互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)造方法PPT課件講義教材

互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)造方法2001-1-042引言互聯(lián)網(wǎng)改變GIS數(shù)據(jù)信息的獲取、傳輸、發(fā)布、共享、應(yīng)用和可視化等過程和方式?；ヂ?lián)網(wǎng)為GIS數(shù)據(jù)提供者在WWW(WorldWideWeb)上提供方便的GIS數(shù)據(jù)信息發(fā)布與共享方式。

互聯(lián)網(wǎng)與地理信息系統(tǒng)結(jié)合成InternerGIS/Web-GIS是GIS軟件發(fā)展的必然趨勢?；ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)成為GIS的新的操作平臺。InternetGIS應(yīng)是一個交互式的、分布式的、動態(tài)的地理信息系統(tǒng)。現(xiàn)有的InternetGIS/Web-GIS軟件不少，它們的特征、運(yùn)行條件各不相同。使用的模型和機(jī)制也相差甚遠(yuǎn)。不同的用戶需求對InternetGIS有不同的要求。2001-1-043定義什么是互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)？互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(InternetGIS)是以網(wǎng)絡(luò)為中心的地理信息系統(tǒng)，它使用互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，為各種地理信息系統(tǒng)應(yīng)用提供GIS功能(如分析工具，制圖功能)和空間數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)獲取能力。2001-1-044

內(nèi)容：InternetGIS類型GIS分析輸出在服務(wù)器上完成GIS分析輸出在客戶機(jī)上完成構(gòu)造模式(工作方式)實(shí)例基于服務(wù)器是否CGIMapObjects/ArcViewIMS,ProServer基于客戶機(jī)

否

是GISPlug-in,GISActiveX,GISJavaAppletMapGuide,GeoMediaWebMap,ActiveMap,GeoBeans2001-1-045系統(tǒng)分類

將現(xiàn)有的InternetGIS應(yīng)用系統(tǒng)主要分為兩類：基于服務(wù)器的應(yīng)用系統(tǒng)(Server-side)基于客戶機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)(Client-side)2001-1-046任務(wù)比較：Server-sideStrategiesServertasksClienttasksMapbrowsingDisplayQueryAnalysisMapdrawingClient-sideStrategiesServertasksClienttasksAnalysisDisplayMapdrawingMapbrowsingQuery2001-1-047基于服務(wù)器的應(yīng)用系統(tǒng)

基于服務(wù)器的InternetGIS依賴服務(wù)器上的GIS系統(tǒng)完成GIS分析和產(chǎn)生輸出工作。Web瀏覽器充當(dāng)前端的對用戶友好的接口。用戶在客戶機(jī)端Web瀏覽器上初始化URL請求(一個GIS操作)，此請求通過互聯(lián)網(wǎng)送給服務(wù)器。服務(wù)器接受此請求，處理請求，并將處理結(jié)果返回客戶端。

由于超文本標(biāo)識語言(HTTP,HyperTextMarkupLanguage)不能直接支持矢量的GIS數(shù)據(jù)，Web瀏覽器不能直接與GIS服務(wù)器程序通訊。因此，需要有媒介“解釋器(Interpreter)”連接Web瀏覽器、Web服務(wù)器和GIS服務(wù)器。通用的“解釋器”有通用通道接口CGI或其它通道腳本。它們接受用戶的輸入，將其解析為GIS程序能使用的變量參數(shù)；使得Web服務(wù)器能在GIS服務(wù)器上運(yùn)行；解釋GIS服務(wù)器產(chǎn)生結(jié)果，并將結(jié)果送回到客戶機(jī)瀏覽器?；诜?wù)器端的互聯(lián)網(wǎng)地理信息需要GIS程序以GIS服務(wù)器的形式在后臺運(yùn)行。GIS服務(wù)器通過CGI與Web服務(wù)器相連。2001-1-048基于CGI的InternetGIS是基于HTML的擴(kuò)展，需要在后臺運(yùn)行GIS服務(wù)器。GIS服務(wù)器和Web服務(wù)器通過CGI連接。其優(yōu)點(diǎn)是所有的操作、分析由服務(wù)器完成，因而客戶端很??；同時，有利于充分利用服務(wù)器的資源，發(fā)揮服務(wù)器的最大潛力。但是客戶端的功能受到互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器和HTML的限制，JPEG和GIF是客戶端操作的唯一形式。而且，它增加了互聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，工作效率受到影響。2001-1-049基于客戶機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)

基于客戶機(jī)端的InternetGIS允許GIS分析和GIS數(shù)據(jù)處理在客戶機(jī)端執(zhí)行。這些GIS分析工具和GIS數(shù)據(jù)最初駐留在服務(wù)器上。用戶通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)出需要GIS數(shù)據(jù)和GIS處理工具的請求；服務(wù)器將所需要的GIS數(shù)據(jù)和GIS處理工具傳送給客戶機(jī)端?？蛻魴C(jī)端接受所需要的GIS數(shù)據(jù)和GIS處理工具，按照用戶的操作，進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)處理和分析；此時無須服務(wù)器的參與。由于所需要的GIS數(shù)據(jù)和GIS處理工具已經(jīng)到客戶機(jī)端，因而具有操作方便、靈活、速度快等優(yōu)勢?；诳蛻魴C(jī)端的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)工作方式有GISPlug-in,GISActiveX和GISJavaApplet等。2001-1-0410構(gòu)造模式分析服務(wù)器端的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)造模式是由CGI模式構(gòu)造的，而基于客戶機(jī)端的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)造模式有Plug-in模式(含Helper程序)、GISJavaApplet、GISActiveX控件等。2001-1-0411CGI模式基于CGI的InternetGIS是基于HTML的一種擴(kuò)展，需要有GIS服務(wù)器在后臺運(yùn)行。通過CGI腳本，將GIS服務(wù)器和Web服務(wù)器連接?；贑GI的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖所示?？蛻舳说乃蠫IS操作和分析，都是在GIS服務(wù)器上完成的。WWW瀏覽器基于CGI模式的InternetGIS體系結(jié)構(gòu)服務(wù)器WWW(HTTP)服務(wù)器CGIScriptGIS服務(wù)器URL請求傳輸結(jié)果客戶機(jī)Internet2001-1-0412CGI模式工作原理Web瀏覽器用戶發(fā)出URL及GIS數(shù)據(jù)操作請求；Web服務(wù)器接受請求，并通過CGI腳本，將用戶的請求傳送給GIS服務(wù)器；GIS服務(wù)器接受請求，進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)處理如放大、縮小、漫游、查詢、分析等，將操作結(jié)果形成GIF或JPEG圖像；最后GIS服務(wù)器將GIF或JPEG圖像，通過CGI腳本、Web服務(wù)器返回給Web瀏覽器顯示。2001-1-0413基于CGI的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢：由于所有的GIS操作都是由GIS服務(wù)器完成的，具有客戶端小、處理大型GIS操作分析的功能強(qiáng)、充分利用現(xiàn)有的GIS操作分析資源等優(yōu)勢；由于在客戶機(jī)端使用的是支持標(biāo)準(zhǔn)HTML的Web瀏覽器，操作結(jié)果是以靜態(tài)的GIF或JPEG圖像的形式表現(xiàn)，因而客戶機(jī)端與平臺無關(guān)。2001-1-0414基于CGI的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的劣勢：增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)。由于用戶的每一步操作，都需要將請求通過網(wǎng)絡(luò)傳給GIS服務(wù)器；GIS服務(wù)器將操作結(jié)果形成新的柵格圖像，再通過網(wǎng)絡(luò)返回給用戶。因而網(wǎng)絡(luò)的傳輸量大大增加了。服務(wù)器的負(fù)擔(dān)重。所有的操作都必須由GIS服務(wù)器解釋執(zhí)行，服務(wù)器的負(fù)擔(dān)很重；信息(用戶的請求和GIS服務(wù)器返回的圖像)通過CGI腳本在瀏覽器和GIS服務(wù)器之間傳輸，勢必影響信息的傳輸速度。同步多請求問題。由于CGI腳本處理所有來自Web瀏覽器的輸入和解釋GIS服務(wù)器的所有輸出。對于每一個客戶機(jī)的請求，都要重新啟動一個新的服務(wù)進(jìn)程。當(dāng)有多用戶同時發(fā)出請求時，系統(tǒng)的功能將受到影響。靜態(tài)圖像。在瀏覽器上顯示的是靜態(tài)圖像，因而用戶即不能漫游、縮放，又不能通過幾何圖形如點(diǎn)、線、面來選擇顯示其關(guān)心的地物。用戶界面的功能受Web瀏覽器的限制，影響GIS資源的有效使用。2001-1-0415

GISPlug-in是在瀏覽器上擴(kuò)充Web瀏覽器的可執(zhí)行的GIS軟件。GISPlug-in的主要作用是使Web瀏覽器支持處理無縫GIS數(shù)據(jù)，并為Web瀏覽器與GIS數(shù)據(jù)之間的通訊提供條件。GISPlug-in直接處理來自服務(wù)器的GIS矢量數(shù)據(jù)。同時，GISPlug-in可以生成自己的數(shù)據(jù)，以供Web瀏覽器或其它Plug-in顯示使用。Plug-in必須安裝在客戶機(jī)，然后才能使用。其體系結(jié)構(gòu)如圖所示：Plug-in模式服務(wù)器客戶機(jī)GIS數(shù)據(jù)請求Web瀏覽器GIS數(shù)據(jù)類型理解查詢plug-in和Helper程序GISPlug-inGIS數(shù)據(jù)顯示W(wǎng)WW服務(wù)器GIS數(shù)據(jù)文件INTERNET加載Plug-in基于Plug-in模式的InternetGIS體系結(jié)構(gòu)2001-1-0416Plug-in模式的工作原理：Web瀏覽器發(fā)出GIS數(shù)據(jù)顯示操作請求；Web瀏覽器接受到用戶的請求，進(jìn)行處理，并將用戶所要的GIS數(shù)據(jù)傳送給Web瀏覽器；客戶機(jī)端接受Web服務(wù)器傳來的GIS數(shù)據(jù)，并將GIS數(shù)據(jù)類型進(jìn)行理解；在本地系統(tǒng)查找與GIS數(shù)據(jù)相關(guān)的Plug-in(或Helper)。如果找到相應(yīng)的GISPlug-in，用它來顯示GIS數(shù)據(jù)；如果沒有，則需要安裝相應(yīng)的GISPlug-in，加載相應(yīng)的GISPlug-in，來顯示GIS數(shù)據(jù)。GIS的操作如放大、縮小、漫游、查詢、分析皆由相應(yīng)的GISPlug-in來完成。2001-1-0417基于Plug-in的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢：無縫支持與GIS數(shù)據(jù)的連接。由于對每一種數(shù)據(jù)源，都需要有相應(yīng)的GISPlug-in；因而GISPlug-in能無縫支持與GIS數(shù)據(jù)的連接。GIS操作速度快。所有的GIS操作都是在本地由GISPlug-in完成，因此運(yùn)行的速度快。服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)輕。服務(wù)器僅需提供GIS數(shù)據(jù)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)也只需將GIS數(shù)據(jù)一次性傳輸。服務(wù)器的任務(wù)很少，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)輕。2001-1-0418基于Plug-in的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的劣勢：GISPlug-in與平臺相關(guān)。對同一GIS數(shù)據(jù)，不同的操作系統(tǒng)如對UNIX，Windows，Macintosh而言，需要有各自不同的GISPlug-in在其上使用。對于不同的Web瀏覽器，同樣需要用相對應(yīng)的GISPlug-in。GISPlug-in與GIS數(shù)據(jù)類型相關(guān)。對GIS用戶而言，使用的GIS數(shù)據(jù)類型是多種多樣的，如ArcInfo,MapInfo,AtlasGIS等GIS數(shù)據(jù)格式。對于不同的GIS數(shù)據(jù)類型，需要有相應(yīng)的GISPlug-in來支持。需要事先安裝。用戶如想使用，必須下載安裝GISPlug-in程序。如果用戶準(zhǔn)備使用多種GIS數(shù)據(jù)類型，必須安裝多個GISPlug-in程序。GISPlug-in程序在客戶機(jī)上的數(shù)量增多，勢必對管理帶來壓力。同時GISPlug-in程序占有客戶機(jī)磁盤空間。更新困難。當(dāng)GISPlug-in程序提供者已經(jīng)將GISPlug-in升級了，須通告用戶進(jìn)行軟件升級。升級時，需要重新下載安裝。使用已有的GIS操作分析資源的能力弱，處理大型的GIS分析能力有限。2001-1-0419GISActiveXActiveX是Microsoft為適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)而發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。ActiveX是建立在OLE(ObjectLinkingandEmbedding)標(biāo)準(zhǔn)之上，為擴(kuò)展MicrosoftWeb瀏覽器InternetExplorer功能而提供的公共框架。ActiveX控件是用于完成具體任務(wù)和信息通訊的軟件模塊。GISActiveX控件用于處理GIS數(shù)據(jù)和完成GIS分析。ActiveX控件和Plug-in非常相似，是為了擴(kuò)展Web瀏覽器的動態(tài)模塊。所不同的是，ActiveX能被支持OLE標(biāo)準(zhǔn)的任何程序語言或應(yīng)用系統(tǒng)所使用。相反，Plug-in只能在某一具體的瀏覽器中使用?；贕ISActiveX控件的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是依賴GISActiveX來完成GIS數(shù)據(jù)的處理和顯示。GISActiveX控件與Web瀏覽器靈活無縫結(jié)合在一起。在通常情況下，GISActiveX控件包容在HTML代碼中，并通過<OBJECT>參考標(biāo)簽來獲取。2001-1-0420INTERNETGIS數(shù)據(jù)對象請求客戶機(jī)Web瀏覽器GIS控件GIS操作和數(shù)據(jù)顯示服務(wù)器WWW服務(wù)器傳送ActiveX控件和GIS數(shù)據(jù)對象基于GISActiveX控件的InternetGIS體系結(jié)構(gòu)2001-1-0421GISActiveX的工作原理：Web瀏覽器發(fā)出GIS數(shù)據(jù)顯示操作請求；

Web服務(wù)器接受到用戶的請求，進(jìn)行處理，并將用戶所要的GIS數(shù)據(jù)和GISActiveX控件傳送給Web瀏覽器；客戶機(jī)端接受到Web服務(wù)器傳來的GIS數(shù)據(jù)和GISActiveX控件，啟動GISActiveX控件，對GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成GIS操作。2001-1-0422基于GISActiveX控件的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢：具有GISPlug-in模式的所有優(yōu)點(diǎn)。同時，ActiveX能被支持OLE標(biāo)準(zhǔn)的任何程序語言或應(yīng)用系統(tǒng)所使用，比GISPlug-in模式更靈活，使用方便。2001-1-0423基于GISActiveX控件的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的劣勢：需要下載。占用客戶機(jī)端機(jī)器的磁盤空間。與平臺相關(guān)。對不同的平臺，必須提供不同的GISActiveX控件。與瀏覽器相關(guān)。GISActiveX控件最初只使用于MicrosoftWeb瀏覽器。在其它瀏覽器使用時，須增加特殊的Plug-in予以支持。使用已有的GIS操作分析資源的能力弱，處理大型的GIS分析能力有限。2001-1-0424GISJavaAppletGISJavaApplet是在程序運(yùn)行時，從服務(wù)器下載到客戶機(jī)端運(yùn)行的可執(zhí)行代碼。GISJavaApplet是由面向?qū)ο笳Z言Java開發(fā)的小應(yīng)用程序，與Web瀏覽器緊密結(jié)合，以擴(kuò)展Web瀏覽器的功能，完成GIS數(shù)據(jù)操作和GIS處理。GISJavaApplet最初為駐留在Web服務(wù)器端的可執(zhí)行代碼。在通常情況下，GISJavaApplet包容在HTML代碼中，并通過<APPLET>參考標(biāo)簽來獲取和引發(fā)。它能完成GIS數(shù)據(jù)解釋和GIS分析功能。但是，對于處理大型的GIS分析任務(wù)(如疊置、資源分配等)的能力，無法與CGI模式相比；GIS數(shù)據(jù)的保存、分析結(jié)果的存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的使用能力受到限制。2001-1-0425INTERNETGIS數(shù)據(jù)對象請求客戶機(jī)Web瀏覽器GISJavaAppletGIS操作和數(shù)據(jù)顯示服務(wù)器WWW服務(wù)器傳送GISJavaApplet和GIS數(shù)據(jù)對象基于GISJavaApplet模式的InternetGIS體系結(jié)構(gòu)2001-1-0426基于GISJavaApplet的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢：體系結(jié)構(gòu)中立，與平臺和操作系統(tǒng)無關(guān)。在具有Java虛擬機(jī)的Web瀏覽器上運(yùn)行。寫一次，可到處運(yùn)行。動態(tài)運(yùn)行，無須在用戶端預(yù)先安裝。由于GISJavaApplet是在運(yùn)行時從Web服務(wù)器動態(tài)下載的，所以當(dāng)服務(wù)器端的GISJavaApplet更新后，客戶機(jī)端總是可以使用最新的版本。GIS操作速度快。所有的GIS操作都是在本地由GISJavaApplet完成，因此運(yùn)行的速度快。服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)輕。服務(wù)器僅需提供GIS數(shù)據(jù)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)也只需將GIS數(shù)據(jù)一次性傳輸。服務(wù)器的負(fù)擔(dān)很小，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)輕。2001-1-0427基于GISJavaApplet的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的劣勢：

使用已有的GIS操作分析資源的能力弱，處理大型的GIS分析能力有限。

GIS的數(shù)據(jù)的保存、分析結(jié)果的存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的使用能力有限。2001-1-0428互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)構(gòu)造模式優(yōu)缺點(diǎn)對比類型工作模式實(shí)例優(yōu)點(diǎn)缺陷基于CGI的InternetGISCGIIMS,ProServer客戶端很??；充分利用服務(wù)器的資源JPEG和GIF是客戶端操作的唯一形式；互聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)器的負(fù)擔(dān)重?；赑lug-in的InternetGISPlug-inMapGuide具有動態(tài)代碼模塊。比HTML更靈活，可直接操作GIS數(shù)據(jù)。與平臺和操作系統(tǒng)相關(guān)；不同的GIS數(shù)據(jù)需要不同的Plug-in支持；必須安裝在客戶機(jī)的硬盤上基于ActiveX的InternetGISActiveXGeoMediaWebMap具有動態(tài)代碼模塊。通過OLE與其它程序、模塊和互聯(lián)網(wǎng)通訊。是一種通用的部件。需要下載、安裝，占有硬盤空間；與平臺和操作系統(tǒng)相關(guān)；不同的GIS數(shù)據(jù)需要不同的ActiveX控件支持?；贘avaApplet的InternetGISJavaAppletActiveMap,GeoBeans在支持Java的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器上運(yùn)行，與平臺和操作系統(tǒng)無關(guān)；完成GIS數(shù)據(jù)解釋和GIS分析功能。對于處理較大的GIS分析任務(wù)的能力有限；GIS數(shù)據(jù)的保存、分析結(jié)果的存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的使用能力有限。2001-1-0429基于CGI基于Plug-inJavaAppletActiveX控件執(zhí)行能力客戶機(jī)很好好好好服務(wù)器差到好好很好很好網(wǎng)絡(luò)差好好好總體一般好好到很好好到很好相互作用用戶界面差好很好很好功能支持一般好很好很好本地數(shù)據(jù)支持否是否是可移動性很好差好一般安全很好一般好一般模式評價：2001-1-0430Web-GIS綜述CGI是Web服務(wù)器調(diào)用外部程序的接口，當(dāng)用戶發(fā)送一個請求到Web服務(wù)器，Web服務(wù)器通過CGI把該請求轉(zhuǎn)發(fā)給后端運(yùn)行的GIS服務(wù)程序，由GIS服務(wù)程序生成結(jié)果交給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器再把結(jié)果傳遞到用戶端顯示。這種方法的缺點(diǎn)是，對于每一個客戶機(jī)的請求，都要重新啟動一個新的服務(wù)進(jìn)程(這可以通過ServerAPI的方法改進(jìn)，但卻依附于特定的服務(wù)器和操作系統(tǒng))，同時由于網(wǎng)絡(luò)