浅论WebGIS系统
姬 婧1 ，3 孟景凤2
（1．河南理工大学 测绘与国土信息工程学院 ，河南 焦作 454003 ； 2．义马煤业集团发展规划处，河南 义马 472300；
3．平顶山工业职业技术学院 资源开发系，467001）
摘要: WebGIS是网络时代GIS的发展趋势。综述了WebGIS的概念、特点和体系结构，通过分析比较其实现技术，展望了WebGIS的发展趋势。 关键词: GIS; WebGIS; 发展趋势
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1008 - 8725（2006）04 - 0099 - 03
Analysis of Web Geographic Information System
JI Jing1，3 MENG Jing Feng2
(1. School of Surveying & Land Information Engineering，Henan Polytechnic university, Jiaozuo 454003，China;
2、Development & Programme Dept.， Yima Coal Industry (Group) Co.Ltd. ,Yima 472300, China;3.Resources Development Dept.，Pingdingshan Vocational School, Pingdingshan 467001, China)
Abstract:WebGIS is a development trend of GIS in network ages. This paper gives a summary of the concept, characteristics and system structures of WebGIS,then through making an analysis on several realization technologies of WebGIS gives a prospect of the development trend of WebGIS. Key words: GIS; WebGIS; development trend
0 前言
GIS(geographic information system)自诞生至今，已经历了40余年的发展，GIS在理论体
系完善、技术研究和应用产业拓展与普及等方面都有长足的进步，逐步建立起独立的理论体系。随着Internet的迅猛发展和广泛使用，人们对地理信息系统的需求也日益增长，Internet已成为GIS新的操作平台，它与GIS维护国家五大安全结合而形成的WebGIS是GIS软件发展的必然趋势。WebGIS是一种利用Internet技术，采用HTTP协议，在internet环境下实现对地理信息的分布式获取、分布式存储、分布式分析、分布式查询、显示和输出的地理信息系统。目前，WebGIS发展极为迅速，已深入到各个应用领域。 1 WebGIS的特点
与传统的基于桌面或局域网的GIS相比，WebGIS主要有以下特点:
(1)系统成本降低。普通GIS在每个用户端都需要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪
费。WebGIS是利用个性化的终端进行信息发布，在客户端通常只需使用Web浏览器，其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省的多，同时维护费也大大降低。 (2)与其它Web应用的无缝集成。开放的、非专用的Internet技术标准为WebGIS进一步扩展
提供了极大的空间，并为WebGIS与其他信息服务进行无缝集成提供了最好的平台，从而使WebGIS的功能更丰富。
(3)平台的独立性。不论客户端的软硬件如何，只要能用Web浏览器，就可以访问WebGIS数据，特别是随着SunONE和Microsoft公司的NET计划的发展，“一次编写，到处运行”的WebGIS是完全可以实现的，从而使WebGIS的跨平台性向更深层次发展。 (4)高效的平衡计算负载。传统的GIS大都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。WebGIS系统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，而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。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方案。 (5)更广泛的访问范围。全球范围内任意一个Web站点的GIS用户都能获得WebGIS服务器提供的服务，并且WebGIS实现了客户可同时访问多个位于不同服务器上的最新数据，从而真正的实现了GIS的大众化。而这一Internet/Intranet所特有的优势大大方便了GIS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。
技术类型 | 优点 | 缺点 |
CGI | CGI程序的跨平台性能极佳；客户端小，处理大型GIS操作分析的功能强，能充分利用现有GIS资源；有错误的CGI程序很难损害服务器。 | 网络传输和服务器负担重；运行速度慢；数据处理在服务器端进行，容易造成服务器负载过重。 |
ServerAPI | 基于特定的服务器平台上运行，一直处于运行状态，响应速度较CGI快 | 需要依附于特定的Web服务器和计算机平台；安全性不好；系统维护复杂。 |
Plug-in | 支持与GIS数据的无缝连接；GIS操作速度快；服务器与网络传输的负担轻。 | 与平台和操作系统相关；使用不同GIS数据类型，需要有相应的GIS Plug-in来支持，管理复杂，并且程序更新困难。 |
ActiveX Control | 具有GIS Plug-in模式的所有优点，且比GIS Plug-in模式更灵活、方便。 | 与平台和浏览器相关；需要下载、安装，占用存储空间；使用已有的GIS资源操作分析能力弱，处理大型GIS分析能力有限。 |
Java Applet | 与平台和操作系统无关；实时下载运行，无须预先安装；GIS操作速度快；服务器和网络传输的负担轻。 | GIS数据的保存、分析结果的存储和网络资源的使用有限；处理较大的GIS分析任务的能力有限。 |
| | |
2 WebGIS的体系结构
WebGIS是基于Internet的GIS，实现的方法有多种，现WebGIS主要采用C/S和B/S两种结构模式。
(1)C/S结构
WebGIS基本体系结构即为客户机/服务器(Client/Server，简称 C/S)模式，它是一种分布式系统结构，客户机/服务器模式基于简单请求/郭庚茂简历应答协议，即客户端向服务器提出信息处理的请求服务器端接收到请求并将请求解译后，根据请求的要求执相应操作，并将操作结果传递回客户端。在WebGIS的实现中，客户机/服务器模型是经常采用的一种方案。
C/S结构能充分发挥客户端PC的处理能力，客户端安装专用客户端软件后，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器，服务器、客户端协同完成一个作业，这样降低了网络通信量，客户端响应速度快。
(2)B/S结构
WebGIS的体系结构采用Web浏览器/服务器(Browser/Server,简称B/S)模式，B/S模式是在传统模式的基础上发展起来的，此模式简化了客户端软件，以简单易用的浏览器作为客户端运行平台，将应用程序(传统C/S模式中的客户软件)的开发、维护和更新放在中间层的应用服务器上，而将数据库的管理和维护放在数据库服务器上，从而形成一个由客户层、中间层和数据库服务器组成的三层体系结构。
在B/S模式的WebGIS系统中，客户机无论在什么平台下,只要安装一个Web浏览器(Browser)，浏览器通过Webserver同数据库进行数据交互，用于查询和浏览，它的特点在于具有广泛的信息发布能力，客户端只需要普通的浏览器即可，不需要其它任何特殊软件，对网络也没有特殊要求，客户端零维护，从而方便了用户。
禁播水浒
3 WebGIS的实现技术分析
目前WebGIS的开发技术主要有公共网关接口(Common Gateway Interface,CGI)、服务器应用接口(ServerAPI)、插件(Plug-in)、客户端(ActiveX Control) 以及Java 等。几种技术优缺点见表1。
表1 WebGIS技术分析
4 WebGIS的发展趋势
随着地理信息技术和网络技术的发展，Internet与GIS结合而成的WebGIS以其独到的优势在诸多领域得到愈来愈广泛的应用，因而分析总结WebGIS新的发展趋势具有重要意义。
(1)分布式数据处理功能
在传统的集中式空间数据库中，从数据采集到纳入数据库，受时间和空间的限制，给数据的更新和信息的实时发布带来障碍，往往提供给用户的信息已失去了现势性，不能作为有效的判断和决策的依据。而地理信息描述的地理事务本身是分布的，如果把地理信息布局在分布式的地理数据库中，可以实时的更新，分布式佛光大辞典WebGIS将改变这一传统模式，使数据的获取与更新可以通过网络进行。
在分布式网络地理信息系统中服务器端是一个局域网内的工作组，由多个计算机协同提供服务；服务器不再访问一个集中数据库，而访问分布式的数据库，但是数据和服务在服务器端的分布状况对Internet客户是透明的，用户不需要了解数据的分布状况。这样的系统具有很好的扩展性，能够提供更强大的功能和地理信息服务。
(2)开放的地理数据交换体系
在网络环境下如何对地理数据采用规范化的编码使得分布在网络下的所有用户可以无缝地获取、访问、浏览地理数据还存在着很大的问题。地理标记语言（Geography Markup Language,GML）是可扩展标识语言（边界发现蒙古野驴Extensible Markup Language,XML）的子集，是由Open GIS孙仪之联盟制定的基于XML的对地理信息（包括地理特征的几何和属性）的传输和存储的编码规范[OGC,2000]。GML是一个简单的基于文本的地理特征编码标准。GML是基于OGC创建的公共地理模型（OGC抽象规范）基础上的，已经被大多数的GIS开发商所接受并得到进一步的开发。由于GML是基于XML的，这将使得GML数据的集成更加容易。GML是严格按照被广泛采用的XML标准制定的，这就确保了GML数据可以被广泛地被商业或者免费工具所浏览、编辑、转换。预计，随着越来越多的组织机构和软件开发商使用GML作为空间数据表达、传输、存储的规范，空间数据编码的统一以及数据交互操作和共享将最终成为现实。基于GML的地理信息表达是解决地理数据互操作的途径。
(3)一体化的空间数据管理与分析
从数据管理的角度来看，空间数据有下列特点:数据量大，结构复杂，关系多样化；查询过
程比较复杂；难以定义多维空间对象的空间次序。因此，选择理想的数据库管理平台成为WebGIS发展的瓶颈之一。利用面向对象的分布式多空间数据库技术是目前能够有效地解决这一问题的较好途径。
(4)空间分析功能
在网上对地理数据的操作合分析是WebGIS今后发展的重要方向之一。地理数据的分析功能，即空间分析，是GIS得以广泛应用的重要原因之一。通过GIS提供的空间分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的。但目前网络地理信息系统的空间分析功能比较弱，部分产品可以提供缓冲区分析和最短路径分析等功能，仍然无法满足需要。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。WebGIS在网上空间分析部分还有一段路要走。
