【正文】 eb Service是面向空間信息處理的Web Service，其主要功能包括空間信息的管理、查詢、空間分析以及輸出最后處理結果。u 更廣泛的訪問范圍 客戶可以同時訪問多個位于不同地方的服務器上的最新數(shù)據(jù)，而這一Internet/Intranet所特有的優(yōu)勢大大方便了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現(xiàn)。而WebGIS能充分利用網(wǎng)絡資源，將基礎性、全局性的處理交由服務器執(zhí)行,而對數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端直接完成。 （5）提供空間信息服務共享環(huán)境。 （11）支持四十余種投影方式和用戶自定義投影。CGI是連接應用軟件和Web服務器的標準技術，HTML的功能擴展，CGI程序與HTML結合實現(xiàn)交互式動態(tài)通信。事實上GIS軟件的所有功能都可以被利用起來。其它的不足之處包括從服務器方面驅動的CGI，必須用某個特定的數(shù)據(jù)庫服務器的專用SQL語言手工編寫數(shù)據(jù)庫接口，網(wǎng)絡安全問題以及有限的交互性問題（即用戶很難直接操作地理實體）。使人們更容易獲取地理數(shù)據(jù)，而且可以減少網(wǎng)絡服務器的信息流量從而使服務器更有效地為更多的用戶服務，因為大多數(shù)用戶的數(shù)據(jù)處理功能可以由網(wǎng)絡瀏覽器插入軟件來完成。事實上Java編譯器產生的是一種獨立于任何操作系統(tǒng)的字節(jié)碼Bitecode，這種字節(jié)碼程序可以在任何一臺Java虛擬機Java Virtual MachineJVM上運行，任何系統(tǒng)只要支持Java虛擬機就可以運行Java程序，而與程序在何種系統(tǒng)下發(fā)展和編譯無關，目前流行的網(wǎng)絡瀏覽器都直接支持Java程序。它在用戶端運行時就象通常的軟件一樣，當需要數(shù)據(jù)時，再通過互聯(lián)網(wǎng)從服務器獲取。與此同時，瀏覽器避開操作系統(tǒng)與運行環(huán)境的差異，以一致的風格面向用戶，不但納紛繁蕪雜的信息于一體，也解決了傳統(tǒng)C/S模式中客戶端應用接口各不相同，客戶不能適應的弊端。這樣客戶可不依賴于瀏覽器通過JDBC向GIS數(shù)據(jù)庫互操作中間件服務器發(fā)出請求，雙方直接建立面向連接的會話過程。 B/S體系的分布式部件互操作模型 傳統(tǒng)模式的C/S體系即所謂的胖客戶器/瘦服務器由于客戶端承擔的任務繁重且無法實現(xiàn)資源的共享而演進為目前所倡導的瘦客戶器/胖服務器模式，許多大型的軟件或數(shù)據(jù)庫開發(fā)商也都針對這種變化推出了相應的商用系統(tǒng)。它提供了純Java的應用級互操作，降低了開發(fā)成本；沒有CORBA那樣龐大，卻可以跨平臺運行；而其跨平臺特性也使其開發(fā)的部件可以針對特定的應用與DCOM等Windows資源結合使用，可謂兩者兼?zhèn)?。由于RMI可以在用戶界面（User Interface）與其他應用服務部件間傳送對象數(shù)據(jù)，所以對用戶而言，不必關心部件的分布，當用戶界面（WebGIS User Intrface）接受到用戶發(fā)出的請求時，根據(jù)消息的類別，對部件的調用就在用戶界面與其他如專題制圖、統(tǒng)計圖、最佳路徑分析、SQL查詢部件的RMI棧間傳送，如同其他遠程過程調用(RPC)系統(tǒng)一樣，這一層用以整理方法參數(shù)并以恰當?shù)母袷椒祷亟Y果。 為支持RMI的應用，RMI使用一種嚴格的小應用程序以便安全管理限制，并為用戶提供了自己的安全管理?？紤]到現(xiàn)行的GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的復雜性，既有文件結構又有關系數(shù)據(jù)庫形式或兼而有之，而不同的關系數(shù)據(jù)庫廠商提供了不盡相同的驅動程序，且沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型或語義模型標準，所以必須借鑒于關系數(shù)據(jù)庫與JDBC或ODBC互連方式，針對空間數(shù)據(jù)管理的特點，構造GIS空間數(shù)據(jù)庫與Web結合的數(shù)據(jù)交換部件，通過此部件實現(xiàn)異質數(shù)據(jù)互操作。用戶可以不必顧及顯示的是何種數(shù)據(jù)，只要給該服務部件相應的消息，⑤即可自動分析、查找及做地理數(shù)據(jù)轉換服務。共分布式管理見下圖。中間件Middleware, 是介于操作系統(tǒng)或硬件平臺和應用軟件(如通信、數(shù)據(jù)庫軟件)之間的一種軟件類型。為了實現(xiàn)這個目標，要求系統(tǒng)具有監(jiān)視和調度整個系統(tǒng)的功能。（二）J2EE技術 J2EE（即Java 2 平臺企業(yè)版）是由Sun公司主持推出的一項中間件技術。由于基于規(guī)范的各J2EE平臺之間具有良好的兼容性， 因此J2EE應用系統(tǒng)可以部署在不同的應用服務器上，無需或只需進行少量的代碼修改。178。換言之，應用組件可以很輕松地實現(xiàn)電子化。迄今為止，還沒有哪個其他標準能獲得如此眾多的中間件供應商的一致支持。216。由于幾乎所有的關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都支持JDBC，因此只需借助必要的JDBC驅動程序，J2EE應用就可以和所有主流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行通信。 作為一個被業(yè)界廣泛采用的中間件標準，J2EE是開發(fā)可伸縮的、具有負載平衡能力的多層分布式跨平臺企業(yè)應用的理想平臺。我們在開發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫的XML地理信息系統(tǒng)需要同時借助XML編程接口和數(shù)據(jù)庫編程接口，前者用于對XML文檔的解析、定位和查詢，所需技術包括XML DOM和SAX；后者則是用于訪問數(shù)據(jù)庫，如數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的更新和檢索等等，需要利用的技術有ODBC、JDBC、ADO等。我們將在下面的主題中對GML進行進一步的介紹。 對客戶端程序開發(fā)來說，根據(jù)不同的客戶端應用，都可以運用XML技術傳輸獨立信息數(shù)據(jù)。已經(jīng)在空間信息和三維顯示上得到廣泛應用的數(shù)據(jù)格式是虛擬現(xiàn)實建模語言VRML (Virtual Reality Markup Language)，現(xiàn)在這些VRML模型元素一樣可以在GML上應用。（4）GML可以實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的分布式存儲 GML對地理數(shù)據(jù)的分發(fā)是非常方便的技術手段，但其作用不止局限與此，同樣可以成為地理數(shù)據(jù)分布式存儲的重要手段。（3）GML封裝了空間地理參考系統(tǒng) 空間地理參考系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的基礎。如前所述，圖形解釋格式包括SVG、VML和X3D等。Office支持輸出圖形為VML，Internet Explorer ，AutoDesk也在AutoCAD Map中支持VML輸出。 OpenGIS Consortium(OGC) 適時推出了GIS的XML標記集GML(Geography Markup Language)，為XML在GIS中的應用提供了良好的規(guī)范化道路，得到了行業(yè)內眾多公司的支持，如Oracle、ESRI、Galdos、MapInfo、CubeWerx等。Java 解決了語言實施的同一，CORBA 解決了通訊協(xié)議的同一，XML 解決了信息表示、關聯(lián)的同一；OO 面向對象是這三者的共同理論基礎。 雖然J2EE平臺的出現(xiàn)早于Web服務技術，但它的可擴展能力使它能很好地適應技術的最新發(fā)展。216。因此，開發(fā)人員所要做的就是為應用項目選擇適當?shù)慕M件模型組合，靈活地開發(fā)和裝配組件，這樣不僅有助于提高應用系統(tǒng)的可擴展性，還能有效地提高開發(fā)速度，縮短開發(fā)周期。 J2EE：Web應用服務器上廣泛采用的標準，可以說，J2EE是首個獲得業(yè)界廣泛認可和采納的中間件標準。178。J2EE組件的分布與服務器環(huán)境無關，所有的資源都可通過分布式目錄進行訪問。 J2EE的核心是一組規(guī)范和指南，定義了一個使用Java語言開發(fā)多層分布式企業(yè)應用系統(tǒng)的標準平臺。u 專用平臺中間件 為特定應用領域設計領域參考模式，建立相應構架，配置相應的構件庫和中間件，為應用服務器開發(fā)和運行特定領域的關鍵任務（如電子商務、網(wǎng)站等）。例如在北京市就要設置各種運載汽車，完成日常的運載，同時要隨時監(jiān)視汽車運行，出現(xiàn)故障時，要有排除措施，發(fā)生堵塞時要進行調度。多介質信息與矢量圖形基于Internet的超媒體鏈接如下圖。具體來說，對于廣東省地圖數(shù)據(jù)庫，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實時更新，就必須在各個縣市建立對應的數(shù)據(jù)庫，而中心服務器借助網(wǎng)絡（如HTTP協(xié)議）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程獲取與橫向動態(tài)拼接。該部件根據(jù)④的消息通過⑥可以獲取相應數(shù)據(jù)格式的地理信息。 基于Java/JDBC構造WebGIS后端異構數(shù)據(jù)庫互操作中間件 OGIS為實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)模型、語義模型或數(shù)據(jù)結構的GIS軟件互操作，制訂了一套地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范,但目前遠未走向實用。這一機制使應用服務部件是在運行從網(wǎng)絡裝載的遠程對象、遠程對象數(shù)據(jù)以及用做參數(shù)的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)各部件的組織通過既定的接口實現(xiàn)，而用戶的調用是動態(tài)的，即只有當部件接口接受到用戶請求時才動態(tài)裝載并處理地理空間信息，這樣瀏覽器端與服務器之間的負載是動態(tài)的，有利于保持平衡狀態(tài)。 目前符合OGIS互操作規(guī)范的有CORBA，DCOM，OPENDOC等。因此JDBC中間件服務器所連接的數(shù)據(jù)源可以是傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫，也可以是GIS文件格式或二者的結合。 (1) 客戶向Web服務器通過HTTP協(xié)議請求數(shù)據(jù)服務，服務器返回HTML方式書寫的服務頁面中的Applet,該頁面以HTML方式書寫。其思想是借助于Java的健壯、安全、易于使用、易于理解的特性，分布應用程序的代碼，將它傳遞給客戶程序，然后在客戶端用戶的計算機上執(zhí)行這些代碼。比較而言，這種方法有許多優(yōu)越之處，容易分發(fā)，不要安裝且可以集中版本控制。互聯(lián)網(wǎng)程序語言的出現(xiàn)標志著WebGIS的開始，目前最普及的互聯(lián)網(wǎng)程序語言是由SUN公司開發(fā)的Java。目前這種插入軟件已被普遍采用，在多媒體領域尤為明顯。但多個用戶同時訪問服務器時，多個CGI備份的同時運行導致服務器負載過重而降低效率，使運行速度大打折扣。例如，可以要求GIS軟件將地圖某個地區(qū)放大，然后將放大后的地圖屏幕圖象傳回給用戶。 WebGIS技術選型 WebGIS基本組成 所謂WebGIS是在INTERNET信息發(fā)布、數(shù)據(jù)共享、交流協(xié)作基礎之上實現(xiàn)GIS的在線查詢和業(yè)務處理等功能，Web分布式交互操作是工作的重心。 （9）遵循OpenGIS規(guī)范，支持點要素、線要素、面要素、體要素、復合要素、融合要素（不同類型空間實體形成一個新的要素，即異構要素）等豐富的要素類型。 （4）提供多源異構數(shù)據(jù)無縫訪問機制。通用的Web瀏覽器無疑是降低操作復雜度的最好選擇。本課題主要是研究WebGIS地理信息系統(tǒng)。 （5）集群服務在一組計算機上運行相同的軟件并虛擬成一臺主機系統(tǒng)為客戶端與應用提供服務。組件是整個架構的核心，它們使用和提供各種可以被發(fā)現(xiàn)的服務。 （3）視圖工具，包括放大，縮小，調整視圖， 以及書簽 。 緩沖分析 緩沖區(qū)分析（buffer）是根據(jù)指定的距離在點、線和多邊形實體周圍自動建立一定寬度的區(qū)域范圍的分析方法。 坐標系統(tǒng) 坐標系統(tǒng)用于修改、轉換專題圖層地理數(shù)據(jù)的坐標系（包括投影坐標系和地理坐標系）。167。這種轉變和互聯(lián)網(wǎng)的快速擴張和普及密切相關，互聯(lián)網(wǎng)提供了分布式軟件構件的應用市場。系統(tǒng)的建立管理和維護以及應用擴展仍然是一件艱難的事情。 新的客戶服務器系統(tǒng)把GIS應用分解為兩個部分：客戶單元和服務器單元。它們基本上是不能與其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的。新的RDBMS也將支持新的對象關系模型(ORACLE)，從而可以更好地支持空間數(shù)據(jù)類型。（3）加速發(fā)展階段（1986——1995年） GIS作為一個全國性的研究與應用領域，進行了有計劃、有目標、有組織的科學試驗與工程建設，取得一定的社會經(jīng)濟效益。到1989年，國際市場上有報價的GIS軟件達70多個，并出現(xiàn)一些有代表性的公司和產品，如美國環(huán)境系統(tǒng)研究所的ARC/INFO，Intergraph公司的MGE，及Genasys公司的Genamap等等； c）數(shù)字地理信息的生產標準化、工業(yè)化和商品化。但是，這種模擬式的、基于紙張的信息系統(tǒng)和信息過程，使得空間相關數(shù)據(jù)的存貯、管理、量算與分析、應用極為不規(guī)范、不方便和效率低下。目前，軟件分會正在倡導和促進建立行業(yè)的自律機制，改變目前無序競爭、惡性競爭的局面，組織起來，維護企業(yè)自身的合法權益。進而發(fā)展新的空間數(shù)據(jù)組織模型，并以此為基礎，結合計算要求來解決存儲模型問題，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫集群和分布式空間數(shù)據(jù)存儲，妥善地解決空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性。到目前為止，GIS年度測評工作已經(jīng)堅持了九年。經(jīng)過十年左右的時間，基本形成了我國的GIS技術體系與軟件產品系列。科技部又于2000年五月召開了“九五”科技攻關國產地理信息系統(tǒng)應用示范工程總結研討會，總結“九五”后三年來在地理信息系統(tǒng)示范應用工作方面的經(jīng)驗，研究今后五年發(fā)展我國地理信息系統(tǒng)軟件產業(yè)的方針和策略，探討如何加快推廣應用的途徑。第一章 WebGIS立項依據(jù) WebGIS產業(yè)政策 1995年，科技部決定，通過國家“九五”科技攻關計劃，推動我國GIS技術的研究與產品開發(fā)，進而形成和發(fā)展我國的GIS軟件產業(yè)。第一章 WebGIS立項依據(jù) 1 WebGIS產業(yè)政策 1 政策引導 1 研發(fā)支持 2 技術導向 3 展望未來 4 WebGIS發(fā)展現(xiàn)狀 6 國外地理信息系統(tǒng)(GIS)應用發(fā)展狀況 6 我國地理信息系統(tǒng)(GIS)應用發(fā)展狀況 8 WebGIS技術先進性，對相關領域技術進步的推動作用 10 WebGIS技術先進性 10 信息技術(IT)對GIS的影響 11 互聯(lián)網(wǎng)上的GIS的構件模型 13 WebGIS目前進展情況 13167。 科技部對GIS產業(yè)發(fā)展的領導和扶植，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。 研發(fā)支持 在政策引導的同時，科技部從“九五”開始，根據(jù)發(fā)展形勢，連續(xù)在國家科技計劃中安排GIS關鍵技術研究、軟件開發(fā)和典型應用示范工程項目，極大地促進了我國在GIS領域的科技進步?？梢哉f，我國GIS產業(yè)發(fā)展的各個階段，科技部的支持與扶植起到了至關重要的作用。從更加廣泛的角度，GIS可以從科學（Geographic Information Science，GIS）、軟件（Geographic Information Software，GIS）和服務（Geographic Information Service，GIS）這三個層次來加以考慮，從而形成集理論與方法、技術與工具、應用與服務為一體的完整的體系。這些問題既相互獨立，又互有關聯(lián)，需要統(tǒng)一考慮，分別解決。目前我國已經(jīng)是GIS的大國，但還不能稱為強國。1956年，奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍數(shù)據(jù)庫，隨后這一技術被各國廣泛應用于土地測繪與地籍管理。（4）地理信息產業(yè)的形成和社會化地理信息系統(tǒng)（Social GIS）的