭、拼盘或联唱，是将多首歌曲（通常属于不同流派）混合或拼接而做成一首新的歌曲。,3,4,聚合（Mashup）指整合网络上两个及以上外部资料来源或功能，以创造新服务的网页或者应用。（维基百科）,5,聚合（Mashup）是通过动态地组合多个网站的资源，来创建新网页或新应用的一种开发方法。（付品德）,6,在Web2.0开发中，Mashup就是将两种或两种以上的数据或者服务融合在一起，形成一种新的应用。通过对开放的API的二次开发，Mashup能够快速、简易地开发出新的应用。,7,Mashup是一种通过广泛集成第三方数据和服务构建新Web应用的开发模式。由于Mashup构建的基础都是实现各种开放式接口（API）的服务，这种松散耦合的结构非常灵活，易于扩展，易于共享，容易应对多变的需求，可以方便地与别的系统集成。,8,理解Mashup把握3个要点：,Web资源：构建聚合所采用的Web资源可以是内容（如数据和地图）或功能（如操作或过程）。动态性：一个聚合应用与其所使用资源之间是动态连接的。如果信息源更新，聚合应用会立刻或在适当时间内自动更新。多个网站：聚合的内容来自多个网站，其中一个网站可以是聚合应用本身。,9,Mashup3层架构模式（D.Merrill）,10,API/内容提供者：提供了建设Mashup网站所需内容。为了方便外界获取和使用，提供者通过Web协议，通过对外提供API，使得开发人员能够调用发布到Web上的内容。Mashup服务器：将不同网站开放的资源进行聚合的地方，聚合后发布新的数据和服务。Mashup应用者/客户机Web浏览器：用可视化的方式展示从Mashup服务器返回的数据和服务，用户可以通过浏览器与网站进行交互，提出不同的请求。,11,Mashup的技术实现,服务器端的聚合（服务端Mashup）客户端的聚合（客户端Mashup）,12,服务器端Mashup,早期聚合采用服务器端Mashup，在服务器端调用和组合多个Web服务，往往需要专业的编程工具和复杂的服务器端部署，工作量大。服务端Mashup是将Mashup服务器作为数据代理，使用编程语言JAVA/PHP/.NET/等从多个源取得数据，然后在Mashup服务器上混合（整合），最终将混合好的数据发送给客户浏览器，即用户直接从Mashup服务器上获取新的服务。,13,客户端Mashup,客户端Mashup中，Mashup服务器返回带有脚本的页面，浏览器运行这些脚本，直接从多个数据源获取数据，并执行相应的脚本，在浏览器环境中混合数据。客户端Mashup在数据表现层对内容进行整合，以增强交互式用户体验。这样的Mashup通常使用轻量级编程，易于应用开发。,14,典型的Mashup应用,地图Mashup；视频图像Mashup；搜索购物Mashup；新闻Mashup；微博Mashup,15,地理聚合,地理聚合是包含至少一项地理内容或功能的聚合。地理聚合将具有相同地理位置的多种数据源集成，这明显蕴含着“叠加”这一地理信息系统的核心概念。,18,叠加包括拓扑叠加和视觉叠加，前者是将多个数据层进行分割计算，生成一个新的数据层；而后者仅仅是将一个图层显示在另一个图层之上，这两个数据层并未进行图形分割与合并。目前的地理聚合大多数是视觉叠加，往往让用户在基础底图之上添加显示一些主题信息。传统的GIS叠加要求将多个数据图层预先存储在本地计算机上，而聚合能够直接读取分布在Web中的数据并动态地进行叠加。,19,地图Mashup在当前的互联网上可以搜集到大量具有位置信息的数据。所有这些包含位置信息的不同数据集均可以基于地图呈现出强大的可视化效果。Mashup蓬勃发展的一种主要动力就是Google公开了自己的GoogleMapsAPI。为了不落于人后，Microsoft(VirtualEarth)、Yahoo(YahooMaps)、AOL(MapQuest)、ArcGIS也很快相继公开了自己的API。,20,地图Mashup,几个地图聚合应用的实例,HousingMaps网站（）组合了来自Craigslist网站的房屋出售信息和来自Google的地图，让用户能一目了然地了解哪里有房屋销售、了解房屋的地理位置和周边环境。,22,Zillow网站（）估算房屋价值，并在MicrosoftBingMap上叠加显示房屋价格、面积、房产税、学区和其他相关信息。,24,CrimeMapping网站（）在ArcGISOnline地图上显示犯罪数据，为公众提供社区犯罪活动信息。,26,安居客找房服务（,28,2、地理聚合对GIS的影响,地理聚合建立了一种良好的、被普遍采用的WebGIS设计模式；众多的聚合应用表现出了一个共同的设计模式，即由基础底图、业务图层（操作图层）和任务构成的最佳模式，这些部分通常用浏览器端的API集成起来。WebGIS应用=基础底图+操作图层+任务,30,底图一般在服务器端制作，操作层通常在客户端显示，简单的分析任务可以在客户端完成，而复杂或涉及较大数据量的任务则需要在服务器端完成。,地理信息聚合推动了WebGIS应用开发的大众化；聚合的简单性降低了WebGIS的技术要求，将GIS从专业人士扩展到更多人，促进了“新地理学”和自发式地理信息的发展。,31,新地理学（Neogeography）亦即NewGeography，是指非GIS和制图专业人员基于公共平台或者私有平台，分享和提供各类信息，采用地理信息技术和工具制作地图和地理信息，为个人和团体服务，而不是规范的处理和分析。大众不仅是地理信息的受用者，也是地理信息服务中的信息提供者。该概念是2006年由一个Mashup网站Platial的创始人Di-AnnEisner提出来的。2008年，在2008年9月召开的“第六届地图学与地理信息系统大会”上，中科院地理科学与资源研究所钟耳顺研究员在“地理信息服务模式探讨”主题报告中，阐述了新地理的概念。,32,返回,自发式地理信息（VolunteeredGeographicInformation，VGI）专业地图数据需要付费；StevenCoast2004年开始发起草根地图运动，并开始建立OpenStreetMap网站；Goodchild指出：传统的测绘数据、地理信息数据的分发模式是由上向下，由中心向外围。在VGI模式下，没有正规严格的结构，地理信息不断的被创建并且相互交叉引用，极大的缩短了地理信息创建和传播的时间，而地理信息的提供者和消费者也不再有严格的区别，甚至很可能就是同一群人。,33,返回,Mashup使得万维网成为你自己的数据库和GIS服务器。传统的GIS应用往往要从自己采集或者购买数据开始，而今天的GIS应用基本上不必再采集或购买基础底图，而是采用Web上免费的底图，即便是专题图层，很多也可以在网上找到。,34,3、Web资源的类型,包括Web内容与功能的Web资源是构建聚合的基础。Web资源可分为两大类：有编程接口的资源和无编程接口的资源。有编程接口的资源主要包括Web服务和客户端的API，特别是浏览器端的API，这类资源比较容易聚合。无编程接口的资源主要是HTML文档，需要进行较为复杂的数据提取，较难聚合。,35,Web资源（按编程接口类型）,有正式接口的资源,无正式接口的资源,Web服务,浏览器端API,移动平台API,SOAP类型,REST风格,APIforJS,APIforFlex,APIforSL,Webwidgets,36,浏览器端API,具有浏览器端API的Web资源比较容易聚合，是目前聚合应用中最受欢迎的一类API。该类接口有好几种形式，包括JavaScriptAPI、FlexAPI、SilverlightAPI和Webwidgets。,37,Web服务与浏览器端API比较,浏览器端API一方面解决了与Web服务的互动，另一方面又能很方便地与用户互动。在WebGIS构建中，浏览器端API能与用户互动，当用户拖动地图时，浏览器端API能自动检测用户鼠标的移动，计算新的地图范围，向后台的Web服务器发出请求，收到服务器端的响应结果后，解析结果，显示地图。,39,制作地图或其他处理,接受请求解析参数,发送响应,发出请求,接收请求,监控用户的鼠标和键盘操作,解析结果,显示地图等结果,浏览器端,服务器端,Internet,Web服务的管辖范围,浏览器端API的直接管辖范围,浏览器端API代理（隐藏）了Web服务,WebGIS应用=基础底图+操作图层+任务,ArcGIS浏览器端API提供了相应的类：地图（Map）：对应于基础底图（有时也可用于展示可操作图层），支持ArcGISforServer制作的动态地图和瓦块地图、MicrosoftBingMaps、WMS、WMTS以及KML等。地图类内置有鼠标与键盘事件的侦听功能，能方便地实现地图与用户之间的交互操作。,41,图形（Graphic）：通常用于表达可操作图层，包括查询与分析的结果。图形是矢量的，具有坐标和属性，能以某种符号显示，也能以小窗口或弹出窗口的形式显示详细信息。图形=几何坐标+属性+符号+信息窗口。浏览器端能同时显示的矢量图形数量是有限的，大致在数千个左右，超过该限制，浏览器性能将降低。,42,任务（QueryTaskRouteTask等）：浏览器与后端ArcGISServer交互，执行查询、编辑、地理编码、路径分析和几何投影等地理处理任务。,43,移动平台API,ArcGIS为智能手机、平板电脑等移动设备提供了开发接口。原理与浏览器端API类似，也是调用和组合ArcGISServer或ArcGISOnline中的Web服务。这些接口通过触摸屏与用户交互。这些接口往往要采用面向对象的语言，如c+、Java等，实现难度比浏览器端API略难。,44,幕后heroWeb服务,在聚合应用中，浏览器端API使用很多，但其许多优势来自于幕后的Web服务。浏览器端API主要是建立于REST风格的Web服务之上的。使用ArcGIS浏览器端API，可以借助ArcGISOnline上大量的Web服务，也可以使用自己的数据发布服务。,45,无正式接口的Web资源,HTML网页就属于这一类资源。由于不具备正式的编程接口，从中抽取信息比较困难，需要开发人员仔细分析网页代码并寻找规律，然后进行抓屏。编写针对性的程序，对HTML源代码字符串进行处理，从中抓取信息，这种方法称为屏幕抓取或抓屏。如果从Web抓取的内容没有地理坐标，还需要进行地理解析和地理编码。,46,屏幕抓取通常被认为是一个不雅的解决方案，它有两个主要的固有缺点。第一个缺点在于，与使用接口的API不同，抓取在内容提供者和内容消费者之间没有明确的联系。抓取者必须围绕一个源内容模型设计自己的工具，并且希望提供者一直采用这种模型来呈现内容。Web站点倾向于周期性地更新外观，以保持新颖和时髦，对于抓取者来说，这是一项非常头痛的维护任务，因为工具很可能会失效。第二个问题是缺少成熟的可重用屏幕抓取工具包软件，通俗地说就称为scrAPI。此类API和工具包的消亡很大程度上是由于每种抓取工具都有极为特定于应用程序的需求。这为开发人员带来了过多的开发工作，他们必须对内容进行反向工程处理、开发数据模型、分析并从提供者站点上汇集原始数据。,4、聚合应用的设计与开发,构建聚合应用一般有如下步骤：理解项目要求，明确项目目标；进行系统设计，按照基础底图、可操作图层和任务这一模式列举出该项目所需要的Web资源；使用地理信息门户网站和搜索引擎查找所需的Web资源。根据项目的需求，评估这些资源的质量、可用性和编程接口，并估算使用这些资源的费用和聚合它们的工作量；,48,如果有一些资源在Web上