WebGIS

一、WebGIS的定义定义1WebGIS是(1)基于Web的GIS，(2)不需要购买GIS软件。WebGIS=GIS+Web–GISSoftware定义2WebGIS指在Internet/Intranet网络环境下，基于TCP/IP和协议，以支持标准Html的浏览器为统一的客户端，通过WebServer向GisServer提出GIS服务请求的一种技术定义3WebGIS是指支持在Internet上发布地理信息和服务，而用户可以随时随地获得分布的空间数据和服务的一种技术，它是Web技术和GIS技术相结合的产物。BLM:美国国土局，土地测绘信息系统为什么需要WebGIS?扩展GIS应用范围，通过在Internet发布GIS数据和服务可以满足更广泛用户的GIS需求，GIS由专业系统转变为公众信息系统；从多个数据源集成数据，通过Internet可以集成各种异构数据源的数据，降低了数据散发成本，提高了地理数据共享程度；空间信息基础设施的需要，运用基于Web的GIS技术，通过Internet，可以构造跨地区、跨部门的地理信息服务网络。WebGIS具有什么特点？基于Web标准TCP,HTTP,Html,XML等平台无关通常，无论客户机是何种操作系统，只要支持通用的Web浏览器，用户就可以访问WebGIS数据和服务。分布式全球化的Client/Server，GIS数据和服务分布在Internet的不同服务器上，当需要时进行集成。互操作数据在不同的WebGIS之间无缝传输,一个应用系统可以调用另一个系统的功能，来完成逻辑上的统一的任务。WebGIS的特点-协议、标准基础技术标准、协议网络通讯协议TCP/IP文档和文件传输HTTP文件显示与应用程序集成HTML,XML客户端集成Plug-in,ActiveX,JavaApplet服务器端集成CGI,ServerAPI,Java,ActiveX,WebService客户端扩展VBScript,JavaScript服务器端扩展CGI,ServerAPI,Java传统GIS的问题：–共享性差–系统成本高–没有面向大众–集中式–软件操作复杂–培训成本WebGIS的优点：–访问范围广，面向大众–资源共享–发布速度快，范围广，–数据来源丰富、分布存储–分布式计算–系统建设投资少–操作简单WebGIS的特点-传统GISvs.WebGISWebGIS面临的问题网络带宽限制(WebGIS最大的问题就是数据传输量)多源、异构数据源的集成和互操作复杂地理信息的查询、分析和整合图形信息的表达服务端跨平台的实现WebGIS能做什么(功能)？WebGlS继承了大部分或者全部传统GIS软件所具有的功能；WebGIS侧重于空间数据和服务的共享。从Internet的任意节点，用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析；从应用趋势上看，WebGIS从在Internet上简单地发布地理信息发展到实现地理信息互操作和地理信息Web服务；发展现状和趋势是越来越多的GIS应用架构在Web上。二、WebGIS实现技术从实现技术上划分，WebGIS应用系统主要分为两类：基于服务器的应用系统(Server-side)基于客户机的应用系统(Client-side)WebGIS类型GIS分析输出在服务器上完成GIS分析输出在客户机上完成构造模式(工作方式)基于服务器√CGI(GIS应用服务器)基于客户机√GISPlug-in（插件）,GISActiveX（组件）,GISJavaApplet（小程序）CGI:是通用网关接口的缩写任务划分比较：基于服务器实现策略服务端任务客户端任务浏览显示结果查询分析编辑基于客户机实现策略服务端任务客户端任务分析显示编辑浏览查询1、基于服务器的应用系统Web浏览器充当前端的对用户友好的接口。用户在客户机端Web浏览器上初始化URL请求(一个GIS操作)，此请求通过互联网送给服务器。服务器接受此请求，处理请求，并将处理结果返回客户端。由于超文本标识语言(HTTP,HyperTextMarkupLanguage)不能直接支持矢量的GIS数据，Web浏览器不能直接与GIS服务器程序通讯。因此，需要有媒介“解释器(Interpreter)”连接Web浏览器、Web服务器和GIS服务器。统一资源定位器URL（UniformResourceLocator）(HTTP)服务器CGIScriptGIS服务器URL请求传输结果客户机Internet（1）CGI模式基于CGI的WebGIS是基于HTML的一种扩展，需要有GIS服务器在后台运行。通过CGI脚本，将GIS服务器和Web服务器连接。基于CGI的互联网地理信息系统的体系结构如图所示。客户端的所有GIS操作和分析，都是在GIS服务器上完成的。（2）CGI模式工作原理①Web浏览器用户发出URL及GIS数据操作请求；②Web服务器接受请求，并通过CGI脚本，将用户的请求传送给GIS服务器；③GIS服务器接受请求，进行GIS数据处理如放大、缩小、漫游、查询、分析等，将操作结果形成GIF或JPEG图像；④最后GIS服务器将GIF或JPEG图像，通过CGI脚本、Web服务器返回给Web浏览器显示。（3）基于CGI的WebGIS的优势：①由于所有的GIS操作都是由GIS服务器完成的，具有客户端小、处理大型GIS操作分析的功能强、充分利用现有的GIS操作分析资源等优势；②由于在客户机端使用的是支持标准HTML的Web浏览器，操作结果是以静态的GIF或JPEG图像的形式表现，因而客户机端与平台无关。2、基于客户机的应用系统GIS分析和GIS数据处理可以在客户端执行–这些GIS分析工具和GIS数据最初驻留在服务器上，用户通过浏览器向服务器发出需要GIS数据和GIS处理工具的请求；服务器将所需要的GIS数据和GIS处理工具传送给客户机端。客户机端接受所需要的GIS数据和GIS处理工具，按照用户的操作，进行GIS数据处理和分析；此时无须服务器的参与。由于所需要的GIS数据和GIS处理工具已经到客户机端，因而具有操作方便、灵活、速度快等优势。GISPlug-in是在浏览器上扩充Web浏览器的可执行的GIS软件。GISPlug-in的主要作用是使Web浏览器支持处理无缝GIS数据，并为Web浏览器与GIS数据之间的通讯提供条件。FlashPlugin基于Plug-in模式的WebGIS体系结构Web浏览器查询plug-in和Helper程序GISPlug-inGIS数据显示GIS数据类型理解加载Plug-in插件技术：Plug-in模式基于Plug-in的互联网地理信息系统的优势：①无缝支持与GIS数据的连接。由于对每一种数据源，都需要有相应的GISPlug-in；因而GISPlug-in能无缝支持与GIS数据的连接。②GIS操作速度快。所有的GIS操作都是在本地由GISPlug-in完成，因此运行的速度快。③服务器和网络传输的负担较轻。服务器仅需提供GIS数据服务，网络也只需将GIS数据一次性传输。服务器的任务很少，网络传输的负担轻基于Plug-in的互联网地理信息系统的劣势：①GISPlug-in与平台相关。对同一GIS数据，不同的操作系统，不同的Web浏览器需要用相对应的GISPlug-in。②GISPlug-in与GIS数据类型相关。对GIS用户而言，使用的GIS数据类型是多种多样的，对于不同的GIS数据类型，需要有相应的GISPlug-in来支持。③需要事先安装。用户如想使用，必须下载安装GISPlug-in程序。④更新困难。升级时，需要重新下载安装。⑤使用已有的GIS操作分析资源的能力弱，处理大型的GIS分析能力有限。ActiveX是Microsoft为适应互联网而发展的标准。ActiveX是建立在OLE(ObjectLinkingandEmbedding)标准之上，为扩展MicrosoftWeb浏览器InternetExplorer功能而提供的公共框架ActiveX控件是用于完成具体任务和信息通讯的软件模块，GISActiveX控件用于处理GIS数据和完成GIS分析。ActiveX控件和Plug-in非常相似，是为了扩展Web浏览器的动态模块。所不同的是，ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统所使用。相反，Plug-in只能在某一具体的浏览器中使用GISActiveX（浏览器端GIS组件）基于GISActiveX控件的WebGIS体系结构Web浏览器GIS控件GIS操作和数据显示的工作原理：①Web浏览器发出GIS数据显示操作请求；②Web服务器接受到用户的请求，进行处理，并将用户所要的GIS数据和GISActiveX控件传送给Web浏览器；③客户机端接受到Web服务器传来的GIS数据和GISActiveX控件，启动GISActiveX控件，对GIS数据进行处理，完成GIS操作。基于GISActiveX控件的互联网地理信息系统的优势：①具有GISPlug-in模式的所有优点。②同时，ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统所使用，比GISPlug-in模式更灵活，使用方便基于GISActiveX控件的互联网地理信息系统的劣势：①需要下载。占用客户机端机器的磁盘空间。②与平台相关。对不同的平台，必须提供不同的GISActiveX控件。③与浏览器相关。GISActiveX控件最初只使用于MicrosoftWeb浏览器。在其它浏览器使用时，须增加特殊的Plug-in予以支持。④使用已有的GIS操作分析资源的能力弱，处理大型的GIS分析能力有限。GISJavaApplet是在程序运行时，从服务器下载到客户机端运行的可执行代码。GISJavaApplet是由面向对象语言Java开发的小应用程序，与Web浏览器紧密结合，以扩展Web浏览器的功能，完成GIS数据操作和GIS处理。GISJavaApplet最初为驻留在Web服务器端的可执行代码。在通常情况下，GISJavaApplet包容在HTML代码中，并通过APPLET参考标签来获取和引发。它能完成GIS数据解释和GIS分析功能。但是，对于处理大型的GIS分析任务(如叠置、资源分配等)的能力，无法与CGI模式相比；GIS数据的保存、分析结果的存储和网络资源的使用能力受到限制。GISJavaApplet基于GISJavaApplet模式的WebGIS体系结构Web浏览器GISJavaAppletGIS操作和数据显示的互联网地理信息系统的优势：①体系结构中立，与平台和操作系统无关。在具有Java虚拟机的Web浏览器上运行。写一次，可到处运行。②动态运行，无须在用户端预先安装。当服务器端的GISJavaApplet更新后，客户机端总是可以使用最新的版本。③GIS操作速度快。所有的GIS操作都是在本地由GISJavaApplet完成，因此运行的速度快。④服务器和网络传输的负担轻。服务器仅需提供GIS数据服务，网络也只需将GIS数据一次性传输。基于GISJavaApplet的互联网地理信息系统的劣势：①使用已有的GIS操作分析资源的能力弱，处理大型的GIS分析能力有限。②GIS的数据的保存、分析结果的存储和网络资源的使用能力有限。WebGIS构架模式优缺点对比类型工作模式优点缺陷基于CGI的WebGISCGI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；互联网和服务器的负担重。基于Plug-in的WebGISPlug-in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Acti