WebGIS关键技术汇总.doc
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1、WebGIS 关键技术汇总随着分布式计算技术、面向对象的组件技术、网络技术的迅速发展,以及Internet在社会生活中的日益普及,出现了与WWW相结合的GISWebGIS,并迅速成为GIS发展的重要方向。WebGIS一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统,是由多个主机、多个数据库的无线终端,并由客户机与服务器(HTTP服务器及应用服务器)相连所组成的。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等。WebGIS拓展了GIS的应用范围和服务领域。且客户端平
2、台具有独立性。无论客户端是何种操作系统,只要支持通用的 Web 浏览器,用户就可以访问 WebGIS 数据。它还有更简单的操作,还可以平衡高效的计算负载。WebGIS 能充分利用网络资源,将复杂的处理交由服务器执行,而对简单的操作则由客户端直接完成。WebGIS具有以下功能:(1)空间数据发布;(2)空间查询检索和联机处理;(3)空间数据可视化;(4)空间模型分析服务;(5)Web资源的共享;WebGIS正在应用于几乎传统GIS所有领域,并且越来越广泛,除了传统GIS应用领域,还有基于网络技术特色的应用,如基于Internet的公众信息在线服务。为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与
3、空间位置相关的信息服务;基于Intranet的企业内部管理。如帮助企业进行设备管理、线路管理、安全监控等。WebGIS有很好的发展空间和前景:(1)随着Web Service的兴起,一系列的服务、通信标准的制定,在网络上实现GIS互操作已成为可能。(2)WebGIS将与各种先进的计算机技术结合,如虚拟现实技术、多媒体技术等,这将会极大地扩展WebGIS的应用和发展空间。(3)结合GPS、移动GIS等技术的研究和实用化,WebGIS将深入到人们的日常工作与生活中。WebGIS作为基于位置服务(LBS)的基础平台,将为人们提供丰富多彩的位置服务。(4)电子商务、电子政务的应用离不开空间信息,Web
4、GIS将为其提供良好的支持。但毕竟WebGIS发展时间有限,还存在一些关键技术问题有待更好的发展。目前已有多种不同的技术方法被应用于研制实现WebGIS,包括CGI(CommonGate-way Interface,通用网关接口)方法、服务器应用程序接口(ServerAPI)方法、插件(Plug-in)方法、动态服务器端页面(ActiveServerPage)、ActiveX方法以及Java Applet方法等。1 . CGI方法CGI是一种连接应用软件和Web服务器的标准技术,它是超文本标记语言(HTML)的功能扩展。HTML是一种静态文本,它的设计原则是显示数据和文件,而不是处理数据,因而
5、不可以用它来产生动态的信息,缺乏交互性。但是灵活易用的CGI程序与HTML的结合实现了交互式的动态通信,虽然它有系统开销大,运行效率低等缺点,但是成熟的技术,广泛的应用范围以及专业软件产品的支撑,使得基于CGI结构的解决方案仍然是目前建立WebGIS应用的主要方案。 使用CGI方法实现的WebGIS是利用外部CGI程序通过环境变量、命令行参数、标准输入输出与Web服务器和GIS数据库服务器进行通信,并传递有关参数和GIS处理结果。CGI技术是 WebGIS最早使用的方法。CGI是Web 服务器调外部程序的接口,通过CGI服务器能完成一些本身不能企及的工作。CGI建立了Internet服务器与应
6、用程序之间的接口。基于CGI的WebGIS是 按照如下方式实现WWW交互的。用户发送一个请求到服务器上,服务器通过CGI把该请求转发给后端运行的GIS应用程序,由应用程序生成结果交还给服务器,服务器再把结果传回用户端显示。 利用也可以生成图像。它使用户可以通过浏览器进行交互操作,并得到相应的操作结果。这种工作方式的优点是:灵活性较强,可以用任何一种能运行在服务器上的语言编写。客户端无需安装任何插件,所有的GIS操作都是由服务器完成,具有客户端小、处理大型GIS操作分析的功能强、充分利用现有GIS操作分析资源等优势。另外由于在客户端使用的是支持标准HTML的浏览器,操作结果是以静态图像的形式表现
7、,因而客户端要求低。CGI的缺点是:基于CGI的工作方式会增加网络传输负担、服务器的负担重、客户端操作限制大,本身效率不高,再加上通过WebGIS传到客户端的地图为栅格数据(GIF或JPEG格式),因此每次客户端的操作(如放大、缩小、漫游等)都必须由服务器来完成,网络和服务器的负担较沉重,因此经常会造成延迟,使客户失去耐心。其次,这种方法需要GIS系统一直处于运行状态,这不仅要求GIS软件所在的服务器一直联机,而且也消耗不少计算机资源。当互联网的流量较低时,这种系统会保持良好的运行状态,而一旦多个用户同时访问服务器时,多个CGI备份的同时运行将导致服务器负载过重而降低效率,使运行速度大打折扣。
8、2 . SeverAPI方法Server API的基本原理与CGI类似,是经过扩充的CGI工具,它克服了CGI方法的低效率的问题,是比CGI更有效的Web Sever扩充方法。原来的CGI程序被封装成共享库(如Windows环境下的DLL和Unix环境下的共享对象SO)的应用函数代替。它包括Microsoft的ISAPI和Netscape的NSAPI。共享对象一般 只加载一次,加载后,占有Sever的一段地址空间,再次请求的代价只是一次函数调用的代价,因此Sever API作为一种进程内扩充的方法,进程创建和进程间通信负载大大减少,运行速度比CGI程序要快得多。采用ServerAPI,服务器请
9、求后端GIS应用程序时不用重新启动该程序,而是通过IPC(Inter-processCommunication,进程间通讯协议)与之进行信息交换。Sever API技术可以很好地解决CGI方法的前两个缺点。但是,客户端同样不具有数据管理机制,同样具有CGI技术的第三个缺点,而这一点在速度和效率占第一位的Internet环境下显然是一个致命的弱点。另外,由于ServerAPI没有统一的标准,所以一旦采用了某种ServerAPI,那么服务器端将依赖于这种服务器程序。Sever API往往依附于特定的Web服务,如Microsoft ISAPI依附于IIs,只能在Windows平台上运行,可移植性较
10、差。3. ASP和 ActiveX方法ASP和Active是美国Microsoft公司推出的一套面向编程的开发环境,采用此类技术实现的Web GIS利用组件对象模型COM(Component Object Model)及其网络相关技术,可以将软件系统分解成相对独立的组件。ASP.NET具有以下几个方面的特点:(1) 高效率开发通过ASP.NET Framework提供的庞大而又结构清晰的类型, 使得编程变得异常轻松, 软件开发日期缩短, 还有自动垃圾回收机制等一系列新的特性, 可以让程序员有更多的精力放在考虑如何实现客户所需要的业务逻辑上, 而不是计算机的控制上为内存如何分派之类的事情头痛。A
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