第八章-網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)

第八章網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)劉京2007.11第八章網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)四、WebGIS特點

三、WebGIS的基礎技術(shù)二、

WebGIS的基本要求一、

WebGIS的基本特征五、WebGIS發(fā)展熱點問題六、基于Web的GIS技術(shù)的代表系統(tǒng)及其解決方案萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，是GIS與www的有機結(jié)合，GIS通過www功能得到了擴展，從www的隨意一個節(jié)點，人們可以閱讀和獲得Web上的各種地理空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)、圖像、文件，以及進行地理空間分析，地理數(shù)據(jù)的概念已擴展為分布式的、超媒體特性的、相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。

Internet的飛速發(fā)展，使傳統(tǒng)GIS的發(fā)展更加廣袤。它變更了GIS數(shù)據(jù)及應用的訪問和傳輸方式，使GIS真正變成了大眾運用的工具。WebGIS是Internet和www技術(shù)應用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物，是實現(xiàn)GIS互操作的一條最佳解決途徑。從Internet的隨意節(jié)點，用戶都可以閱讀WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖、進行各種空間信息檢索和空間分析。WebGIS不但具有大部分乃至全部傳統(tǒng)GIS軟件具有的功能，而且還具有利用Inetrnet優(yōu)勢的特有功能。這些特有功能包括用戶不必在自己的本地計算機上安裝GIS軟件就可以在Internet上訪問遠程的GIS數(shù)據(jù)和應用程序，進行GIS分析，在Internet上供應交互的地圖和數(shù)據(jù)。WebGIS的關(guān)鍵特征面對對象、分布式和互操作。任何GIS數(shù)據(jù)和功能都是一個對象。這些對部署在Internet的不同服務器上，當須要時進行裝配和集成。Internet上的任何其他系統(tǒng)都能和這些對象進行交換和交互操作。1、WebGIS是集成的全球化的客戶/服務器網(wǎng)絡系統(tǒng)客戶/服務器就是把應用分析作為服務器和客戶兩者間的任務，客戶/服務器應用有3個部分：客戶、服務器和網(wǎng)絡?？蛻舭l(fā)送懇求給服務器，然后服務器處理該懇求，并把結(jié)果返回給客戶，客戶再把結(jié)果或數(shù)據(jù)供應應用戶。一、WebGIS的基本特征WebGIS應用客戶/服務器概念來執(zhí)行GIS的分析任務，把任務分為服務器端和客戶端兩部分，客戶可以從服務器懇求數(shù)據(jù)、分析工具和模塊，服務器或者執(zhí)行客戶的懇求并把結(jié)果通過網(wǎng)絡送回給客戶，或者把數(shù)據(jù)和分析工具發(fā)送給客戶供客戶端運用。2、WebGIS是交互系統(tǒng)Web頁面是由WWW開發(fā)者組織的靜態(tài)圖形和文本所組成。這些圖形大部分是JPEG和GIF格式的文件，因此用戶無法操作地圖，甚至連像Zoom、Pan、Query這樣簡潔的分析功能都無法執(zhí)行。WebGIS卻可運用戶在Internet上操作GIS地圖和數(shù)據(jù)，用Web閱讀器執(zhí)行像Zoom、Pan、Query和Label這樣的基本GIS功能，可以執(zhí)行空間查詢，或者更困難的空間分析，比如緩沖分析和網(wǎng)絡分析等。3、WebGIS是分布式系統(tǒng)Internet可以訪問分布式數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行分布式處理，即信息和應用可以部署在跨越整個Internet的不同計算機上。WebGIS利用Internet這種分布式系統(tǒng)把GIS數(shù)據(jù)和分析工具部署在網(wǎng)絡不同的計算機上。GIS數(shù)據(jù)和分析工具是獨立的組件和模塊，用戶可以隨意從網(wǎng)絡的任何地方訪問這些數(shù)據(jù)和應用程序。4、WebGIS是動態(tài)系統(tǒng)由于WebGIS是分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫和應用程序部署在網(wǎng)絡的不同計算機上，并由其管理員進行管理，因此，這些數(shù)據(jù)和應用程序一旦由其管理員進行更新，則它們對于Internet上的每個用戶來說都將是最新可用的數(shù)據(jù)和應用。WebGIS和數(shù)據(jù)源是動態(tài)鏈接的，只要數(shù)據(jù)源發(fā)生變更，WebGIS將得到更新。和數(shù)據(jù)源的動態(tài)鏈接保持了數(shù)據(jù)和軟件的現(xiàn)勢性。5、WebGIS是跨平臺系統(tǒng)WebGIS可以訪問不同的平臺，而不必關(guān)切用戶運行的操作系統(tǒng)是什么（如Windows、UNIX、Macintosh）。只要能訪問Internet，用戶就可以訪問和運用WebGIS。隨著Java的發(fā)展，將來的WebGIS可以做到“一次編寫，到處運行”，使WebGIS的跨平臺特性走向更高層次。6、WebGIS能訪問Internet異構(gòu)環(huán)境在GIS用戶組間訪問和共享GIS數(shù)據(jù)、功能和應用程序，須要很高的互操作性。OGC提出的開放式地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范（OpenGeodataInteroperablitySpecification）為GIS互操作性提出了基本的規(guī)則。例如數(shù)據(jù)格式的標準、數(shù)據(jù)交換和訪問的標準，GIS分析組件的標準規(guī)范等。7、WebGIS是圖形化的超媒體信息系統(tǒng)運用Web上超媒體系統(tǒng)技術(shù)，WebGIS通過超媒體熱鏈接可以鏈接不同的地圖頁面。另外，WWW為WebGIS供應了集成多媒體信息的實力，把視頻、音頻、地圖、文本等集中到相同的Web頁面，極大地豐富了GIS的內(nèi)容和表現(xiàn)實力。1、WebGIS應當是開放的WebGIS能夠共享多種來源、多級尺度、存放在不同地點的地理數(shù)據(jù)，能夠和其他應用軟件集成，并通過Java、CORBA、DCOM等技術(shù)跨平臺協(xié)作運行，支持C/S模式等。二、WebGIS的基本要求2、WebGIS在Internet環(huán)境下運行WebGIS運用Internet協(xié)議標準，將GIS與Web服務器集成，通過一般閱讀器，用戶可以在任何地方操縱WebGIS，共享地理空間信息服務，從而將GIS擴展成為公眾服務系統(tǒng)：通過Internet存取地理空間數(shù)據(jù)，提高了地理數(shù)據(jù)的共享程度，降低了數(shù)據(jù)分發(fā)的成本。2、WebGIS必需支持數(shù)據(jù)分布和計算分布WebGIS服務器為網(wǎng)絡用戶供應GIS服務：地理數(shù)據(jù)存取服務、地理數(shù)據(jù)書目服務、地理信息分析服務和地圖顯示服務。通過互操作技術(shù)，GIS處理過程可由多個GIS服務器協(xié)調(diào)完成，它們共享分布的數(shù)據(jù)對象，在多個不同的平臺上協(xié)同運行，最大限度地利用網(wǎng)絡資源。3、WebGIS能在網(wǎng)絡上干脆查詢和存取數(shù)據(jù)建立地理時空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標準和操作標準，干脆在Inernet上查詢數(shù)據(jù)和存取數(shù)據(jù)，運用面對對象技術(shù)，定義空間對象查詢語言（SpatialObjectQueryLanguage），或者通過定義通用空間語言CSL（CommanSpatialLanguage），以最基本的對象作為操作單元，既可實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)操作和大容量地理數(shù)據(jù)存儲，又保證地理數(shù)據(jù)的共享性和一樣性。1、空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已經(jīng)相當成熟，商業(yè)化的RDBMS不僅支持C/S模式，而且支持數(shù)據(jù)分布，通過SQL語言和ODBC，幾乎全部GIS軟件通過公共標識號都能和其協(xié)同運行。對象——關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)和面對對象的數(shù)據(jù)庫技術(shù)正逐步成熟起來，成為將來GIS空間數(shù)據(jù)管理的主要技術(shù)。三、WebGIS的基礎技術(shù)2、面對對象方法面對對象分析（OOA）、面對對象設計（OOD）、而面對對象語言（OOL）和面對對象數(shù)據(jù)管理（OODBM）貫穿整個信息系統(tǒng)的生命周期。面對對象控件數(shù)據(jù)庫技術(shù)正在逐步成熟，空間對象查詢語言（SOQL）、空間對象關(guān)系分析、面對對象數(shù)據(jù)庫管理、對象化軟件技術(shù)等，都和GIS親密相關(guān)。從面對對象技術(shù)的發(fā)展來看，它是描述地理問題特別志向的方法。3、客戶/服務器模式客戶/服務器的含義特別廣泛，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和分布處理技術(shù)都和它密世相關(guān)。通過平衡客戶/服務器間的數(shù)據(jù)通信和地理運算，能夠利用服務器的高性能處理困難的關(guān)鍵性業(yè)務，并降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量；通過規(guī)劃客戶/服務器模式的GIS系統(tǒng)，用戶能夠最大限度地利用網(wǎng)絡上的各種資源。4、組件技術(shù)為避開系統(tǒng)重復編碼，奢侈軟件資源，運用插件（Plug-in）、組件（ActiveX）和中間件（Middleware）技術(shù)組裝軟件產(chǎn)品：各軟件生產(chǎn)商制作自己最好的組件，其他軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)集成人員，可干脆運用該部件供應的功能，無須重新編碼，從而擴大了軟件開發(fā)社會分工，提高了軟件生產(chǎn)效率。5、分布計算平臺分布計算平臺（DistributedComputingPlatfom）技術(shù)，目前有OMG的CORBA/Java標準和微軟的ActiveX標準。兩者各有千秋，相持不下。CORBA/java在運行速度上雖然不如ActiveX，但CORBA/java規(guī)范的最大優(yōu)勢仍舊在于其跨平臺實力，適用于Window、Macintosh、Unix等。ActiveX目前只能運行于32位Windows平臺，但是其市場占有率達80%以上，在Internet客戶端的計算機市場里占有率更高。具體選擇何種標準，應依據(jù)設計目標權(quán)衡各方面因素。WebGIS的應用模型基于Internet的GIS，變更了傳統(tǒng)的GIS運行模式，運用戶可以在遠程作用GIS，這一點對于GIS產(chǎn)業(yè)來說具有重大的意義：第一，Internet使GIS由專業(yè)人員運用的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣娦畔⑾到y(tǒng)，通過Internet，享用地理空間信息服務；其次，通過Inernet存取地理空間數(shù)據(jù)，降低了數(shù)據(jù)散發(fā)成本，提高了地理數(shù)據(jù)共享程度，可能避開信息資源的重復生產(chǎn)；第三，運用WebGIS技術(shù)，通過信息高馬路設施，可以構(gòu)造跨地區(qū)、跨部門的地理信息服務網(wǎng)絡。

GIS中心的服務器包括網(wǎng)絡服務器、數(shù)據(jù)庫管理服務器、GIS服務器、Web服務器等。操作系統(tǒng)一般接受UNIX或WindowsNT。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS，運用高性能的Oracle或Sybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，或簡潔易用的Access；數(shù)據(jù)存取接受較流行的ODBC數(shù)據(jù)庫連接標準。WebGIS的客戶機/服務器模型GIS客戶/服務器模型共分6個部分：數(shù)據(jù)庫、GIS服務器、WEB服務器、GIS服務代理、本地GIS應用軟件和遠程用戶GIS應用軟件。GIS服務器GIS服務器是指能夠為網(wǎng)絡客戶供應各種地理服務的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的總稱。服務包括數(shù)據(jù)存取、地圖顯示、空間分析、模型管理、書目檢索等。WebGIS地理數(shù)據(jù)管理及檢索機制地理空間數(shù)據(jù)是GIS最重要的資源，因而對于WebGIS來說，地理數(shù)據(jù)書目管理及檢索相當重要；通過有效的書目服務，可以開拓新的地圖傳播途徑，快速擴散地理空間數(shù)據(jù)，提高地理空間信息共享程度，使地理空間信息更加大化。地理數(shù)據(jù)書目服務的核心問題是地理書目數(shù)據(jù)標準、書目數(shù)據(jù)管理、書目數(shù)據(jù)服務、書目數(shù)據(jù)語義分析等。

開放空間數(shù)據(jù)引擎技術(shù)要解決三大核心技術(shù)；數(shù)據(jù)標準和操作標準、開放引擎設計、標準驅(qū)動程序接口等。標準驅(qū)動程序接口類似ODBC，但比ODBC困難得多。在分布計算環(huán)境中，設計數(shù)據(jù)引擎，也須要困難的技術(shù)。設計原則（1）系統(tǒng)軟件資源、硬件資源和數(shù)據(jù)資源能夠共享；（2）系統(tǒng)可伸縮性強，簡潔擴大規(guī)模；（3）網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量均衡，整個系統(tǒng)運行效率高；（4）遵循系統(tǒng)工程的原則，運用系統(tǒng)集成便利等。WebGIS基本框架WebGIS客戶端實現(xiàn)技術(shù)客戶端WebGIS允許GIS的數(shù)據(jù)和GIS計算能在用戶本地計算機的閱讀器上執(zhí)行，客戶端應用包括3種主要技術(shù)方案；GIS插件/Helper程序、GISActiveX控件和GISJavaAppletsGIS插件/HelperGIS插件程序是工作在Netscape和IE的WWW閱讀器上用于處理GIS數(shù)據(jù)和地圖的插件程序。從Web服務器下載到用戶的本地計算機上，安裝后在閱讀器中運行。GIS插件處理嵌在HTML中的GIS數(shù)據(jù)，而這些特殊的GIS數(shù)據(jù)HTML不能識別。McrosoftActiveXDocument是種特殊的插件程序。1、GIS插件/Helper程序的工作方式插件是動態(tài)代碼模塊，它們和一種Web流覽器本身不支持的數(shù)據(jù)類相關(guān)聯(lián)。當Web閱讀器啟動時，它接照一種特定平臺的方式列舉出可用的插件。當Web閱讀器在HTML頁面中遇到未知的數(shù)據(jù)類型時（大多數(shù)GIS數(shù)據(jù)類型對于Web閱讀器而言都是未知的），它會查找一個和該數(shù)據(jù)類型相關(guān)聯(lián)的插件，并裝截該插件。客戶端插件的工作流程如圖示，可以簡潔地描述如下。

（1）Web閱讀器用戶單擊URL的超鏈接向Web服務器發(fā)出懇求。（2）Web服務器接受懇求，對懇求的數(shù)據(jù)或文檔標識其MIME類型，并告知閱讀器要發(fā)送數(shù)據(jù)或文檔的類型。（3）由于閱讀器不干脆支持GISMIME類型，因此它查找與此MIME類型相關(guān)的GIS插件或Helper程序時，用其打開數(shù)據(jù)或文檔。（4）假如本地計算機上沒有GIS插件，則必需先安裝此插件程序，或者通過網(wǎng)絡從服務器下載。（5）GIS插件安裝后，就可以說明和操作GIS數(shù)據(jù)。插件與GIS數(shù)據(jù)流干脆通信。

GIS插件可以嵌入到HTML文檔中作為HTML頁面的一個矩形區(qū)域。這和嵌入的GIF/JPEG地圖圖像類似，只是這些地圖圖像是動態(tài)的，用戶可以通過縮放、移動和查詢來操縱地圖。GIS插件也可以在HTML文檔之外充溢整個顯示屏。該全屏插件用相應的GIS數(shù)據(jù)完全充溢窗口，MapGuide和AdobeAcrobat就是這類插件兩個例子。2、GIS插件和Helper程序的優(yōu)缺點優(yōu)點：用于擴展Web閱讀器的功能以便無縫地支持GIS數(shù)據(jù)。簡潔的諸如縮放、移動和查詢功能可以做到插件中并在本地執(zhí)行GIS數(shù)據(jù)以流的形式在網(wǎng)絡上傳輸供應。GIS插件可以不用看到整個數(shù)據(jù)流就實現(xiàn)一個漸進的閱讀器或作出某些特定的確定。當GIS插件須要數(shù)據(jù)時，可以從服務器上提取。缺點：不是獨立于平臺的，因此插件開發(fā)者不得不為不同的平臺開發(fā)多個版本的GIS插件。GIS用戶中很多GIS數(shù)據(jù)類型，每種GIS數(shù)據(jù)類型都須要有一個對應的插件支持。GIS插件必需永久地安裝在用戶本地計算機的硬盤上，大量的下載插件將在用戶本地計算機上占用很多硬盤空間。GIS控件用Mcrosoft的ActiveX技術(shù)創(chuàng)建的GIS控件。這些GIS控件和GISPulg-Ins一樣，用于擴展HTML的功能，以便使閱讀器能處理GIS地圖和數(shù)據(jù)。它們也是從服務器下載到用戶本地計算機上，安裝注冊后執(zhí)行。ActiveX控件ActeveX控件技術(shù)創(chuàng)建GIS控件。ActiveX是微軟件開發(fā)的“使Internet變?yōu)榛顒印钡囊豁椥碌能浖夹g(shù)，它建立在OLE標準之一，是為擴展IE的功能而供應的一個公共框架。ActiveX控件是執(zhí)行一特定任務并和特定信息通信的一組軟件模塊。它通過OLE和其他程序、模塊和Internet進行通信，并可以被任何支持ActiveX控件的程序和計算語言運用。不同的ActiveX控件，具有不同的功能和性能，GIS控件是用于處理GIS數(shù)據(jù)和執(zhí)行GIS分析的ActiveX控件。ActiveX控件和插件一樣，都可以擴展Web閱讀器功能動態(tài)模塊。但前者還可以由支持OLE標準的任何其他應用和語言運用，而后者是特地用于閱讀器的，只能在閱讀器中運用。1、GISActiveX控件的工作方式目前的閱讀器并不干脆支持GIS數(shù)據(jù)類型。當HTML頁面中包含有GIS數(shù)據(jù)時，它須要加載特定的GIS插件或者GIS控件到客戶的閱讀器中去顯示GIS數(shù)據(jù)。GIS控件由HTML文檔引用并由閱讀器執(zhí)行。它們起先駐留在服務器上，當用戶連接該Web站點并懇求包含有對GIS控件引用（<OBJECT>標記符）的HTML文檔時，這些控件就下載到閱讀器端。GIS控件當須要時從Web服務器上下載。GIS控件下載時步驟（1）通過單擊超鏈接的URL，用戶可以向Web服務器發(fā)送懇求。（2）

服務器接受懇求，加載HTML頁面。（3）閱讀器說明HTML文件，并檢測GIS控件引用（OBJECT）標識符。（4）從服務器下載GIS控件。（5）GIS控件引用的其他控件和數(shù)據(jù)文件被檢測到并下載。（6）依據(jù)嵌入式控件、全屏控件或隱藏控件，在閱讀器內(nèi)部或外部顯示GIS控件。（7）GIS控件運用其內(nèi)建功能，說明和操作從服務器端異步傳的GIS數(shù)據(jù)。2、GIS控件的優(yōu)缺點

和插件一樣，GIS控件須要下載和安裝到用戶的本地計算機上，并依據(jù)須要始終駐留在硬盤上。GIS控件也像插件一樣，不是跨平臺的。開發(fā)者必需為不同平臺創(chuàng)建不同的GIS控件。而且對不同的GIS數(shù)據(jù)格式，也須要創(chuàng)建不同的GIS控件來處理和說明這些GIS數(shù)據(jù)格式。ESRI的MapObjectInternetMapServer,Intergraph的GeoMediaWebServer都是接受GIS控件的典型產(chǎn)品。GISJavaAppletsGISJavaApplets從服務器下載到本地計算機并在閱讀器內(nèi)馬上執(zhí)行。GIS的功能和數(shù)據(jù)被封裝在一個包內(nèi)，并依據(jù)須要遷移到客戶端，但不須要像GISPlug-Ins或GIS控件那樣先進行安裝。JavaJava是面對對象的編程語言，和其他語言相比，它更適于網(wǎng)絡環(huán)境。JavaApplets是能在支持Java的閱讀器內(nèi)運行的小應用程序，可以作到和閱讀器無縫集成，并且依據(jù)須要從服務器下載到客戶的閱讀器端運行。Java對創(chuàng)建和顯示圖形供應了最廣泛的支持，因此它最適合于操作Web上的GIS數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)GIS功能的JavaApplet，簡稱為GISApplet。GISApplet工作方式GISApplet用于說明GIS數(shù)據(jù)，執(zhí)行GIS分析。每種GIS功能，如放大、縮小、區(qū)域放大、標注和查詢及其輸出等，都可以由一個JavaApplet實現(xiàn)。GISApplet是可執(zhí)行代碼，它駐留在可訪問的Web站點服務器上。它內(nèi)嵌到HTML文檔中，用<APPLET>標識符引用，并在客戶端由閱讀器執(zhí)行。GISApplet優(yōu)缺點基于Java的GIS程序和傳統(tǒng)的單機GIS應用程序的差別主要是Java程序是以網(wǎng)絡為中心的，是真正的分布代碼。GISApplet為網(wǎng)絡用戶呈現(xiàn)了一個特別接近于在本機上運行單機GIS程序的模式；同時，WebGIS打破了依靠于單機PC的束縛，而充分利用整個Internet的計算資源，更主要的是GISApplet還供應了以下HTML、插件和GIS控件不具備的重要特性。（1）GISApplet是動態(tài)的，而HTML是靜態(tài)的；（2）由于GISApplet在閱讀器端運行，因此它可以更好地運用本地計算機資源；（3）GISJavaApplet設計為跨平臺結(jié)構(gòu)，有更大的潛在市場和低軟件開發(fā)成本；對于消費者和用戶來說，價格更低、選擇更多、組件間的互操作性更好；（4）GISApplet依據(jù)用戶的懇求自動從服務器下載并安裝運行，當用戶退出應用時又自動卸載，不會永久占用客戶計算機的硬盤空間；（5）GISApplet創(chuàng)建和顯示圖形和地圖的方式更敏捷，因此它可以擴展用戶界面以滿足困難的客戶端地圖操作和查詢實力；（6）Java的字節(jié)碼令GISApplet更小，在Internet上傳輸更快，閱讀器內(nèi)的JIT（JustInTime）編譯能使GISApplet運行的更快；（7）JavaApplet具有很高的平安性，它運行于客戶端計算機的JVM上，無法訪問本地系統(tǒng)資源，從而不會破環(huán)或竊取本地客戶的信息，也不會使客戶計算機感染病毒。GISApplet的缺點就是由于平安限制的緣由不能把GIS數(shù)據(jù)和分析結(jié)果保存在客戶端計算機上，而且只能和下載它的服務器連接，而不連接網(wǎng)絡上的其他計算機，這就阻礙了WebGIS所要求的真正意義上的分布處理。WebGIS服務器端實現(xiàn)技術(shù)服務器端應用的WebGIS就是在服務器執(zhí)行GIS計算，并把執(zhí)行的結(jié)果轉(zhuǎn)換為HTML格式（一般是GIF/JPEG圖像）返回客戶端。GIS數(shù)據(jù)和GIS計算部署在服務器上，對客戶懇求的響應只是在服務器端進行GIS計算，然后將結(jié)果形成為新的中間GIS數(shù)據(jù)，返送給客戶。服務器端應用包括3種主要技術(shù)方案：GIS桌面系統(tǒng)擴展、基于ActiveX組件的GIS服務器和基于Java的GIS服務器。GIS桌面系統(tǒng)擴展以GIS桌面系統(tǒng)為基礎的WebGIS服務器的結(jié)構(gòu)，頂層是Internet技術(shù)，其中的主要技術(shù)包括TCP/IP和HTTP。底層為GIS服務器，其核心是已經(jīng)成熟的GIS桌面系統(tǒng)，中間層是應用服務器。它是Web服務器和GIS服務器間的橋梁。GIS服務器中的監(jiān)控調(diào)度程序負責調(diào)度、維護和管理GIS桌面系統(tǒng)運行實例，完成GIS數(shù)據(jù)處理和GIS計算功能。

1、工作方式應用網(wǎng)關(guān)在Web服務器和GIS服務器之間建立連接。它把客戶的GIS服務懇求從Web服務器通過OLE或者TCP/IP技術(shù)轉(zhuǎn)送到GIS服務器中的監(jiān)控調(diào)度程序，監(jiān)控調(diào)度程序選擇可用的GIS桌面系統(tǒng)運行實先，完成客戶懇求的GIS計算，然后把結(jié)果返回給Web服務器，最終再返回給客戶，從而實現(xiàn)全部的GIS功能。在應用服務器層，還可以實現(xiàn)GIS服務代理功能，協(xié)調(diào)WWW服務器和GIS服務器、GIS數(shù)據(jù)庫等之間的運行，以限制GIS服務器的性能和狀態(tài)。過程如圖所示，具體步驟如下：具體步驟如下：（1）閱讀器用URL和Web服務器連接；（2）服務器接受懇求并把URL轉(zhuǎn)換為路徑和文件名；（3）啟動相應的CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)應用程序；（4）CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)應用程序調(diào)用GIS服務器的監(jiān)控調(diào)度程序，并轉(zhuǎn)換和傳遞用戶的地理操作參數(shù)；（5）監(jiān)控調(diào)度程序運用可用的GIS桌面系統(tǒng)運行實例，完成GIS計算，并把結(jié)果轉(zhuǎn)換為GIF/JPEG圖像格式文件；（6）CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)把結(jié)果依據(jù)MIME類型返回給Web服務（7）Web服務器把結(jié)果傳遞給閱讀器，進行顯示。2、系統(tǒng)的優(yōu)缺點這類系統(tǒng)的GIS計算全部在服務器端完全，客戶端只要Web閱讀器即可，是典型的“瘦”客戶機/“肥”服務器模式。缺點：第一就是對于每個客戶機的懇求都要啟動一個新的完整的GIS桌面系統(tǒng)實例進程，這不但奢侈服務器的系統(tǒng)資源，也嚴峻影響性能。其次就是系統(tǒng)和客戶的交互性特別差，從而影響系統(tǒng)的運用性。ESRI的InternetMapServerforArcView是這種類型的典型代表?；贏ctiveX組件的GIS服務器組件GIS服務器是在服務器端接受ActiveX組件技術(shù)實現(xiàn)的GIS服務器，其核心是GISActiveX組件。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。ActiveX組件ActiveX組件封裝其內(nèi)部實現(xiàn)細微環(huán)節(jié)并供應符合標準的操縱接口，是一個完成獨立功能的程序模塊。一般狀況下，組件依據(jù)功能可以分為3個層次；GIS功能組件：GIS組件、地圖顯示組件、空間分析組件等；管理組件供應對整個應用的管理功能，包括有GIS服務代理組件、系統(tǒng)性能監(jiān)測和負載平衡組件、平安管理組件等；用戶組件負責用戶交互，響應用戶操作懇求功能，系統(tǒng)可以依據(jù)須要對這些構(gòu)成組件剪裁或增加，以滿足應用需求。另外就是用戶組件可以從服務器端下載到客戶端，通過DCOM/ActiveX干脆和服務器的GIS組件通信，完成GIS功能。優(yōu)缺點這種方案的好處在于它可以實現(xiàn)可伸縮的應用系統(tǒng)，降低系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的性能；由于組件遵循相同的ActiveX標準，因此組件間可以實現(xiàn)無縫的連接，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，“瘦”客戶/“肥”服務器模式，使任何閱讀器用戶都可以訪問GIS服務器的地理信息。另外，系統(tǒng)開發(fā)可以接受任何支持ActiveX標準的工具，例如FrontPage；和ASP結(jié)合起來，使開發(fā)變得特別簡潔。當然，這種方案只有Windows平臺上實現(xiàn)，由于目前Windows平臺占有80%的市場，所以這個缺點是微乎其微的。這類產(chǎn)品的代表有ESRI的MapObjectsInternetServer和MapIfo的MapXtreme基于Java的GIS服務器由于Java是面對對象的、與平臺無關(guān)的、而向網(wǎng)絡的和多線程的編程語言，因此用Java作為服務器端的開發(fā)平臺也是GIS服務器端技術(shù)的一個解決方案?；贘ava的GIS服務器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。WebGIS的其他技術(shù)問題由于WebGIS是GIS的一個新的應用領域，很多技術(shù)問題都有待于解決。其中主要包括；地理元數(shù)據(jù)的管理和服務；高效高性能的空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)；空間數(shù)據(jù)的交換；空間數(shù)據(jù)的平安和愛護等。1.更廣泛的訪問范圍客戶可以同時訪問多個位于不同地方的服務器的上的最新數(shù)據(jù)，而Web所特有的優(yōu)勢大大便利了GIS的數(shù)據(jù)管理，使分布式的多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)管理和合成更易于實現(xiàn)。四、WebGIS特點

2.應用面廣由于網(wǎng)絡功能將會使WebGIS應用擴展到整個社會，真正實現(xiàn)GIS的無所不能，無處不在。3.現(xiàn)勢性強WebGIS在網(wǎng)上進行信息發(fā)布對地理信息進行實時更新，因而人們能得到最新信息、最新動態(tài)。4）平臺獨立性無論服務器/客戶機是何種機器，無論WebGIS服務器端運用何種GIS軟件，由于運用了通用的Web閱讀器，用戶就可以透亮地訪問WebGIS數(shù)據(jù)，在本機或某個服務器上進行分布式部件的動態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析，實現(xiàn)遠程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享。5）應用簡潔WebGIS用戶可以干脆從網(wǎng)上獲得所須要的各種地理信息。用戶可以進接進行各處地理信息的分析，而不用關(guān)切空間數(shù)據(jù)庫的維護和管理。1、開發(fā)模式WebGIS軟件基于面對對象的構(gòu)件化開發(fā)，使原來困難而浩大的GIS系統(tǒng)可由獨立的構(gòu)件組裝而成，運用不同的開發(fā)語言和平臺以及依據(jù)不同的標準，導致了WebGIS的多種不同解決方案。五、WebGIS發(fā)展熱點問題2.互操作技術(shù)空間數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換問題在WebGIS中顯得更為突出。統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標準是大勢所趨的潮流，但在目前尚無統(tǒng)一結(jié)構(gòu)標準的狀況下，實現(xiàn)高效便捷的空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換接口工作仍具有得要意義。3、元數(shù)據(jù)管理WebGIS必需與Metadata系統(tǒng)相結(jié)合，通過Metadata系統(tǒng)的支持，WebGIS的用戶能在Inetrnet上快速搜尋和獲得到所需數(shù)據(jù)與功能。FGDC的Metadata標準CSDGM在地理空間領域具有權(quán)威性與廣泛性基于Web的GIS技術(shù)的代表系統(tǒng)及其解決方案

美國Esri公司MapObjectsInternetMapServer（IMS）和ArcviewInternetMapServer（IMS）美國InterGragh公司的GeoMediaWebMap；澳大利亞Bentley公司的ModelServerDiscoveryMapInfor的MapXtreme六、基于Web的GIS技術(shù)的代表系統(tǒng)及其解決方案

MapXtremeMapXtreme是一個典型的基于服務器端的應用系統(tǒng)，它具有伸縮性強、兼容性好、地圖功能強大和開發(fā)簡潔、易于實現(xiàn)等特性。通過MapXtreme企業(yè)可以實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的可視化以揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和發(fā)展趨勢，從而為企業(yè)的發(fā)展決策供應牢靠的支持依據(jù)。它的核心是MapX控件，安裝MapXtreme后可以添加MapX控件。MapXtreme由三大部分組成。1 地圖服務器管理，完成服務器的配置和地圖引擎的設定，它指定了閱讀器端所顯示的地圖表現(xiàn)形式。2 基準地圖數(shù)據(jù)管理是一個管理無縫地圖層工具，指定了基準地圖數(shù)據(jù)所在的書目和路徑。3 地理對象管理，由多個地理對象按選定的投影方式以適當?shù)娘@示比例構(gòu)成地理對象集合（Geoset）并依據(jù)不同的地理對象設置相應的縮放顯示范圍，這種由上至下的設置方式實現(xiàn)了地圖對象逐級分類顯示，可以保證圖面的清晰和整齊，還允許系統(tǒng)設置標注屬性、增減圖層或變更屬性層顯示。MapXtreme為開發(fā)人員在地圖和Internet方面進行應用開發(fā)供應了完備的方案工具，MapXtreme