第6讲2网络地理信息系统

1、第第6讲讲(2) 网络地理信息系统网络地理信息系统WebGIS一、万维网一、万维网(WWW)(WWW)的基本特征的基本特征 万维网万维网(World Wide Web, (World Wide Web, 即即WWW)WWW)自自9090年代兴起后便迅年代兴起后便迅速普及并成为当今最流行的信息服务类型。它以超文本标速普及并成为当今最流行的信息服务类型。它以超文本标记语言记语言(Hypertext Markup Language - (Hypertext Markup Language - HTML) )和和HTTP(Hypertext Transfer Protocol)(Hypertext T

2、ransfer Protocol)协议为基础，基协议为基础，基于浏览器于浏览器/ /服务器的方式，提供各种服务器的方式，提供各种InternetInternet信息浏览。信息浏览。与传统的信息获取方式相比，与传统的信息获取方式相比，具备如下优点：具备如下优点：1 1、以超文本和多媒体形式存在，信息生动，具吸引力、以超文本和多媒体形式存在，信息生动，具吸引力2 2、图形界面，易于使用、图形界面，易于使用3 3、通过网址、通过网址( (即即URL) )来标识信息资源的位置来标识信息资源的位置4 4、通过链接、通过链接( (Link) )方式，实现透明的网上漫游方式，实现透明的网上漫游 WWW WW

3、W是为了帮助用户从浩翰的信息海洋中查找自己所需是为了帮助用户从浩翰的信息海洋中查找自己所需信息和在信息和在InternetInternet上发布信息而开发的信息查询和信息发上发布信息而开发的信息查询和信息发布工具，布工具，WWWWWW信息查询界面非常友好。用户只需要提出自信息查询界面非常友好。用户只需要提出自己的查询要求，具体到什么地方查找信息、怎样取回信息己的查询要求，具体到什么地方查找信息、怎样取回信息都由都由WWWWWW自动完成。用户要作的事情只是用鼠标点击计算自动完成。用户要作的事情只是用鼠标点击计算机屏幕上高亮度显示和有下划线的地方，与之相关的文件机屏幕上高亮度显示和有下划线的地方，

4、与之相关的文件就取回并且显示在屏幕上，用户不需要关心文件存放在就取回并且显示在屏幕上，用户不需要关心文件存放在InternetInternet上的哪一台计算机上。通过这种跳跃式的查询，上的哪一台计算机上。通过这种跳跃式的查询，便可获得想要的任何信息，轻松实现跨平台的信息共享。便可获得想要的任何信息，轻松实现跨平台的信息共享。 WWWWWW采用的通讯协议是采用的通讯协议是“超文本传输协议超文本传输协议”(Hypertext (Hypertext Transfer Protocol-Transfer Protocol-HTTP) )。超文本。超文本(Hypr(Hypr Text) Text)的结的

5、结构类似于人类的联想记忆结构，它采用一种非线性的网状构类似于人类的联想记忆结构，它采用一种非线性的网状结构组织块状信息，没有固定的帧序。超文本由若干内部结构组织块状信息，没有固定的帧序。超文本由若干内部互联的文本块互联的文本块( (或其他信息或其他信息) )组成，这些信息块可以是计算组成，这些信息块可以是计算机的若干屏，也可以是若干窗口、文件或更小的块信息。机的若干屏，也可以是若干窗口、文件或更小的块信息。这样的一个信息单元就称为一个节点这样的一个信息单元就称为一个节点( (Node) )，不管节点，不管节点有多大，每个节点都有若干指向其他节点或从其他节点指有多大，每个节点都有若干指向其他节点

6、或从其他节点指向该节点的指针向该节点的指针-链链( (Link) )。超文本结构实际上就是节。超文本结构实际上就是节点和链组成的一个网络。用户可通过浏览器访问位于任意点和链组成的一个网络。用户可通过浏览器访问位于任意位置上位置上WWWWWW服务器上的文本，这种文本是一种专门的标记服务器上的文本，这种文本是一种专门的标记语言语言HTML(Hyper Text Markup Language)(Hyper Text Markup Language)格式化的文件。格式化的文件。HTMLHTML采用做记号的方法定义一块文本的特殊格式，标记是采用做记号的方法定义一块文本的特殊格式，标记是对文本中的一段进

7、行语义标记，这种标记不是具体呈现在对文本中的一段进行语义标记，这种标记不是具体呈现在浏览器上的物理标记，物理上如何实现由浏览器自己决定。浏览器上的物理标记，物理上如何实现由浏览器自己决定。HTMLHTML采用采用“超链超链”( (Hyper Link) )方法，实现一个文件与方法，实现一个文件与另一个文件以及在一个文件不同位置之间建立超文本链接另一个文件以及在一个文件不同位置之间建立超文本链接功能，超文本链构成了功能，超文本链构成了WWWWWW系统中的信息联系网。使用超系统中的信息联系网。使用超文本链，用户就可任意地从一个文本跳到另一个文本。文本链，用户就可任意地从一个文本跳到另一个文本。WW

8、WWWW链接链接InternetInternet上的众多资源，它将文本、图像、声音、上的众多资源，它将文本、图像、声音、影视等各种形式的信息无痕迹地集成在一起。用户通过影视等各种形式的信息无痕迹地集成在一起。用户通过WWWWWW高效地、跨平台地在计算机之间、各种信息形式之间高效地、跨平台地在计算机之间、各种信息形式之间自由跳跃。自由跳跃。WWWWWW摈弃了费解的计算机指令，代之以鼠标的摈弃了费解的计算机指令，代之以鼠标的按动沿着超文本链实现上述跳跃，一切信息都在你的指尖按动沿着超文本链实现上述跳跃，一切信息都在你的指尖上。因此上。因此WWWWWW系统具有这样的特点：系统具有这样的特点：WWWW

9、WW是基于是基于InternetInternet的的漫游系统，是信息分布式系统，是交互式的超媒体系统。漫游系统，是信息分布式系统，是交互式的超媒体系统。二、万维网地理信息系统二、万维网地理信息系统(WebGIS) WebGIS是是InternetInternet与与GISGIS相结合的产物，通过相结合的产物，通过InternetInternet技术扩展和完善技术扩展和完善GISGIS的一项新技术。从的一项新技术。从WWWWWW的任意的任意一个节点，用户通过浏览器就可以浏览一个节点，用户通过浏览器就可以浏览WebGISWebGIS站点中的空站点中的空间数据，制作专题地图，进行各种空间检索和空间分

10、析。间数据，制作专题地图，进行各种空间检索和空间分析。地图对象数据库地图对象数据库网站网站地图地图数据库数据库浏览器浏览器 基于基于Internet的地理信息系统的地理信息系统WebGIS是一个基于网络是一个基于网络的用户的用户/服务器服务器(Client/Server)系统，是一个分布式系统，系统，是一个分布式系统，而传统的而传统的GIS多是独立的核心式的单机系统。体系上的革多是独立的核心式的单机系统。体系上的革新与发展使新与发展使WebGIS具有如下的特点：具有如下的特点：超越空间的信息超越空间的信息共享：共享：全球范围内任意一个全球范围内任意一个WWW节点上的节点上的Internet用户

11、用户均可以访问位于世界各地的均可以访问位于世界各地的WebGIS服务器，得到不同地服务器，得到不同地域的各种空间信息，域的各种空间信息，GIS服务具有超空间的特征。服务具有超空间的特征。使用使用简单：简单：WebGIS的操作与使用和的操作与使用和Web浏览器同样简单，用浏览器同样简单，用户不需要专门的户不需要专门的GIS技术知识即可直接获取空间信息、进技术知识即可直接获取空间信息、进行各种空间分析，更不用关心空间数据库的维护和管理。行各种空间分析，更不用关心空间数据库的维护和管理。良好的功能扩展：良好的功能扩展：不同于功能上大而全的传统不同于功能上大而全的传统GIS，WebGIS功能小而实用，

12、很容易与其他的信息服务进行无功能小而实用，很容易与其他的信息服务进行无缝集成，可以灵活地实现缝集成，可以灵活地实现GIS的功能扩展，以满足从简单的功能扩展，以满足从简单的图形显示到复杂的地理模拟和分析的不同层次的需要。的图形显示到复杂的地理模拟和分析的不同层次的需要。跨平台的能力：跨平台的能力：WebGIS具有跨平台运行的特征，用户具有跨平台运行的特征，用户和服务器可以位于不同地点和不同的计算机平台上。和服务器可以位于不同地点和不同的计算机平台上。 总之，总之，WebGIS以以Internet作为新的操作平台，用户不作为新的操作平台，用户不必购买昂贵的必购买昂贵的GIS软件，可直接通过软件，可

13、直接通过Internet获取获取GIS数据数据和使用和使用GIS的分析功能，满足不同层次的用户对的分析功能，满足不同层次的用户对GIS数据数据的需求。的需求。WebGIS在用户和空间数据之间提供可操作的工在用户和空间数据之间提供可操作的工具，实现空间信息的实时的、动态的交换。因此具，实现空间信息的实时的、动态的交换。因此WebGIS是一个动态的、分布式的交互是一个动态的、分布式的交互GIS。GIS与与WWW的结合的结合使得空间信息的发布与共享更加简便，使得空间信息的发布与共享更加简便，GIS将不再是专业将不再是专业人员的特殊工具，而将成为社会最基本的信息服务之一，人员的特殊工具，而将成为社会最

14、基本的信息服务之一，为越来越多的公众服务，因此，为越来越多的公众服务，因此，Kode(1997)将将WebGIS列列为未来为未来GIS发展的首要方向。发展的首要方向。三、三、WebGIS构建的模式分类构建的模式分类 建立建立WebGIS的难点在于所开发的软件系统必须独立的难点在于所开发的软件系统必须独立于平台，且能够运行在遵循于平台，且能够运行在遵循TCP/IP协议的网络环境中。协议的网络环境中。从硬件角度来说，现有的从硬件角度来说，现有的WebGIS主要有三类模式，即基主要有三类模式，即基于服务器的应用系统、基于客户机的应用系统和基于服务于服务器的应用系统、基于客户机的应用系统和基于服务器器

15、/ /客户机客户机(Server/Client)的混合系统。各种模式的的混合系统。各种模式的WebGIS运行机制、方式和工作效率各不相同。运行机制、方式和工作效率各不相同。1、基于服务器的基于服务器的WebGIS模式模式 基于服务器的基于服务器的WebGISWebGIS依赖于服务器完成依赖于服务器完成GISGIS的分析和输出的分析和输出工作，互联网的用户通过浏览器进行的每一个工作，互联网的用户通过浏览器进行的每一个GISGIS操作都操作都需将请求通过互联网提交给服务器，服务器处理这些请求需将请求通过互联网提交给服务器，服务器处理这些请求并将结果返回用户并将结果返回用户( (图图10101)1)

16、。这种模式与传统的运行于。这种模式与传统的运行于局域网上局域网上GISGIS类似，客户端的任务就是提交请求和对服务类似，客户端的任务就是提交请求和对服务器返回的结果进行显示。该模式有如下的四个步骤：器返回的结果进行显示。该模式有如下的四个步骤：(1)用户在用户在Web浏览器上提出一个请求浏览器上提出一个请求(Request)；(2)通过通过Internet将该请求传递给服务器；将该请求传递给服务器；(3)服务器处理用户的请求：服务器处理用户的请求：(4)处理结果返回用户并在处理结果返回用户并在Web浏览器上显示。浏览器上显示。 基于服务器的基于服务器的WebGISWebGIS的优点：的优点：通

17、过高性能的服务器，通过高性能的服务器，用户可以访问大型复杂的数据库，而不需将大量的数据通用户可以访问大型复杂的数据库，而不需将大量的数据通过过InternetInternet传给用户进行处理；传给用户进行处理； 用户可以直接利用高用户可以直接利用高性能的服务器快速进行复杂的性能的服务器快速进行复杂的GISGIS分析；分析； 通过控制用户通过控制用户对数据的操作可以保证数据使用的正确性。对数据的操作可以保证数据使用的正确性。 基于服务器的基于服务器的WebGISWebGIS的缺点：的缺点： 用户的任何请求，用户的任何请求，不管这一请求的任务量如何小，必须提交给服务器进行处不管这一请求的任务量如何

18、小，必须提交给服务器进行处理，处理结果必须通过理，处理结果必须通过InternetInternet返回给用户；返回给用户；服务器和服务器和客户端的执行结果受客户端的执行结果受InternetInternet的带宽和网络传输的影响，的带宽和网络传输的影响，特别是当传输的文件很大时，响应速度非常慢；特别是当传输的文件很大时，响应速度非常慢； 用户用户的客户机仅用于递交请求和结果显示，其处理能力得不到的客户机仅用于递交请求和结果显示，其处理能力得不到应用而浪费。应用而浪费。 因此服务器模式主要面对众多的不需要很强的因此服务器模式主要面对众多的不需要很强的GIS分析分析能力的用户。能力的用户。2、基于

19、客户机的基于客户机的WebGIS模式模式 基于客户机的基于客户机的WebGIS由客户机完成由客户机完成GIS的分析与输出的分析与输出工作。空间数据和工作。空间数据和GIS分析工具最初是放在服务器上，运分析工具最初是放在服务器上，运行时下载到客户机。行时下载到客户机。 客户机模式将部分处理用户计算请求的任务转移到客客户机模式将部分处理用户计算请求的任务转移到客户端。由于部分的户端。由于部分的GIS分析任务下载或驻留在客户机上，分析任务下载或驻留在客户机上，数据处理在本地机上进行，减轻了服务器的负担。数据处理在本地机上进行，减轻了服务器的负担。客户机客户机模式的优越性在于：模式的优越性在于： 可以

20、充分利用用户计算机的处理可以充分利用用户计算机的处理能力；能力； 用户可以对数据的分析处理进行控制；用户可以对数据的分析处理进行控制； 服务服务器响应了用户的请求之后用户即可进行数据的分析操作，器响应了用户的请求之后用户即可进行数据的分析操作，不再需要通过不再需要通过InternetInternet传送信息。传送信息。客户机模式的缺点为：客户机模式的缺点为： 服务器在传输大量的数据和小程序服务器在传输大量的数据和小程序(Applet)(Applet)时受带宽的时受带宽的影响会引起响应延迟，增加了用户的等待时间：影响会引起响应延迟，增加了用户的等待时间： 客户客户机通常缺乏处理大型和复杂的数据集

21、的能力；机通常缺乏处理大型和复杂的数据集的能力； 客户机客户机上运行复杂的上运行复杂的GISGIS分析例程相当缓慢；分析例程相当缓慢； 因为缺少培训，因为缺少培训，用户可能难以正确地操作数据和使用用户可能难以正确地操作数据和使用GISGIS的分析功能。的分析功能。 因此客户机模式适合于局域网上熟练的因此客户机模式适合于局域网上熟练的GIS用户。对用户。对应与这一模式有应与这一模式有GIS小程序客户机需求传递模式和小程序客户机需求传递模式和GIS小小程序客户机驻留模式。两种模式均可用于建立实时程序客户机驻留模式。两种模式均可用于建立实时GIS。 (1)(1)GISGIS小程序客户机需求传递模式小

22、程序客户机需求传递模式 这种模式将这种模式将GIS的能力分解为能在客户机上运行的一些的能力分解为能在客户机上运行的一些由由Java、Java Script或或ActiveX编写的小程序，根据用户编写的小程序，根据用户的需要服务器将这些小程序传递到客户机上。当下载了这的需要服务器将这些小程序传递到客户机上。当下载了这些小程序之后，用户可独立于服务器自由地进行些小程序之后，用户可独立于服务器自由地进行GIS分析分析工作，不再需要服务器不断地传递请求和响应，这一模式工作，不再需要服务器不断地传递请求和响应，这一模式相当于给浏览器增加了相当于给浏览器增加了GIS功能功能(图图102)。其工作流程可。其

23、工作流程可归纳为：归纳为：用户在用户在Web浏览器上发出请求；浏览器上发出请求；由由Internet将请求传给服务器：将请求传给服务器：服务器处理用户的请求；服务器处理用户的请求；数据和数据和GIS小程序返回给用户，用户可对这些数据进行分析。小程序返回给用户，用户可对这些数据进行分析。 (2)(2)GISGIS小程序客户机驻留模式小程序客户机驻留模式 GIS小程序客户机需求传递模式因传递数据和小程序将小程序客户机需求传递模式因传递数据和小程序将加大加大Internet上的时间开销，特别是应用频繁时。通过上的时间开销，特别是应用频繁时。通过GIS小程序客户机驻留模式可改善这种情况。该模式将小程序

24、客户机驻留模式可改善这种情况。该模式将GIS小程序传递到客户机上，通过插入法小程序传递到客户机上，通过插入法(Plug-in)将其安将其安装在用户的浏览器上，运行于客户机上的装在用户的浏览器上，运行于客户机上的GIS软件被嵌入软件被嵌入浏览器，浏览器增加了浏览器，浏览器增加了GIS的功能。的功能。这一模式完全由用户决这一模式完全由用户决定联接定联接Internet上提供的上提供的资源，服务器仅根据用资源，服务器仅根据用户的需求传递某一应用户的需求传递某一应用程序所需要的数据，用程序所需要的数据，用户可完全控制其所需要户可完全控制其所需要的数据以及分析数据的的数据以及分析数据的方法方法(图图10

25、3)。3、基于服务器基于服务器/ /客户机客户机(Server/Client)的的WebGIS模式模式 纯服务器模式和纯客户机模式有许多的限制：当需要频纯服务器模式和纯客户机模式有许多的限制：当需要频繁地传送数据时，服务器对繁地传送数据时，服务器对Internet带宽和网络通讯能力带宽和网络通讯能力相当敏感；客户模式则受限于客户机的计算能力。因此服相当敏感；客户模式则受限于客户机的计算能力。因此服务器模式和客户机模式结合的混合方案体系将在服务器和务器模式和客户机模式结合的混合方案体系将在服务器和客户机之间取得均衡，以最大限度地提高效率。对应于这客户机之间取得均衡，以最大限度地提高效率。对应于这

26、一模式，大型的数据库使用和复杂的分析任务交给快速的一模式，大型的数据库使用和复杂的分析任务交给快速的服务器完成，控制任务则由客户机承担，服务器和客户机服务器完成，控制任务则由客户机承担，服务器和客户机根据其性能被分配不同的任务，以充分发挥各自的优势根据其性能被分配不同的任务，以充分发挥各自的优势(图图104)。 如何设计一个高效的混合体系的如何设计一个高效的混合体系的WebGIS牵涉到设计牵涉到设计者对者对GIS理论、技术、应用计算机等知识的充分理解。袁理论、技术、应用计算机等知识的充分理解。袁湘懦等提出了基于分布式超图模型的湘懦等提出了基于分布式超图模型的WebGIS，这是一个，这是一个基于

27、基于Clint/Sever的的WebGIS。它由。它由Web服务器、客户端、服务器、客户端、多多JDBC数据获取服务器和多数据库服务器构成，这是一数据获取服务器和多数据库服务器构成，这是一个分布式的体系。个分布式的体系。Web服务器负责服务器负责Web服务，数据库服务服务，数据库服务器负责数据库管理、数据服务和复杂的空间分析工作，其器负责数据库管理、数据服务和复杂的空间分析工作，其他任务由客户机完成。客户端用户所见到的和操作的是矢他任务由客户机完成。客户端用户所见到的和操作的是矢量图形，并且与主数据库无缝连接。在客户端进行的漫游、量图形，并且与主数据库无缝连接。在客户端进行的漫游、缩放、查询和

28、分析均在客户机上完成，无需缩放、查询和分析均在客户机上完成，无需Web服务器和服务器和数据服务器的参与；而数据库管理、数据服务和复杂的空数据服务器的参与；而数据库管理、数据服务和复杂的空间处理在数据库服务器上完成。间处理在数据库服务器上完成。四四、WebGIS的实现技术的实现技术 目前已经有多种技术方法被用于研制万维网地理信息系目前已经有多种技术方法被用于研制万维网地理信息系统。它们是：通用网关接口法统。它们是：通用网关接口法(Common Gateway Interfacee，CGI)，服务器应用程序接口法，服务器应用程序接口法(Server API)，应用程序插入法应用程序插入法(Plug

29、 in)，Java互联网编程语言，互联网编程语言，ActiveX和部件对象模型和部件对象模型COM(Component Object Model)等方法。各种方法均有其优势和不足，表等方法。各种方法均有其优势和不足，表101为各种方为各种方法的主要运行环境。下面简要介绍各种方法实现的途径。法的主要运行环境。下面简要介绍各种方法实现的途径。1、通用网关接口法通用网关接口法(CGI) CGI是一种连接应用软件和是一种连接应用软件和Web服务器的标准技术，是服务器的标准技术，是最先用于发展最先用于发展WebGIS的技术方法。的技术方法。CGI是是HTML的功能的功能扩展。灵活易用的扩展。灵活易用的C

30、GI程序与程序与HTML的结合实现了交互式的结合实现了交互式的动态通信。的动态通信。采用采用CGI技术的技术的WebGIS需要在后台运行需要在后台运行GIS服务器，是一种基于服服务器，是一种基于服务器的务器的WebGIS模式。模式。GIS服务器与服务器与Web服务器通过服务器通过CGI联接，联接，CGI是定义服务器与网关如何通信的接口。其实现的基本思想方法如下：是定义服务器与网关如何通信的接口。其实现的基本思想方法如下：CGI是是Web服务器调用外部程序的接口，用户通过服务器调用外部程序的接口，用户通过WWW浏览器将浏览器将请求传给请求传给Web服务器，服务器，Web服务器通过专用的服务器通过

31、专用的CGI再把这个请求转再把这个请求转到后端的到后端的GIS服务器，服务器，GIS服务器承担所有的查询、计算工作，按服务器承担所有的查询、计算工作，按照用户的要求产生一幅数字图像照用户的要求产生一幅数字图像(例如例如GIF图像图像)并交给并交给Web服务器，服务器，Web服务器再把这一结果传送给远程的客户端浏览器服务器再把这一结果传送给远程的客户端浏览器(工作原理如图工作原理如图101所示所示)。 目前目前CGI方法的优越性在于：服务器完成所有的数据操作和分析，方法的优越性在于：服务器完成所有的数据操作和分析，客户端很小，有利于充分利用服务器的资源，发挥服务器的潜力。客户端很小，有利于充分利

32、用服务器的资源，发挥服务器的潜力。但客户端的功能受但客户端的功能受Web浏览器和浏览器和HTML的限制，的限制，GIF和和JPEG是客是客户端操作显示的唯一的图形格式；而且服务器对客户机的每次请求户端操作显示的唯一的图形格式；而且服务器对客户机的每次请求都需要重新启动都需要重新启动GIS应用程序，增加了互联网和服务器的负担，降应用程序，增加了互联网和服务器的负担，降低了系统响应的速度和工作效率。目前许多低了系统响应的速度和工作效率。目前许多GIS的厂商在其成熟产的厂商在其成熟产品的基础上兼容发展品的基础上兼容发展Internet解决方案时，通常采用提供专用空间解决方案时，通常采用提供专用空间数

33、据库数据库Web接口的接口的CGI技术方案。技术方案。2、服务器应用程序接口法服务器应用程序接口法(Server APl) 服务器应用程序接口法是为了克服服务器应用程序接口法是为了克服CGICGI的低效率而开发的。其原的低效率而开发的。其原理与理与CGICGI基本相似，差别在于基本相似，差别在于CGICGI可单独运行，而基于可单独运行，而基于ServerServer APIAPI的的程序必须在特定的服务器上运行，因此速度比程序必须在特定的服务器上运行，因此速度比CGICGI方法快得多，同方法快得多，同时可利用商业化时可利用商业化GISGIS软件产生高质量的地图。因为基于软件产生高质量的地图。因

34、为基于ServerServer API API的动态链接模块启动后始终处于运行状态，而的动态链接模块启动后始终处于运行状态，而CGICGI方法每次都需要方法每次都需要重新启动。这种方法的缺点首先在于它依附于特定的服务器和计算重新启动。这种方法的缺点首先在于它依附于特定的服务器和计算机平台，其次很难同时运行多个机平台，其次很难同时运行多个CGICGI程序，因为受软硬件的限制，程序，因为受软硬件的限制，可同时运行的可同时运行的GISGIS软件的份数通常是有限的，对于开放型的互联网软件的份数通常是有限的，对于开放型的互联网络很容易引起服务器的过载。其次，这种方法需要制图软件一直处络很容易引起服务器的

35、过载。其次，这种方法需要制图软件一直处于运行状态，这不仅要求于运行状态，这不仅要求GISGIS软件所在的服务器一直联机而且也消软件所在的服务器一直联机而且也消耗不少计算机资源。当互联网上多个用户同时访问服务器时，多个耗不少计算机资源。当互联网上多个用户同时访问服务器时，多个CGICGI备份会同时运行导致服务器负载过重而降低效率，使运行速度备份会同时运行导致服务器负载过重而降低效率，使运行速度大打折扣。所以尽管大打折扣。所以尽管CGICGI技术上显得落后，但由于跨计算机平台的技术上显得落后，但由于跨计算机平台的特点，且基本上是所有的计算机语言都可以用来特点，且基本上是所有的计算机语言都可以用来开

36、发开发CGICGI程序，例程序，例如最常用的如最常用的C/C+C/C+、Visual Visual BasicBasic、DelphiDelphi等，其应用依然十分广等，其应用依然十分广泛泛。 虽然虽然CGICGI和和ServerServer APIAPI方法可使用户获取地理空间数方法可使用户获取地理空间数据和地图，增强了用户端的交互性，但提供给用户端据和地图，增强了用户端的交互性，但提供给用户端(Client)(Client)的的GISGIS功能是有限的，用户得到的是静态的信息。功能是有限的，用户得到的是静态的信息。用户不能操作单个的地理实体及对地图进行缩放和标注，用户不能操作单个的地理实体

37、及对地图进行缩放和标注，这些操作仍需要由服务器来完成。为此而发展了客户端的这些操作仍需要由服务器来完成。为此而发展了客户端的解决方法，即把一部分服务器上的功能移到用户端上，这解决方法，即把一部分服务器上的功能移到用户端上，这不仅加快了用户操作的反应速度，而且也减少了网上的流不仅加快了用户操作的反应速度，而且也减少了网上的流量量。3、插入软件法插入软件法(Plug-in) 通过安装额外软件增加网络浏览器通过安装额外软件增加网络浏览器GISGIS功能的方法就功能的方法就是是“插入法插入法”(Plug-ins)”(Plug-ins)的的WebGISWebGIS解决方案。插入法是美解决方案。插入法是美

38、国网景公司发明的为了增加网络浏览器功能的方法。该公国网景公司发明的为了增加网络浏览器功能的方法。该公司提供了一套应用程序接口司提供了一套应用程序接口(API)(API)，目的是便于其他软件，目的是便于其他软件厂商插入与万维网应用有关的软件。这种插入软件不但可厂商插入与万维网应用有关的软件。这种插入软件不但可以增加网络浏览器处理地理空间数据的能力，使人们更容以增加网络浏览器处理地理空间数据的能力，使人们更容易获取地理数据，而且可以减少网络服务器的信息流量从易获取地理数据，而且可以减少网络服务器的信息流量从而使服务器更有效地为更多的用户服务，因为大多数用户而使服务器更有效地为更多的用户服务，因为大

39、多数用户的数据处理功能可以由网络浏览器的的数据处理功能可以由网络浏览器的GISGIS插入软件插入软件来完成。来完成。 Autodesk公司的公司的MapGuide即是这样的即是这样的Plug-in。它利。它利用窗口地图文件用窗口地图文件MWF(Map Window File)一种被一种被Autodesk公司认为是革命性的文件格式来发布动态的、分公司认为是革命性的文件格式来发布动态的、分层的、基于矢量的地图。层的、基于矢量的地图。MapGuide Plug-in运行时，使用运行时，使用MWF文件能访问位于因特网上任何位置的不同数据库。文件能访问位于因特网上任何位置的不同数据库。在客户端运行在客户

40、端运行Auto CAD Map 2.0，通过工作会话，通过工作会话(Work Session)特性可同时访问查询多张地图。特性可同时访问查询多张地图。 基于基于Plug-in的的WebGIS是客户机运行模式，通过安装在是客户机运行模式，通过安装在Web浏览器上的应用程序实现浏览器上的应用程序实现GIS的功能。这种系统的主的功能。这种系统的主要特点是速度快，可以处理矢量地图数据，要特点是速度快，可以处理矢量地图数据，Plug-in克服克服了了HTML的不足，可直接操作的不足，可直接操作GIS数据。但需要先从互联数据。但需要先从互联网上获取特定的插入软件，必须先安装在客户机的硬盘上网上获取特定的插

41、入软件，必须先安装在客户机的硬盘上才能使用，而且才能使用，而且Plug-in与客户机所运行的平台直接有关，与客户机所运行的平台直接有关，不同的不同的GIS数据需要不同的数据需要不同的Plug-in支持。支持。4、ActiveX和构件对象模型和构件对象模型COM方法方法 利用构件技术开发系统软件是一种全新的软件生产和利用构件技术开发系统软件是一种全新的软件生产和开发模式，这种技术好比电视机厂生产彩电只需要按照一开发模式，这种技术好比电视机厂生产彩电只需要按照一定的程序将显像管、集成电路等元器件连接在一起定的程序将显像管、集成电路等元器件连接在一起即可。即可。软件构件就类似于彩电中的各种元器件，每

42、一个构件负责软件构件就类似于彩电中的各种元器件，每一个构件负责系统中一种特定的功能，将按照一定目的将这些功能各异系统中一种特定的功能，将按照一定目的将这些功能各异的构件集成到一起就是一个能完成特定任务的软件系统。的构件集成到一起就是一个能完成特定任务的软件系统。按照这种思想，软件系统的构建就是构件的按照这种思想，软件系统的构建就是构件的“制造制造”和集和集成的过程。利用这种技术，用户可根据自己的需求灵活开成的过程。利用这种技术，用户可根据自己的需求灵活开发和购买软件的构件，编写一些必要的联接代码将各个构发和购买软件的构件，编写一些必要的联接代码将各个构件件“装配装配”起来，构建自己的应用系统，

43、就如同组装计算起来，构建自己的应用系统，就如同组装计算机一样简单。机一样简单。构件式技术是计算机软件业从手工作坊走向构件式技术是计算机软件业从手工作坊走向工业化成熟产业的转折点。构件式技术已经成为当今软件工业化成熟产业的转折点。构件式技术已经成为当今软件技术的主导潮流。技术的主导潮流。具有被业界广泛接受的具有被业界广泛接受的MicrosoftMicrosoft构件构件软件技术软件技术ActiveX是目前遵循的一种工业标准是目前遵循的一种工业标准。 ActiveX不是一种语言，而是微软的不是一种语言，而是微软的OLE扩充的技术标扩充的技术标准，是一套基于准，是一套基于COM的适合所有语言的构件技

44、术。的适合所有语言的构件技术。 ActiveX技术提供了一种与操作平台无关的、与计算机平技术提供了一种与操作平台无关的、与计算机平台无关的可以在应用程序之间相互访问对象的机制，实现台无关的可以在应用程序之间相互访问对象的机制，实现了软件部件在网络环境中进行互操作而不管该部件是由何了软件部件在网络环境中进行互操作而不管该部件是由何种语言所创建。利用种语言所创建。利用COM/ActiveX技术，可将一个巨大技术，可将一个巨大的的GIS软件系统分解成相对独立的构件。这些构件通过构软件系统分解成相对独立的构件。这些构件通过构件技术和对象链接嵌入件技术和对象链接嵌入(OLE)、空间数据引擎、空间数据引擎

45、(SDE)等创等创建各式各样的桌面和建各式各样的桌面和Internet应用程序。当今市场上最主应用程序。当今市场上最主要的关于要的关于GIS的构件有的构件有ESRI公司公司的的MapObjects、MapInfo公司的公司的MapX。其中其中MapObject构件包括一个构件包括一个OLE控制和控制和35个可个可编程的编程的OLE对象，用户可调用这些构件从而构建自己的对象，用户可调用这些构件从而构建自己的GIS应用。应用。 基于基于ActiveX技术标准研制出来的软件可以在互联网上技术标准研制出来的软件可以在互联网上运行。依靠运行。依靠GIS ActiveX构件构建的网络构件构建的网络GIS与

46、与Web浏览器浏览器无缝地集成在一起，可实现数据的处理和显示。无缝地集成在一起，可实现数据的处理和显示。5、Java语言开发方法语言开发方法 Java是是SUN专门为互联网设计的一种面向对象的计算机专门为互联网设计的一种面向对象的计算机语言，它既可用来研制单独运行的软件系统，也可用来开语言，它既可用来研制单独运行的软件系统，也可用来开发类似于插入型的软件系统，但用户不必担心软件的安装发类似于插入型的软件系统，但用户不必担心软件的安装和调试问题，因为可运行程序是直接从网上实时地获取。和调试问题，因为可运行程序是直接从网上实时地获取。 Java最重要的特点是目标代码的平台无关性。用最重要的特点是目

47、标代码的平台无关性。用Java编写编写的软件可以运行在任何的计算机平台上，即所谓的的软件可以运行在任何的计算机平台上，即所谓的“只写只写一次，到处运行一次，到处运行(Write once，run anywhere)”。Java支持支持WWW模式，并支持模式，并支持WWW的数据分布和操作分布。数据的数据分布和操作分布。数据分布是指数据可以分散在网络的不同主机上；操作分布是分布是指数据可以分散在网络的不同主机上；操作分布是指把一个计算分散在不同的主机上处理。对于前者指把一个计算分散在不同的主机上处理。对于前者Java提提供了一个叫供了一个叫URL(Universal Resource Locato

48、r)的对象，利的对象，利用这个对象可以分布式地访问具有用这个对象可以分布式地访问具有URL的数据对象；对的数据对象；对于后者，于后者，Java通过通过Applet下载到客户端实现应用，即由全下载到客户端实现应用，即由全都在服务器上运行变为部分运行，另一部分在客户端运行。都在服务器上运行变为部分运行，另一部分在客户端运行。 虽然虽然WebGIS可完全由可完全由Java开发，但目前的系统大多是开发，但目前的系统大多是综合系统。根据综合系统。根据Java在整个系统中的作用可将基于在整个系统中的作用可将基于Java的的WebGIS简分为两类：简分为两类：部分基于部分基于Java的系统：目前大多的系统：

49、目前大多数采用的模型，其典型的做法是用数采用的模型，其典型的做法是用Java开发客户端的功能，开发客户端的功能，而服务器编程则仍按传统的开发方法或保持现有系统不变。而服务器编程则仍按传统的开发方法或保持现有系统不变。利用利用Java开发的客户端开发的客户端GIS软件具有非常强的制图和地理软件具有非常强的制图和地理空间分析功能空间分析功能(如如ESRI的的Internet Map Server)。这些系统。这些系统的共同特点是只需要一个完全支持的共同特点是只需要一个完全支持Java的的Web浏览器；浏览器；完全基于完全基于Java的系统：武汉测绘科技大学地理信息系统研的系统：武汉测绘科技大学地理

50、信息系统研究中心已经研制开发出了究中心已经研制开发出了100基于基于Java的互联网地理信的互联网地理信息系统息系统GeoSurf。该系统与平台无关，无需安装，只要知。该系统与平台无关，无需安装，只要知道该系统的地址，通过任意的浏览器均可引发启动之。道该系统的地址，通过任意的浏览器均可引发启动之。GeoSurf的主要特点有：矢量数据格式，支持多种数据源，的主要特点有：矢量数据格式，支持多种数据源，分布式数据管理和多媒体查询，客户端能完成数据浏览、分布式数据管理和多媒体查询，客户端能完成数据浏览、开窗缩放、漫游、图形与属性的相互查询、统计、专题地开窗缩放、漫游、图形与属性的相互查询、统计、专题地

51、图、最佳路径、结果输出和打印。图、最佳路径、结果输出和打印。类型类型工作模工作模式式实例实例优点优点缺陷缺陷基于基于CGI CGI 的的Internet GISInternet GISCGIIMS,ProServer客户端很小；充分利用服务器的资源JPEG和GIF是客户端操作的唯一形式；互联网和服务器负担重, 应用程序一般都是可执行程序。基于基于Server APIServer API的的Internet GISInternet GISServer APIServer APIGeoBeansIMS客户端很小；充分利用服务器的资源,动态连接库的形 式存在.JPEG和GIF是客户端操作的唯一形式；

52、互联网和服务器的负担重。基于基于Plug-inPlug-in的的Internet GISInternet GISPlug-inMapGuide具有动态代码模块。比HTML更灵活，可直接操作GIS数据。与平台和操作系统相关；不同的GIS数据需要不同的Plug-in支持；必须安装在客户机的硬盘上基于基于ActiveXActiveX的的Internet GISInternet GISActiveXGeoMedia Web Map具有动态代码模块。通过OLE与其它程序、模块和互联网通讯。是一种通用的部件。需下载、安装，占有硬盘空间；与平台和操作系统相关；不同的GIS数据需要不同的ActiveX控件支持

53、。基于基于Java Java AppletApplet的的Internet GISInternet GISJavaAppletActiveMap,GeoBeans在支持Java的互联网浏览器上运行，与平台和操作系统无关；完成GIS数据解释和GIS分析功能。处理较大GIS分析任务的能力有限；GIS数据的保存、分析结果的存储和网络资源的使用能力有限。基于基于CGICGI基于基于APIAPI基于基于Plug-Plug-ininJava Java AppletAppletActiveXActiveX控件控件执执行行能能力力客户机很好很好好好好服务器差到好好好很好很好网络差好好好好总体一般好好好到很好好

54、到很好相互相互作用作用用户界面差好好很好很好功能支持一般好好很好很好本地数据支持否否是否是可移动性可移动性很好很好差好一般安全安全很好很好一般好一般五五、WebGIS软件产品软件产品 随着随着InternetInternet的迅速发展，的迅速发展，WebGISWebGIS提供了广泛使用提供了广泛使用GISGIS的机会，世界上各主要的机会，世界上各主要GISGIS厂商都发布了各自的厂商都发布了各自的WebGISWebGIS产产品。其中影响较大的有：品。其中影响较大的有：AutoDeskAutoDesk的的MapGuideMapGuide，ESRIESRI的的MapObjectMapObject

55、IMS(Internet Map Server)ARC/INFO IMS(Internet Map Server)ARC/INFO IMSIMS版版本和本和ArcViewArcView IMS IMS版本，版本， IntergraphIntergraph的的GeoMediaGeoMedia Web Web MapMap， MapInfo MapInfo的的MapInfo MapInfo ProserverProserver。 我国武汉测绘我国武汉测绘科技大学也推出了科技大学也推出了GeoSurfGeoSurf(Internet(Internet GeoStarGeoStar) )， 国家国家遥

56、感应用工程技术研究中心则推出了地网遥感应用工程技术研究中心则推出了地网GeoBeansGeoBeans。各软。各软件的特征、运行条件各不相同，使用的模型和机制也相差件的特征、运行条件各不相同，使用的模型和机制也相差很远。现做简单的比较和介绍很远。现做简单的比较和介绍。1MapGuide MapGuide是是AutoDesk公司的产品，包括客户端公司的产品，包括客户端(Client Viewer为插件为插件)、Author和服务器三部分。运行条件如下：和服务器三部分。运行条件如下：客户端需要客户端需要Netscape Navigator 2.0以上或以上或IE3.0以上版本以上版本作为浏览器。只

57、能在作为浏览器。只能在Windows 9x/ NT/2K/XP环境下运行，环境下运行，需下载并安装需下载并安装Viewer作为插件，且插件随着操作系统、浏作为插件，且插件随着操作系统、浏览器的不同而有不同的版本。客户端可对地图进行缩放、览器的不同而有不同的版本。客户端可对地图进行缩放、高亮度选择和漫游等操作。高亮度选择和漫游等操作。 Author也需要也需要Netscape Navigator 2.0以上或以上或IE3.0以上以上版本作为浏览器。同样只能在版本作为浏览器。同样只能在Windows 9x/ NT/2K/XP环环境下运行。境下运行。Author用于生成可在用于生成可在Web上发布的

58、上发布的GIS地图，地图，允许用户使用已经存在的空间数据创建地图窗口文件允许用户使用已经存在的空间数据创建地图窗口文件MWF。 Server需要需要Windows NT的运行环境，需要运行支持的运行环境，需要运行支持GI，NSAPI，ISAPI，和，和ODBC的的IIS或相应的服务器，具有或相应的服务器，具有CGI模式的特点。模式的特点。 2MapObjects IMS和和ArcView IMS MapObjects IMS和和ArcView IMS的运行条件为：客户的运行条件为：客户端，需支持标准端，需支持标准HTML工的工的Web浏览器，其中浏览器，其中MapObjects IMS只能在只

59、能在Windows NT环境下运行，需安装环境下运行，需安装运行运行MapObjects和和Visual Basic；ArcView IMS只能在只能在Windows 9x或或NT环境下运行，需安装运行环境下运行，需安装运行ArcView。 MapObjects是一组基于是一组基于Windows的制图和的制图和GIS构件，包构件，包含含35个个ActiveX对象。用户可以使用对象。用户可以使用MapObjects创建专用创建专用的制图和的制图和GIS应用程序，应用程序，MapObjects IMS和和ArcView IMS提供包括提供包括Java和和ActiveX在内的用于创建客户端地图显示在

60、内的用于创建客户端地图显示界面的界面的MapCafe工具。工具。IMS的客户端仅用于地图显示，返的客户端仅用于地图显示，返回客户端是回客户端是GIF或或JPEG的图像格式。的图像格式。GIS操作如缩放、漫操作如缩放、漫游等服务均由服务器完成，结果以游等服务均由服务器完成，结果以GIF或或JPEG的图像格的图像格式返回客户端浏览器上显示。式返回客户端浏览器上显示。MapObjects IMS和和ArcView IMS采用的是采用的是CGI模式。模式。 3GeoMedia Web Map GeoMedia Web Map是基于是基于Plug in模式。运行时客户端模式。运行时客户端需安装需安装Ac