武汉大学盛稳11 位置导航与信息服务标准化地图服务WMS与私有格式服务ArcGIS MapServer性能对比研究报告

主题：主题：11. 位置导航与信息服务 标准化地图服务（标准化地图服务（WMSWMS）与私有格式服务（）与私有格式服务（ArcGIS MapServerArcGIS MapServer）性能）性能 对比研究报告对比研究报告 盛稳 1，吴华意1,3，成晓强1，桂志鹏2 (1.武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室， 武汉430079； 2.武汉大学遥感信息工程学院， 武汉 430079；3.地球空间信息技术协同创新中心，武汉 430079 2015206190080) 摘要：摘要：网络地图服务可分为遵循 OGC 规范的标准地图服务(WMS)和其他私有化地图服务。 在私有化服务中，由于 ESRI ArcGIS 服务数量巨大且应用广泛，具有典型性和普遍性，故 本文选取 ArcGIS MapServer 作为私有服务研究对象。为了客观全面的比较和分析两者性 能状况，本文对全球分布的 46296 条 WMS（其中 41700 个可获取并解析服务元数据文 档，含 268971 个图层）和 20597 条 ArcGIS MapServer（含 206390 个图层)进行了长达 1 个多月的同步监测。同时获取了资源的空间位置、发布者、服务主题/图层主题、图层 覆盖范围、坐标参考及版本等重要属性的统计信息。分析了两类服务的访问成功率、出 错类型、以及 GetMap/ExportMap 和 GetCapabilities/GetWSDL 响应总时间分布、服务器 处理访问请求时间分布、请求地图/XML 文档大小、下载文档/地图数据速度等能够反映 服务性能的关键指标。 基于累计获取的 3500 多万条监测记录和统计分析工作，发现在服务可靠性和有效 性方面，ESIR ArcGIS MapServer 高于 WMS，如图 1 所示，WMS 图层有效率、WMS 图层 总体访问成功率、 WMS 服务总体访问成功率都比 ArcGIS 的要低。 在服务文档获取方面， WMS GetCapabilities 总体访问成功率为 31.83%小于 ArcGIS MapServer WSDL 的 80.10%， WMS Capabilities 文档仅 43.70%可成功获取小于 ArcGIS 的 80.30%。在服务响应时间上， WMS 所有可访问图层平均响应时间是 7.397 秒快于 ArcGIS 的 13.97 秒。本文把服务和 文档获取失败的原因分为两大类（1）服务器访问成功但请求本身或请求处理出错：如 请求语义错误、服务器拒绝请求、服务器返回无效的请求内容、服务器维护或过载而无 法处理等。 （2）服务器访问错误：如无法解析主机地址、无法连接到主机、访问请求超 时等。WMS GetCapabilities 与 ArcGIS GetWSDL 出错情况分别如图 2（a）和图 2（b）所 示，WMS 与 ArcGIS 服务访问出错情况分别如图 2（c）和图 2（d）所示。此外还有两类 服务响应时间序列特征、响应时间和请求数据大小以及客户端与服务器端距离的关系、 响应总时间具体构成等重要发现。 在理论研究层面，本文的研究旨在揭示两类服务的性能差异，发掘 OGC 标准的推 广及普及情况，并总结标准地理信息服务的质量现状，探讨标准化地理信息服务与私有 化地理信息服务在功能及性能方面的差距及原因。在应用层面，本研究将为网络地图服 务选择和优化提供依据以及网络地图服务标准的改进提供借鉴。 关键词：关键词：标准与私有格式服务、WMS 与 ArcGIS MapServer；服务监测；服务性能对比 图 1 两类服务成功率对比 图 2（a）WMS GetCapabilities 错误分布 图 2（b）ArcGIS GetWSDL 错误分布 图 2（c）WMS GetMap 错误分布 图 2（d）ArcGIS ExportMap 错误分布 53.66% 73.42% 70.43% 76.78% 84.55% 88.39% 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% WMS ArcGIS 63.60% 36.40% 请求或处理 请求错误 服务器访问 错误 70.40%