第十一章：网络地理信息系统ppt课件

1、11.1 分布式系统11.2 分布式地理信息系统11.3 WebGIS万维网地理信息系统 v分布式系统v定义：一组独立计算机的集合，但是从用户的角度来看，如同于一台计算机。 项目项目描述描述经济多个微处理器提供了更好的性能/价格比速度一个分布式系统比大型机有更好的总体计算能力固有的分布一些应用系统需要运行于空间上分离的机器可靠性如果一台机器崩溃，整个系统还能够运行增量发展计算能力能够以很小的增量增长项目项目描述描述数据共享允许多个用户访问同一数据库设备共享允许多个用户共享昂贵的外设通讯使人与人之间的通讯变得简单，如电子邮件灵活性以最有效的方式将工作量分布在所有可用的机器上分布式系统的优势与微机

2、系统比较 分布式系统的优势与集中式系统比较vC/S 构造:vC/S模型是一种分布式系统结构，在该体系中，客户端通常是同最终用户交互的应用软件系统，而服务器由一组协作的过程构成，为客户端提供服务客户端服务器客户端客户端服务器信息请求vB/S结构Browser/Server结构）v构造v浏览器和服务器结构v它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构v在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端Browser实现，但是主要事务逻辑在服务器端Server实现，形成所谓三层3-tier结构 v特点：v维护和升级方式简单 v成本降低，选择更多 v

3、应用服务器运行数据负荷较重 vB/S、C/S结构软件技术上的比较v数据安全性比较v数据一致性比较 v数据实时性比较 v数据溯源性比较 v服务响应及时性比较 v网络应用限制比较:vC/S结构软件仅适用于局域网内部用户或宽带用户1兆以上）vB/S结构软件可以适用于任何网络结构包括33.6K拨号入网方式），特别适于宽带不能到达的地方例如迪信通集团的某些分公司，仅靠电话上网即可正常使用软件系统）v计算机网格v网格(Grid)这个词来自于电力网格(Power Grid)。“网格与“电力网格形神相似。v一方面，计算机网纵横交错，很像电力网v另一方面，电力网格用高压线路把分散在各地的发电站连接在一起，向用户

4、提供源源不断的电力。用户只需插上插头、打开开关就能用电，一点都不需要关心电能是从哪个电站送来的，也不需要知道是水力电、火力电还是核能电v分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机组成的一个超级虚拟计算机，常用来执行一些大型任务 v最终目的是希望它能够把分布在因特网上数以亿计的计算机、存储器、贵重设备、数据库等结合起来，形成一个虚拟的、空前强大的超级计算机，满足不断增长的计算、存储需求，并使信息世界成为一个有机的整体 v云计算Cloud Computing）v分布式计算Distributed Computing）、并行计算Parallel Computing）、效用计算Utility Comput

5、ing）、网络存储Network Storage Technologies）、虚拟化Virtualization）、负载均衡Load Balance等传统计算机和网络技术发展融合的产物v一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式 v云计算Cloud Computing）vIaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基础设施即服务vPaaS(Platform-as-a- Service)：平台即服务 vSaaS(Software-as-a- Service)：软件即服务 v随着计算机网络的发展，基于客户机/服务器体系结构，并在网络支持下的

6、分布式系统结构已经成为地理信息系统的发展趋势v分布式的GIS应用表现在以下几个方面：v数据的分布：空间数据存放在空间上分离的计算机上。v应用功能的分布：GIS的功能组成了由空间数据录入到输出的一个工作流程，不同的人员由于其关注的信息不同，需要不同的GIS功能服务对数据进行处理，将应用分布在网络上就可以解决该问题v外设共享：许多GIS外设较为昂贵，如高精度平板扫描仪，喷墨绘图仪，大幅面数字化仪等，而通过分布式系统，可以实现这些设备的共享。v并行计算：地理信息系统中的许多模型具有较高的时间复杂性，利用分布系统可以实现并行计算，缩短计算时间v网络地理信息系统的组合方式 v在分布式的网络地理信息系统中

7、，客户机和服务器分别由相应的软件、硬件以及数据库组成，其组合可以按照数据和应用功能的分布分成五种组合方式组合方式数据数据应用功能应用功能全集中式全集中式中央服务器中央服务器数据集中式数据集中式中央服务器客户端功能集中式功能集中式客户端中央服务器全分布式全分布式客户端客户端函数库分布式函数库分布式客户端或者服务器中央服务器存储，客户端动态连接执行(1)(1)全集中式全集中式 软件、数据库管理系软件、数据库管理系统和数据库全部集统和数据库全部集中在中央服务器上中在中央服务器上应用程序服务器数据管理服务器数据服务器ClientClientClientClient 客户系统只负责用户界面功能，获得用户

8、指令并传递给服务器，显示查询结果，常用的客户设置有三种： 只负责表现逻辑的客户系统:以X-server为代表，所有的数据处理和运算均在服务器上执行，客户端由专门的X终端或者X模拟器通过X协议实现用户与服务器之间的通讯； 以ArcView为代表的客户软件系统，这类系统除了提供一般的用户界面以外，还具有相当强的分析和处理功能 BS模式:用户界面功能由浏览器执行（2 2数据集中式数据集中式 专门设置集中的数据存储和管理服务，网络专门设置集中的数据存储和管理服务，网络的其它部分成为数据客户，它们一般都是的其它部分成为数据客户，它们一般都是带有一定功能的地理信息系统软件带有一定功能的地理信息系统软件简单

9、的数据服务可以由网络软件系统提供，简单的数据服务可以由网络软件系统提供，大型的管理系统则需要功能完备和高性能大型的管理系统则需要功能完备和高性能的数据服务器，如的数据服务器，如ArcstormArcstorm和和OracleOracle。 (a) (b)数据服务器地理信息系统软件系统其它软件系统DBMS 服务器地理信息系统软件系统其它软件系统（3 3功能集中式功能集中式把绝大部分的功能集中在一个或者几个容量大、性把绝大部分的功能集中在一个或者几个容量大、性能高的服务器上，由它们负责所有的分析和处理能高的服务器上，由它们负责所有的分析和处理，数据则分散到客户端存储和管理，数据则分散到客户端存储和

10、管理由于在大多数由于在大多数GISGIS应用中，数据量一般比较庞大，采应用中，数据量一般比较庞大，采用这种方式，会增加网络的传输量，从而降低整用这种方式，会增加网络的传输量，从而降低整个系统的性能个系统的性能地理信息系统服务器地理信息系统软件系统其它软件系统数据存储器数据库管理系统数据存储器数据库管理系统（4 4全分布式全分布式各个子系统具有完备的数据库及地理信息系各个子系统具有完备的数据库及地理信息系统软件和其它应用软件，在网络中同时扮统软件和其它应用软件，在网络中同时扮演客户和服务器的角色演客户和服务器的角色（5 5函数库服务器函数库服务器函数服务器把优化的功能函数存储在服务器函数服务器把

11、优化的功能函数存储在服务器上，通过网络按用户要求动态合成应用软上，通过网络按用户要求动态合成应用软件，并使其在客户机上运行件，并使其在客户机上运行v概念设计v概念设计v因特网和因特网和GISGISv因特网的发展为因特网的发展为GISGIS发展带来了极大的便利发展带来了极大的便利，同时也，同时也GISGIS理论及技术研究提供了新的领理论及技术研究提供了新的领域域v作为信息系统以及一门学科，作为信息系统以及一门学科，GISGIS可以从因可以从因特网的发展受到的影响主要有以下几个方特网的发展受到的影响主要有以下几个方面：面：v利用新闻组或者电子邮件进行利用新闻组或者电子邮件进行GISGIS技术问题技

12、术问题的探讨的探讨v网络远程教育网络远程教育vGISGIS软件的下载软件的下载v空间数据发布和下载空间数据发布和下载vWebGIS简介 vWebGIS的应用可以分为以下几个层面：v空间数据发布：由于能够以图形方式显示空间数据；v空间查询检索：利用浏览器提供的交互能力，进行图形及属性数据库的查询检索；v空间模型服务：在服务器端提供各种空间模型的实现方法，接收用户通过浏览器输入的模型参数后，将计算结果返回。vWeb资源的组织：在Web上，存在着大量的信息，这些信息多数具有空间分布特征，如分销商数据往往有其所在位置属性，利用地图对这些信息进行组织和管理，并为用户提供基于空间的检索服务 vWebGIS

13、简介 v与传统的地理信息系统相比，WebGIS有其特殊之处，主要表现在：v它必须是基于网络的客户机/服务器系统，而传统的GIS大多数为独立的单机系统；v它利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换，这就意味着信息的传递是全球性的；v它是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在不同地点和不同的计算机平台上。vWebGIS的实现技术 vCGI(Common Gateway Interface,通用网关接口)方法v服务器应用程序接口(Server API)方法v插件(Plug-ins)法vJava Applet方法vActiveX方法(1) CGI方法利用CGI可以生成图像，然后传递到客户端浏览器用

14、CGI启动后端的批处理制图软件用户可以直接在计算机终端一行一行地输入指令来制图用户的每一个要求都要启动相应的GIS软件，如果软件较大，启动时间就会很长CGI启动后端视窗(Windows)GIS软件CGI和后端GIS软件的信息交换是通过“进程间通讯协议IPC-Inter Process Communication）”来完成常用的IPC有RPC(Remote Procedure Call)和DDE(Dynamic Data Exchange)由于GIS软件是消息驱动的，CGI只要通过发送消息，驱动GIS软件执行特定操作即可，不需要每次重新启动(2) Server API方法Server API类似

15、于CGI，不同之处在于CGI程序是单独可以运行的程序，而Server API往往依附于特定的Web服务器，如Microsoft ISAPI依附于IIS(Internet Information Server)，只能在Windows平台上运行，其可移植性较差但是Server API启动后会一直处于运行状态，其速度较CGI快(3) (3) 插件方法插件方法利用利用CGICGI或者或者Server APIServer API，虽然增强了客户端，虽然增强了客户端的交互性，但是用户得到的信息依然是静的交互性，但是用户得到的信息依然是静态的态的浏览器插件是指能够同浏览器交换信息的软浏览器插件是指能够同浏览

16、器交换信息的软件，第三方软件开发商可以开发插件以使件，第三方软件开发商可以开发插件以使浏览器支持其特定格式的数据文件浏览器支持其特定格式的数据文件利用浏览器插件，可以将一部分服务器的功利用浏览器插件，可以将一部分服务器的功能转移到客户端能转移到客户端不足之处在于，象传统应用软件一样，它需不足之处在于，象传统应用软件一样，它需要先安装，然后才能使用，给使用造成了要先安装，然后才能使用，给使用造成了不方便不方便(4)Java Applet方法方法用用Java Applet实现实现WebGIS，优于插件方法的方面是：优于插件方法的方面是：1运行时，运行时，Applet从服务器下从服务器下载，不需要进

17、行软件安装；载，不需要进行软件安装；2由于由于Java语言本身支持网语言本身支持网络功能，可以实现络功能，可以实现Applet与与服务器程序的直接连接，从服务器程序的直接连接，从而使数据处理操作既可以在而使数据处理操作既可以在服务器上实现，又可以在客服务器上实现，又可以在客户端实现，以实现两端负载户端实现，以实现两端负载的平衡的平衡Java Applet浏览器W ebGIS服务器W eb服务器空间数据服务器空间数据库(5)ActiveX(5)ActiveX方法方法 ActiveXActiveX，它是在微软公司，它是在微软公司OLEOLE技术基础上发技术基础上发展起来的因特网新技术，其基础是展起

18、来的因特网新技术，其基础是DCOM(Distributed Component Object DCOM(Distributed Component Object Model)Model)基于这种标准开发出来的构件称为基于这种标准开发出来的构件称为ActiveXActiveX控控件，可以象件，可以象Java AppletJava Applet一样嵌入到一样嵌入到HTMLHTML文文件中，在因特网上运行件中，在因特网上运行与与Java AppletJava Applet相比，其缺点是只能运行于相比，其缺点是只能运行于MS-WindowsMS-Windows平台上，并且由于可以进行磁平台上，并且由于

19、可以进行磁盘操作，其安全性较差，但是优点是执行盘操作，其安全性较差，但是优点是执行速度快。速度快。 vArcGIS WEB解决方案数据库数据库ArcSDEWeb Server应用层应用层数据层数据层1.创作 GIS 资源运用 ArcGIS Desktop 创建所得。下表显示了可以使用 ArcGIS Server 发布的 GIS 资源的类型、资源可以执行的功能以及能够创建该资源的 ArcGIS Desktop 应用程序。 注：通过上面的表格，我们了解到了为完成目标，就要使用ArcGIS Desktop中相关程序准备何种类型的 GIS 资源。2.将 GIS 资源发布为服务运用 ArcGIS Ser

20、ver 管理器将该资源发布为服务。还可以使用管理器查看这些服务、在文件夹中组织它们、监控它们的性能，以及创建使用这些服务的应用程序。准备工作：首先，必须以服务器上所有服务器对象容器 (SOC) 计算机都能访问引用资源及其数据。其次，必须授予 SOC 帐户对包含资源及其数据的目录的适当权限创建服务时，系统将询问您要启用 GIS 资源的哪些功能下列图）。一个服务的功能是否可用取决于它的 GIS 资源类型以及该资源所包含的数据和工具见上页表格）。3.通过客户端应用程序使用服务：使用现有应用程序例如ArcGIS Explorer来查看服务注意针对不同的服务ArcGIS Explorer要选择2D与3D

21、切换ArcGIS Server 服务支持的客户端软件包括 ArcGIS Explorer、ArcMap 和 ArcGlobe。创建 Web 应用程序:ArcGIS Server 管理器包含一个向导，用于创建自己的 Web 制图应用程序。可以选择地图要显示的图层、配置简化 GIS 工作流的任务，以及设置应用程序的主题和外观。创建移动应用程序:也许您的服务将用于移动设备领域。ArcGIS Mobile与 ArcGIS Server for the Microsoft .NET Framework 一起提供提供了为移动设备例如袖珍 PC 和智能手机）。请参阅 ArcGIS Mobile 帮助了解相关

22、基本知识。3.通过客户端应用程序使用服务：创建 ArcGIS Explorer 地图:ArcGIS Explorer 可以将 ArcGIS Server 服务作为数据添加到 ArcGIS Explore 中，并将它们与其他服务器或自己的本地文件系统中的数据合并。OGC 效力:分别是 WMS、WFS 和 WCS 规范。发布地图、影像或地理数据服务时，可以选择启用通过 OGC 规范显示这些服务的功能。KML 网络链接:使用管理器，可以从地图服务中将一组图层发布为 KML 网络链接。其他人可以使用能够读取 KML 的客户端例如 ArcGIS Explorer 或 Google 地球(?)）查看图层。

23、创建其他客户端:其他可能客户端包括利用 ArcGIS Engine 构建的桌面应用程序，以及通过 Web 服务描述语言 (WSDL) 与 ArcGIS Server Web 服务进行通信的应用程序 Web 效力。二、GIS在城市管理中的应用举例登陆网站：登陆网站：1 1、深圳市环保、深圳市环保局网局网H/H/web/hjgh/map/dweb/hjgh/map/dms/dms.htmms/dms.htm2 2、江苏环保网、江苏环保网digitalearth/edigitalearth/envi/nvi/二、GIS在城市管理中的应用举例登陆网站：登陆网站：centamap(centamap(中中原地图）原地图）1 1、如何利用、如何利用GISGIS进行城市进行城市管理与信息管理与信息服务？服务？2 2、GISGIS可以可以解决城市管解决城市管理中的哪些理中