试论网络地理信息系统研究与实现

论文关键词:网络地理信息系统　体系结构　java网络应用

论文摘要:介绍了网络地理信息系统的概念和组成，并详细讨论了它的理论研究与实现方法。

地理信息系统(gis)可同时管理地理空间信息和数据库属性数据，在城市规划、地下管线管理、市政设施、房地产、交通管理等领域有广泛的应用价值。近年来，计算机技术的发展使gis在组成结构和应用技术等方面较之以前有了很大的进步。随着internet技术的发展和人们对gis的需求的提高，利用internet在web上和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为gis发展的必然趋势。于是，基于internet技术的网络地理信息系统—webgis应运而生。它利用当今先进的gis技术和internet网络技术，将地理信息在国际互联网上，为现有的信息服务行业注人新的血液，也将成为信息服务行业新的利润增长点。

1网络地理信息系统的特点和结构

1. 1特点

网络地理信息系统(webg工s)是利用网络技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，是gis与互联网的有机结合，是gis在广域网环境下的一种应用，最终是实现空间信息的网络化。gis通过互联网延伸了功能，真正成为了一种大众使用的信息工具。在互联网的任意一个节点，人们都可以浏览网上分布的各种具有超媒体特性的地理空间数据、技术性数据，并进行地理分析、查询，以支持智能辅助决策。与传统的gis相比，webgis的特殊之处主要有如下表现:

(1)访问范围更广泛。客户可以同时访问多个位于不同地方服务器上的最新数据，这大大方便了gis的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。

(2)平立性。无论服务器/客户机是何种机器，无论webgis服务器端使用何种gis软件，由于使用了通用的web浏览器，用户就可以透明地访问webgis数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。

(3)大规模降低系统成本。普通gis要求每个客户端配备昂贵的专业gis软件，而用户通常使用的只是一些最基本的功能，这造成极大的浪费。webgis在客户端通常只需使用web浏览器(有时还要加一些插件)，其软件成本与全套专业gis相比节省许多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。

（4)操作更简单。要推广gis，使gis系统为广大的普通用户所接受，就要降低对系统操作的要求。通用的web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。

（5)平衡高效的计算负载。传统的gis大都使用文件服务器结构的处理方式，其处理能力完全依赖于客户端，效率较低。而今一些高级的webgis能充分利用网络资源，将基础性、全局性的处理交由服务器执行，而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配，是一种较理想的优化模式。

1.2结构

webgis是在internet信息、数据共享、交流协作基础之上实现gis的在线查询和业务处理等功能的，web分布式交互操作是工作的重心。webgis的基本组成包括:web服务器;browser浏览器(gis插件);页面描述语言(html,vrml) ; web交互程序(java,cgi,active x);gis数据库管理器(arcstorm , sde ) 。

2设计思想

2. 1 gis网络协议

http协议基于tcp/ip，是属于iso/osi模型应用层的通信协议。它面向的对象与可扩展的特性使其比tcp/ip协议支持更多的数据类型，如文本、图像、声音等。/pc/">计算，并把执行的结果转换为html格式返回客户端。gis数据和计算都部署在服务器上，对客户请求相应的只是在服务器端进行gis计算，然后将结果形成新的中间gis数据，返送给客户，形成gi5数据迁移。服务器应用包括以下三种主要技术方案:

(1) gis桌面系统扩展。以gis桌面系统为基础的webgis服务器的结构如图1所示。

应用网关把客户的服务请求从web服务器通过ole或者tcp/ip技术转送给gis服务器中的监控调度程序，监控调度程序选择可用的gis桌面系统运行实例，完成客户请求的gis计算，然后把结果返回给用户，从而实现所有的gis功能。

(2)基于activex组件的gis服务器。组件gis服务器是在服务器端采用activex组件技术实现gis的服务器，其核心是gisactivex组件系统，其构造如图2所示。

activex组件是一个完整的具有独立功能的程序模块，在服务器端可以按照实现功能等方式把服务器分解成具有独立功能的activex组件，从而形成可伸缩的gis应用服务器。它可以灵活地实现可伸缩的应用系统，降低系统的成本，提高系统的性能。

(3)基于java的gis服务器。基于java的gis服务器系统的核心是用java实现的完成gis功能的javagis组件。该组件负责存取gis数据，提供gis服务。gis服务通过tcp/ip socket和java gis组件通讯，用于java gi5组件和web服务器之间建立链接，并管理gis组件实例。

4 webgis的主要发展趋势及前沿应用

地理信息技术经过近30年的发展，已经逐步进人了计算机技术主流，从而能够在更广泛的领域为更多的用户提供空间信息服务。以下是未来webgis新的发展趋势和发展方向:①地理标记语言一网络环境下开放的空间数据交换格式.②开放式地理信息系统，③一体化的空间数据管理与分析，④基于分布式计算的webgis.⑤网络虚拟地理环境，⑥移动通信技术扩展gis应用。

空间技术、信息技术、计算机技术、宽带网技术、网络安全技术和移动通讯技术迅猛发展，上网人数不断增加，同时，webgis技术不断发展，如基于超图模型的webgis技术、webgis与空间数据库的集成技术和地理信息互操作技术等.可以想象，未来的webgis将是价廉、方便、快捷、功能完善的大众媒体。