WebGIS原理与应用全册配套最完整精品课件1.ppt

1、2021-8-25 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l主教材： lWeb GIS原理与应用,付品德/孙九林著.高等教育出版社， 2012. l参考书： lWeb GIS从基础到开发实践（基于ArcGIS API for JavaScript）. 刘光，曾敬文，曾庆丰编著.清华大学出 版社，2015. 2021-8-25slide3 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide4 2021-8-25slide5 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l1.1 万维网和地理信息系统 l1.2 Web

2、GIS的起源和演化 l1.3 Web GIS的概念和特点 l1.4 Web GIS的功能和应用 2021-8-25slide6 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l了解互联网、万维网的诞生 l了解Web GIS的历史 l掌握Web GIS的概念、功能 l了解Web GIS的优点、应用 2021-8-25slide7 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l互联网前身 l1969年“冷战”时期,美国国防部的高级研究计划署 (ARPA)建立的分布式计算机网络,当部分节点不能工作 时,仍可以进行信息交换. l连接了美国西部四所大学-斯坦福,加州大学

3、圣芭芭拉分 校(UCSB),加州大学洛杉矶分校(UCLA),犹他州立大学. 2021-8-25slide8 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l互联网前身 l高级研究计划署网络(ARPANet)-互联网前身,使用复杂, 用户基本是研究机构和政府部门. 2021-8-25slide9 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维网的产生 l1989年,欧洲粒子物理研究所(CERN)的英国科学家Tim Berners-Lee(1955-)发明了万维网,以简单的方式来分 享和交换文件. l万维网之父 2021-8-25slide10 2012年伦敦

4、奥运会, Berners-Lee的 Tweet: This is for everyone. 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维网的产生 lTim Berners-Lee发明了HTTP(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议)，HTML(Hypertext M a r k u p L a n g u a g e ， 超 文 本 标 记 语 言 ) ， URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)。 2021-8-25slide11 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维

5、网的产生 l命名为万维网(Word Wide Web)，开发了世界上第一 个Web服务器和Web浏览器。 2021-8-25slide12 在CERN时,Berners-Lee使用的苹果电 脑,世界上第一台web服务器. 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维网的产生 l万维网使互联网使用更加方便,且充满乐趣. l网上冲浪 l网上购物 l网络游戏 l交友-人人网 l推特(Twitter),微博,微信. l视频电话,视频会议. l 2021-8-25slide13 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l互联网(Internet)和万维网(W

6、WW)的区别 l互联网是全球的计算机等设备连接起来组成的巨大的计 算机网络.-强调硬件 l万维网是互联网上的众多网站和超文本文件的集合,主要 通过Http将各种超文本文件连接起来.-更强调内容 l虽然Http只是互联网协议中的一个,但它聚集的丰富内容 是互联网最主要的吸引力. 2021-8-25slide14 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l起源和早期应用 l1993年,美国施乐公司帕罗奥多研究中心(Palo Alto Research Center,PARC)开发了一个基于Web的地图浏 览器(Map Viewer),标志着Web GIS的诞生. l文章:Pu

7、tz S. Interactive information services using World-Wide Web hypertextJ. Computer Networks and ISDN Systems, 1994, 27(2): 273- 280. 2021-8-25slide15 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide16 MapViewer的用户界面 放大,缩小等功能通过超链接来实现 HTML和HTTP作为用户界面 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l起源和早期应用 l优点:用户不必再本地安装GIS软

8、件和数据,可以在任何有 互联网的地方使用GIS. lWebGIS开始流行 l1994年,加拿大国家地图信息服务网发布加拿大在线国 家地图集. 2021-8-25slide17 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l起源和早期应用 l1995年,美国人口普查局发布全国人口信息在线地图. l1995年,加州大学伯克利分校博士生Susan Huse开发了 GRASSLinks,是WebGIS地理分析的早期例子. 2021-8-25slide18 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l近期发展-Web 2.0 l自下而上的信息流和众包:大量用户参与和

9、他们所创造的 丰富内容.例如:淘宝卖家,博客,维基百科等. l万 维 网 成 为 软 件 开 发 的 新 平 台 : 云 计 算 （ c l o u d computing）,软件即服务(S of t w a re a s a Service,Saas)，将服务器或计算中心的资源和软件功能 以Web服务的方式提供。 2021-8-25slide19 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l近期发展-Web 2.0 l轻量级开发模式：基于浏览器端的开发接口，如AJAX （Asynchronous Javascript and XML）,降低了开发 门槛. l数据是核心:很

10、多大型Web系统的成功往往是基于他们积 累的数据库.如Google大量的网页内容,Amazon的大量 产品信息.-大数据（Big Data） 2021-8-25slide20 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l近期发展-Web 2.0 l多平台客户端:不局限于浏览器,还包括桌面应用程序和手 机等移动设备. l丰富的用户体验:简单应用,漂亮的用户界面. 2021-8-25slide21 Web 2.0=用户贡献的内容+Web为一种开发平台+丰富的用户体验 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lEsri产品系列 l众包，数据是核心:GIS中用

11、户贡献的内容称为自发式地 理信息（Volunteered Geographic Information， VGI）。 lEx：ArcGIS Server的要素服务（Feature Service）， 方便用户手机上传地理坐标、属性、照片和视频。 lEx：ArcGIS Online-云GIS,地理信息共享门户,用户可 以将自己的Web服务,数据和应用发布,上传,注册到这个 网站,积累地理服务,数据. 2021-8-25slide22 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lEsri产品系列 l轻型开发模式,Web是开发平台:政府,商业公司等利用 ArcGIS Server

12、将数据,地图和模型以Web服务的形式发 布出来,这些服务有基于Javascript,Flex和Silverlight的 浏览器端接口,简单易用. l支持移动平台:ArcGIS Server还提供了针对苹果公司 iOS,谷歌公司Android,微软公司Windows Phone等多 种操作系统的开发接口. 2021-8-25slide23 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lEsri产品系列 l丰富的用户体验:ArcGIS Server的浏览器端API可以创 建具有丰富用户体验的应用. lArcGIS Explorer是一个二维地图和三维虚拟地球浏览 器. 2021-

13、8-25slide24 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l概念 l广义：Web GIS是使用了Web技术的各种GIS。 l狭义：Web GIS是通过Web技术来连接其组成部分的 GIS。 2021-8-25slide25 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l概念 l一种分布式（Distributed）的信息系统 l至少有一个服务器（server）和一个客户端（client， 不限于浏览器，可以是桌面应用程序或移动APP）。 2021-8-25slide26 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l相关的概念 lH

14、TTP协议：server和client间通信的主要协议。 l两层体系结构：一台server和多台client。 l三层体系结构：数据层、逻辑层（中间层）和客户端 （表现层）。 2021-8-25slide27 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l相关的概念 lWeb GIS和桌面GIS不断相互渗透。 lWeb GIS依靠桌面GIS来创建数据和地图等基础资源，也吸纳 了桌面GIS的一些功能（空间分析等）。 l桌面GIS加入了Web GIS的功能，ArcMap也可作为Web GIS 的客户端。 2021-8-25slide28 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技

15、大学环境学院 朱进 l地理空间网络（GeoWeb或Geospatial Web） l地理空间信息+抽象信息（网页、图片、视频）。 l地理标签（Geotagging）：添加经纬度（或地名）到微博、 微信、照片、视频等。 l地理解析（Geoparsing）：从文本中提取地理信息（自然语言 处理，Natural Language Processing，NLP）。 l泛指Web GIS。 2021-8-25slide29 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l优点 l空间传播的全球性 l用户的众多性 l较好的跨平台性 l费用的低廉性 2021-8-25slide30 第1章

16、万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l优点 l用户的易用性 l更新的统一性 l应 用 的 广 泛 性 ： W e b G I S 助 长 了 新 地 理 学 （Neogeography）的发展， 促进了GIS的社会化。 2021-8-25slide31 新地理学新地理学：非专业用户因个：非专业用户因个 人或公共人或公共目的目的使用地理学科使用地理学科 技和工具。技和工具。 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l广泛的应用 l传染病的分布 l各地的污染源 l饭店位置：大众点评 l犯罪地图 2021-8-25slide32 第1章 万维网时代的地理信息系

17、统 苏州科技大学环境学院 朱进 l广泛的应用 l网络交友：陌陌 l公共洗手间 l应急救灾 2021-8-25slide33 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l功能 l地图和查询：空间查询、属性查询。 l数据采集：自发式地理信息VGI。 l地理信息的传播：geo.data.gov和允许用 户搜索和下载数据。 l空间分析：测量距离、面积，最佳路径，制作犯罪地图 等。 2021-8-25slide34 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用 l新的商业模式和新的商品：基于位置的广告服务（LBS- Location Based Service

18、），根据用户年龄、性别、当 前所在位置、所处区域的气温投放短信/彩信广告。-地 理围栏(Geofencing) lEx-阿拉斯加用户推荐滑雪服，夏威夷用户推荐泳衣。 lEx-在饭点时间到万达广场，推荐新的饭店（根据用户已 往消费习惯等）。 2021-8-25slide35 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用 l电子政务的工具，美国地质调查局发布最新的自然灾害 信息（地震、飓风、洪水等）。 2021-8-25slide36 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用 l人们日常生活的重要工具：继3R（reading读、 writing写

19、、arithmetic算术）之后，第四项基本能力 （Goodchild，2006）。 2021-8-25slide37 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l发展机遇 l长尾理论（Long tail theory）-商业模式分析方法 l统计学上称为Heavy-tailed distribution，重尾分布。 l头部是大众化市场，尾部是专业化细分市场，且利润可 以和头部一样多。 2021-8-25slide38 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS的长尾分析 l头部：大众在线地图、LBS。由百度、谷歌等占据，广 告等方式获益。

20、 l尾部：政府、企业等有特殊需求，需要定制化、二次开 发等。 2021-8-25slide39 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-采集数据 lMapillary（2014）：https:/ l传统街景制作周期长，更新慢，主干道 l大众参与制作街景服务：更新快、乡村小路 2021-8-25slide40 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和运动结合 l悦动圈（2014）： lhttp:/ ml l20个人1年“跑”出3亿公司估值： lhttp:/ 2021-8-25slide41 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏

21、州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和运动结合 l骑行的艺术 l马里兰州巴尔的摩市的艺术家 Michael Wallace 在骑 行时给自己设计了特殊的路线-GPX Adventure 2021-8-25slide42 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和住宿结合 lAirbnb（2008）总部设在美国加州旧金山市 lAir Bed and Breakfast 空中食宿 l可以从个人的手中租住一间房屋，而不是从一家酒店中 租住。-共享经济 2021-8-25slide43 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和住宿

22、结合 2021-8-25slide44 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-签到 l街旁网(2010-2015)：签到服务（饭点，家） 2021-8-25slide45 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-签到 l街旁网失败原因： l用户签到动力不足，一时新鲜，无内在驱动力 l未及时衍生出相关的商业模式，例如社交等（点评，陌 陌，） 2021-8-25slide46 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-人群疏散-避免踩踏事件的发生 l解决外滩踩踏事故 l城市被分为若干个1KM*1K

23、M的小格子，它实时地输入 新数据，以热度图（heat map）的形式不间断的预测 每个区域会有多少辆出租车的进和出。 lhttp:/ 2021-8-25slide47 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-人群疏散-避免踩踏事件的发生 l时空数据+深度学习（Deep Learning） l在人工智能国际顶级会议AAAI 2017，微软亚洲研究院 郑宇博士及其团队的论文Deep Spatio-Temporal Residual Networks for Citywide Crowd Flows Prediction l利用时空深度残差网络用于预测城市人流问题

24、lh t t p : / / w w w . m s r a . c n / z h - cn/news/blogs/2017/02/citywide-crowd-flows- prediction-20170214.aspx 2021-8-25slide48 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide49 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS的起源 lWeb GIS的概念、功能 lWeb GIS的优点、应用 2021-8-25slide50 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l

25、在你的日常生活中还需要哪些Web GIS功能？（发挥想象 力，越多越好） 2021-8-25slide51 Jack Dangermond（ESRI创始人）： GIS的应用只受限于使用者的想象力。 朱进朱进 苏州科技大学苏州科技大学 环境学院环境学院 2021年年8月月25日日 2021-8-25slide53 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l2.1 Web的原理和基础技术 l2.2 Web GIS的基本架构和组成部分 l2.3 瘦客户端和胖客户端架构 l2.4 用户体验设计 2021-8-25slide54 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学

26、院 朱进 l掌握Web GIS的原理和基础技术 l掌握Web GIS的基本架构和组成部分 l掌握Web GIS的瘦客户端、胖客户端架构 l了解Web GIS的用户体验设计 2021-8-25slide55 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide56 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l三层架构 l客户端/服务器（C/S）架构模式。 l三层架构：数据层、逻辑层、表现层。 lWeb客户端（Client），Web服务器（Server）。 lClient端是浏览器（Browser）时，也称为浏览器/服务器（B/S） 模式。

27、2021-8-25slide57 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWWW技术之三大基石 l国际标准，由W3C（世界万维网联盟）维护 lHTTP协议：定义了一套server与client进行请求和应答时所应遵循 的规范。 l八种请求方式：GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、TRACE、 OPTIONS和CONNECT。（GET与POST最常用） 2021-8-25slide58 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWWW技术之三大基石 lHTTP特点 l简单：键入URL或点击链接即可执行。 l无记忆状态：server对cl

28、ient做出响应后，它们间的连接立即 被撤销，减轻其负担。 l灵活：支持的传输内容丰富：图片、文件、audio、video。 lHTTPS lHTTP Secure，安全超文本传输协议 l建立在安全套接层之上的安全版HTTP l加密，传输敏感信息 2021-8-25slide59 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWWW技术之三大基石 lURL-描述Internet上网页和其它资源地址的一种标识方法。 l大家俗称的网址 l基本格式： lProtocol:/hostname:port/filepath?query_string l协议:/主机:端口/文件路径?查询参

29、数 2021-8-25slide60 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWWW技术之三大基石 lHTML-描述网页的语言 l包含内容、局部、格式等信息 lBrowser解释HTML代码，按照指定的格式显示其内容 lHTML是一种标记语言，由一套标签组成的文本文件 l外观和布局由CSS(cascading style sheets，层叠样式表)来定义 2021-8-25slide61 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWWW技术之三大基石 l最新标准-HTML5 l包括HTML、CSS和Javascript在内的一套技术的组合 l在不依

30、赖于Adobe Flash和MS Silverlight时，实现丰富的互联网 应用 l增添了处理多媒体和图片内容的语法 l支持,标签 l支持SVG(scalable vector graphics，可缩放矢量图形) 2021-8-25slide62 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb开发相关技术 lWeb服务器-Apache、Tomcat、IIS等 l互联网-数据交换格式XML，JSON等 lWeb客户端 lWeb浏览器 l浏览器端编程语言 l桌面/移动平台编程语言 2021-8-25slide63 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱

31、进 l服务端技术 lWeb服务器-接收HTTP请求，对请求进行响应处理，最后返回结果 到客户端。 l返回响应结果 l静态页面或图片 l执行动态程序：ASP.NET等，执行业务逻辑 l常见Web server lApache和Tomcat，Apache软件基金会的开源Web服务器，应用广 泛 lIIS（Internet Information Server），主要支持.Net lOracle的GlassFish lIBM的WebSphere 2021-8-25slide64 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l服务端技术 l服务端编程语言-运行于Server中的服务端

32、程序 lJava系列 l包括JavaEE(Java Enterprise Edition),JavaSE(Java Standard Edition),Servlet,JSP和JSP(JavaServer Faces)等。 l.NET系列 l包括ASP.NET,C#和VB.NET等，包含于.NET框架中 2021-8-25slide65 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l客户端/浏览器端技术 l第一类：浏览器和运行于浏览器中的应用程序 l第二类：浏览器外运行的桌面和移动应用程序 lBrowser l获取和显示Web server上HTML和其它程序结果，并让用户与

33、 这些文件交互的软件 l遵循HTTP、HTML、Javascrip规范的client l浏览器知道如何与Web server通信、如何显示HTML页面、如 何解释和执行Javascript脚本 l常见：MS IE、谷歌Chrome、Mozilla Firefox、苹果Safari 2021-8-25slide66 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l浏览器端编程技术 lJavascript：Netscape（网景）公司1995年推出的运行于浏览器 内的脚本语言 lAJAX(Asynchronous Javascript and XML，异步Javascript 与

34、XML) l2005年左右开始流行 l不是新技术，而是对现有技术（JS和XML）的组合 l支持browser与server的异步通信模式，网页在后台从server 上读取的同时，用户可与当前页面交互，大大提高用户的体验 l数据和界面相分离的设计模式(Design Pattern) l也可运行于智能手机、平板电脑的Browser中 2021-8-25slide67 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l浏览器端编程技术 lApache Flex：http:/flex.apache.org/ l以前称为Adobe Flex，Adobe2011年捐赠给Apache基金会 l

35、可以开发高度交互的、具有表现力、跨Browser的Web应用 l是富互联网（Rich Internet Applications，RIA）应用开发的有 力工具 l用MXML编写UI，用ActionScript语言编写客户端逻辑 l基于Flash插件，可以运行于多种browser中 l基于AIR运行环境，可以不依赖于browser，直接运行于多种操作 系统之上 2021-8-25slide68 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l浏览器端编程技术 lMS Silverlight：https:/ l与Flex类似 l可以开发高度交互的、具有表现力、跨Browser的We

36、b应用 l使用XAML编写界面，.net语言如C#或者VB.Net编写业务逻辑 l基于MS Silverlight插件，可运行于主流桌面browser之中 l基于WPF(Windows Presentation Foudation)运行环境，可以 不依赖于browser，直接运行于Windows和Windows Phone操 作系统之上 2021-8-25slide69 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l服务端和客户端的信息交换格式 l一般交换模式：Client将参数放在URL中创递给server，server返 回HTML l除了HTML之外的其它格式 lXML

37、（Extensible Markup Language，XML）：允许用户自定义 tag和属性的标记语言。不足：繁杂，文件较大，解析效率较低，不利 于在JS中使用。 2021-8-25slide70 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l服务端和客户端的信息交换格式 l除了HTML之外的其它格式 lJavascript对象表示法（ Javascript Object Notation，JSON）： 轻量级的数据交换格式，比XML轻巧，解析效率高，在逐步代替XML lAMF（Action Message Format）：Flex的二进制数据交换格式， Flex处理AMF

38、效率比JSON更高。 2021-8-25slide71 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide72 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS基本架构 lWeb GIS应用是在Web应用基础上添加了GIS功能 l三层架构仍然分为数据层、逻辑层（即中间层）和表现层 2021-8-25slide73 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS基本架构 lWeb client向Web server发送http请求 lWeb server将GIS相关功能请求转发给GIS serve

39、r lGIS server从GIS database中读取所需数据，对请求进行处理 lGIS server将结果通过HTTP响应返回到client中显示 2021-8-25slide74 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS服务器历史 l以ESRI产品为例 l第一代产品（1996）：ArcView IMS（Internet Map Server） 和MapOjbects IMS， l第二代产品（1998）：Arc IMS，对第一代产品增强和扩展 l第三代产品（2004）：ArcGIS Server，功能完整。 2021-8-25slide75 Web

40、GIS server是Web GIS中最重要的部分 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lArcGIS Server功能 l发布二维、三维地图浏览地图查询、检索、要素编辑、数据提取、跟踪、地址和位置 查询、路径分析、几何处理（坐标系变换）、元数据检索和地理处理功能 l以Web Service的方式发布其服务，支持主流REST接口 l提供OGC WMS、WFS、WCS、CSW、GML、KML等标准服务，支持数据互操作 l利用缓存、优化、云计算等方法提高系统效率，效率高，可扩展性强 l提供server端API，client端API和桌面、移动平台开发接口 2021-8-2

41、5slide76 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lGIS database l地理数据库是Web GIS应用的基础支撑，一个Web GIS应用的价值 往往取决于其数据的质量 l一般可以存储矢量数据、栅格数据 l专业的GIS数据库还支持CAD、3D、交通网络、GPS坐标、激光雷 达（light detection and ranging,LiDAR）等类型的数据。 2021-8-25slide77 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS客户端的角色 l整个系统的最终用户界面：用户交互、发送请求、显示结果等。 l客户端，尤其是

42、胖客户端，可以运行一些分析处理功能，如制作专 题图，生成Heat Map（热图）等。 2021-8-25slide78 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS客户端的类型 lWeb浏览器客户端：运行于browser之中，如google maps，百 度地图、地图浏览器。 l桌面应用程序客户端：直接运行于os之上，不受browser“沙箱” 环境（sandbox，js和插件程序被严格控制的安全运行环境）限制。 Client可以方便访问本地资源，适用于资源密集型的Web应用。如 Google Earth，ArcGIS Explorer Desktop，Arc

43、GIS Desktop 等。 l移动客户端：两类 l基于移动浏览器 l基于本地APP 2021-8-25slide79 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l具有通用性Web GIS客户端的类型 lWeb GIS客户端一般针对具体应用，不具有通用性 l能够显示和调用规范的Web服务和数据的Web GIS客户端具有通用 性，被称为地理浏览器（Geobrowser） lArcGIS Explorer Desktop：显示OGC WMS、KML/KMZ、GeoRSS和 ArcGIS Server services等标准数据和服务。 l碳项目Gaia（Carbon Proje

44、ct Gaia）二维地理浏览器，访问OGC WMS、 W M T S 、 K M L 、 G M L 、 O p e n S t r e e t M a p 等 。 http:/ 2021-8-25slide80 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l具有通用性Web GIS客户端的类型 lArcGIS Explorer 2021-8-25slide81 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l具有通用性Web GIS客户端的类型 lGaia 2021-8-25slide82 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l具有

45、通用性Web GIS客户端的类型 l虚拟地球（Virtual Globe）：地球或其他世界的三维软件模型， 从Web上直接获取并显示数据和地图的成为在线虚拟地球（Online Virtual Globe），如Google Earth、NASA world wind等。 2021-8-25slide83 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l面临的挑战 l（1）地理数据库需要支撑频繁数据读写的压力 l（2）GIS服务器需要支撑多用户频繁访问的压力 l（3）Internet需要支撑频繁传递大量数据的压力 2021-8-25slide84 第1章 万维网时代的地理信息系统

46、苏州科技大学环境学院 朱进 l面临的挑战 l（4）客户端（特别是Web browser）GIS功能的不足 l（5）最终用户往往缺乏GIS专业知识经验 2021-8-25slide85 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide86 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l瘦、胖客户端 l根据Web GIS客户端和服务端之间不同的功能分配， Web GIS系 统可以分为瘦客户端和胖客户端两种架构。 l瘦客户端架构：client承担较少的任务，主要负责向服务器发送请 求；server承担大部分任务，如生成地图和执行分析处理。 l

47、优点： l（1）除了Web browser，用户不需安装任何GIS软件和插件 l（2）client不需配置功能强大的PC，在低端PC上也可以运行 l不足： l（1）server端负担较重 l（2）交互性弱，UI使用普通HTML和部分简单的JS，表现力一般 2021-8-25slide87 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l瘦、胖客户端 l胖客户端架构：client承担较多的任务，客户端上需安装相应的 Web浏览器插件，或采用客户端本地（或嵌入式）应用程序来实现。 l优点： l（1）用户交互速度快，很多数据和程序在客户端 l（2）server端负担较轻 l不足： l

48、（1）需要事先完成相应安装，下载插件或本地程序。 l（2）面临网络带宽和客户机计算能力的限制，传输大量数据或在 client端执行高强度的地理分析计算，往往不可行。 2021-8-25slide88 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l最佳模式 l随着JS、HTML5的发展，客户端已经能够承受更加复杂的任务 l最佳模式分为基础底图、操作图层和任务三大组成部分。 l基础底图：地理位置和环境基础，在server端生成。一般是相对静 态的，更新频率较低，一般预先制作成瓦块地图，以提高浏览速度。 2021-8-25slide89 Web GIS应用=基础底图+操作图层+任务

49、 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l最佳模式 l操作图层：绘制在底图之上，是最终用户浏览、查询或编辑操作的 主题图层。一般被下载到client，由client管理和绘制。用户可快速 与之进行交互，还可采用比例尺依赖，即只在放大到一定比例时才 显示该图层。 l任务：若数据量小，任务计算简单，则在client端处理，否则在 server端处理。 2021-8-25slide90 Web GIS应用=基础底图+操作图层+任务 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l最佳模式实例 2021-8-25slide91 第1章 万维网时代的地理信息系统

50、苏州科技大学环境学院 朱进 l最佳模式实例 l波士顿太阳能项目-让用户了解每家屋顶的太阳能潜力。 2021-8-25slide92 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l最佳模式实例 l波士顿太阳能项目-让用户了解每家屋顶的太阳能潜力。 l基础底图：波士顿街道底图、地形底图和航空影像底图。包含每座 建筑的屋顶信息 l操作图层：绿色能源（太阳能、风能、水能、生物质能等）是操作 图层，传输到client端。鼠标点击显示其发电瓦数和照片。 l任务：选择屋顶或画多边形，计算其发电量。密集型计算，需要地 形等数据，在server端执行。 2021-8-25slide93 第1章