【正文】 息產(chǎn)業(yè)的形成和社會(huì)化地理信息系統(tǒng)（Social GIS）的出現(xiàn) 90年代以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及國民經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，地理信息系統(tǒng)作為大的地理信息中心，進(jìn)入日常辦公室和千家萬戶之中，從面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的項(xiàng)目開發(fā)到綜合性城市與區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展研究，從政府行為、學(xué)術(shù)行為發(fā)展到公民行為和信息民主，成為信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。 我國地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r 我國對(duì)GIS的研究起步較晚，但是近二十年來，在各級(jí)政府和有關(guān)人士的大力呼吁和促動(dòng)下，我國的地理信息系統(tǒng)事業(yè)突飛猛進(jìn)，成績(jī)巨大。我國GIS的發(fā)展也可以劃分為四個(gè)階段。（1）起步階段（1978——1980年） 主要行動(dòng)在于概念引入和知識(shí)傳播，以及關(guān)于遙感分析、制圖和數(shù)字地面模型的試驗(yàn)研究。（2）準(zhǔn)備階段（1980——1985年） 主要在理論體系的建立，軟、硬件的引進(jìn)，相應(yīng)規(guī)范的研究，局部系統(tǒng)或試驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)上取得進(jìn)步，為GIS的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（3）加速發(fā)展階段（1986——1995年） GIS作為一個(gè)全國性的研究與應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)行了有計(jì)劃、有目標(biāo)、有組織的科學(xué)試驗(yàn)與工程建設(shè)，取得一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。主要表現(xiàn)在： a）GIS教育與知識(shí)傳播的熱浪此起彼伏，GIS成為空間相關(guān)領(lǐng)域的熱門話題； b）GIS建設(shè)引起各級(jí)政府高度重視，其發(fā)展機(jī)制由學(xué)術(shù)推動(dòng)演變?yōu)檎苿?dòng)； c）部分城市和沿海地區(qū)GIS建設(shè)率先進(jìn)入實(shí)施階段，并取得階段性成果； d）出現(xiàn)商品化的國產(chǎn)GIS軟件、硬件品牌；出現(xiàn)專門的GIS的管理中心、研究機(jī)構(gòu)與公司；出現(xiàn)專門的GIS協(xié)會(huì)，涌現(xiàn)一批GIS專門人才；出現(xiàn)專門的刊物與展示會(huì)；初步形成全國性的GIS市場(chǎng)； e）在應(yīng)用模式、行業(yè)模式和管理方面作了有益的探索。（4）地理信息產(chǎn)業(yè)化階段（1995——現(xiàn)在） 目前，我國GIS的發(fā)展正處于向產(chǎn)業(yè)化階段過渡的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。能否借助國際大氣候的東風(fēng)，倚重國內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大好形勢(shì)，搭乘全球信息高速公路的快車，實(shí)現(xiàn)地理信息產(chǎn)業(yè)化和國民經(jīng)濟(jì)信息化，這是國內(nèi)地理信息界人士面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn)和千載難逢的機(jī)遇。而在這一過程中，一方面需要探索建立一套政府宏觀調(diào)控與市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合的地理信息產(chǎn)業(yè)模式，另一方面，則要充分總結(jié)和借鑒國內(nèi)外地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，建立起行之有效的地理信息系統(tǒng)工程學(xué)的理論、方法與管理模式，推動(dòng)地理信息系統(tǒng)在社會(huì)主義各項(xiàng)事業(yè)中更加深入和廣泛的應(yīng)用。 WebGIS技術(shù)先進(jìn)性，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用 WebGIS技術(shù)先進(jìn)性（1）開放GIS的研究 開放GIS研究的目的是保證用戶可以存取廣泛分布在網(wǎng)絡(luò)上的GIS數(shù)據(jù)和處理單元，而不考慮數(shù)據(jù)和處理的源地和規(guī)格。一個(gè)由用戶和開發(fā)商組成的聯(lián)盟(OGIS)已經(jīng)成立并開始為GIS的互操作與數(shù)據(jù)共享制訂標(biāo)準(zhǔn)。（2）關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RDBMS)和GIS的結(jié)合 利用RDBMS存儲(chǔ)GIS數(shù)據(jù)，并通過RDBMS存取和操縱這些數(shù)據(jù)。新的RDBMS也將支持新的對(duì)象關(guān)系模型(ORACLE)，從而可以更好地支持空間數(shù)據(jù)類型。（3）GIS構(gòu)件(Component)的開發(fā) 原來的巨型GIS系統(tǒng)現(xiàn)在正迅速走向構(gòu)件化，分解為基本的GIS構(gòu)件。標(biāo)準(zhǔn)的包裝技術(shù)(Wrapper)已經(jīng)出現(xiàn)，從而使GIS應(yīng)用的開發(fā)者可以利用這些元件快速地組裝GIS應(yīng)用軟件。（4）互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，尤其是萬維網(wǎng)(WWW)，已經(jīng)成為GIS的新的操作平臺(tái) GIS在互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用目前主要集中在空間數(shù)據(jù)的發(fā)放，地址的查詢和地圖的顯示，并開始出現(xiàn)更為復(fù)雜的GIS應(yīng)用。將來會(huì)允許對(duì)專家功能系統(tǒng)的存取。 信息技術(shù)(IT)對(duì)GIS的影響 最近15年里，工業(yè)界和應(yīng)用部門在設(shè)計(jì)開發(fā)和維護(hù)大型的GIS軟件和應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)發(fā)生了很大的變化。最初，我們使用的是大型的基于主機(jī)系統(tǒng)(例如VAX11系列)的GIS軟件和應(yīng)用。這些系統(tǒng)都包含有各自獨(dú)特的顯示單元，功能模塊和數(shù)據(jù)存取單元。它們基本上是不能與其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的。為了使不同系統(tǒng)的用戶能夠存取相同的數(shù)據(jù)，通常的做法是在不同的系統(tǒng)里存儲(chǔ)同樣數(shù)據(jù)的多個(gè)備份。這種巨無霸系統(tǒng)只能是低效和高代價(jià)的。在信息技術(shù)的其他領(lǐng)域，它很快就讓位于關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)和客戶服務(wù)器模型的系統(tǒng)。這樣的客戶服務(wù)器系統(tǒng)通過利用網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、圖形用戶界面和關(guān)系數(shù)據(jù)庫把集中式的巨無霸系統(tǒng)分解為較小的單元，從而簡(jiǎn)化了復(fù)雜的信息系統(tǒng)的開發(fā)與管理。然而在GIS領(lǐng)域，這種轉(zhuǎn)變?cè)谧罱鼛啄瓴虐l(fā)生。這和GIS最初局限于制圖和地學(xué)應(yīng)用有關(guān)。直到最近幾年，由于GIS的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了純粹的地學(xué)范疇，市場(chǎng)的擴(kuò)大促使信息工業(yè)的積極介入，并主導(dǎo)了GIS在技術(shù)上的發(fā)展方向。 新的客戶服務(wù)器系統(tǒng)把GIS應(yīng)用分解為兩個(gè)部分：客戶單元和服務(wù)器單元?？蛻魡卧☉?yīng)用的表達(dá)單元(圖形用戶接口)和部分功能單元(分析，轉(zhuǎn)換，制圖等等)。服務(wù)器單元是GIS的功能單元(分析，轉(zhuǎn)換，制圖等等)的組合。數(shù)據(jù)存取單元可以放在客戶端或者服務(wù)器端。這僅僅取決于實(shí)現(xiàn)的策略。從現(xiàn)有的客戶服務(wù)器模式的GIS系統(tǒng)來看，通常是服務(wù)器端只包括數(shù)據(jù)的存取單元，而所有的功能單元和GUI都放在客戶端；或者把部分分析功能放在服務(wù)器端(例如Esri，Bentley，Mapinfo等的相關(guān)產(chǎn)品)。具體而言，這種模式實(shí)際上是利用了中間件技術(shù)，使GIS作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RDBMS)的前端應(yīng)用，其間的聯(lián)結(jié)部分就是數(shù)據(jù)存取單元。 顯然，這樣的客戶服務(wù)器解決方案只是簡(jiǎn)單地把原來的巨無霸系統(tǒng)變成了兩個(gè)仍然巨大的系統(tǒng)。系統(tǒng)的建立管理和維護(hù)以及應(yīng)用擴(kuò)展仍然是一件艱難的事情。我們還必須一遍又一遍地重復(fù)編寫已有的功能，代碼的再利用是件很困難的事。通常這意味著代碼的拷貝、修改和再開發(fā)。因此，一部分代碼的改變可能會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)代碼的修改。 第二次轉(zhuǎn)變是從經(jīng)典的客戶服務(wù)器計(jì)算模型轉(zhuǎn)變到以構(gòu)件開發(fā)為基礎(chǔ)的分布式計(jì)算模型(Componentbased Distributed Computing Model)，信息工業(yè)用了很長的時(shí)間完成這種轉(zhuǎn)變(這個(gè)過程仍然還在繼續(xù))，而GIS這一次卻緊緊地跟上了信息產(chǎn)業(yè)的腳步。新的模型把現(xiàn)在仍然龐大的兩段式客戶服務(wù)器GIS分解成可自我管理的構(gòu)件(或稱對(duì)象)。這些構(gòu)件之間可以跨網(wǎng)絡(luò)和跨操作系統(tǒng)進(jìn)行互操作(雖然目前還未見到這樣的GIS構(gòu)件出現(xiàn)，但已經(jīng)有很多基于單一的操作系統(tǒng)平臺(tái)的GIS構(gòu)件出現(xiàn)在市場(chǎng))。應(yīng)用開發(fā)人員可以很容易地通過對(duì)這些構(gòu)件的組裝去發(fā)展新的應(yīng)用和軟件。這種轉(zhuǎn)變和互聯(lián)網(wǎng)的快速擴(kuò)張和普及密切相關(guān)，互聯(lián)網(wǎng)提供了分布式軟件構(gòu)件的應(yīng)用市場(chǎng)。 互聯(lián)網(wǎng)上的GIS的構(gòu)件模型 GIS第二次技術(shù)上的轉(zhuǎn)變的核心是構(gòu)件化(Componentization)，即把已有的GIS分解為可互操作的自我管理的構(gòu)件。它們建立在分布式的對(duì)象結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，應(yīng)用了最新的分布式技術(shù)(例如OMG的CORBA和Microsoft的OLE/COM，以及SUN的Java技術(shù))。然而，基于構(gòu)件技術(shù)的GIS設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的巨無霸式系統(tǒng)或兩段式客戶服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)有不同的方法和模式，其基本的框架結(jié)構(gòu)也有差異。例如，傳統(tǒng)的GIS模型包括十個(gè)功能單元：獲取，轉(zhuǎn)換，驗(yàn)證和編輯，存儲(chǔ)，重購，綜合，變換，查詢，分析及表現(xiàn)，然而，由于存儲(chǔ)和查詢部分現(xiàn)在已納入RDBMS，因此，在一個(gè)以萬維網(wǎng)為平臺(tái)的分布式GIS中基本的框架結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)是有區(qū)別的。 WebGIS目前進(jìn)展情況完成基礎(chǔ)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室改、擴(kuò)建, 硬件和實(shí)驗(yàn)室裝修, 實(shí)驗(yàn)室軟件和硬件購買,軟件測(cè)試環(huán)境的搭建, 項(xiàng)目運(yùn)作、后勤支援。在江西電信機(jī)房設(shè)置了進(jìn)行軟件研發(fā)與測(cè)試的專用服務(wù)器，業(yè)已形成北京、廣州、南昌三地跨越地域限制的不間斷信息傳遞、交流、研發(fā)、測(cè)試和協(xié)作的工作格局。完成包含地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)、地理信息圖庫、地理信息數(shù)據(jù)交換引擎、地理信息關(guān)系數(shù)據(jù)庫、地理信息展示組件等部分系統(tǒng)的研發(fā)和系統(tǒng)測(cè)試。167。第二章 WebGIS技術(shù)方案 WebGIS基礎(chǔ)平臺(tái)功能設(shè)計(jì) 編輯專題 專題也叫地圖，是具有特定意義的圖層的組合，編輯專題（地圖）具有如下功能： （1）左邊顯示專題所包含的圖層列表，右邊是整體地圖的顯示； （2）可以在專題中添加或刪除圖層； （3）可以調(diào)整顯示順序；專題區(qū) （4）可以添加一個(gè)新的專題； （5）可以修改專題的屬性信息。 圖層的顯示與隱藏 通過操作左邊圖層列表的顯示屬性方框，可以選擇查看或隱藏不同的圖層， 從而可以通過不同的組合方式（顯示或隱藏圖層）實(shí)現(xiàn)不同的圖層疊加效果。 地圖瀏覽操作 使用顯示工具條可以對(duì)地圖進(jìn)行放大、縮小、顯示全圖、狀態(tài)前進(jìn)、狀態(tài)后退、書簽管理、顯示網(wǎng)格、顯示注記、要素的Info信息等操作。 圖層屬性表（1）查看圖層的屬性表，可以對(duì)查看的要素進(jìn)行過濾；（2）設(shè)置屬性表的結(jié)構(gòu)，對(duì)屬性表字段進(jìn)行增加、刪除；（3）對(duì)記錄進(jìn)行增刪操作； （4）可方便直接的修改屬性值。屬性表 圖層的屬性 查看圖層的屬性。包括對(duì)圖層定義查詢過濾條件，定義圖層的選擇方式，設(shè)置圖層數(shù)據(jù)來源、定義圖層的Info字段、設(shè)置圖層之間的關(guān)聯(lián)，以及管理圖層的標(biāo)簽注記。 專題的屬性 專題屬性對(duì)話框，包括對(duì)專題坐標(biāo)系統(tǒng)的管理，修改專題圖層的外包矩形，對(duì)圖框顯示效果的修改、與圖幅相關(guān)的設(shè)置、對(duì)線是格網(wǎng)的控制。 坐標(biāo)系統(tǒng) 坐標(biāo)系統(tǒng)用于修改、轉(zhuǎn)換專題圖層地理數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系（包括投影坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系）。 查詢系統(tǒng) 通過定義對(duì)Info信息的查詢SQL語句，完成對(duì)圖層要素的過濾查詢，實(shí)現(xiàn)檢索給定屬性條件的空間要素。 如查找“面積大于500畝”的“鹽堿地”， 在背景的地圖上將高亮顯示面積大于500畝的煙堿地， 使用比較方便。 空間運(yùn)算 對(duì)不同圖層進(jìn)行的疊加分析，分析結(jié)果以新的圖層顯示。包括點(diǎn)在線上、點(diǎn)在線外、點(diǎn)在面上、點(diǎn)在面外、線線相交、線面相交等空間疊加的所有運(yùn)算。 線圖層轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)圖層 把線圖層轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)圖層，可以對(duì)線圖層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。 網(wǎng)絡(luò)分析——最短路徑 網(wǎng)絡(luò)分析包括：路徑分析、游歷、流量分析、追蹤。最短路徑分析是在網(wǎng)絡(luò)圖層種選擇兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)，通過分析查找出經(jīng)過節(jié)點(diǎn)的最短的路線。 緩沖分析 緩沖區(qū)分析（buffer）是根據(jù)指定的距離在點(diǎn)、線和多邊形實(shí)體周圍自動(dòng)建立一定寬度的區(qū)域范圍的分析方法。它生成以給定地物（點(diǎn)， 線，面）為中心，不超過給定距離所形成面對(duì)象。 例如，在環(huán)境治理中，常在污染的河流周圍劃出一定寬度的范圍表示受到污染的區(qū)域；又如在飛機(jī)場(chǎng)，常根據(jù)健康需要在周圍劃分出一定范圍的區(qū)域作為非居住區(qū)，等等。 根據(jù)緩沖對(duì)象的幾何形態(tài)又可劃分為點(diǎn)、線和多邊形實(shí)體的緩沖區(qū)分析。WebGIS 具備全部的分析功能，除了為單個(gè)對(duì)象建立緩沖區(qū)分析外，還為一組對(duì)象進(jìn)行緩沖區(qū)分析生成一個(gè)或多個(gè)緩沖區(qū)。緩沖分析生成結(jié)果如下： 新圖層的編輯 首先可以新建各種圖層(如點(diǎn)圖層，線圖層, 面圖層等 ), 可以在選中圖層上做一系列操作, 如在點(diǎn)圖層上新建點(diǎn)實(shí)體, 在線圖層上做各種相關(guān)操作, 如添加/刪除控制點(diǎn), 裁減線段, 以及旋轉(zhuǎn),鏡象等操作, 對(duì)于面圖層可以創(chuàng)建帶內(nèi)環(huán)的面對(duì)象以及切割旋轉(zhuǎn)等操作。 編輯工具 編輯工具主要包括: （1）線編輯工具, 包括各種線相關(guān)操作,具體見下圖。 （2）繪圖工具，包括創(chuàng)建圖元 ( 點(diǎn)，先，面 )，旋轉(zhuǎn)， 鏡像圖元等操作。 （3）視圖工具，包括放大，縮小，調(diào)整視圖， 以及書簽 。 坐標(biāo)編輯 鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊選中圖元， 在彈出選中控制點(diǎn)坐標(biāo)選項(xiàng)，然后可以看見一個(gè)彈出對(duì)話框，在對(duì)話框左側(cè)動(dòng)態(tài)記錄了選中圖元的控制點(diǎn)坐標(biāo)，同時(shí)提供了一個(gè)可以靜態(tài)修改控制點(diǎn)坐標(biāo)的方法，即選種左邊的一個(gè)坐標(biāo)， 在右側(cè)輸入新的坐標(biāo)，按修改即可保存設(shè)置。 三維瀏覽 提供各種不同的視角對(duì)地圖進(jìn)行觀測(cè)，通過貼圖紋理可以真實(shí)的再現(xiàn)真實(shí)的場(chǎng)景， 可以制作地物模型，根據(jù)地物模型坐標(biāo)進(jìn)行地物查詢，同時(shí)可以方便的通過定義路徑在三維地圖上空進(jìn)行游覽，瀏覽結(jié)果可以存為圖象也可錄制為AVI。 下面圖形分別為自然地物景觀和香港一角，其中的樓房為建模生成。 三維模擬 第一副圖為某城市發(fā)生9級(jí)地震（紅點(diǎn)為震中），第二副圖為地震過程中房屋正在倒塌情況。 WebGIS技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)，項(xiàng)目完成時(shí)達(dá)到的技術(shù)水平 WebGIS技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)我們提出的新一代WebGIS技術(shù)框架——面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)地理信息平臺(tái)框架，基于Web Service技術(shù)（如圖）。 在新的框架中，軟件以服務(wù)的方式提供使用，服務(wù)即是軟件，軟件即是服務(wù)。面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)地理信息平臺(tái)框架是一個(gè)動(dòng)態(tài)性的、分布式和面向服務(wù)的系統(tǒng)框架。組件是整個(gè)架構(gòu)的核心，它們使用和提供各種可以被發(fā)現(xiàn)的服務(wù)。每個(gè)組件是可管理的、可重用功能的邏輯單元。 架構(gòu)的核心被劃分成六個(gè)主要的服務(wù)類別：基于專業(yè)GIS組件的地圖服務(wù)和空間分析服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)，系統(tǒng)配置服務(wù)，容器服務(wù)/應(yīng)用服務(wù)，群集服務(wù)，Web服務(wù)、可視化網(wǎng)絡(luò)控件服務(wù)，遠(yuǎn)程管理服務(wù)。 在新一代WebGIS的技術(shù)框架中： （1）專業(yè)GIS組件、地圖服務(wù)/空間分析引擎組件、網(wǎng)絡(luò)通訊組件，作為整個(gè)框架的基石，為網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)器提供了分布式計(jì)算能力和基于地圖運(yùn)算的地圖服務(wù)/空間分析引擎能力，地理信息服務(wù)器是框架的核心和樞紐，根據(jù)請(qǐng)求負(fù)責(zé)地圖服務(wù)/空間分析引擎的調(diào)度。GIS Web Service組件，GIS Web Controls控件以及其他實(shí)用Web應(yīng)用程序依賴于地理信息服務(wù)器提供的服務(wù)，是和用戶交互的UI界面和編程接口，是二次開發(fā)的基礎(chǔ)。 （2）地圖服務(wù)/空間分析引擎是基于契約設(shè)計(jì)的引擎顆粒級(jí)別的組件，它對(duì)GIS組件進(jìn)行了功能封裝和重組，是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的可重用高級(jí)組件，具有元數(shù)據(jù)描述信息，可以實(shí)現(xiàn)靈活配置和動(dòng)態(tài)加載。 （3） Remoting技術(shù)構(gòu)建，