1、中山大学 遥感与地理信息工程系 万维网地理信息系统，是万维网地理信息系统，是GIS与与www的的有机结合，有机结合，GIS通过通过www功能得到了扩功能得到了扩展，从展，从www的任意一个节点，人们可以的任意一个节点，人们可以浏览和获取浏览和获取Web上的各种地理空间数据上的各种地理空间数据及属性数据、图像、文件，以及进行地及属性数据、图像、文件，以及进行地理空间分析，地理数据的概念已扩展为：理空间分析，地理数据的概念已扩展为：分布式的、超媒体特性的、相互关联的分布式的、超媒体特性的、相互关联的数据数据。lInternet的飞速发展，使传统的飞速发展，使传统GIS的发展的发展更加广阔。它改变了
2、更加广阔。它改变了GIS数据及应用的访数据及应用的访问和传输方式，使问和传输方式，使GIS真正变成了大众使真正变成了大众使用的工具。用的工具。lWebGIS是是Internet和和www技术应用于技术应用于GIS开发的产物，是实现开发的产物，是实现GIS互操作的一互操作的一条最佳解决途径条最佳解决途径。从。从Internet的任意节点，的任意节点，用户都可以浏览用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析。索和空间分析。lWebGIS不但具有大部分乃至全部传统不但具有大部分乃至全部传统GIS软件软件具有的
3、功能，而且还具有利用具有的功能，而且还具有利用Internet优势的特优势的特有功能有功能。这些特有功能包括用户不必在自己的本。这些特有功能包括用户不必在自己的本地计算机上安装地计算机上安装GIS软件就可以在软件就可以在Internet上访上访问远程的问远程的GIS数据和应用程序，进行数据和应用程序，进行GIS分析，分析，在在Internet上提供交互的地图和数据。上提供交互的地图和数据。WebGIS的关键特征面向对象、分布式和互操作的关键特征面向对象、分布式和互操作。也就是。也就是说：任何说：任何GIS数据和功能都是一个对象。这些对数据和功能都是一个对象。这些对象布署在象布署在Interne
4、t的不同服务器上，当需要时进的不同服务器上，当需要时进行装配和集成。行装配和集成。Internet上的任何其他系统都能上的任何其他系统都能和这些对象进行交换和交互操作。和这些对象进行交换和交互操作。全球中国吉林省吉林省白城地区吉林省吉林地区遥感影像吉林省遥感影像中国北京环境评估与景点浏览北京环境评估与景点浏览上海市重大工程项目监理上海市重大工程项目监理监视监控（防汛指挥）监视监控（防汛指挥）l l客户客户/服务器的概念就是把应用分析为服务器和客户两服务器的概念就是把应用分析为服务器和客户两者间的任务，一个客户者间的任务，一个客户/服务器应用有服务器应用有3个部分：客户、个部分：客户、服务器和网
5、络，每个部分都由特定的软硬件平台支持服务器和网络，每个部分都由特定的软硬件平台支持。客户发送请求给服务器然后服务器处理该请求，并把客户发送请求给服务器然后服务器处理该请求，并把结果返回给客户，客户再把结果或数据提供给用户。结果返回给客户，客户再把结果或数据提供给用户。客户和服务器间的连接根据客户和服务器间的连接根据TCP/IP这样的能信协议来这样的能信协议来建立。建立。lWebGIS应用客户应用客户/服务器概念来执行服务器概念来执行GIS的分析任务，的分析任务，它把任务分为服务器端和客户端两部分，客户可以从它把任务分为服务器端和客户端两部分，客户可以从服务器请求数据、分析工具和模块，服务器或者
6、执行服务器请求数据、分析工具和模块，服务器或者执行客户的请求并把结果通过网络送回给客户，或者把数客户的请求并把结果通过网络送回给客户，或者把数据和分析工具发送据和分析工具发送给给客户供客户端使用。客户供客户端使用。l通过超链接（通过超链接（Hyperlink），），www提供在提供在Internet上最上最自然的交互性，用户通过超链接，可以一页一页地浏自然的交互性，用户通过超链接，可以一页一页地浏览览Web页面。然而，每个页面。然而，每个Web页面是由页面是由WWW开发者开发者组织的静态图形和文本所组成。这些图形大部分是组织的静态图形和文本所组成。这些图形大部分是JPG和和GIF格式的文件，因
7、此用户无法操作地图，甚至格式的文件，因此用户无法操作地图，甚至连像连像Zoom、Pan、Query这样简单的分析功能都无法这样简单的分析功能都无法执行。执行。WebGIS却可使用户在却可使用户在Internet上操作上操作GIS地图地图和数据，用和数据，用Web浏览器执行像浏览器执行像Zoom、Pan、Query和和Label这样的基本这样的基本GIS功能功能，甚至可以执行像，甚至可以执行像“离你最离你最近的旅馆或饭店在哪儿近的旅馆或饭店在哪儿”这样的空间查询，或者更先这样的空间查询，或者更先进的空间分析，比如缓冲分析和网络分析等，在进的空间分析，比如缓冲分析和网络分析等，在Web上作用上作用
8、WebGIS就和在本地计算机上使用桌面就和在本地计算机上使用桌面GIS软件软件一样。一样。lInternet的一个特点就是它可以访问分布式数的一个特点就是它可以访问分布式数据库和执行分布式处理，即据库和执行分布式处理，即信息和应用可以部信息和应用可以部署在跨越整个署在跨越整个Internet的不同计算机上的不同计算机上。WebGIS利用利用Internet这种分布式系统把这种分布式系统把GIS数数据和分析工具部署在网络不同的计算机上。据和分析工具部署在网络不同的计算机上。GIS数据和分析工具是独立的组件和模块，用数据和分析工具是独立的组件和模块，用户可以随意从网络的任何地方访问这些数据和户可以
9、随意从网络的任何地方访问这些数据和应用程序应用程序。用户不需要在自己的本地计算机上。用户不需要在自己的本地计算机上安装安装GIS数据和应用程序，只要把请求发送到数据和应用程序，只要把请求发送到服务器，服务器就会把数据和分析工具模块传服务器，服务器就会把数据和分析工具模块传送组用户，达到送组用户，达到Just-in-Time的性能。的性能。l由于由于WebGIS是分布式系统，数据库和应用程是分布式系统，数据库和应用程序部署在网络的不同计算机上，并由其管理员序部署在网络的不同计算机上，并由其管理员进行管理，因此，这些进行管理，因此，这些数据和应用程序一旦由数据和应用程序一旦由其管理员进行更新，则它
10、们对于其管理员进行更新，则它们对于Internet上的上的每个用户来说都将是最新可用的数据和应用每个用户来说都将是最新可用的数据和应用。这也就是说，这也就是说，WebGIS和数据源是动态链接的，和数据源是动态链接的，只要数据源发生变化，只要数据源发生变化，WebGIS将得到更新。将得到更新。和数据源的动态链接将保持数据和软件的现势和数据源的动态链接将保持数据和软件的现势性性。lWebGIS可以访问不同的平台，而不必关可以访问不同的平台，而不必关心用户运行的操作系统是什 么心用户运行的操作系统是什 么（如（如Windows、UNIX、Macintosh）。）。WebGIS对任何计算机和操作系统都
11、没有对任何计算机和操作系统都没有限制。只要能访问限制。只要能访问Internet，用户就可以，用户就可以访问和使用访问和使用WebGIS。随着。随着Java,.Net语语言技术的发展，言技术的发展，未来的未来的WebGIS可以做到可以做到“一次编写，到处运行一次编写，到处运行”，使，使WebGIS的的跨平台特性走向更高层次跨平台特性走向更高层次。l在在GIS用户组间访问和共享用户组间访问和共享GIS数据、功能和数据、功能和应用程序，需要很高的互操作性。应用程序，需要很高的互操作性。开放式地理开放式地理数 据 互 操 作 规 范数 据 互 操 作 规 范（O p e n G e o d a t
12、a Interoperablity Specification）为）为GIS互操作性互操作性提出了基本的规则。其中有很多问题需要解决，提出了基本的规则。其中有很多问题需要解决，例如例如数据格式的标准、数据交换和访问的标准，数据格式的标准、数据交换和访问的标准，GIS分析组件的标准规范等分析组件的标准规范等。随着。随着Ineternet技技术 和 标 准 化 的 飞 速 发 展，完 全 互 操 作 的术 和 标 准 化 的 飞 速 发 展，完 全 互 操 作 的WebGIS将会成为现实。将会成为现实。l使用使用Web上超媒体系统技术上超媒体系统技术，WebGIS通过超通过超媒体热链接可以链接不同
13、的地图页面媒体热链接可以链接不同的地图页面。例如，。例如，用户可以在浏览全国地图时，通过单击地图上用户可以在浏览全国地图时，通过单击地图上的热链接，而进入相应的省地图进行浏览。的热链接，而进入相应的省地图进行浏览。l另外，另外，WWW为为WebGIS提供了集成多媒体信提供了集成多媒体信息的能力，把视频、音频、地图、文本等集中息的能力，把视频、音频、地图、文本等集中到相同的到相同的Web页面页面，极大地丰富了，极大地丰富了GIS的内容的内容和表现能力。和表现能力。l lWebGIS能够共享多种来源、多级尺度、能够共享多种来源、多级尺度、存放在不同地点的地理数据，能够和其存放在不同地点的地理数据，
14、能够和其他应用软件集成，并他应用软件集成，并通过通过Java、.Net、DCOM等技术跨平台协作运行，支持等技术跨平台协作运行，支持C/S模式模式等。等。lWebGIS使用使用Internet协议标准，将协议标准，将GIS与与Web服务器集成，通过普通浏览器，服务器集成，通过普通浏览器，用户可以在任何地方操纵用户可以在任何地方操纵WebGIS，共享，共享地理空间信息服务地理空间信息服务，从而将，从而将GIS扩展成为扩展成为公众服务系统：通过公众服务系统：通过Internet存取地理空存取地理空间数据，间数据，提高了地理数据的共享程度，提高了地理数据的共享程度，降低了数据分发的成本降低了数据分发
15、的成本。lWebGIS服务器为网络用户提供服务器为网络用户提供GIS服务：服务：地理数据存取服务、地理数据目录服务、地理数据存取服务、地理数据目录服务、地理信息分析服务和地图显示服务地理信息分析服务和地图显示服务。通。通过互操作技术，过互操作技术，GIS处理过程可由多个处理过程可由多个GIS服务器协调完成，它们共享分布的数服务器协调完成，它们共享分布的数据对象，在多个不同的平台上协同运行，据对象，在多个不同的平台上协同运行，最大限度地利用网络资源。最大限度地利用网络资源。l建立地理时空数据结构标准和操作标准，直接建立地理时空数据结构标准和操作标准，直接在在Inernet上查询数据和存取数据，上
16、查询数据和存取数据，使用面向对使用面向对象技术，定义空间对象查询语言（象技术，定义空间对象查询语言（Spatial Object Query Language），或者通过定义通），或者通过定义通用 空 间 语 言用 空 间 语 言 C S L（C o m m o n S p a t i a l Language），以最基本的对象作为操作单元，），以最基本的对象作为操作单元，既可实现高效的数据操作和大容量地理数据存既可实现高效的数据操作和大容量地理数据存储，又保证地理数据的共享性和一致性储，又保证地理数据的共享性和一致性。l l关系型数据库管理系统已经相当成熟，关系型数据库管理系统已经相当成熟，
17、商业化的商业化的RDBMS不仅支持不仅支持C/S模式，而模式，而且支持数据分布，通过且支持数据分布，通过SQL语言和语言和ODBC，几乎所有，几乎所有GIS软件通过公共标识软件通过公共标识号都能和其协同运行。号都能和其协同运行。对象对象关系数关系数据库技术和面向对象的数据库技术正有据库技术和面向对象的数据库技术正有逐步成熟起来，成为未来逐步成熟起来，成为未来GIS空间数据管空间数据管理的主要技术。理的主要技术。l面向对象是一种认识方法。面向对象分析面向对象是一种认识方法。面向对象分析（OOA）、面向对象设计（）、面向对象设计（OOD）、而面向）、而面向对象语言（对象语言（OOL）和面向对象数据
18、管理）和面向对象数据管理（OODBM）贯穿整个信息系统的生命周期）贯穿整个信息系统的生命周期。面向对象控件数据库技术正在逐步成熟，空间面向对象控件数据库技术正在逐步成熟，空间对象查询语言（对象查询语言（SOQL）、空间对象关系分析、）、空间对象关系分析、面向对象数据库管理、对象化软件技术等，都面向对象数据库管理、对象化软件技术等，都和和GIS密切相关。从面向对象技术的发展来看，密切相关。从面向对象技术的发展来看，它是描述地理问题非常理想的方法。它是描述地理问题非常理想的方法。l客户客户/服务器的含义非常广泛，数据库技服务器的含义非常广泛，数据库技术和分布处理技术都和它密切相关。术和分布处理技术
19、都和它密切相关。通通过平衡客户过平衡客户/服务器间的数据通信和地理服务器间的数据通信和地理运算，能够利用服务器的高性能处理复运算，能够利用服务器的高性能处理复杂的关键性业务，并降低网络数据流量；杂的关键性业务，并降低网络数据流量；通过规划客户通过规划客户/服务器模式的服务器模式的GIS系统，系统，用户能够最大限度地利用网络上的各种用户能够最大限度地利用网络上的各种资源。资源。l为避免系统重复编码，浪费软件资源，为避免系统重复编码，浪费软件资源，参照制造业成功经验，使用插件（参照制造业成功经验，使用插件（Plug-in）、组件（）、组件（ActiveX）和中间件）和中间件（Middleware）
20、技术组装软件产品）技术组装软件产品：各：各软件生产商制作自己最好的组件，其他软件生产商制作自己最好的组件，其他软件开发人员和系统集成人员，可直接软件开发人员和系统集成人员，可直接使用该部件提供的功能，无须重新编码，使用该部件提供的功能，无须重新编码，从而扩大了软件开发社会分工，提高了从而扩大了软件开发社会分工，提高了软件生产效率软件生产效率(MO)。l分布计算平台（分布计算平台（Distributed Computing Platform）技）技术，目前有术，目前有OMG的的CORBA/Java标准和微软的标准和微软的DCOM/ActiveX标准。两者各有千秋，相持不下。标准。两者各有千秋，相
21、持不下。CORBA/java在运行速度上虽然不如在运行速度上虽然不如DCOM/ActiveX，但和但和Java一样，一样，CORBA/java规范的最大优势仍然在规范的最大优势仍然在于其跨平台能力，适用于于其跨平台能力，适用于Window、Macintosh、Unix等等。DCOM/ActiveX目前只能运行于目前只能运行于32位位Windows平平台，但是其市场占有率达台，但是其市场占有率达80%以上，在以上，在Internet客户端客户端的计算机市场里占有率更高的计算机市场里占有率更高。具体选择何种标准，应。具体选择何种标准，应根据设计目标权衡各方面因素。根据设计目标权衡各方面因素。l和和
22、WebGIS相关的技术还包括下列各方面相关的技术还包括下列各方面:多媒体数据操作标准多媒体数据操作标准ISO SQL/MM地理地理数据目录服务技术（数据目录服务技术（Geodata Catalog Service）、数据仓库技术、地理信息高）、数据仓库技术、地理信息高速公路设施等速公路设施等。l基于基于Internet的的GIS，改变了传统的，改变了传统的GIS运行模式，使运行模式，使用户可以在远程作用用户可以在远程作用GIS，这一点对于，这一点对于GIS产业来说具产业来说具有重大的意义。有重大的意义。第一，第一，Internet使使GIS由专业人员使用由专业人员使用的系统转变为公众信息系统的
23、系统转变为公众信息系统，通过，通过Internet，没有，没有GIS专业知识的人，可以在任何地方操纵网络专业知识的人，可以在任何地方操纵网络GIS应用系应用系统，享用地理空间信息服务；统，享用地理空间信息服务；第二，通过第二，通过Inernet存取存取地理空间数据，降低了数据散发成本，提高了地理数地理空间数据，降低了数据散发成本，提高了地理数据共享程度据共享程度，可能避免信息资源的重复生产；，可能避免信息资源的重复生产；第三，第三，运用基于运用基于Internet的的GIS技术，通过信息高速公路设施，技术，通过信息高速公路设施，可以构造跨地区、跨部门的地理信息服务网络可以构造跨地区、跨部门的地
24、理信息服务网络。根据。根据Internet构成特点，适合我国管理体制的基于构成特点，适合我国管理体制的基于Internet的地理信息系统可划分为的地理信息系统可划分为4个部分：个部分：主要城市主要城市GIS中心、中心、县市级县市级GIS服务站、服务站、Internet服务网络和普通服务网络和普通Inetrnet用户用户，如图所示。，如图所示。l lGIS中心的服务器包括网络服务器、数据库管中心的服务器包括网络服务器、数据库管理服务器、理服务器、GIS服务器、服务器、Web服务器等。操作服务器等。操作系统一般采用系统一般采用UNIX或或Windows NT。数据库管。数据库管理系统理系统RDBM
25、S，使用高性能的，使用高性能的Oracle或或Sybase数据库系统数据库系统，或简单易用的，或简单易用的Access；数数据存取采用较流行的据存取采用较流行的ODBC或或JDBC等数据库等数据库连接标准连接标准。GIS服务器提供数据存取、地图显服务器提供数据存取、地图显示、空间分析、模型管理、目录索引等服务示、空间分析、模型管理、目录索引等服务。通过扩充通过扩充Web服务器，使服务器，使GIS服务器透过服务器透过WWW协议的协议的Internet用户提供地理信息服务。用户提供地理信息服务。GIS服务器的设计是核心之一。服务器的设计是核心之一。lGIS客户客户/服务器模型表示如图所示，模服务器
26、模型表示如图所示，模型共分型共分6个部分：个部分：数据库、数据库、GIS服务器、服务器、WEB服务器、服务器、GIS服务代理、本地服务代理、本地GIS应用软件和远程用户应用软件和远程用户GIS应用软件应用软件。网页数据 目录数据 地理模型 空间数据 属性数据服务器群客户群GIS服务器（数据存取、地图显示空间分析模型管理目录服务等）GIS服务代理WWW服务器应用软件空间数据管理维护属性数据管理维护评价模型管理维护地理空间查询，等（C/C+，Java，SQL等）WWW浏览器（Java，DCOM，.Net等）空间信息动态服务系统模型无线或网络通讯PDA用户lGIS服务器服务器是指能够为网络客户提供各
27、种是指能够为网络客户提供各种地理服务的软件系统和硬件系统的总称。地理服务的软件系统和硬件系统的总称。l服务服务包括数据存取、地图显示、空间分包括数据存取、地图显示、空间分析、模型管理、目录检索等。析、模型管理、目录检索等。l数据存取服务数据存取服务指服务器响应客户的操作请求，以指服务器响应客户的操作请求，以数据记录或空间图形要素为单位，通过数据库管数据记录或空间图形要素为单位，通过数据库管理系统或理系统或GIS软件，完成存取空间数据及相关属性软件，完成存取空间数据及相关属性数据，数据存取服务要支持多用户请求，并保持数据，数据存取服务要支持多用户请求，并保持空间数据的完整性和一致性。空间数据的完
28、整性和一致性。l地图显示服务地图显示服务指服务器能够按特定的要求，取出指服务器能够按特定的要求，取出满足条件的空间信息。组织成地图格式（如满足条件的空间信息。组织成地图格式（如CGM），或图像格式（），或图像格式（JEPG），然后送给用户。），然后送给用户。l地理空间分析服务地理空间分析服务指服务器能够按照客户的请求，指服务器能够按照客户的请求，对特定的空间数据，进行最基本的空间分析，分对特定的空间数据，进行最基本的空间分析，分析的结果可返回给用户。析的结果可返回给用户。l地理目录服务地理目录服务指服务器集中管理本地的空间数据指服务器集中管理本地的空间数据目录，供给客户检索和判断所需的地理数据
29、。目录，供给客户检索和判断所需的地理数据。l指在本地指在本地LAN/Internet环境中运行的系列软件。环境中运行的系列软件。如空间数据维护管理如空间数据维护管理，包括空间数据采集、空，包括空间数据采集、空间数据目录管理等；属性数据维护管理，包括间数据目录管理等；属性数据维护管理，包括空间属性数据管理、非空间关系型数据管理等；空间属性数据管理、非空间关系型数据管理等；评价模型维护管理，包括模型的定义、建立、评价模型维护管理，包括模型的定义、建立、维护、运行等；地理空间查询系统，如土地登维护、运行等；地理空间查询系统，如土地登记图形查询、市政设施管理等。本地地理应用记图形查询、市政设施管理等。
30、本地地理应用软件内容非常丰富，它为本地区提供地图服务、软件内容非常丰富，它为本地区提供地图服务、空间信息管理、地理问题分析等服务；这些应空间信息管理、地理问题分析等服务；这些应用软件部分是用软件部分是GIS，其他可以是用，其他可以是用VB、C/C+、Java等工具编写的等工具编写的GIS相关应用。相关应用。l通过通过Internet协议，为远程用户提供空间协议，为远程用户提供空间信息服务的软件信息服务的软件。远程用户地理应用软。远程用户地理应用软件的运行，要求信息通信量尽可能少，件的运行，要求信息通信量尽可能少，地理分析工作尽可能在服务器端完成。地理分析工作尽可能在服务器端完成。远程用户地理应
31、用软件主要采用远程用户地理应用软件主要采用Applet、ActiveX和和Plug-In等技术等技术。l地理空间数据是地理空间数据是GIS最重要的资源，因而对于最重要的资源，因而对于WebGIS来说，地理数据目录管理及检索相当来说，地理数据目录管理及检索相当重要；通过有效的目录服务，可以开拓新的地重要；通过有效的目录服务，可以开拓新的地图传播途径，快速扩散地理空间数据，提高地图传播途径，快速扩散地理空间数据，提高地理空间信息共享程度，使地理空间信息更加大理空间信息共享程度，使地理空间信息更加大化。化。l地理数据目录服务的核心问题是地理目录数据地理数据目录服务的核心问题是地理目录数据标准、目录数
32、据管理、目录数据服务、目录数标准、目录数据管理、目录数据服务、目录数据语义分析等据语义分析等。l地理目录数据（或称元数据，地理目录数据（或称元数据，Metadata）是对地理空间数）是对地理空间数据的定量和定性描述据的定量和定性描述，主要包括以下内容：所在区域、采，主要包括以下内容：所在区域、采集者、所有者、覆盖范围、涉及专题和用途、比例尺和精集者、所有者、覆盖范围、涉及专题和用途、比例尺和精度（分辩率）、采集日期和更新、数据结构和属性、时空度（分辩率）、采集日期和更新、数据结构和属性、时空参照以及数据所在位置等。关于目录数据的标准已有很多，参照以及数据所在位置等。关于目录数据的标准已有很多，
33、如如FGDC、ISO、15046-15、SDTS、SAIF、DIGEST等。等。l在分布环境中，数据对象是分布的，不同在分布环境中，数据对象是分布的，不同GIS“信息团体信息团体”内可能使用不同的语义。为满足分布式内可能使用不同的语义。为满足分布式GIS要求，须引入要求，须引入语义分析机制通过这一机制达到语义语义分析机制通过这一机制达到语义“理解理解”，使，使GIS判判别分布数据的可用必和可达性。别分布数据的可用必和可达性。l目录数据管理也相当重要，收于地理空间数据量非常巨大，目录数据管理也相当重要，收于地理空间数据量非常巨大，手工维护目录数据相当困难，应当采取有效的手段，及时手工维护目录数据
34、相当困难，应当采取有效的手段，及时获取和更新地理空间数据目录。目录数据管理软件，要能获取和更新地理空间数据目录。目录数据管理软件，要能够自动读取地理数据，自动更新其大部分内容。够自动读取地理数据，自动更新其大部分内容。l l与数据库之类的事务处理相比，地理分析是一与数据库之类的事务处理相比，地理分析是一个相当长时间的事务，可称为个相当长时间的事务，可称为“巨事务巨事务”。一。一个地理分析事务，可能在几秒内完成，也可能个地理分析事务，可能在几秒内完成，也可能需要几十分钟，需要几十分钟，为适应地理分析为适应地理分析“巨事务巨事务”，可以使用可以使用HTML网页技术和网页技术和“Push”技术，即技
35、术，即将地理分析结果存储在特制的网页中，并通过将地理分析结果存储在特制的网页中，并通过“Push”机制，将结果送到客户端机制，将结果送到客户端。模型如图。模型如图所示，地理分析巨事务处理将是一个实的所示，地理分析巨事务处理将是一个实的WebGIS必备的功能。必备的功能。l现有的空间数据标准接口和数据交换软件，基本上是现有的空间数据标准接口和数据交换软件，基本上是“静态的静态的”数据交换，其功能是将空间数据从一种格数据交换，其功能是将空间数据从一种格式转化为另一种格式，然后，才供系统使用。为使式转化为另一种格式，然后，才供系统使用。为使GIS直接存取空间数据，直接存取空间数据，Clement 等
36、提出了等提出了OGDI（Open Geospatial Datastore Interface），使用驱动程），使用驱动程序和标准数据接口，在网络通信技术基础上，进行异序和标准数据接口，在网络通信技术基础上，进行异种种GIS数据存取；数据存取；Rawlings也勾画了空间数据交换蓝图；也勾画了空间数据交换蓝图；孔云峰等则提出了孔云峰等则提出了“开放空间数据引擎开放空间数据引擎”（Open Spatial Data Engine,OSDE），通过类型），通过类型ODBC那样的那样的数据接口，实现不同格式数据存取数据接口，实现不同格式数据存取，模型如图所示。，模型如图所示。lOSDE的核心是采用某
37、一空间数据标准，定义数据存的核心是采用某一空间数据标准，定义数据存取接口和操纵规范，依此开发该种格式的数据开发相取接口和操纵规范，依此开发该种格式的数据开发相应的驱动程序。应的驱动程序。OSDE将是一个很好地解决数据继承将是一个很好地解决数据继承和共享问题的方案和共享问题的方案。l“开放空间数据引擎开放空间数据引擎”技术要解决三大核技术要解决三大核心技术心技术:数据标准和操作标准、开放引擎数据标准和操作标准、开放引擎设计、标准驱动程序接口等设计、标准驱动程序接口等。数据操纵。数据操纵标准可采用标准可采用ISO SQL/MM、ISO OQL、SD*SQL、API等。等。l标准驱动程序接口类似标准
38、驱动程序接口类似ODBC，但比，但比ODBC复杂得多。在分布计算环境中，复杂得多。在分布计算环境中，设计数据引擎，也需要复杂的技术设计数据引擎，也需要复杂的技术。l（1）系统软件资源、硬件资源和数据资）系统软件资源、硬件资源和数据资源能够共享；源能够共享；l（2）系统可伸缩性强，容易扩大规模；）系统可伸缩性强，容易扩大规模；（3）网络数据流量均衡，整个系统运行）网络数据流量均衡，整个系统运行效率高；效率高；l（4）遵循系统工程的原则，使用系统集）遵循系统工程的原则，使用系统集成方便等。成方便等。lWebGIS的客户端的客户端是是Web浏览器；通过安装浏览器；通过安装GIS Plug-In、下载
39、、下载GIS ActiveX或或GIS Java Applets，实现客户，实现客户端的端的GIS计算。计算。lWebGIS服务器端服务器端由由WWW服务器、服务器、GIS服务器、服务器、GIS元数据服务器以及数据库服务器组成。其中元数据服务器以及数据库服务器组成。其中WWW服服务器负责接受客户端的务器负责接受客户端的GIS服务请求，传递给服务请求，传递给GIS服务服务器或器或GIS元数据服务器，交把结果送回给客户；元数据服务器，交把结果送回给客户；GIS服服务器完成客户的务器完成客户的GIS服务请求的功能，将结果转为服务请求的功能，将结果转为HTML页面或直接把页面或直接把GIS数据通过数据
40、通过WWW服务器返回服务器返回客户端；客户端；GIS服务器也能同客户端的服务器也能同客户端的GIS Plug-In/ActiveX/Java Applets直接通信，完成直接通信，完成GIS服务；服务；GIS元数据服务器管理服务器端的元数据服务器管理服务器端的GIS数据，并为客户数据，并为客户提供提供GIS数据检索、查询服务。加外，在数据检索、查询服务。加外，在WWW服务服务器和器和GIS服务器间还可以增加服务器间还可以增加GIS服务代理，协调服务服务代理，协调服务器端器端GIS软件、软件、GIS数据库和数据库和GIS应用程序间的通信，应用程序间的通信，提高提高GIS服务器性能。服务器性能。l
41、客户端客户端WebGIS允许允许GIS的数据和的数据和GIS计计算能在用户本地计算机的浏览器上执行，算能在用户本地计算机的浏览器上执行，客户端应用包括客户端应用包括3种主要技术方案；种主要技术方案；GIS插件插件/Helper程序、程序、GIS ActiveX控件和控件和GIS Java Applets lGIS插件插件/Helper程序是工作在程序是工作在Netscape和和IE这这样的样的WWW浏览器上用于处理浏览器上用于处理GIS数据和地图数据和地图的插件程序。它们从的插件程序。它们从Web服务器下载到用户的服务器下载到用户的本地计算机上，安装后在浏览器中运行本地计算机上，安装后在浏览器
42、中运行。正如。正如Helper程序，程序，GIS插件处理嵌在插件处理嵌在HTML中的中的GIS数据，而这些特殊的数据，而这些特殊的GIS数据数据HTML不能不能识别。识别。Microsoft ActiveX Document是种特殊是种特殊的的Helper程序。程序。lAutodesk公司的公司的MapGuide就是就是GIS插件的最插件的最典型的例子。典型的例子。l插件是动态代码模块，它们和一种插件是动态代码模块，它们和一种Web流览器流览器本身不支持的数据类相关联。当本身不支持的数据类相关联。当Web浏览器启浏览器启动时，它接照一种特定平台的方式列举出可用动时，它接照一种特定平台的方式列举
43、出可用的插件，并根据其的插件，并根据其MIME类型进行注册类型进行注册。当。当Web浏览器在浏览器在HTML页面中遇到未知的数据类页面中遇到未知的数据类型型 时（大多数时（大多数GIS数据类型对于数据类型对于Web浏览器而浏览器而言都是未知的），它会查找一个和该数据类型言都是未知的），它会查找一个和该数据类型相关联的插件，并装截该插件。客户端插件的相关联的插件，并装截该插件。客户端插件的工作流程如图示，可以简单地描述如下。工作流程如图示，可以简单地描述如下。l l（1）Web浏览器用户单击浏览器用户单击URL的超链接向的超链接向Web服务器发服务器发 出请求。出请求。l（2）Web服务器接受请
44、求，对请求的数据或文档标识其服务器接受请求，对请求的数据或文档标识其MIME类型，并告诉浏览器要发送数据或文档的类型类型，并告诉浏览器要发送数据或文档的类型。l（3）由于浏览器不直接支持由于浏览器不直接支持GIS MIME类型，因此它查类型，因此它查找与此找与此MIME类型相关的类型相关的GIS插件或插件或Helper程序时，用其打程序时，用其打开数据或文档。开数据或文档。l（4）如果本地计算机上没有如果本地计算机上没有GIS插件或插件或Helper程序，则必程序，则必须先安装此插件或须先安装此插件或Helper程序，或者通过网络从服务器下程序，或者通过网络从服务器下载。载。l（5）GIS插件
45、或插件或Helper程序安装后，就可以解释和操作程序安装后，就可以解释和操作GIS数据。插件或数据。插件或Helper程序与程序与GIS数据流直接通信。数据流直接通信。lGIS插件可以嵌入到插件可以嵌入到HTML文档中作为文档中作为HTML页面的一个矩形区域。这和嵌入的页面的一个矩形区域。这和嵌入的GIF/JPEG地图图像类似，只是这些地图图像是动态的，地图图像类似，只是这些地图图像是动态的，用户可以通过缩放、移动和查询来操纵地图。用户可以通过缩放、移动和查询来操纵地图。lGIS插件也可以在插件也可以在HTML文档之外充满整个显文档之外充满整个显示屏。该全屏插件用相应的示屏。该全屏插件用相应的
46、GIS数据完全充满数据完全充满窗口，窗口，MapGuide和和Adobe Acrobat就是这类插就是这类插件两个例子。件两个例子。GIS Helper程序则通常充满程序则通常充满HTML文档之外的全屏。文档之外的全屏。l优点：优点：lGIS插件和插件和Helper程序用于扩展程序用于扩展Web浏览器的浏览器的功能以便无缝地支持功能以便无缝地支持GIS数据。数据。l一些简单的诸如缩放、移动和查询的功能可以一些简单的诸如缩放、移动和查询的功能可以做到插件中并在本地执行做到插件中并在本地执行 lGIS数据以流的形式在网络上传输提供。数据以流的形式在网络上传输提供。GIS插件可以不用看到整个数据流就
47、实现一个渐进插件可以不用看到整个数据流就实现一个渐进的浏览器或作出某些特定的决定。的浏览器或作出某些特定的决定。l当当GIS插件需要数据时，可以从服务器上提取。插件需要数据时，可以从服务器上提取。l缺点：缺点：l它们不是独立于平台的，因此插件和它们不是独立于平台的，因此插件和Helper程序开发程序开发者不得不为不同的平台开发多个版本的者不得不为不同的平台开发多个版本的GIS插件或插件或Helper程序。也就是说，需要为程序。也就是说，需要为Unix、Windows和和Macintosh操作系统创建单独的插件操作系统创建单独的插件 lGIS用户中许多用户中许多GIS数据类型，每种数据类型，每种
48、GIS数据类型都需数据类型都需要有一个对应的插件支持。要有一个对应的插件支持。lGIS插件和插件和Helper程序必须永久地安装在用户本地计算程序必须永久地安装在用户本地计算机的硬盘上，大量的下载插件将在用户本地计算机上机的硬盘上，大量的下载插件将在用户本地计算机上占用很多硬盘空间。如果插件和占用很多硬盘空间。如果插件和Helper程序很复杂，程序很复杂，规模很大，数量很多，将会给用户带来极大的麻烦。规模很大，数量很多，将会给用户带来极大的麻烦。l用用Microsoft的的ActiveX技术创建的技术创建的GIS控件。这些控件。这些GIS控件和控件和GIS Plug-Ins一样，用于扩展一样，
49、用于扩展HTML的功能，的功能，以便使浏览器能处理以便使浏览器能处理GIS地图和数据地图和数据。它们也是从服务器下载到用户本地它们也是从服务器下载到用户本地计算机上，安装注册后执行。计算机上，安装注册后执行。lActiveX控件技术创建控件技术创建GIS控件。控件。A c t i v e X 是 微 软 件 开 发 的是 微 软 件 开 发 的“使使Internet变为活动变为活动”的一项新的软件的一项新的软件技术，它建立在技术，它建立在OLE标准之一标准之一，是，是为扩展为扩展IE的功能而提供的一个公共的功能而提供的一个公共框架。框架。l一个一个ActiveX控件是执行一特定任务并和特定信息
50、通信控件是执行一特定任务并和特定信息通信的一组软件模块。它通过的一组软件模块。它通过OLE和其他程序、模块和和其他程序、模块和Internet进行通信，并可以被任何支持进行通信，并可以被任何支持ActiveX控件的控件的程序和计算语言使用和重用程序和计算语言使用和重用，例如，例如IE3.0及以上版本、及以上版本、装有支持装有支持ActiveX插件的插件的Netscape Navigtor等浏览器，等浏览器，或或Visual Basic、Visual C+t Delphi等计算机语言。等计算机语言。GIS控件具有计算、通信能力和自己的图形接口，而控件具有计算、通信能力和自己的图形接口，而且能像插
