WebGIS應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

WebGIS應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)摘要：WebGlS系統(tǒng)出現(xiàn)至今，我國(guó)在理論和府用等方面做了許多探索，但限于條件．目前仍處于試驗(yàn)階段，至今尚元真正意義上的WebGIS應(yīng)用實(shí)例。為了促進(jìn)WebGIS的應(yīng)用進(jìn)程，有必要對(duì)這些年研究和探索的成果作一個(gè)總結(jié)。在大量瀏覽近幾年登載在國(guó)內(nèi)各類媒體上的有關(guān)學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、學(xué)位論文以及應(yīng)用實(shí)例的基礎(chǔ)上，概括丁WehGIS的主要特點(diǎn)，總結(jié)了WebGIS的關(guān)鍵問題和實(shí)現(xiàn)技術(shù)．并著重介紹了目前Web(；IS在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、水利、地震、海洋、國(guó)土資源、環(huán)境保護(hù)、鐵路交通、電力、城市建設(shè)和規(guī)劃等社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀．最后對(duì)webGIs的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明．作為開放性的應(yīng)用平臺(tái)，wcbGIs在我目的應(yīng)用前景非常廣闊。地理信息系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)過近三十年的發(fā)展，已經(jīng)逐步進(jìn)入了計(jì)算機(jī)技術(shù)主流．從而能夠在更廣泛的領(lǐng)域?yàn)楦嗟挠脩籼峁┛臻g信息服務(wù)。WebGIS新的發(fā)展趨勢(shì)是GIS技術(shù)和Intemet技術(shù)新的發(fā)展方向的體現(xiàn)，分析與總結(jié)WebGIS新的發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。關(guān)鍵詞：WebGlS，地理信息系統(tǒng)，宴現(xiàn)技術(shù),應(yīng)用現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢(shì)一、WebGIS技術(shù)概述GIS經(jīng)歷了單機(jī)環(huán)境應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)用發(fā)展的過程．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境GIS應(yīng)用從局域網(wǎng)內(nèi)客戶／服務(wù)器(Client／Server，C／S)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用向Intemet環(huán)境下瀏覽器，服務(wù)器DOwser／Server．B／S)結(jié)構(gòu)的WebGISm應(yīng)用發(fā)展。隨著Intemet的發(fā)展．WebGIS開始逐步成為GIS應(yīng)用的主流．WebGIS相對(duì)于C，S結(jié)構(gòu)而言．具有部署方便、使用簡(jiǎn)單、對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求低的特點(diǎn)．為地理信息服務(wù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。二、WebGIS的特點(diǎn)(1)更廣泛的訪問范圍。全球范圍內(nèi)任意一個(gè)客戶可同時(shí)訪問多個(gè)位于世界各地不同的WebGIS服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)，Internet所特有的這些優(yōu)勢(shì)大大方便了WebGIS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(shí)現(xiàn)。(2)平臺(tái)獨(dú)立性。無論客戶機(jī)與服務(wù)器是何種機(jī)器，操作系統(tǒng)如何，或者服務(wù)器端使用何種WebGIS軟件，由于使用了通用的Web瀏覽器，用戶都可透明訪問WebGIS數(shù)據(jù)庫，在本機(jī)或某個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行分布式部件的動(dòng)態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享。(3)真正大眾化的GIS。以往的GIS由于成本高、技術(shù)難度大，往往成了少數(shù)專業(yè)人士擁有的專業(yè)工具，很難推廣。而且對(duì)于每個(gè)用戶來說，在每個(gè)客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，但用戶經(jīng)常使用的卻只是一些最基本的功能，這在實(shí)際上造成了極大的浪費(fèi)。WebGIS則給更多的用戶提供了使用GIS的機(jī)會(huì)。WebGIS在客戶端通常只須使用通用瀏覽器進(jìn)行瀏覽和查詢(有時(shí)還要加入一些免費(fèi)使用的插件、ActiveX控件等)，從而大大降低了系統(tǒng)成本。(4)平衡高效的計(jì)算負(fù)載。以往的G1S大多使用文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)的處理方式，其處理能力完全依賴于客戶端，效率較低。而WebGIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行，而把數(shù)據(jù)量較小的簡(jiǎn)單操作交給客戶端去完成。這種計(jì)算模式能靈活高效地尋求計(jì)算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配，是一種較理想的優(yōu)化模式。(5)良好的可擴(kuò)展性。WebGlS很容易與Web中的其他信息服務(wù)進(jìn)行無縫集成，可以建立靈活多樣的GIS應(yīng)用。例如隨著通信終端向多媒體和移動(dòng)化方向發(fā)展，數(shù)字移動(dòng)電話、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)將成為webGIs的客戶端，wAP(wirelessApplicationProtocol，即無線通信協(xié)議)服務(wù)器和WebGIS服務(wù)器將連為一體。三、幾種流行的WebGIS軟件比較WebGIS軟件很多，比較流行的有ESRI的MapOhiectSIMS和ARCIMS、MapInfo公司的MapXtreme、Intergraph公司的GeoMediaWebMap以及著名的CAD廠商Au—todesk公司推出的Mapguide，還有國(guó)產(chǎn)的GeoSurf等。這些軟件在不同程度上也都提供了二次開發(fā)的方法，歸納起來，流行的主要有API(ApplicationProgrammingInterface)和類(類是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，它是將不同類型的數(shù)據(jù)和與這些數(shù)據(jù)相關(guān)的操作封裝在一起的集合體)、ActiveX控件及JavaBean(描述Java的軟件組件模型，類似于Microsoft的DCOM組件)3種方法。API和類方法是通過內(nèi)嵌在瀏覽器中的GIS函數(shù)對(duì)象與JavaScript(·種被嵌人到HTML代碼中，并且由瀏覽器來執(zhí)行的居于Java程序語言的腳本語言)或VBScript(MicrosoftVisualBasicScriptingEdi—tion)對(duì)象完成通訊。API和類函數(shù)具有矢柵地圖顯示、GIS實(shí)體選擇、查詢、圖層控制、報(bào)表和緩沖分析等功能。而ActiveX控件和]avaBean都屬于組件的設(shè)計(jì)方法，只是不同語言的具體實(shí)現(xiàn)。四、WebGIS應(yīng)用簡(jiǎn)介我國(guó)在WebGlS的應(yīng)用方面做了許多有益的探索，取得了寶貴經(jīng)驗(yàn)，如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、水利、地震、國(guó)土資源、海洋、環(huán)境保護(hù)、鐵路交通、電力、城市建設(shè)和規(guī)劃等部門或行業(yè)所做的應(yīng)用試驗(yàn)等。但大多仍處于試驗(yàn)階段。要達(dá)到WebGIS提出的目標(biāo)(即實(shí)現(xiàn)實(shí)用化)還有很長(zhǎng)一段路要走?！熬盼濉眹?guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“中國(guó)可持續(xù)發(fā)展信息共享示范”基本上體現(xiàn)了我國(guó)WebGlS的應(yīng)用水平。農(nóng)業(yè)在國(guó)家“863計(jì)劃”智能化農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和國(guó)家自然科學(xué)基金的農(nóng)業(yè)知識(shí)工程應(yīng)用基礎(chǔ)研究的支持下r天津大學(xué)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)合作開發(fā)了基于WebGIS的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)(AgriculturalExpertSystem)，又稱農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)際上是利用處理后的衛(wèi)星遙感圖像信息作為原始數(shù)據(jù)，將WebGIS技術(shù)溶合到專家系統(tǒng)中來，拓寬了專家系統(tǒng)的適用范圍。農(nóng)業(yè)信息WebGIS系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)部信息中心建設(shè)的，其建設(shè)目標(biāo)是使該系統(tǒng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)決策服務(wù)與支持的信息網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)提供豐富、及時(shí)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息資源(農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易)以及網(wǎng)上地理信息管理和應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供各種圖形、圖像等網(wǎng)上信息檢索、查詢、瀏覽，以及各種信息的交流服務(wù)。農(nóng)業(yè)部門各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策者在巾國(guó)地圖上可直觀地查出諸如某一地區(qū)小麥、玉米、大豆等作物的種植面積、分布情況；相關(guān)的氣象條件；農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格分布情況；農(nóng)民收入情況等相關(guān)專題圖信息，而不必只是通過單調(diào)的阿拉伯?dāng)?shù)字和文字來判斷相關(guān)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)服務(wù)情況。同時(shí)利用這一一系統(tǒng)，還可以及時(shí)了解國(guó)內(nèi)最新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息及與農(nóng)業(yè)相關(guān)的各種經(jīng)濟(jì)信息。林業(yè)國(guó)家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院建設(shè)的林火信息發(fā)布子系統(tǒng)是防災(zāi)／森林防火信息系統(tǒng)中一個(gè)組成部分。該項(xiàng)目建立在國(guó)家林業(yè)局信息巾心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和國(guó)家林業(yè)局森林防火辦公室林火監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，采用了Client／Server(客戶機(jī)／服務(wù)器)模式、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、WebGIS技術(shù)和遙感技術(shù)，能夠完成火點(diǎn)定位、火險(xiǎn)預(yù)報(bào)、林火行為預(yù)報(bào)、林火信息發(fā)布等功能，并嘗試將一些公用圖形數(shù)據(jù)作為公共數(shù)據(jù)提供給需要的用戶。國(guó)家林業(yè)局信息中心以及一些林業(yè)重點(diǎn)省份也利用ArcGIS系列軟件進(jìn)行森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和濕地監(jiān)測(cè)，用現(xiàn)代化的3s技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等手段為天然林保護(hù)、退耕還林、野生動(dòng)植物保護(hù)、三北等重點(diǎn)地區(qū)建立防護(hù)林體系系統(tǒng)。氣象由大連理工大學(xué)開發(fā)的黑龍江防汛決策指揮系統(tǒng)應(yīng)用最新的WebGIS技術(shù)，采取Browser／Server(瀏覽器／服務(wù)器)與Client／Server(客戶機(jī)／N務(wù)器)相結(jié)臺(tái)的模式。其中GIS平臺(tái)采用ESRl的ArelMS，后臺(tái)采用Oracle數(shù)據(jù)庫，web采用Java解決方案。系統(tǒng)共有信息服務(wù)子系統(tǒng)、防洪調(diào)度子系統(tǒng)、防汛會(huì)商子系統(tǒng)等11個(gè)子系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)可查詢河道、堤防、控制站、水庫等實(shí)時(shí)的、歷史的水雨工情信息。江西省減災(zāi)協(xié)會(huì)正在建設(shè)的基于WebGIS的江西省防災(zāi)、抗災(zāi)和救災(zāi)綜合決策指揮系統(tǒng)，主要包括人工影響天氣、早澇災(zāi)害防御等8個(gè)防災(zāi)、抗火和救災(zāi)決策指揮子系統(tǒng)。囊括自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、評(píng)估以及地理信息和決策指揮信息的發(fā)布、查詢等各個(gè)方面的內(nèi)容。地震在“中國(guó)可持續(xù)發(fā)展信息共享示范”項(xiàng)目中，中國(guó)地震局和其他部門合作，利礎(chǔ)地理信息中心提供的全國(guó)1：400萬基礎(chǔ)地理信息共享平臺(tái)數(shù)據(jù)與各種災(zāi)害數(shù)據(jù)疊加，進(jìn)行集成試驗(yàn)，取得了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)，為在本項(xiàng)目負(fù)責(zé)單位中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心和各參加共享單位的系統(tǒng)中進(jìn)行集成奠定了良好基礎(chǔ)。中國(guó)地震局地質(zhì)研究所采用MapObjects和InternetMapServerforMapOh]ects(簡(jiǎn)稱MO／MOIMS)技術(shù)，結(jié)合當(dāng)前流行的Web應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，建立了具有地圖瀏覽、空間查詢分析、統(tǒng)計(jì)分析和專題圖制作等功能的地震地質(zhì)基礎(chǔ)信息WebGIS應(yīng)用系統(tǒng)(SGWebGIS)，為地震研究中窄問信息的共享提供平臺(tái)WebOIS在防震撼災(zāi)中具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。無論是震害預(yù)測(cè)信息服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)還是數(shù)字地萬震方數(shù)減據(jù)災(zāi)系統(tǒng)的研究都可以為整個(gè)社會(huì)提供及時(shí)、必需的信息和理念。這些都能為實(shí)現(xiàn)政府倡導(dǎo)的減災(zāi)政策打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。比如在1999年臺(tái)灣集集7．6級(jí)地震中，其災(zāi)害調(diào)查、災(zāi)情統(tǒng)計(jì)、救濟(jì)工作等都是基于WebGIS來開展的，WebGIS在抗震救災(zāi)、安定民心等工作中發(fā)揮了一定的作用。五、WebGIS技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)比較地理信息系統(tǒng)(GIS)同時(shí)管理地理空間信息和數(shù)據(jù)庫屬性數(shù)據(jù)，在城市規(guī)劃、地下管線管理、市政設(shè)施、房地產(chǎn)、交通管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GIS在組成結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)等方面已與傳統(tǒng)的GIS技術(shù)有了很大的不同。而基于Intemelflntranet的WebGIS則是GIS技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)之一分析與總結(jié)WebGIS新的發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。WebGIS的發(fā)展現(xiàn)狀及用戶對(duì)WebGIS的要求．越來越表明WebGIS要想有廣泛的發(fā)展和應(yīng)用必須走開放的道路。開放是信息交流的趨勢(shì)．傳統(tǒng)GIS的體系結(jié)構(gòu)是封閉的。而Web的本質(zhì)特征就是其開放性．因此WebGIS的體系結(jié)構(gòu)131應(yīng)該具備開放、互操作、可升級(jí)、可擴(kuò)展性。它囊括了網(wǎng)絡(luò)、通信、面向?qū)ο?、?shù)據(jù)庫、分布式計(jì)算等眾多技術(shù)，并隨著這些技術(shù)的進(jìn)步而改變。開放的WebGIS的首先應(yīng)該包括數(shù)據(jù)的開放．即分布在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的信息能共享．GML的出現(xiàn)已經(jīng)提供了一個(gè)很好的解決方案。另外，還應(yīng)該包括數(shù)據(jù)訪問的開放，即不同的地理信息系統(tǒng)軟件之間具有良好的互操作性。對(duì)WebGIS所提出的這些要求正是OpenGIS聯(lián)盟(OGC)所成立的目的。六、參考文獻(xiàn)周成虎．胄景飛．陸鋒，等第四代GIS軟件研究[J]中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)。李琦．楊超偉王京傲．等數(shù)字地球的雛形WebGIS研究[J]中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)。龔健雅，韓海洋基于超圖原理的分布式空間數(shù)據(jù)模型[J]中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)。宋關(guān)福．鐘耳順．王爾琪webGls一基于Internet的地理信息系統(tǒng)