webgis技术原理 webgis原理与技术期末考试

WEBGIS是什么

WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。WebGIS具有以下特点：

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(1)全球化的客户/服务器应用 全球范围内任意一个WWW节点的Internet用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种GIS服务，甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新。

(2)真正大众化的GIS 由于Internet的爆炸性发展，Web服务正在进入千家万户，WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会。WebGIS可以使用通用浏览器进行浏览、查询，额外的插件(plug-in)、ActiveX控件和Java Applet通常都是免费的，降低了终端用户的经济和技术负担，很大程度上扩大了GIS的潜在用户范围。而以往的GIS由于成本高和技术难度大，往往成为少数专家拥有的专业工具，很难推广。

(3)良好的可扩展性 WebGIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，可以建立灵活多变的GIS应用。

(4)跨平台特性 在WebGIS以前，尽管一些厂商为不同的操作系统(如：Windows、UNIX、Macintosh)分别提供了相应的GIS软件版本，但是没有一个GIS软件真正具有跨平台的特性。而基于Java的WebGIS可以做到"一次编成，到处运行 (write once, run anywhere)" ，把跨平台的特点发挥得淋漓尽致。

据目前的WebGIS架构来分析，主要分两种:

1.图片式的WebGIS也叫做栅格地图,也可以实现矢量地图，目前主要通过VML

2.基于控件的矢量地图.(ActiveX,Java Applet)

这两个开发而又利弊。！但是基于控件的会收到诸多限制。自Google Maps发布以来，图片式的地图。越来越盛行！。

一、 WebGIS是什么概念？它的主要特点是什么？WebGIS的优势在哪里？

WebGIS

Web技术和GIS技术相结合，最为激动人心的产物就是WebGIS(万维网地理信息系统)。WebGIS，简言之，就是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。由于HTTP协议采用基于C/S的请求/应答机制，具有较强的用户交互能力，可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，而GIS中的信息主要是需要以图形、图像方式表现的空间数据，用户通过交互操作，对空间数据进行查询分析。这些特点，就使得人们完全可以利用Web来寻找他们所需要的空间数据，并且进行各种操作。具体地讲，WebGIS的应用可以分为以下几个层面：

1）空间数据发布

由于能够以图形方式显示空间数据，较之于单纯的FTP方式，WebGIS使用户更容易找到需要的数据；

2）空间查询检索

利用浏览器提供的交互能力，进行图形及属性数据库的查询检索；

3）空间模型服务

在服务器端提供各种空间模型的实现方法，接收用户通过浏览器输入的模型参数后，将计算结果返回。换言之，利用Web不仅可以发布空间数据，也可以发布空间模型服务，形成浏览器/服务器结构(Browser/Server，B/S)。

4）Web资源的组织

在Web上，存在着大量的信息，这些信息多数具有空间分布特征，如分销商数据往往有其所在位置属性，利用地图对这些信息进行组织和管理，并为用户提供基于空间的检索服务，无疑也可以通过WebGIS实现。

与传统的地理信息系统相比，WebGIS有其特殊之处，主要表现在：

1）它必须是基于网络的客户机/服务器系统，而传统的GIS大多数为独立的单机系统；

2）它利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换，这就意味着信息的传递是全球性的；

3）它是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在不同地点和不同的计算机平台上。

电子地图系统WEBGIS 关键技术

随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)需求的日益增长，利用Internet在Web上发布空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已成为地理信息系统(GIS)发展的必然趋势。于是，基于Internet技术的地理信息系统———WEBGIS就应运而生。

WEBGIS是一个将地理信息处理和地理信息分布于Web计算平台进行的网络化GIS系统，它是面向对象软件构件技术、信息互操作技术、网络技术发展的产物。系统采用ARCGISServer作为WEBGIS支撑平台实现基础地理空间数据和地质空间数据的网络发布。

1.栅格WEBGIS技术

“栅格WEBGIS”(Grid WEBGIS)这一概念和产品是对传统Web地图服务方式的一种革命。启用这个名称，可谓是一语双关:就是提供地理底图的方式来讲，再也不是传统的方式———服务器端将矢量地图临时生成栅格图发给客户端，而是事先生成好栅格图，用户请求时不必做任何处理就可以即时发给客户端;就客户端的显示方式来讲，摒弃了传统的一张地图的显示方式，客户端采用多幅小图拼接的方式显示，总体看起来像是小图片填充一个大的栅格的效果。

预先制作好所要发布的地理底图、遥感影像不同缩放比例下的静态图像存放于服务器端，待实际发布时根据缩放比例在不同级别图像之间进行切换。这种技术大大提高了地图的Web浏览速度。

2.Web服务器端技术

Web服务器端主要由两部分组成，即IIS(Internet Information Server)和WEBGIS服务器(包括ArcIMS组件、InternetGIS站点设计向导程序Wizard及面向城市地质Web应用的扩展组件)。

其中，IIS主要负责接收普通的用户请求，当其需要空间数据时则向WEBGIS服务器发出请求，WEBGIS服务器接收到浏览器端的请求后，利用ArcIMS组件和城市地质Web应用扩展组件的功能，进行处理、分析、计算等;如果需要数据服务器的数据，则由WEBGIS服务器向数据服务器发出请求。

3.Web客户端相关技术

包括IITML、客户端脚本语言、VML(矢量可标记语言)、XML、DOM(文档对象模型)、CSS(层叠样式表)及Ajax(Asynchronous JavaScript and XML的缩写)，这些技术的综合运用大大扩展了系统功能，大幅提高了系统响应速度。

基于WebGIS 的信息共享技术

随着计算机网络技术与 GIS 技术的发展，WebGIS 技术为当今空间数据的共享提供了一种全新、跨越时空、快捷、有效的手段。从理论上讲，在 WebGIS 环境下，对各种空间数据只要依据统一的数据共享标准和规范进行适当的改造，就能在互联网中自由地存取、发布和共享。但由于空间数据的复杂性，使得在空间信息共享中，还面临各种各样亟待解决的问题，其中之一就是如何为各种 Web 用户提供均质、集成和无缝链接的时空数据，从而实现由数据的检索、查询和信息共享到规律的认识和知识的发现，真正使有限的数据成为服务于社会的 “无限知识”( 郭腾云等，2004) 。

快速发展的 Web 技术可提供面向用户的开放式信息共享环境，并为实现空间数据信息的共享和知识的传播提供了技术平台。WebGIS 的出现，使地理信息能够为更多的民众服务，通过互联网络发布地理空间信息，不仅用户面广，信息实时准确，而且还具有可共享多个数据源、简化客户端配置等优点。用户既可以了解文字内容，又可以了解动态图形或数据。

一般认为，Web 环境下的共享信息应当遵循统一的数据分类和编码标准; 系统应提供良好的交互环境和信息导航服务，以保证数据信息共享在开放式系统中进行; 对客户端的要求不应特殊，而只需安装 Web 浏览器和支持浏览 HTML 文件浏览器的操作系统。本系统为实现空间数据信息共享，分别从基础平台系统、数据组织、服务提供等方面综合考虑，实现塔里木河流域有关地理信息的网络化发布。

1. 基础平台确定

选用 ESRI 公司的 ArcIMS 为地理信息发布平台软件，通过 ArcSDE 空间数据引擎访问空间数据库。ArcIMS 是 ESRI 公司开发的一个基于 Internet 的成熟 GIS 平台，ESRI 公司的地理信息系统软件和数据格式已经成为业界的通用标准，许多国家和行业选择 ESRI 公司的系列软件建立专业的 GIS 应用系统。ArcIMS 允许集中建立大范围的 GIS 地图数据和应用，并将这些结果提供给 Internet/Intranet 上的广大用户。ArcIMS 包括了客户端和服务器端两方面的技术，扩展了普通站点，使其能够提供 GIS 数据和应用服务; ArcIMS 提供了完备的 ARCXML 语言，可以定制满足专业功能的 WebGIS 系统，在客户端页面请求与ArcIMS 服务之间架立数据解译的桥梁。ArcSDE 空间数据引擎可以进行空间图形和图像数据的读写操作，为客户端提供了一套管理和操作空间数据库的方法。

2. 数据组织

数据标准化: 在 Web 环境下进行空间数据交换和共享，满足用户获取均质、集成的时空数据并完成专题应用的目标，实施数据分类、编码、格式转换等的标准化和规范化是实现这一目标的关键所在。根据统一规范，已采用现行的国家标准、行业标准对有关数据进行了改造，包括各尺度基础地理图形数据、生态环境专题图形数据、遥感影像数据等;统一了坐标体系以及输入输出格式; 建立了标准的元数据和数据字典。

空间数据结构化: 层次理论强调了系统的多层次属性及各层之间的相互关系，并进一步阐述嵌套式和非嵌套式层次关系。层次理论可用于对自然、生态、经济、社会等复杂系统概念的组织、关系的描述和系统的分析。认识任何复杂系统，应同时对各关系层进行深入的分析。塔里木河流域生态环境动态监测系统是一种复杂系统。在设计空间数据结构时需要从属性和空间构成两方面进行仔细分析，针对用户需求设计共享数据的层次结构。

3. 服务提供

信息服务有两种方式，即直接和间接方式。在直接方式中，用户在浏览器端通过Web 共享界面，直接存取已在网上发布的共享信息，如各种文档、表格、图形等; 在间接方式中，用户可访问数据库，或先查询元数据，再访问数据库，浏览、查询属性和空间信息，动态定制专题地图，按需求获取各类信息。

系统采用间接信息提供方式，通过 ArcIMS 提供的 ARCXML 语言进行定制开发，除了编辑功能以外，几乎所有的 GIS 功能都可以在以 ArcIMS 为核心开发的 WebGIS 系统中实现。ArcIMS 建立的 WebGIS 系统通过 ESRI 公司的空间数据引擎 ArcSDE 在后台数据库ORACLE 服务器中检索空间数据，通过服务器端或客户端的分析，为客户端提供空间数据查询服务。