WebGis的主流技术及发展方向

一、WebGIS技术概述 GIS经历了单机环境应用向网络环境应用发展的过程网络环境GIs应用从局域网内客户服务器(ClientServerCS)结构的应用向Intemet环境下浏览器服务器 DOwserServerBS)结构的WebGISm应用发展。随着Intemet的发展WebGIS开始逐步成为GIS应用的主流WebGIS相对于CS结构而言具有部署方便、使用简单、对网络带宽要求低的特点为地理信息服务的发展奠定了基础。

二、WebGIS的特点 (1)更广泛的访问范围。全球范围内任意一个客户可同时访问多个位于世界各地不同的WebGIS服务器上的最新数据Internet所特有的这些优势大大方便了WebGIS的数据管理 使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。 (2)平台独立性。无论客户机与服务器是何种机器操作系统如何或者服务器端使用何种WebGIS软件由于使用了通用的Web浏览器用户都可透明访问WebGIS数据库在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分布实现远程异构数据的共享。(3)真正大众化的GIS。以往的GIS由于成本高、技术难度大往往成了少数专业人士拥有的专业工具很难推广。而且对于每个用户来说，在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件但用户经常使用的却只是一些最基本的功能 这在实际上造成了极大的浪费。WebGIS则给更多的用户提供了使用GIS的机会。WebGIS在客户端通常只须使用通用浏览器进行浏览和查询(有时还要加入一些免费使用的插件、ActiveX控件等) 从而大大降低了系统成本。(4)平衡高效的计算负载。以往的G1S大多使用文件服务器结构的处理方式 其处理能力完全依赖于客户端 效率较低。而WebGIS能充分利用网络资源 将基础性、全局性的处理交由服务器执行 而把数据量较小的简单操作交给客户端去完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配 是一种较理想的优化模式。(5)良好的可扩展性。WebGlS很容易与Web中的其他信息服务进行无缝集成 可以 建立灵活多样的GIS应用。例如随着通信终端向多媒体和移动化方向发展 数字移动电话、PDA(个人数字助理)将成为webGIs的客户端 wAP(wireless Application Protocol 即无线通信协议)服务器和WebGIS服务器将连为一体。

三、几种流行的WebGIS软件比较 WebGIS软件很多 比较流行的有ESRI的MapOhiectS IMS和ARC IMS、MapInfo 公司的MapXtreme、Intergraph公司的GeoMedia Web Map以及著名的CAD厂商Au—todesk公司推出的Mapguide 还有国产的GeoSurf等。这些软件在不同程度上也都提供了二次开发的方法 归纳起来 流行的主要有API(Application Programming Interface)和类(类是一种复杂的数据类型它是将不同类型的 数据和与这些数据相关的操作封装在一起的集合体)、ActiveX控件及JavaBean(描述Java的软件组件模型 类似于Microsoft的DCOM组件)3种方法。API和类方法是通过内嵌在浏览器中的GIS函数对象与JavaScript(•种被嵌人到HTML代码中 并且由浏览器来执行的居于Java程序语言的脚本语言)或VBScript(Microsoft Visual Basic Scripting Edi—tion)对象完成通讯。API和类函数具有矢栅地图显示、GIS实体选择、查询、图层控制、报表和缓冲分析等功能。而ActiveX控件和]avaBean都属于组件的设计方法 只是不同语言的具体实现。

四、WebGIS应用简介 我国在WebGlS的应用方面做了许多有益的探取得了宝贵经验如农业、林业、气象、水利、地震、国土资源、海洋、环境保护、铁路交通、电力、城市建设和规划等部门或行业所做的应用试验等。但大多仍处于试验阶段。要达到WebGIS提出的目标(即实现实用化)还有很长一段路要走。“九五”国家重点攻关项目“中国可持续发展信息共享示范”基本上体现了我国WebGlS的应用水平。 1. 农业 在国家“863计划”智能化农业应用系统和国家自然科学基金的农业知识工程应用基础研究的支持下r天津大学和新疆生产建设兵团合作开发了基于WebGIS的农业专家系统(Agricultural Expert System)又称农业智能系统。该系统实际上是利用处理后的卫星遥感图像信息作为原始数据 将WebGIS技术溶合到专家系统中来拓宽了专家系统的适用范围。农业信息WebGIS系统是农业部信息中心建设的其建设目标是使该系统成为农业生产和农业决策服务与支持的信息网络。该系统可以为农业生产及服务提供丰富、及时的农业生产信息资源(农业气象、农村经济、农产品价格、农产品贸易)以及网上地理信息管理和应用 为农业生产提供各种图形、图像等网上信息检索、查询、浏览 以及各种信息的交流服务。农业部门各级领导、农业生产决策者在巾国地图上可直观地查出诸如某一地区小麦、玉米、大豆等作物的种植面积、分布情况 相关的气象条件 农产品的价格分布情况 农民收入情况等相关专题图信息 而不必只是通过单调的阿拉伯数字和文字来判断相关的农业生产和农业服务情况。同时利用这一一系统 还可以及时了解国内最新农业生产信息及与农业相关的各种经济信息 2. 林国家林业局调查规划设计院建设的林火信息发布子系统是防灾森林防火

信息系统中一个组成部分。该项目建立在国家林业局信息巾心计算机网络和国家林业局森林防火办公室林火监测网络基础之上 采用了ClientServer(客户机 服务器)模式、数据库技术、WebGIS技术和遥感技术能够完成火点定位、火险预报、林火行为预报、林火信息发布等功能 并尝试将一些公用图形数据作为公共数据提供给需要的用户。国家林业局信息中心以及一些林业重点省份也利用ArcGIS系列软件进行森林资源动态监测和湿地监测用现代化的3s技术和网络技术等手段为天然林保护、退耕还林、野生动植物保护、三北等重点地区建立防护林体系系统。3.气象 由大连理工大学开发的黑龙江防汛决策指挥系统应用最新的WebGIS技术 采取BrowserServer(浏览器 服务器)与ClientServer(客户机N务器)相结台的模式。其中GIS平台采用ESRl的ArelMS后台采用Oracle数据库 web采用Java解决方案。系统共有信息服务子系统、防洪调度子系统、防汛会商子系统等11个子系统组成。该系统可查询河道、堤防、控制站、水库等实时的、历史的水雨工情信息。江西省减灾协会正在建设的基于WebGIS的江西省防灾、抗灾和救灾综合决策指挥系统 主要包括人工影响天气、早涝灾害防御等8个防灾、抗火和救灾决策指挥子系统。囊括自然灾害的监测、预测、评估以及地理信息和决策指挥信息的发布、查询等各个方面的内容。4. 地震 在“中国可持续发展信息共享示范”项目中 中国地震局和其他部门合作 利础地理信息中心提供的全国1400万基础地理信息共享平台数据与各种灾害数据叠加进行集成试验取得了许多宝贵经验为在本项目负责单位中国21世纪议程管理中心和各参加共享单位的系统中进行集成奠定了良好基础。中国地震局地质研究所采用MapObjects和Internet Map Server for MapOh]ects(简称MOMOIMS)技术 结合当前流行的Web应用开发技术 建立了具有地图浏览、空间查询分析、统计分析和专题图制作等功能的地震地质基础信息WebGIS应用系统(SGWebGIS) 为地震研究中窄问信息的共享提供平台WebOIS在防震撼灾中具有无可比拟的优势。无论是震害预测信息服务平台的开发还是数字地 万震方数减据灾系统的研究都可以为整个社会提供及时、必需的信息和理念。这些都能为实现政府倡导的减灾政策打下坚实的基础。比如在1999年台湾集集7.6级地震中其灾害调查、灾情统计、救济工作等都是基于WebGIS来开展的WebGIS在抗震救灾、安定民心等工作中发挥了一定的作用。

五、WebGIS技术发展趋势比较 地理信息系统(GIS)同时管理地理空间信息和数据库属性数据 在城市规划、地下管线管理、市政设施、房地产、交通管理等领域有着广泛的应用价值。随着近年来计算机技术的发展GIS在组成结构和应用技术等方面已与传统的GIS技术有了很大的不同。而基于Intemelflntranet的WebGIS则是GIS技术发展的新趋势之一分析与总结WebGIS新的发展趋势具有重要意义。WebGIS的发展现状及用户对WebGIS的要求 越来越表明WebGIS要想有广泛的发展和应用必须走开放的道路。开放是信息交流的趋势 传统GIS的体系结构是封闭的。而Web的本质特征就是其开放性 因此WebGIS的体系结构131应该具备开放、互操作、可升级、可扩展性。它囊括了网络、通信、面向对象、数据库、分布式计算等众多技术 并随着这些技术的进步而改变。开放的WebGIS的首先应该包括数据的开放即分布

在异构数据库中的信息能共享GML的出现已经提供了一个很好的解决方案。另外 还应该包括数据访问的开放 即不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性。对WebGIS所提出的这些要求正是Open GIS联盟(OGC)所成立的目的。

WebGis的主流技术及发展方向