第十講網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)-課件

1、第十講 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)程承旗北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 1、網(wǎng)絡(luò)工作站網(wǎng)絡(luò)工作站（Workstation）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的用戶終端設(shè)備，通常是PC機(jī)，主要完成信息瀏覽和桌面數(shù)據(jù)處理等功能。在客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)工作站稱為客戶機(jī)。2、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Server）是可以被網(wǎng)絡(luò)工作站訪問的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通常是一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器包括各種網(wǎng)絡(luò)信息資源，并負(fù)責(zé)管理資源和協(xié)調(diào)用戶對(duì)資源的訪問。3、傳輸設(shè)備（1）電纜在局域網(wǎng)中，包括兩類電纜（Cable），一類用于連結(jié)網(wǎng)絡(luò)工作站和局域網(wǎng)交換設(shè)備的用戶線電纜（在綜合布線系統(tǒng)中稱為水平電纜），另一類是用于局域網(wǎng)交換設(shè)備之間

2、互連的中繼線電纜（在綜合布線系統(tǒng)中稱為主干電纜）。（2）網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）通常簡(jiǎn)稱為網(wǎng)卡，用于連接計(jì)算機(jī)于電纜，并通過電纜實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)交換設(shè)備之間高速傳輸數(shù)據(jù)。每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)工作站都應(yīng)安裝一個(gè)NIC，一般插在計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽中。4、局域網(wǎng)交換設(shè)備局域網(wǎng)交換設(shè)備所使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有以下幾種局域網(wǎng)交換設(shè)備：（1） ATM局域網(wǎng)交換設(shè)備，例如ATM局域網(wǎng)交換機(jī)（Switch），ATM集中器（HUB）。（2） FDDI交換設(shè)備，如FDDI交換機(jī)，F(xiàn)DDI集中器。（3）以太網(wǎng)交換設(shè)備，例如以太網(wǎng)交換機(jī)，10Base-TX，100Base-TX集線器。（4） 快速以太網(wǎng)交換設(shè)備，例如快速以太網(wǎng)交換

3、機(jī)，100Base-TX，100Base-FX集線器。（5） 千兆位以太網(wǎng)交換設(shè)備，例如千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)。5、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備（1）局域網(wǎng)間的互連局域網(wǎng)之間的互連主要有兩種情況：一種是指不同類型的局域網(wǎng)之間的互連，可通過網(wǎng)橋（Bridge）和路由器來實(shí)現(xiàn)；另一種是同類局域網(wǎng)之間的互連，可使用中繼器（Repeater）來實(shí)現(xiàn)。（2）局域網(wǎng)于廣域網(wǎng)間的互連局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)分為兩種情況：一種是與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信網(wǎng)（例如DDN，X25，ISDN，真中繼等）的互連，常采用路由器來實(shí)現(xiàn)；另一種是模擬電話網(wǎng)（例如公話網(wǎng)）的互連，通常使用訪問服務(wù)（Access Server）和調(diào)制解調(diào)器池（Modem Pool）來實(shí)

4、現(xiàn)。6、網(wǎng)絡(luò)外部設(shè)備網(wǎng)絡(luò)外部設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)用戶共享的硬件設(shè)備之一，通常是些昂貴的設(shè)備，例如高性能網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)（高質(zhì)量的激光打印機(jī)），大容量硬盤和繪圖儀等。7、網(wǎng)絡(luò)軟件如同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)軟件的控制下工作一樣，網(wǎng)絡(luò)也是網(wǎng)絡(luò)軟件控制之下工作的 （1）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)1）UNIX是歷史最悠久的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，適合于大中型網(wǎng)絡(luò)。2）Windows NT是目前發(fā)展最快的操作系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于中小型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。3）Net Ware由于Internet/Intranet的發(fā)展而至適合于中小型局域網(wǎng)系統(tǒng)。（2）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件1） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，控制用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問、并發(fā)、安全、數(shù)據(jù)完整性等。2） 電子郵件，電子郵件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)

5、絡(luò)中應(yīng)用最廣泛的業(yè)務(wù)，也是網(wǎng)絡(luò)用戶通信聯(lián)絡(luò)最為有效的形式。3） 網(wǎng)絡(luò)GISWeb-GIS。4） 辦公自動(dòng)化（OA）和管理信息系統(tǒng)（MIS）網(wǎng)絡(luò)分類1、 廣域網(wǎng)2、 局域網(wǎng)1） 基帶局域網(wǎng)2） 寬帶局域網(wǎng)（1） 局域網(wǎng)局域網(wǎng)（LAN）的覆蓋范圍較小，一般從幾十米到幾公里，典型的在辦公室，辦公樓里使用。局域網(wǎng)的特點(diǎn)是傳輸速率高，組網(wǎng)靈活，成本低。（1） 城域網(wǎng)城域網(wǎng)（MAN）的覆蓋范圍從幾公里到幾十公里，通常是一座城市，而且具有較高的傳輸速率，通常城域網(wǎng)是有政府和大型集團(tuán)組建，例如城市信息港，它作為城市的基礎(chǔ)設(shè)施，為公眾提供服務(wù)，目前許多城市都在規(guī)劃和建設(shè)自已的城市信息高速公路。對(duì)于某些大型企業(yè)集

6、團(tuán)來說，建設(shè)覆蓋范圍較大的企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)，也是城域網(wǎng)的一種應(yīng)用。（3） 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)（WAN）的覆蓋范圍很大，幾個(gè)城市，一個(gè)或幾個(gè)國家都屬于廣域網(wǎng)的范疇，從幾十公里到幾千，幾萬公里。例如CHINSNET是中的Internet，它借助CHINANET提供的高速中繼線路，使用超高速路由器（例如Cisco7000系統(tǒng)），組成了覆蓋中國各省市并連通國際Internet的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。一些政府機(jī)關(guān)，大型企業(yè)通過租用專線或自建通信線路，建立自己的Internet的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)式網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，是網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)組成部分相互連接的形式和方法，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

7、或形狀，包括邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指各部分之間的邏輯關(guān)系，即信息如何流動(dòng)；物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指各部分之間的物理關(guān)系，即連接方式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1、 星形拓?fù)?、 總線拓?fù)?、 環(huán)形拓?fù)?、 樹形拓?fù)?、 星環(huán)拓?fù)?、 無線網(wǎng)絡(luò) 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集線器（HUB）PCPC服務(wù)器令版環(huán)PC服務(wù)器PCPC服務(wù)器PCPCPC服務(wù)器以太網(wǎng)交換機(jī)集線器集線器PCPCPCPCPCPC網(wǎng)橋/路由器FDDI集中器FDDI服務(wù)器FDDI集中器PCPCPCPC1.邏輯總線拓?fù)湟蕴W(wǎng)也許是人們最熟知的邏輯總線網(wǎng)絡(luò)，也是最流行

8、的LAN類型。邏輯總線拓?fù)溆质侨绾喂ぷ鞯哪?？每一次一個(gè)節(jié)點(diǎn)總是占有其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并向各個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳播這個(gè)數(shù)據(jù)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以收到這個(gè)數(shù)據(jù)，并檢查此數(shù)據(jù)是否屬于它自己的。如果是的，這些節(jié)點(diǎn)就保留它；如果不是，就放過它直至其到達(dá)目的地。每個(gè)以太網(wǎng)卡都有一個(gè)48位的地址。每幀數(shù)據(jù)指定地址在網(wǎng)上傳輸，直至到達(dá)指定好的節(jié)點(diǎn)。 一、總線網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳送在總線風(fēng)張上，每個(gè)工作站都能以一種稱為分組（Packet）的方式發(fā)出信息包。任何在網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)都要遵守嚴(yán)格的格工，即數(shù)據(jù)鏈路層的幀（Data Link Layer Frame）格式。通過這種格式，網(wǎng)絡(luò)來安排數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的幀結(jié)構(gòu) 每個(gè)數(shù)據(jù)幀不能長

9、于1518字節(jié)，這是為了使每個(gè)工作站不會(huì)過長地占有網(wǎng)絡(luò)。在工作站向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出信息前，它先檢查網(wǎng)絡(luò)上是否有其它用戶，如果沒有，它就開始發(fā)送信息。如果有其它的用戶的怎么辦呢？這是以太網(wǎng)需要關(guān)注的一個(gè)問題。當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)需通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送分組時(shí)，它將監(jiān)聽電纜是否當(dāng)時(shí)有任何頻率信號(hào)通過電纜，如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到電纜上有頻率信號(hào)，它就等待該信號(hào)通過然后再發(fā)出自己的分組；如果栓測(cè)到線路是空的，則節(jié)點(diǎn)A就是直接發(fā)出自己的分組。 此種傳輸?shù)淖畲髥栴}是傳輸?shù)木嚯x。如果節(jié)點(diǎn)A和B間的距離過大，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上不會(huì)取得聯(lián)系，當(dāng)煞費(fèi)苦心們同時(shí)傳出分組時(shí)，就會(huì)發(fā)生分組的碰撞。出現(xiàn)這種碰撞的結(jié)果將是在電纜上出現(xiàn)頻率“波紋”。檢測(cè)到這個(gè)“

10、波紋”的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)將公發(fā)出更高的頻率信號(hào)。 此信號(hào)將會(huì)掩蓋抻所有的其它信號(hào)。這個(gè)更高的頻率信號(hào)會(huì)通知網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)上已出現(xiàn)碰撞，所有的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該立即停止發(fā)送分駔。此時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在沉默任意長的一段時(shí)間后，又重新開始試圖傳送信息。在節(jié)點(diǎn)放棄這種努力前，它可以進(jìn)行多達(dá)16次的傳送努力。以上的過程都在以太網(wǎng)的網(wǎng)卡進(jìn)行中。因此，如果你要使用以太網(wǎng)拓?fù)涞脑挘愕乃泄?jié)點(diǎn)必須安裝以太網(wǎng)卡。以太網(wǎng)卡可在物理總線、物理星形或物理環(huán)形上運(yùn)行。以太網(wǎng)是用的最多的一種總線拓?fù)洹?.邏輯令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟蕴W(wǎng)是一種廣播系統(tǒng)，即如果一個(gè)站點(diǎn)傳播信息的話，其它所有的站點(diǎn)都可以收聽到。令牌環(huán)網(wǎng)則是不以這種方式工作。在令牌

11、環(huán)網(wǎng)中，每個(gè)站必須重復(fù)它從前一個(gè)站收聽到的信息，形成一種組桶式（bucket brigade）信息。 一、令牌分組令牌環(huán)拓?fù)涞闹行氖橇钆乒M（Token Packet）。為了避免分組的碰撞，令牌環(huán)拓?fù)浯_保任一時(shí)刻在網(wǎng)絡(luò)讓只有一個(gè)工作站發(fā)送信息。實(shí)現(xiàn)這種功能的是令牌分組或移對(duì)話證。只有控制了此令牌公組后，節(jié)點(diǎn)才能在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息。 令牌公組在網(wǎng)絡(luò)中是如何傳遞的呢？當(dāng)一個(gè)工作站持有它時(shí)，它就會(huì)向鄰近的下一個(gè)站傳遞此令牌分組。如果沒有站響徹云霄應(yīng)它，這個(gè)站會(huì)第二次傳遞令牌分組。如果此次仍無站做出反應(yīng)，那么持久令牌分組站會(huì)出一個(gè)普遍證詢，即請(qǐng)求后繼幀（Solicit Successor Frame）詢

12、問“誰想做下一個(gè)令牌持有者”，如果有一個(gè)站做出響應(yīng)詢問站就會(huì)確定做出響應(yīng)的站地址，并將令牌傳遞過去。由于任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送的時(shí)間不長于一幀數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行一周的時(shí)間，因此任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)只需等待信息在網(wǎng)絡(luò)上傳送一周的時(shí)間就可以得到一次發(fā)送（自己）信息的機(jī)會(huì)。在以太網(wǎng)中分組碰撞會(huì)使網(wǎng)絡(luò)堵塞，限制基它節(jié)點(diǎn)得到一次發(fā)送以及網(wǎng)不同，令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的機(jī)會(huì)。 局域網(wǎng)技術(shù) 1、 局域網(wǎng)組成1） 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2） 網(wǎng)絡(luò)工作站3） 網(wǎng)絡(luò)適配器4） 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)5） 網(wǎng)絡(luò)附屬設(shè)備6） 網(wǎng)絡(luò)軟件2、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一個(gè)NOS性能的好環(huán)，主要取決于如下方面：1） 硬件獨(dú)立性。2） 有橋接能力。3） 支持多用戶和多

13、服務(wù)器4） 安全存取控制。5） 網(wǎng)絡(luò)管理6） 用戶界面。 3、 局域網(wǎng)協(xié)議4、無線局域網(wǎng)技術(shù)5、網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)1） 同構(gòu)型局域網(wǎng)的互連（LANLAN）2） 異構(gòu)型局域網(wǎng)的互連（LANLAN）3） 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互連（LANWAN）4） 兩個(gè)局域網(wǎng)經(jīng)由廣域網(wǎng)互連（LANWAN LAN） 1、 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備 1） 中繼器（Repeater） 2） 網(wǎng)橋（Bridge） 3） 路由器（Router） 4） 網(wǎng)關(guān)（Gateway）網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議TCP/IP特點(diǎn)：1） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獨(dú)立。2） 極強(qiáng)的連通力3） 端到端確認(rèn)4） 支持標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用協(xié)議網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)，不同的場(chǎng)合可用不同的方

14、法，通常有以下幾種：1） 經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法。2） 測(cè)量法。3） 模擬法。4） 分析法。5） 綜合評(píng)價(jià)法萬維網(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(jī)結(jié)合，GIS通過www功能得到了擴(kuò)展，從www的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，人們可以瀏覽和獲取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(jìn)行地理空間分析，地理數(shù)據(jù)的概念已擴(kuò)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)展更加廣闊。它改變了GIS數(shù)據(jù)及應(yīng)用的訪問和傳輸方式，使GIS真正變成了大眾使用的工具。WebGIS是Internet和www技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)GIS互操作的一條最佳解

15、決途徑。從Internet的任意節(jié)點(diǎn)，用戶都可以瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖、進(jìn)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(shì)的特有功能。這些特有功能包括用戶不必在自己的本地計(jì)算機(jī)上安裝GIS軟件就可以在Internet上訪問遠(yuǎn)程的GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，進(jìn)行GIS分析，在Internet上提供交互的地圖和數(shù)據(jù)。WebGIS的關(guān)鍵特征面向?qū)ο蟆⒎植际胶突ゲ僮鳌Ｈ魏蜧IS數(shù)據(jù)和功能都是一個(gè)對(duì)象。這些對(duì)部署在Internet的不同服務(wù)器上，當(dāng)需要時(shí)進(jìn)行裝配和集成。Internet上的任何其他系統(tǒng)都能和這些

16、對(duì)象進(jìn)行交換和交互操作。 WebGIS的基本特征 1、WebGIS是集成的全球化的客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)客戶/服務(wù)器的概念就是把應(yīng)用分析為服務(wù)器和客戶兩者間的任務(wù)，一個(gè)客戶/服務(wù)器應(yīng)用有3個(gè)部分：客戶、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)部分都由特定的軟硬件平臺(tái)支持?？蛻舭l(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)器然后服務(wù)器處理該請(qǐng)求，并把結(jié)果返回給客戶，客戶再把結(jié)果或數(shù)據(jù)提供給用戶。客戶和服務(wù)器間的連接根據(jù)像章TCP/IP這樣的能信協(xié)議來建立。WebGIS應(yīng)用客戶/服務(wù)器概念來執(zhí)行GIS的分析任務(wù)，它把任務(wù)分為服務(wù)器端和客戶端兩部分，客戶可以從服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)、分析工具和模塊，服務(wù)器或者執(zhí)行客戶的請(qǐng)求并把結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)送回給客戶，或者把數(shù)據(jù)和

17、分析工具發(fā)送給客戶供客戶端使用。2、WebGIS是交互系統(tǒng)通過超鏈接（Hyperlink），www提供在Intenet上最自然的交互性，用戶通過超鏈接，可以一頁一頁地瀏覽Web頁面。然而，每個(gè)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(jiǎn)單的分析功能都無法執(zhí)行。WebGIS卻可使用戶在Internet上操作GIS地圖和數(shù)據(jù)，用Web瀏覽器執(zhí)行像Zoom、Pan、Query和Label這樣的基本GIS功能，甚至可以執(zhí)行像“離你最近的旅館或飯店在哪兒”這樣的空間查詢，或者更先進(jìn)的空間

18、分析，比如緩沖分析和網(wǎng)絡(luò)分析等，在Web上作用WebGIS就和在本地計(jì)算機(jī)上使用桌面GIS軟件一樣。3、WebGIS是分布式系統(tǒng)Internet的一個(gè)特點(diǎn)就是它可以訪問分布式數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行分布式處理，即信息和應(yīng)用可以部署在跨越整個(gè)Internet的不同計(jì)算機(jī)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(luò)不同的計(jì)算機(jī)上。GIS數(shù)據(jù)和分析工具是獨(dú)立的組件和模塊，用戶可以隨意從網(wǎng)絡(luò)的任何地方訪問這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。用戶不需要在自己的本地計(jì)算機(jī)上安裝GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，只要把請(qǐng)求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器就會(huì)把數(shù)據(jù)和分析工具模塊傳送組用戶，達(dá)到Just-in-Time的性

19、能。4、WebGIS是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)由于WebGIS是分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序部署在網(wǎng)絡(luò)的不同計(jì)算機(jī)上，并由其管理員進(jìn)行管理，因此，這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序一旦由其管理員進(jìn)行更新，則它們對(duì)于Internet上的每個(gè)用戶來說都將是最新可用的數(shù)據(jù)和應(yīng)用。這也就是說，WebGIS和數(shù)據(jù)源是動(dòng)態(tài)鏈接的，只要數(shù)據(jù)源發(fā)生變化，WebGIS將得到更新。和數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)鏈接將保持?jǐn)?shù)據(jù)和軟件的現(xiàn)勢(shì)性。5、WebGIS是跨平臺(tái)系統(tǒng)WebGIS可以訪問不同的平臺(tái)，而不必關(guān)心用戶運(yùn)行的操作系統(tǒng)是什么（如Windows、UNIX、Macintosh）。WebGIS對(duì)任何計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)都沒有限制。只要能訪問Internet，用戶

20、就可以訪問和使用WebGIS。隨著Java的發(fā)展，未來的WebGIS可以做到“一次編寫，到處運(yùn)行”，使WebGIS的跨平臺(tái)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(yīng)用程序，需要很高的互操作性。OGC提出的開放式地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范（Open Geodata Interoperablity Specification）為GIS互操作性提出了基本的規(guī)則。其中有很多問題需要解決，例如數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換和訪問的標(biāo)準(zhǔn)，GIS分析組件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。隨著Ineternet技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的飛速發(fā)展，完全互操作的WebGIS將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。7、W

21、ebGIS是圖形化的超媒體信息系統(tǒng)使用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。例如，用戶可以在瀏覽全國地圖時(shí)，通過單擊地圖上的熱鏈接，而進(jìn)入相應(yīng)的省地圖進(jìn)行瀏覽。另外，WWW為WebGIS提供了集成多媒體信息的能力，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)能力。WebGIS的基本要求 1、 WebGIS應(yīng)當(dāng)是開放的WebGIS能夠共享多種來源、多級(jí)尺度、存放在不同地點(diǎn)的地理數(shù)據(jù)，能夠和其他應(yīng)用軟件集成，并通過Java、CORBA、DCOM等技術(shù)跨平臺(tái)協(xié)作運(yùn)行，支持C/S模式等。2、 WebGIS能在Internet環(huán)境

22、下運(yùn)行WebGIS使用Internet協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，將GIS與Web服務(wù)器集成，通過普通瀏覽器，用戶可以在任何地方操縱WebGIS，共享地理空間信息服務(wù)，從而將GIS擴(kuò)展成為公眾服務(wù)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必須支持?jǐn)?shù)據(jù)分布和計(jì)算分布WebGIS服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)用戶提供GIS服務(wù)：地理數(shù)據(jù)存取服務(wù)、地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)、地理信息分析服務(wù)和地圖顯示服務(wù)。通過互操作技術(shù)，GIS處理過程可由多個(gè)GIS服務(wù)器協(xié)調(diào)完成，它們共享分布的數(shù)據(jù)對(duì)象，在多個(gè)不同的平臺(tái)上協(xié)同運(yùn)行，最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源。3、 WebGIS能在網(wǎng)絡(luò)上直接查詢和

23、存取數(shù)據(jù)建立地理時(shí)空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和操作標(biāo)準(zhǔn)，直接在Inernet上查詢數(shù)據(jù)和存取數(shù)據(jù)，使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，定義空間對(duì)象查詢語言（Spatial Object Query Language），或者通過定義通用空間語言CSL（Comman Spatial Language），以最基本的對(duì)象作為操作單元，既可實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)操作和大容量地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，又保證地理數(shù)據(jù)的共享性和一致性。WebGIS的基礎(chǔ)技術(shù) 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(dāng)成熟，商業(yè)化的RDBMS不僅支持C/S模式，而且支持?jǐn)?shù)據(jù)分布，通過SQL語言和ODBC，幾乎所有GIS軟件通過公共標(biāo)識(shí)號(hào)都能和其協(xié)同運(yùn)行。對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)

24、庫技術(shù)和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)正有逐步成熟起來，成為未來GIS空間數(shù)據(jù)管理的主要技術(shù)。2、 面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο笫且环N認(rèn)識(shí)方法。面向?qū)ο蠓治觯∣OA）、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）、而面向?qū)ο笳Z言（OOL）和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)管理（OODBM）貫穿整個(gè)信息系統(tǒng)的生命周期。面向?qū)ο罂丶?shù)據(jù)庫技術(shù)正在逐步成熟，空間對(duì)象查詢語言（SOQL）、空間對(duì)象關(guān)系分析、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理、對(duì)象化軟件技術(shù)等，都和GIS密切相關(guān)。從面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展來看，它是描述地理問題非常理想的方法。3、 客戶/服務(wù)器模式客戶/服務(wù)器的含義非常廣泛，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(wù)器間的數(shù)據(jù)通信和地理運(yùn)算，能夠利用

25、服務(wù)器的高性能處理復(fù)雜的關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，并降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量；通過規(guī)劃客戶/服務(wù)器模式的GIS系統(tǒng)，用戶能夠最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)上的各種資源。4、 組件技術(shù)為避免系統(tǒng)重復(fù)編碼，浪費(fèi)軟件資源，參照制造業(yè)成功經(jīng)驗(yàn)，使用插件（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，可直接使用該部件提供的功能，無須重新編碼，從而擴(kuò)大了軟件開發(fā)社會(huì)分工，提高了軟件生產(chǎn)效率。5、 分布計(jì)算平臺(tái)分布計(jì)算平臺(tái)（Distributed Computing Platfom）技術(shù)，目前有OMG的CORBA/Java標(biāo)準(zhǔn)和微軟的

26、DCOM/ActiveX標(biāo)準(zhǔn)。兩者各有千秋，相持不下。CORBA/java在運(yùn)行速度上雖然不如DCOM/activeX，但和Java一樣，CORBA/java規(guī)范的最大優(yōu)勢(shì)仍然在于其跨平臺(tái)能力，適用于Window、Macintosh、Unix等。DCOM/ActiveX目前只能運(yùn)行于32位Windows平臺(tái)，但是其市場(chǎng)占有率達(dá)80%以上，在Internet客戶端的計(jì)算機(jī)市場(chǎng)里占有率更高。具體選擇何種標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)權(quán)衡各方面因素。 和WebGIS相關(guān)的技術(shù)還包括下列各方面；多媒體數(shù)據(jù)操作標(biāo)準(zhǔn)ISO SQL/MM地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)技術(shù)（Geodata Catalog Service）、數(shù)據(jù)倉庫

27、技術(shù)、地理信息高速公路設(shè)施等。WebGIS的應(yīng)用模型基于Internet的GIS，改變了傳統(tǒng)的GIS運(yùn)行模式，使用戶可以在遠(yuǎn)程作用GIS，這一點(diǎn)對(duì)于GIS產(chǎn)業(yè)來說具有重大的意義。第一，Internet使GIS由專業(yè)人員使用的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣娦畔⑾到y(tǒng)，通過Internet，沒有GIS專業(yè)知識(shí)的人，可以在任何地方操縱網(wǎng)絡(luò)GIS應(yīng)用系統(tǒng)，享用地理空間信息服務(wù)；第二，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，可能避免信息資源的重復(fù)生產(chǎn)；第三，運(yùn)用基于Internet的GIS技術(shù)，通過信息高公路設(shè)施，可以構(gòu)造跨地區(qū)、跨部門的地理信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)Internet構(gòu)成特

28、點(diǎn)，適合我國管理體制的基于Internet的地理信息系統(tǒng)可劃分為4個(gè)部分：主要城市GIS中心、縣市級(jí)GIS服務(wù)站、Internet服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和普通Inetrnet用戶，如圖所示。 GIS中心的服務(wù)器包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器、GIS服務(wù)器、Web服務(wù)器等。操作系統(tǒng)一般采用UNIX或Windows NT。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS，使用高性能的Oracle或Sybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，或簡(jiǎn)單易用的Access；數(shù)據(jù)存取采用較流行的ODBC或JDBC等數(shù)據(jù)庫連接標(biāo)準(zhǔn)。GIS服務(wù)器提供數(shù)據(jù)存取、地圖顯示、空間分析、模型管理、目錄索引等服務(wù)。通過擴(kuò)充Web服務(wù)器，使GIS服務(wù)器透過WWW協(xié)議的Inter

29、net用戶提供地理信息服務(wù)。GIS服務(wù)器的設(shè)計(jì)是核心之一。WebGIS的客戶機(jī)/服務(wù)器模型GIS客戶/服務(wù)器模型表示如圖所示，模型共分6個(gè)部分：數(shù)據(jù)庫、GIS服務(wù)器、WEB服務(wù)器、GIS服務(wù)代理、本地GIS應(yīng)用軟件和遠(yuǎn)程用戶GIS應(yīng)用軟件。網(wǎng)頁數(shù)據(jù) 目錄數(shù)據(jù) 地理模型 空間數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù)服務(wù)器群客戶群GIS服務(wù)器（數(shù)據(jù)存取、地圖顯示空間分析模型管理目錄服務(wù)等）GIS服務(wù)代理WWW服務(wù)器應(yīng)用軟件空間數(shù)據(jù)管理維護(hù)屬性數(shù)據(jù)管理維護(hù)評(píng)價(jià)模型管理維護(hù)地理空間查詢，等（C/C+，Java，SQL等）WWW瀏覽器（Java，DCOM，CORRA等）B2C空間信息動(dòng)態(tài)服務(wù)系統(tǒng)模型無線或網(wǎng)絡(luò)通訊PDA用戶GIS

30、服務(wù)器GIS服務(wù)器是指能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)客戶提供各種地理服務(wù)的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的總稱。服務(wù)包括數(shù)據(jù)存取、地圖顯示、空間分析、模型管理、目錄檢索等。 數(shù)據(jù)存取服務(wù)指服務(wù)器響應(yīng)客戶的操作請(qǐng)求，以數(shù)據(jù)記錄或空間圖形要素為單位，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或GIS軟件，完成存取空間數(shù)據(jù)及相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存取服務(wù)要支持多用戶請(qǐng)求，并保持空間數(shù)據(jù)的完整性和一致性。地圖顯示服務(wù)指服務(wù)器能夠按特定的要求，取出滿足條件的空間信息。組織成地圖格式（如CGM），或圖像格式（JEPG），然后送給用戶。地理空間分析服務(wù)指服務(wù)器能夠按照客戶的請(qǐng)求，對(duì)特定的空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行最基本的空間分析，分析的結(jié)果可返回給用戶。地理目錄服務(wù)指服務(wù)器集中

31、管理本地的空間數(shù)據(jù)目錄，供給客戶檢索和判斷所需的地理數(shù)據(jù)。本地地理應(yīng)用軟件指在本地LAN/Internet環(huán)境中運(yùn)行的系列軟件。如空間數(shù)據(jù)維護(hù)管理，包括空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)目錄管理等；屬性數(shù)據(jù)維護(hù)管理，包括空間屬性數(shù)據(jù)管理、非空間關(guān)系型數(shù)據(jù)管理等；評(píng)價(jià)模型維護(hù)管理，包括模型的定義、建立、維護(hù)、運(yùn)行等；地理空間查詢系統(tǒng)，如土地登記圖形查詢、市政設(shè)施管理等。本地地理應(yīng)用軟件內(nèi)容非常豐富，它為本地區(qū)提供地圖服務(wù)、空間信息管理、地理問題分析等服務(wù)；這些應(yīng)用軟件部分是GIS，其他可以是用VB、C/C+、Java等工具編寫的GIS相關(guān)應(yīng)用。遠(yuǎn)程用戶地理應(yīng)用軟件通過Internet協(xié)議，為遠(yuǎn)程用戶提供空間

32、信息服務(wù)的軟件。遠(yuǎn)程用戶地理應(yīng)用軟件的運(yùn)行，要求信息通信量盡可能少，地理分析工作盡可能在服務(wù)器端完成。遠(yuǎn)程用戶地理應(yīng)用軟件主要采用Applet、ActiveX和Plug-In等技術(shù)。WebGIS地理數(shù)據(jù)管理及檢索機(jī)制地理空間數(shù)據(jù)是GIS最重要的資源，因而對(duì)于WebGIS來說，地理數(shù)據(jù)目錄管理及檢索相當(dāng)重要；通過有效的目錄服務(wù)，可以開拓新的地圖傳播途徑，快速擴(kuò)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)目錄服務(wù)的核心問題是地理目錄數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、目錄數(shù)據(jù)管理、目錄數(shù)據(jù)服務(wù)、目錄數(shù)據(jù)語義分析等。 地理目錄數(shù)據(jù)（或稱元數(shù)據(jù)，Metadata）是對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的定量和定性描述，

33、主要包括以下內(nèi)容：所在區(qū)域、采集者、所有者、覆蓋范圍、涉及專題和用途、比例尺和精度（分辯率）、采集日期和更新、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和屬性、時(shí)空參照以及數(shù)據(jù)所在位置等。關(guān)于目錄數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)已有很多，如FGDC、ISO、 15046-15、SDTS、SAIF、DIGEST等。在分布環(huán)境中，數(shù)據(jù)對(duì)象是分布的，不同GIS“信息團(tuán)體”內(nèi)可能使用不同的語義。為滿足分布式GIS要求，須引入語義分析機(jī)制通過這一機(jī)制達(dá)到語義“理解”，使GIS判別分布數(shù)據(jù)的可用必和可達(dá)性。目錄數(shù)據(jù)管理也相當(dāng)重要，收于地理空間數(shù)據(jù)量非常巨大，手工維護(hù)目錄數(shù)據(jù)相當(dāng)困難，應(yīng)當(dāng)采取有效的手段，及時(shí)獲取和更新地理空間數(shù)據(jù)目錄。目錄數(shù)據(jù)管理軟件，要能夠自

34、動(dòng)讀取地理數(shù)據(jù)，自動(dòng)更新其大部分內(nèi)容。 WebGIS地理分析“巨事務(wù)”處理方案與數(shù)據(jù)庫之類的事務(wù)處理相比，地理分析是一個(gè)相當(dāng)長時(shí)間的事務(wù)，可稱為“巨事務(wù)”。一個(gè)地理分析事務(wù)，可能在幾秒內(nèi)完成，也可能需要幾十分鐘，為適應(yīng)地理分析“巨事務(wù)”，可以使用HTML網(wǎng)頁技術(shù)和“Push”技術(shù)，即將地理分析結(jié)果存儲(chǔ)在特制的網(wǎng)頁中，并通過“Push”機(jī)制，將結(jié)果送到客戶端。模型如圖所示，地理分析巨事務(wù)處理將是一個(gè)實(shí)的WebGIS必備的功能。WebGIS空間數(shù)據(jù)“動(dòng)態(tài)”存取接口現(xiàn)有的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接口和數(shù)據(jù)交換軟件，基本上是“靜態(tài)的”數(shù)據(jù)交換，其功能是將空間數(shù)據(jù)從一種格式轉(zhuǎn)化為另一種格式，然后，才供系統(tǒng)使用。為使

35、GIS直接存取空間數(shù)據(jù)，Clement 等提出了OGDI（Open Geospatial Datastore Interface），使用驅(qū)動(dòng)程序和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行異種GIS數(shù)據(jù)存?。籖awlings也勾畫了空間數(shù)據(jù)交換藍(lán)圖；孔云峰等則提出了“開放空間數(shù)據(jù)引擎”（Open Spatial Data Engine,OSDE），通過類型ODBC那樣的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)存取，模型如圖所示。OSDE的核心是采用某一空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，定義數(shù)據(jù)存取接口和操縱規(guī)范，依此開發(fā)該種格式的數(shù)據(jù)開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。OSDE將是一個(gè)很好地解決數(shù)據(jù)繼承和共享問題的方案。 開放空間數(shù)據(jù)引擎”技術(shù)

36、要解決三大核心技術(shù)；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和操作標(biāo)準(zhǔn)、開放引擎設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序接口等。數(shù)據(jù)操縱標(biāo)準(zhǔn)可采用ISO SQL/MM、ISO OQL、SD*SQL、API等。標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序接口類似ODBC，但比ODBC復(fù)雜得多。在分布計(jì)算環(huán)境中，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)引擎，也需要復(fù)雜的技術(shù)。設(shè)計(jì)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(qiáng)，容易擴(kuò)大規(guī)模；（3）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量均衡，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率高；（4）遵循系統(tǒng)工程的原則，使用系統(tǒng)集成方便等。WebGIS基本框架WebGIS的客戶端是Web瀏覽器；通過安裝GIS Plug-In、下載GIS ActiveX或GIS Java Applets，實(shí)現(xiàn)客戶端的

37、GIS計(jì)算。WebGIS服務(wù)器端由WWW服務(wù)器、GIS服務(wù)器、GIS遠(yuǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。其中WWW服務(wù)器負(fù)責(zé)接受客戶端的GIS服務(wù)請(qǐng)求，傳遞給GIS服務(wù)器或GIS元數(shù)據(jù)服務(wù)器，交把結(jié)果送回給客戶；GIS服務(wù)器完成客戶的GIS服務(wù)請(qǐng)求的工能，將結(jié)果轉(zhuǎn)為HTML頁面或直接把GIS數(shù)據(jù)通過WWW服務(wù)器返回客戶端；GIS服務(wù)器也能同客戶端的GIS Plug-In/ActiveX/Java Applets直接通信，完成GIS服務(wù)；GIS元數(shù)據(jù)服務(wù)器管理服務(wù)器端的GIS數(shù)據(jù)，并為客戶提供GIS數(shù)據(jù)檢索、查詢服務(wù)。加外，在WWW服務(wù)器和GIS服務(wù)器間還可以增加GIS服務(wù)代理，協(xié)調(diào)服務(wù)器端GIS

38、軟件、GIS數(shù)據(jù)庫和GIS應(yīng)用程序間的通信，提高GIS服務(wù)器性能。WebGIS客戶端實(shí)現(xiàn)技術(shù)客戶端WebGIS允許GIS的數(shù)據(jù)和GIS計(jì)算能在用戶本地計(jì)算機(jī)的瀏覽器上執(zhí)行，客戶端應(yīng)用包括3種主要技術(shù)方案；GIS插件/Helper程序、GIS ActiveX控件和GIS Java Applets GIS插件/HelperGIS插件/Helper程序是工作在Netscape和IE這樣的WWW瀏覽器上用于處理GIS數(shù)據(jù)和地圖的插件程序。它們從Web服務(wù)器下載到用戶的本地計(jì)算機(jī)上，安裝后在瀏覽器中運(yùn)行。正如Helper程序，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(shí)

39、別。Mcrosoft ActiveX Document是種特殊的Helper程序。Autodesk公司的MapGuide就是GIS插件的最典型的例子。1、 GIS插件/Helper程序的工作方式插件是動(dòng)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(dāng)Web瀏覽器啟動(dòng)時(shí)，它接照一種特定平臺(tái)的方式列舉出可用的插件，并根據(jù)其MIME類型進(jìn)行注冊(cè)。當(dāng)Web瀏覽器在HTML頁面中遇到未知的數(shù)據(jù)類型 時(shí)（大多數(shù)GIS數(shù)據(jù)類型對(duì)于Web瀏覽器而言都是未知的），它會(huì)查找一個(gè)和該數(shù)據(jù)類型相關(guān)聯(lián)的插件，并裝截該插件?？蛻舳瞬寮墓ぷ髁鞒倘鐖D示，可以簡(jiǎn)單地描述如下。 （1） Web瀏覽器用戶單擊URL

40、的超鏈接向Web服務(wù)器發(fā) 出請(qǐng)求。（2） Web服務(wù)器接受請(qǐng)求，對(duì)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)或文檔標(biāo)識(shí)其MIME類型，并告訴瀏覽器要發(fā)送數(shù)據(jù)或文檔的類型 。（3） 由于瀏覽器不直接支持GIS MIME類型，因此它查找與此MIME類型相關(guān)的GIS插件或Helper程序時(shí)，用其打開數(shù)據(jù)或文檔。（4） 如果本地計(jì)算機(jī)上沒有GIS插件或Helper程序，則必須先安裝此插件或Helper程序，或者通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器下載。（5） GIS插件或Helper程序安裝后，就可以解釋和操作GIS數(shù)據(jù)。插件或Helper程序與GIS數(shù)據(jù)流直接通信。 GIS插件可以嵌入到HTML文檔中作為HTML頁面的一個(gè)矩形區(qū)域。這和嵌入的GIF/

41、JPEG地圖圖像類似，只是這些地圖圖像是動(dòng)態(tài)的，用戶可以通過縮放、移動(dòng)和查詢來操縱地圖。GIS插件也可以在HTML文檔之外充滿整個(gè)顯示屏。該全屏插件用相應(yīng)的GIS數(shù)據(jù)完全充滿窗口，MapGuide和Adobe Acrobat就是這類插件兩個(gè)例子。GIS Helper程序則通常充滿HTML文檔之外的全屏。2、 GIS插件和Helper程序的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：GIS插件和Helper程序用于擴(kuò)展Web瀏覽器的功能以便無縫地支持GIS數(shù)據(jù)。一些簡(jiǎn)單的諸如縮放、移動(dòng)和查詢的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(luò)上傳輸提供。GIS插件可以不用看到整個(gè)數(shù)據(jù)流就實(shí)現(xiàn)一個(gè)漸進(jìn)的瀏覽器或作出某些特

42、定的決定。當(dāng)GIS插件需要數(shù)據(jù)時(shí)，可以從服務(wù)器上提取。 缺點(diǎn)：它們不是獨(dú)立于平臺(tái)的，因此插件和Helper程序開發(fā)者不得不為不同的平臺(tái)開發(fā)多個(gè)版本的GIS插件或Helper程序。也就是說，需要為Unix、Windows和Macintosh操作系統(tǒng)創(chuàng)建單獨(dú)的插件 GIS用戶中許多GIS數(shù)據(jù)類型，每種GIS數(shù)據(jù)類型都需要有一個(gè)對(duì)應(yīng)的插件支持。 GIS插件和Helper程序必須永久地安裝在用戶本地計(jì)算機(jī)的硬盤上，大量的下載插件將在用戶本地計(jì)算機(jī)上占用很多硬盤空間。如果插件和Helper程序很復(fù)雜，規(guī)模很大，數(shù)量很多，將會(huì)給用戶帶來極大的麻煩。GIS控件用Mcrosoft的ActiveX技術(shù)創(chuàng)建的GI

43、S控件。這些GIS控件和GIS Pulg-Ins一樣，用于擴(kuò)展HTML的功能，以便使瀏覽器能處理GIS地圖和數(shù)據(jù)。它們也是從服務(wù)器下載到用戶本地計(jì)算機(jī)上，安裝注冊(cè)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?dòng)”的一項(xiàng)新的軟件技術(shù)，它建立在OLE標(biāo)準(zhǔn)之一，是為擴(kuò)展IE的功能而提供的一個(gè)公共框架。 一個(gè)ActiveX控件是執(zhí)行一特定任務(wù)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(jìn)行通信，并可以被任何支持ActiveX控件的程序和計(jì)算語言使用和重用，例如IE3.0及以上版本、裝有支持Acti

44、veX插件的Netscape Navigtor等瀏覽器，或Visual Basic、Visual C+t Delphi等計(jì)算機(jī)語言。GIS控件具有計(jì)算、通信能力和自己的圖形接口，而且能像插件和JavaApplets一樣在Web頁面中使用。有各種不同的ActiveX控件，每個(gè)控件都具有不同的功能和性能，而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，都是可以擴(kuò)展Web瀏覽器功能動(dòng)態(tài)模塊。但前者還可以由支持OLE標(biāo)準(zhǔn)的任何其他應(yīng)用和語言使用，而后者是專門用于瀏覽器的，只能在瀏覽器中使用。 1、 GIS ActiveX控件的工作方式目前的瀏覽器并

45、不直接支持GIS數(shù)據(jù)類型。當(dāng)HTML頁面中包含有GIS數(shù)據(jù)時(shí)，它需要加載特定的GIS插件、Helper程序或者GIS控件到客戶的瀏覽器中去顯示GIS數(shù)據(jù)。GIS控件由HTML文檔引用并由瀏覽器執(zhí)行。它們開始駐留在服務(wù)器上，當(dāng)用戶連接該Web站點(diǎn)并請(qǐng)求包含有對(duì)GIS控件引用（標(biāo)記符）的HTML文檔時(shí)，這些控件就下載到瀏覽器端。GIS控件當(dāng)需要時(shí)從Web服務(wù)器上下載，或者若以前下載過，則它已經(jīng)存在客戶端計(jì)算機(jī)上而不再需要下載。GIS控件下載時(shí)步驟（1） 通過單擊超鏈接的URL，用戶可以向Web服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。（2） 服務(wù)器接受請(qǐng)求，加載HTML頁面。（3） 瀏覽器解釋HTML文件，并檢測(cè)GIS控件

46、引用（OBJECT）標(biāo)識(shí)符。（4） 從服務(wù)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(cè)到并下載。（6） 按照嵌入式控件、全屏控件或隱藏控件，在瀏覽器內(nèi)部或外部顯示GIS控件。（7） GIS控件使用其內(nèi)建功能，解釋和操作從服務(wù)器端異步傳的GIS數(shù)據(jù)。2、 GIS控件的優(yōu)缺點(diǎn)和插件一樣，GIS控件需要下載和安裝到用戶的本地計(jì)算機(jī)上，并根據(jù)需要一直駐留在硬盤上，它在不需要時(shí)不占內(nèi)存。但它要占用本機(jī)硬盤空間。GIS控件也像插件一樣，不是跨平臺(tái)的。開發(fā)者必須為不同平臺(tái)創(chuàng)建不同的GIS控件。而且對(duì)不同的GIS數(shù)據(jù)格式，也需要?jiǎng)?chuàng)建不同的GIS控件來處理和解釋這些GIS數(shù)據(jù)格式。加外，N

47、etscape Nacigator需要安裝一個(gè)特殊的插件才能使用GIS控件。ESRI的MapObject Internet Map Server,Intergraph的GeoMedia Web Server都是采用GIS控件的典型產(chǎn)品。GIS Java Applets最新的開發(fā)是用JavaInternet編程語言來創(chuàng)建GIS Java Applets。GIS Java Applets從服務(wù)器下載到本地計(jì)算機(jī)并在瀏覽器內(nèi)立刻執(zhí)行。GIS的功能和數(shù)據(jù)被封裝在一個(gè)包內(nèi)，并根據(jù)需要遷移到客戶端，但不需要像GIS Plug-Ins或GIS控件那樣先進(jìn)行安裝。Java隨著Java的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，WebG

48、IS又有了一條新的實(shí)現(xiàn)途徑。Java是面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，和其他語言相比，它更適于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。Java Applets是能在支持Java的瀏覽器內(nèi)運(yùn)行的小應(yīng)用程序，可以作到和瀏覽器無縫集成，并且根據(jù)需要從服務(wù)器下載到客戶的瀏覽器端運(yùn)行。Java對(duì)創(chuàng)建和顯示圖形提供了最廣泛的支持，因此它最適合于操作Web上的GIS數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)GIS功能的Java Applet，簡(jiǎn)稱為GIS Applet。GIS Applet工作方式GIS Applet用于解釋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(biāo)注和查詢及其輸出等，都可以由一個(gè)Java Applet實(shí)現(xiàn)。GIS Applet是可執(zhí)

49、行代碼，它駐留在可訪問的Web站點(diǎn)服務(wù)器上。它內(nèi)嵌到HTML文檔中，用標(biāo)識(shí)符引用，并在客戶端由瀏覽器執(zhí)行。當(dāng)支持Java的瀏覽器加載HTML文檔和GIS Applet時(shí)，其過程如圖所示。具體步驟如下： （1） 通過單擊超鏈接的URL，瀏覽器客戶向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求；（2） Web服務(wù)器接受請(qǐng)求，加載HTML文檔；（3） 瀏覽器解釋HTML文檔，并檢測(cè)到標(biāo)識(shí)符；（4） 從服務(wù)器下載GIS Applet類文件；（5） 檢測(cè)被該GIS Applet引用的其他Applet類文件和數(shù)據(jù)文件并下載；（6） GIS Applet在瀏覽器中或自己的窗口中顯示；（7） GIS Applet解釋和操作GIS數(shù)據(jù)。GI

50、S Applet優(yōu)缺點(diǎn)基于Java的GIS程序和傳統(tǒng)的單機(jī)GIS應(yīng)用程序的差別主要是Java程序是以網(wǎng)絡(luò)為中心的，是真正的分布代碼。GIS Applet為網(wǎng)絡(luò)用戶呈現(xiàn)了一個(gè)非常接近于在本機(jī)上運(yùn)行單機(jī)GIS程序的模式，用Java開發(fā)的WebGIS可以為用戶提供單機(jī)GIS程序所有的大多數(shù)好處；響應(yīng)性能、利用本機(jī)資源能力、圖形屬性查詢，等等。同時(shí)，這樣的WebGIS打破了依賴于單機(jī)PC的束縛，而充分利用整個(gè)Internet的計(jì)算資源，更主要的是GIS Applet還提供如下HTML、插件和GIS控件不具備的重要特性。 （1） GIS Applet是動(dòng)態(tài)的，而HTML是靜態(tài)的；（2） 由于GIS Ap

51、plet在瀏覽器端運(yùn)行，因此它可以更好地使用本地計(jì)算機(jī)資源；（3） GIS Java Applet設(shè)計(jì)為跨平臺(tái)結(jié)構(gòu)，這結(jié)于廠商和開發(fā)者來說意味著更大的潛在市場(chǎng)和降低軟件開發(fā)成本；對(duì)于消費(fèi)者和用戶來說音意味著價(jià)格更低、選擇更多、組件間的互操作性更好；（4） GIS Applet根據(jù)用戶的請(qǐng)求自動(dòng)從服務(wù)器下載并安裝運(yùn)行，當(dāng)用戶退出應(yīng)用時(shí)又自動(dòng)卸載，因此它不會(huì)像插件和控件一樣永久占用客戶計(jì)算機(jī)的硬盤空間；（5） GIS Applet創(chuàng)建和顯示圖形和地圖的方式更靈活，因此它可以擴(kuò)展用戶界面以滿足復(fù)雜的客戶端地圖操作和查詢能力；（6） Java的字節(jié)碼令GIS Applet更小，在Internet上傳輸

52、更快，瀏覽器內(nèi)的JIT（Just In Time）編譯能使GIS Applet運(yùn)行的更快；（7） Java Applet具有很高的安全性，它運(yùn)行于客戶端計(jì)算機(jī)的JVM上，無法訪問本地系統(tǒng)資源，從而不會(huì)破環(huán)或竊取本地客戶的信息，也不會(huì)使客戶計(jì)算機(jī)感染病毒。 GIS Applet的缺點(diǎn)就是由于安全限制的原因不能把GIS數(shù)據(jù)和分析結(jié)果保存在客戶端計(jì)算機(jī)上，而且只能和下載它的服務(wù)器連接，而不連接網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)，這就阻礙了WebGIS所要求的真正意義上的分布處理。InternetGIS.com和ActiveMaps和武漢測(cè)繪科技大學(xué)的Intenet GeoStar是GIS Applet的典型代表。W

53、ebGIS服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)技術(shù)服務(wù)器端應(yīng)用的WebGIS就是在服務(wù)器執(zhí)行GIS計(jì)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(jì)算部署在服務(wù)器上，對(duì)客戶請(qǐng)求的響應(yīng)只是在服務(wù)器端進(jìn)行GIS計(jì)算，然后將結(jié)果形成為新的中間GIS數(shù)據(jù)，返送給客戶，成為GIS數(shù)據(jù)遷移。服務(wù)器端應(yīng)用包括3種主要技術(shù)方案；GIS桌面系統(tǒng)擴(kuò)展、基于ActiveX組件的GIS服務(wù)器和基于Java的GIS服務(wù)器。GIS桌面系統(tǒng)擴(kuò)展以GIS桌面系統(tǒng)為基礎(chǔ)的WebGIS服務(wù)器的結(jié)構(gòu)如圖所示，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(wù)器，其核心是

54、已經(jīng)成熟的GIS桌面系統(tǒng)，中間層是應(yīng)用服務(wù)器。它是Web服務(wù)器和GIS服務(wù)器間的橋梁。GIS服務(wù)器中的監(jiān)控調(diào)度程序負(fù)責(zé)調(diào)度、維護(hù)和管理GIS桌面系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例，完成GIS數(shù)據(jù)處理和GIS計(jì)算功能。1、工作方式應(yīng)用網(wǎng)關(guān)在Web服務(wù)器和GIS服務(wù)器之間建立連接。它把客戶的GIS服務(wù)請(qǐng)求從Web服務(wù)器通過OLE或者TCP/IP技術(shù)轉(zhuǎn)送到GIS服務(wù)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(yùn)行實(shí)先，完成客戶請(qǐng)求的GIS計(jì)算，然后把結(jié)果返回給Web服務(wù)器，最后再返回給客戶，從而實(shí)現(xiàn)所有的GIS功能。在應(yīng)用服務(wù)器層，還可以實(shí)現(xiàn)GIS服務(wù)代理功能，協(xié)調(diào)WWW服務(wù)器和GIS服務(wù)器、GIS數(shù)據(jù)庫等之

55、間的運(yùn)行，以控制GIS服務(wù)器的性能和狀態(tài)。要作過程如圖所示，具體步驟如下：具體步驟如下：（1） 瀏覽器用URL和Web服務(wù)器連接；（2） 服務(wù)器接受請(qǐng)求并把URL轉(zhuǎn)換為路徑和文件名；（3） 啟動(dòng)相應(yīng)的CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序；（4） CGI/SAPI網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序調(diào)用GIS服務(wù)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)度程序使用可用的GIS桌面系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例，完成GIS計(jì)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)果按照MIME類型返回給Web服務(wù)器；（7） Web服務(wù)器把結(jié)果傳遞給瀏覽器，進(jìn)行顯示。2、系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)這種類型的系統(tǒng)，所有

56、的GIS計(jì)算全部在服務(wù)器端完全，客戶端只要是標(biāo)準(zhǔn)的Web瀏覽器即可，是典型的“瘦”客戶機(jī)/“肥”服務(wù)器模式，由于GIS服務(wù)器的核心是成熟的GIS地圖桌面系統(tǒng)，因此可以利用以前的開發(fā)成果和GIS數(shù)據(jù)。它的缺點(diǎn)：第一就是對(duì)于每個(gè)客戶機(jī)的請(qǐng)求都要啟動(dòng)一個(gè)新的完整的GIS桌面系統(tǒng)實(shí)例進(jìn)程，這不但浪費(fèi)服務(wù)器的系統(tǒng)資源，也嚴(yán)重影響性能。雖然通過GIS服務(wù)代理可以緩解問題的嚴(yán)重性，但無法從根本上解決問題。第二就是系統(tǒng)和客戶的交互性非常差，因此像區(qū)域/多邊形選擇圖形要素為樣簡(jiǎn)單的地理操作都不可能實(shí)現(xiàn)，從而影響系統(tǒng)的使用性。ESRI的Internet Map Server for ArcView和MapInfo

57、的ProSever、Sylvan Ascent,Inc的SylvanMaps是這種類型的典型代表?；贏ctiveX組件的GIS服務(wù)器組件GIS服務(wù)器是在服務(wù)器端采用ActiveX組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)的GIS服務(wù)器，其核心是GIS ActiveX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(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)并提供符合標(biāo)準(zhǔn)的操縱接口，是一個(gè)完成獨(dú)立功能的程序模塊。一般情況下，組件按照功能可以分為3個(gè)層次；GIS功能組件：GIS組件、地圖顯示組件、空間分析組件等；管理組件提供對(duì)整個(gè)應(yīng)用的管理功能，包括有GIS服務(wù)代理組件、系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)和負(fù)載平衡組件、安全管理組件等；用戶組件負(fù)責(zé)用戶交互，

58、響應(yīng)用戶操作清求功能，系統(tǒng)可以根據(jù)需要對(duì)這些構(gòu)成組件剪裁或增加，以滿足應(yīng)用需求。另外就是用戶組件可以從服務(wù)器端下載到客戶端，通過DCOM/ActiveX直接和服務(wù)器的GIS組件通信，完成GIS功能。優(yōu)缺點(diǎn)這種方案的好處在于它可以實(shí)現(xiàn)可伸縮的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，因此組件間可以實(shí)現(xiàn)無縫的連接，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，“瘦”客戶/“肥”服務(wù)器模式，使任何瀏覽器用戶都可以訪問GIS服務(wù)器的地理信息。另外，系統(tǒng)開發(fā)可以采用任何支持ActiveX標(biāo)準(zhǔn)的工具，例如FrontPage和InterDev；和ASP結(jié)合起來，使開發(fā)變得非常容易。當(dāng)然，這種方案只

59、有Windows平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，由于目前Windows平臺(tái)占有80%的市場(chǎng)，所以這個(gè)缺點(diǎn)是微不足道的。這類產(chǎn)品的代表有ESRI的MapObjects Internet Server和MapIfo的MapXtreme基于Java的GIS服務(wù)器由于Java是面向?qū)ο蟮?、與平臺(tái)無關(guān)的、而向網(wǎng)絡(luò)的和多線程的編程語言，因此用Java作為服務(wù)器端的開發(fā)平臺(tái)也是GIS服務(wù)器端技術(shù)的一個(gè)解決方案?；贘ava的GIS服務(wù)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(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，許多技術(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(wù)；高效高性能的空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)；地理“巨分析”

60、事務(wù)的實(shí)現(xiàn)；空間數(shù)據(jù)的交換；空間數(shù)據(jù)的安全和保護(hù)。只有這些問題都得到解決，WebGIS才會(huì)成為真正實(shí)用的系統(tǒng)。Web GIS具有以下優(yōu)點(diǎn) 1） 更廣泛的訪問范圍客戶可以同時(shí)訪問多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器的上的最新數(shù)據(jù)，而Web所特有的優(yōu)勢(shì)大大方便了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(shí)現(xiàn)。2） 應(yīng)用面廣由于網(wǎng)絡(luò)功能將會(huì)使Web GIS應(yīng)用擴(kuò)展到整個(gè)社會(huì)，真正實(shí)現(xiàn)GIS的無所不能，無處不在。3） 現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)Web GIS在網(wǎng)上進(jìn)行信息發(fā)布對(duì)地理信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，因而人們能得到最新信息、最新動(dòng)態(tài)。4） 平臺(tái)獨(dú)立性無論服務(wù)器/客戶機(jī)是何種機(jī)器，無論Web GIS服務(wù)器端使用何種GI