第1章-萬維網(wǎng)時(shí)代的地理信息系統(tǒng)

WebGIS原理與應(yīng)用朱進(jìn)蘇州科技大學(xué)環(huán)境學(xué)院2024年5月30日教材和教學(xué)參考書主教材：WebGIS原理與應(yīng)用,付品德/孫九林著.高等教育出版社，2012.參考書：WebGIS從基礎(chǔ)到開發(fā)實(shí)踐（基于ArcGISAPIforJavaScript）.劉光，曾敬文，曾慶豐編著.清華大學(xué)出版社，2015.2024/5/30slide2教材和教學(xué)參考書2024/5/30slide3第1章萬維網(wǎng)時(shí)代的地理信息系統(tǒng)2024/5/30slide4萬維網(wǎng)時(shí)代的地理信息系統(tǒng)1.1萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)1.2WebGIS的起源和演化1.3WebGIS的概念和特點(diǎn)1.4WebGIS的功能和應(yīng)用2024/5/30slide5學(xué)習(xí)目標(biāo)了解互聯(lián)網(wǎng)、萬維網(wǎng)的誕生了解WebGIS的歷史掌握WebGIS的概念、功能了解WebGIS的優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用2024/5/30slide6萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)前身1969年“冷戰(zhàn)”時(shí)期,美國(guó)國(guó)防部的高級(jí)研究計(jì)劃署(ARPA)建立的分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)不能工作時(shí),仍可以進(jìn)行信息交換.連接了美國(guó)西部四所大學(xué)-斯坦福,加州大學(xué)圣芭芭拉分校(UCSB),加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA),猶他州立大學(xué).2024/5/30slide7萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)前身高級(jí)研究計(jì)劃署網(wǎng)絡(luò)(ARPANet)-互聯(lián)網(wǎng)前身,使用復(fù)雜,用戶基本是研究機(jī)構(gòu)和政府部門.2024/5/30slide8萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生1989年,歐洲粒子物理研究所(CERN)的英國(guó)科學(xué)家TimBerners-Lee(1955-)發(fā)明了萬維網(wǎng),以簡(jiǎn)單的方式來分享和交換文件.萬維網(wǎng)之父2024/5/30slide92012年倫敦奧運(yùn)會(huì),Berners-Lee的Tweet:Thisisforeveryone.萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生TimBerners-Lee發(fā)明了HTTP(HypertextTransferProtocol,超文本傳輸協(xié)議)，HTML(HypertextMarkupLanguage，超文本標(biāo)記語言)，URL(UniformResourceLocator，統(tǒng)一資源定位符)。2024/5/30slide10萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生命名為萬維網(wǎng)(WordWideWeb)，開發(fā)了世界上第一個(gè)Web服務(wù)器和Web瀏覽器。2024/5/30slide11在CERN時(shí),Berners-Lee使用的蘋果電腦,世界上第一臺(tái)web服務(wù)器.萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)萬維網(wǎng)的產(chǎn)生萬維網(wǎng)使互聯(lián)網(wǎng)使用更加方便,且充滿樂趣.網(wǎng)上沖浪網(wǎng)上購物網(wǎng)絡(luò)游戲交友-人人網(wǎng)推特(Twitter),微博,微信.視頻電話,視頻會(huì)議.…2024/5/30slide12萬維網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)(Internet)和萬維網(wǎng)(WWW)的區(qū)別互聯(lián)網(wǎng)是全球的計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來組成的巨大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).-強(qiáng)調(diào)硬件萬維網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)上的眾多網(wǎng)站和超文本文件的集合,主要通過Http將各種超文本文件連接起來.-更強(qiáng)調(diào)內(nèi)容雖然Http只是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中的一個(gè),但它聚集的豐富內(nèi)容是互聯(lián)網(wǎng)最主要的吸引力.2024/5/30slide13WebGIS的起源和演化起源和早期應(yīng)用1993年,美國(guó)施樂公司帕羅奧多研究中心(PaloAltoResearchCenter,PARC)開發(fā)了一個(gè)基于Web的地圖瀏覽器(MapViewer),標(biāo)志著WebGIS的誕生.文章:PutzS.InteractiveinformationservicesusingWorld-WideWebhypertext[J].ComputerNetworksandISDNSystems,1994,27(2):273-280.2024/5/30slide14WebGIS的起源和演化2024/5/30slide15MapViewer的用戶界面放大,縮小等功能通過超鏈接來實(shí)現(xiàn)HTML和HTTP作為用戶界面WebGIS的起源和演化起源和早期應(yīng)用優(yōu)點(diǎn):用戶不必再本地安裝GIS軟件和數(shù)據(jù),可以在任何有互聯(lián)網(wǎng)的地方使用GIS.WebGIS開始流行1994年,加拿大國(guó)家地圖信息服務(wù)網(wǎng)發(fā)布加拿大在線國(guó)家地圖集.2024/5/30slide16WebGIS的起源和演化起源和早期應(yīng)用1995年,美國(guó)人口普查局發(fā)布全國(guó)人口信息在線地圖.1995年,加州大學(xué)伯克利分校博士生SusanHuse開發(fā)了GRASSLinks,是WebGIS地理分析的早期例子.2024/5/30slide17WebGIS的起源和演化近期發(fā)展-Web2.0自下而上的信息流和眾包:大量用戶參與和他們所創(chuàng)造的豐富內(nèi)容.例如:淘寶賣家,博客,維基百科等.萬維網(wǎng)成為軟件開發(fā)的新平臺(tái):云計(jì)算（cloudcomputing）,軟件即服務(wù)(SoftwareasaService,Saas)，將服務(wù)器或計(jì)算中心的資源和軟件功能以Web服務(wù)的方式提供。2024/5/30slide18WebGIS的起源和演化近期發(fā)展-Web2.0輕量級(jí)開發(fā)模式：基于瀏覽器端的開發(fā)接口，如AJAX（AsynchronousJavascriptandXML）,降低了開發(fā)門檻.數(shù)據(jù)是核心:很多大型Web系統(tǒng)的成功往往是基于他們積累的數(shù)據(jù)庫.如Google大量的網(wǎng)頁內(nèi)容,Amazon的大量產(chǎn)品信息.-大數(shù)據(jù)（BigData）2024/5/30slide19WebGIS的起源和演化近期發(fā)展-Web2.0多平臺(tái)客戶端:不局限于瀏覽器,還包括桌面應(yīng)用程序和手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備.豐富的用戶體驗(yàn):簡(jiǎn)單應(yīng)用,漂亮的用戶界面.2024/5/30slide20Web2.0=用戶貢獻(xiàn)的內(nèi)容+Web為一種開發(fā)平臺(tái)+豐富的用戶體驗(yàn)WebGIS的起源和演化Esri產(chǎn)品系列眾包，數(shù)據(jù)是核心:GIS中用戶貢獻(xiàn)的內(nèi)容稱為自發(fā)式地理信息（VolunteeredGeographicInformation，VGI）。Ex：ArcGISServer的要素服務(wù)（FeatureService），方便用戶手機(jī)上傳地理坐標(biāo)、屬性、照片和視頻。Ex：ArcGISOnline-云GIS,地理信息共享門戶,用戶可以將自己的Web服務(wù),數(shù)據(jù)和應(yīng)用發(fā)布,上傳,注冊(cè)到這個(gè)網(wǎng)站,積累地理服務(wù),數(shù)據(jù).2024/5/30slide21WebGIS的起源和演化Esri產(chǎn)品系列輕型開發(fā)模式,Web是開發(fā)平臺(tái):政府,商業(yè)公司等利用ArcGISServer將數(shù)據(jù),地圖和模型以Web服務(wù)的形式發(fā)布出來,這些服務(wù)有基于Javascript,Flex和Silverlight的瀏覽器端接口,簡(jiǎn)單易用.支持移動(dòng)平臺(tái):ArcGISServer還提供了針對(duì)蘋果公司iOS,谷歌公司Android,微軟公司W(wǎng)indowsPhone等多種操作系統(tǒng)的開發(fā)接口.2024/5/30slide22WebGIS的起源和演化Esri產(chǎn)品系列豐富的用戶體驗(yàn):ArcGISServer的瀏覽器端API可以創(chuàng)建具有豐富用戶體驗(yàn)的應(yīng)用.ArcGISExplorer是一個(gè)二維地圖和三維虛擬地球?yàn)g覽器.2024/5/30slide23WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)概念廣義：WebGIS是使用了Web技術(shù)的各種GIS。狹義：WebGIS是通過Web技術(shù)來連接其組成部分的GIS。2024/5/30slide24WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)概念一種分布式（Distributed）的信息系統(tǒng)至少有一個(gè)服務(wù)器（server）和一個(gè)客戶端（client，不限于瀏覽器，可以是桌面應(yīng)用程序或移動(dòng)APP）。2024/5/30slide25WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)相關(guān)的概念HTTP協(xié)議：server和client間通信的主要協(xié)議。兩層體系結(jié)構(gòu)：一臺(tái)server和多臺(tái)client。三層體系結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)層、邏輯層（中間層）和客戶端（表現(xiàn)層）。2024/5/30slide26WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)相關(guān)的概念WebGIS和桌面GIS不斷相互滲透。WebGIS依靠桌面GIS來創(chuàng)建數(shù)據(jù)和地圖等基礎(chǔ)資源，也吸納了桌面GIS的一些功能（空間分析等）。桌面GIS加入了WebGIS的功能，ArcMap也可作為WebGIS的客戶端。2024/5/30slide27WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)地理空間網(wǎng)絡(luò)（GeoWeb或GeospatialWeb）地理空間信息+抽象信息（網(wǎng)頁、圖片、視頻）。地理標(biāo)簽（Geotagging）：添加經(jīng)緯度（或地名）到微博、微信、照片、視頻等。地理解析（Geoparsing）：從文本中提取地理信息（自然語言處理，NaturalLanguageProcessing，NLP）。泛指WebGIS。2024/5/30slide28WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)空間傳播的全球性用戶的眾多性較好的跨平臺(tái)性費(fèi)用的低廉性2024/5/30slide29WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)用戶的易用性更新的統(tǒng)一性應(yīng)用的廣泛性：WebGIS助長(zhǎng)了新地理學(xué)（Neogeography）的發(fā)展，促進(jìn)了GIS的社會(huì)化。2024/5/30slide30新地理學(xué)：非專業(yè)用戶因個(gè)人或公共目的使用地理學(xué)科技和工具。WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)廣泛的應(yīng)用傳染病的分布各地的污染源飯店位置：大眾點(diǎn)評(píng)犯罪地圖2024/5/30slide31WebGIS的概念和優(yōu)點(diǎn)廣泛的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)交友：陌陌公共洗手間應(yīng)急救災(zāi)2024/5/30slide32WebGIS的功能和應(yīng)用功能地圖和查詢：空間查詢、屬性查詢。數(shù)據(jù)采集：自發(fā)式地理信息VGI。地理信息的傳播：和允許用戶搜索和下載數(shù)據(jù)?？臻g分析：測(cè)量距離、面積，最佳路徑，制作犯罪地圖等。2024/5/30slide33WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用新的商業(yè)模式和新的商品：基于位置的廣告服務(wù)（LBS-LocationBasedService），根據(jù)用戶年齡、性別、當(dāng)前所在位置、所處區(qū)域的氣溫投放短信/彩信廣告。-地理圍欄(Geofencing)Ex-阿拉斯加用戶推薦滑雪服，夏威夷用戶推薦泳衣。Ex-在飯點(diǎn)時(shí)間到萬達(dá)廣場(chǎng)，推薦新的飯店（根據(jù)用戶已往消費(fèi)習(xí)慣等）。2024/5/30slide34WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用電子政務(wù)的工具，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布最新的自然災(zāi)害信息（地震、颶風(fēng)、洪水等）。2024/5/30slide35WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾ぞ撸豪^3R（reading讀、writing寫、arithmetic算術(shù)）之后，第四項(xiàng)基本能力（Goodchild，2006）。2024/5/30slide36WebGIS的功能和應(yīng)用發(fā)展機(jī)遇長(zhǎng)尾理論（Longtailtheory）-商業(yè)模式分析方法統(tǒng)計(jì)學(xué)上稱為Heavy-taileddistribution，重尾分布。頭部是大眾化市場(chǎng)，尾部是專業(yè)化細(xì)分市場(chǎng)，且利潤(rùn)可以和頭部一樣多。2024/5/30slide37WebGIS的功能和應(yīng)用WebGIS的長(zhǎng)尾分析頭部：大眾在線地圖、LBS。由百度、谷歌等占據(jù)，廣告等方式獲益。尾部：政府、企業(yè)等有特殊需求，需要定制化、二次開發(fā)等。2024/5/30slide38WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-采集數(shù)據(jù)Mapillary（2014）：https://傳統(tǒng)街景制作周期長(zhǎng)，更新慢，主干道大眾參與制作街景服務(wù)：更新快、鄉(xiāng)村小路2024/5/30slide39WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和運(yùn)動(dòng)結(jié)合悅動(dòng)圈（2014）：http:///pc_download/index.html20個(gè)人1年“跑”出3億公司估值：http:///a/20150827/166704_all.htm2024/5/30slide40WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和運(yùn)動(dòng)結(jié)合騎行的藝術(shù)馬里蘭州巴爾的摩市的藝術(shù)家MichaelWallace在騎行時(shí)給自己設(shè)計(jì)了特殊的路線-GPXAdventure2024/5/30slide41WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和住宿結(jié)合Airbnb（2008）總部設(shè)在美國(guó)加州舊金山市AirBedandBreakfast–空中食宿可以從個(gè)人的手中租住一間房屋，而不是從一家酒店中租住。-共享經(jīng)濟(jì)2024/5/30slide42WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-和住宿結(jié)合2024/5/30slide43WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-簽到街旁網(wǎng)(2010-2015)：簽到服務(wù)（飯點(diǎn)，家）2024/5/30slide44WebGIS的功能和應(yīng)用應(yīng)用案例-簽到街旁網(wǎng)失敗原因：用戶簽到動(dòng)力不足，一時(shí)新鮮，無內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力未及時(shí)衍生出相關(guān)的商業(yè)模式，例如社交等（點(diǎn)評(píng)，