WebGIS

简介

    Define2.WEBGIS：通过互联网对地理空间数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和互操作，如GIS信息的在线查询和业务处理等。WebGIS客户端采用Web浏览器，如IE，FireFox。WebGIS是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术，其核心是在GIS中嵌入HTTP标准的应用体系，实现Internet环境下的空间信息管理和发布。WEBGIS可采用多主机、多数据库进行分布式部署，通过Internet/Intranet实现互联，是一种浏览器/服务器（B/S）结构，服务器端向客户端提供信息和服务，浏览器（客户端）具有获得各种空间信息和应用的功能。

    WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。GIS通过Web功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。从Web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是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项技术。它是基于网络的客户机/服务器系统；利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换；它是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在不同的地点和不同的计算机平台上。WebGIS主要作用是进行空间数据发布、空间查询与检索、空间模型服务、Web资源的组织等。

特点

    全球化的服务器应用

    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。

    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。现在流行的WebGIS平台有: ARCIMS;Mapgis IMS;Super Map IS;TopMap World;MapXtreme等国内外成熟产品。WebGIS可以使用通用浏览器进行浏览、查询，也可通过浏览器上的插件(plug-in)、ActiveX控件和Java Applet来进行WebGIS功能的访问，浏览器和这些插件都是免费的，易获取的，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。

    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。

    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"一次编程，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)

    这两个开发各有利弊。尤其是基于控件的会受到诸多限制。自Google Maps发布以来，瓦片式的地图越来越盛行！

    WebGIS的基本特征

    1）WebGIS是集成的全球化客户/服务器网络系统。

    2）WebGIS应用客户/服务器概念来执行GIS的分析任务。

    3）WebGIS是交互系统

    4）WebGIS是分布式系统

    5）WebGIS是动态系统

    6）WebGIS是跨平台系统

    综合来看，目前WebGIS具备以下这样一些基本特点：

    （1）传输协议采用HTTP。

    （2）主要的运算任务都在服务器端执行，比如绘制地图，查询空间数据库，空间分析等。

    （3）用户端一般使用能解释HTML的通用浏览器。

    （4）远程服务器端提供地理信息服务时，把WWW服务器作为信息进出的重要关口。

    （5）WWW使用的通用标记语言在浏览器与服务器之间的GIS信息通讯中占有重要地位，即使使用其它数据格式或者将来HTML被其它标记语言所取代，大概这一点不会改变。

关键技术

    Web GIS的发展与GIS技术、信息技术和通信技术的发展密不可分。许多Internet组网技术可直接移植于Web GIS系统。但Web GIS自身还有一些关键技术必须解决，如高质量数据压缩技术、宽带和高码率WAP技术、组件式GIS设计等。随着宽带网的加速普及和WAP技术的快速发展，Web GIS的应用领域将不断拓宽。

    （1）空间数据的压缩与解压缩

    GIS中海量的空间数据会产生数据传输和存储问题，即使是宽带高速网，也不能使影像在万维网上以各种比例尺任意漫游，因此空间数据的压缩就显得尤为重要。此外，空间数据的管理和使用，如影像数据库的建立(影像无缝漫游)、网上数据分发、数据通信传播等都要求对空间数据进行压缩和解压缩。目前，由于小波理论能有效地应用于空间数据的压缩和解压缩，从而成为地理信息数据压缩领域的研究热点。

    （2）基于WAP技术的Web浏览

    由于无线互联网属于窄带网，网络环境并不十分稳定，但本身技术含量又特别高，因此，如何解决客户端的负荷是一个关键问题。最好的解决办法就是强化服务器端，同时研究具有可兼容、扩展和交互的、满足客户端要求的Web浏览技术。

    （3）分布式Web GIS数据库管理

    目前Web GIS数据访问技术有CGI、Web服务器专用APl、JDBC、Object Web 4种方法。Object Web是最新一代的动态网页技术，主要是Java/CORBA和Active X/DCOM 2种互相竞争的技术。Object Web通过分布式对象技术，允许客户机直接调用服务器，开销小，避免了CGI形成的“瓶颈”。2种方式都是独立于语言的，而且是组件式的。但Active X/DCOM目前只能运行在Win 95/NT上，而Java/CORBA具有跨平台的特性，具有十分突出的特点。

功能

    （1）地理信息的空间分布式获取

    WebGIS可以在全球范围内通过各种手段获取各种地理信息。 将已存在的图形数据语言通过数字化转化为 WebGIS的基础数据，使数据的共享和传输更加方便。

    （2）地理信息的空间查询、检索和联机处理

    利用浏览器的交互能力， WebGIS 可以实现图形及属性数据的查询检索，并通过与浏览器的交互使不同地区的客户端来操作这些数据。

    （3）空间模型的分析服务

    在高性能的服务器端提供各种应用模型的分析与方法，通过接收用户提供的模型参数，进行快速的计算与分析，即时将计算结果以图形或文字等方式返回至浏览器端。

    （4）互联网上资源的共享

    互联网上大量的信息资源多数都具有空间分布的特征，利用WebGIS对这些信息进行组织管理，为用户提供基于空间分布的多种信息服务，提高资源的利用率和共享程度。

技术方法

    目前，已有若干不同的技术方法被用于研制万维网地理信息系统。分别是：公共网端接口方法（Common Gateway Interface—CGI）、服务器应用程序接口方法（Server API）、插入法（Plug-in）、Java 互联网编程语言、ActiveX 技术方法。目前构建webgis的主要平台软件有mapgis、arcgis、supermap等。

不足

    （1）有限的交互性。WebGIS与传统的桌面GIS相比，用户与浏览器的交互显然要逊色得多。用户不能像桌面GIS或C/S模式的GIS客户端那样体验地图。

    （2）响应速度受带宽的影响。对于WebGIS用户而言，最让人关心或害怕的是由于网络的延迟而带来的超长的等待。它不能像桌面或本地GIS系统那样对用户的请求作出迅速响应。

    （3）超时限制。对于许多WebGIS应用，出于性能和安全的需要，往往有超时设置。当用户两次请求超过一定时间间隔时，可能不能正确得到所需要的结果。

    新一代的WebGIS应用，综合使用了JavaScript，异步请求以及CSS等标准的Web技术，这种基于浏览器的富Internet应用（RIA，Rich Internet Application）极大地改善WebGIS应用的性能和用户体验。