【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(jié)果。u 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)器上的最新數(shù)據(jù)，而這一Internet/Intranet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)。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,而對(duì)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(wù)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(yīng)用軟件和Web服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，HTML的功能擴(kuò)展，CGI程序與HTML結(jié)合實(shí)現(xiàn)交互式動(dòng)態(tài)通信。事實(shí)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(wù)器方面驅(qū)動(dòng)的CGI，必須用某個(gè)特定的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的專用SQL語言手工編寫數(shù)據(jù)庫接口，網(wǎng)絡(luò)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(shí)體）。使人們更容易獲取地理數(shù)據(jù)，而且可以減少網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的信息流量從而使服務(wù)器更有效地為更多的用戶服務(wù)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)用戶的數(shù)據(jù)處理功能可以由網(wǎng)絡(luò)瀏覽器插入軟件來完成。事實(shí)上Java編譯器產(chǎn)生的是一種獨(dú)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(tái)Java虛擬機(jī)Java Virtual MachineJVM上運(yùn)行，任何系統(tǒng)只要支持Java虛擬機(jī)就可以運(yùn)行Java程序，而與程序在何種系統(tǒng)下發(fā)展和編譯無關(guān)，目前流行的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器都直接支持Java程序。它在用戶端運(yùn)行時(shí)就象通常的軟件一樣，當(dāng)需要數(shù)據(jù)時(shí)，再通過互聯(lián)網(wǎng)從服務(wù)器獲取。與此同時(shí)，瀏覽器避開操作系統(tǒng)與運(yùn)行環(huán)境的差異，以一致的風(fēng)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(yīng)用接口各不相同，客戶不能適應(yīng)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(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，雙方直接建立面向連接的會(huì)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(wù)器由于客戶端承擔(dān)的任務(wù)繁重且無法實(shí)現(xiàn)資源的共享而演進(jìn)為目前所倡導(dǎo)的瘦客戶器/胖服務(wù)器模式，許多大型的軟件或數(shù)據(jù)庫開發(fā)商也都針對(duì)這種變化推出了相應(yīng)的商用系統(tǒng)。它提供了純Java的應(yīng)用級(jí)互操作，降低了開發(fā)成本；沒有CORBA那樣龐大，卻可以跨平臺(tái)運(yùn)行；而其跨平臺(tái)特性也使其開發(fā)的部件可以針對(duì)特定的應(yīng)用與DCOM等Windows資源結(jié)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(yīng)用服務(wù)部件間傳送對(duì)象數(shù)據(jù)，所以對(duì)用戶而言，不必關(guān)心部件的分布，當(dāng)用戶界面（WebGIS User Intrface）接受到用戶發(fā)出的請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)消息的類別，對(duì)部件的調(diào)用就在用戶界面與其他如專題制圖、統(tǒng)計(jì)圖、最佳路徑分析、SQL查詢部件的RMI棧間傳送，如同其他遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC)系統(tǒng)一樣，這一層用以整理方法參數(shù)并以恰當(dāng)?shù)母袷椒祷亟Y(jié)果。 為支持RMI的應(yīng)用，RMI使用一種嚴(yán)格的小應(yīng)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(chǔ)的復(fù)雜性，既有文件結(jié)構(gòu)又有關(guān)系數(shù)據(jù)庫形式或兼而有之，而不同的關(guān)系數(shù)據(jù)庫廠商提供了不盡相同的驅(qū)動(dòng)程序，且沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型或語義模型標(biāo)準(zhǔn)，所以必須借鑒于關(guān)系數(shù)據(jù)庫與JDBC或ODBC互連方式，針對(duì)空間數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)，構(gòu)造GIS空間數(shù)據(jù)庫與Web結(jié)合的數(shù)據(jù)交換部件，通過此部件實(shí)現(xiàn)異質(zhì)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(wù)部件相應(yīng)的消息，⑤即可自動(dòng)分析、查找及做地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)。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(tái)和應(yīng)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(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，要求系統(tǒng)具有監(jiān)視和調(diào)度整個(gè)系統(tǒng)的功能。（二）J2EE技術(shù) J2EE（即Java 2 平臺(tái)企業(yè)版）是由Sun公司主持推出的一項(xiàng)中間件技術(shù)。由于基于規(guī)范的各J2EE平臺(tái)之間具有良好的兼容性， 因此J2EE應(yīng)用系統(tǒng)可以部署在不同的應(yīng)用服務(wù)器上，無需或只需進(jìn)行少量的代碼修改。178。換言之，應(yīng)用組件可以很輕松地實(shí)現(xiàn)電子化。迄今為止，還沒有哪個(gè)其他標(biāo)準(zhǔn)能獲得如此眾多的中間件供應(yīng)商的一致支持。216。由于幾乎所有的關(guān)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(qū)動(dòng)程序，J2EE應(yīng)用就可以和所有主流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行通信。 作為一個(gè)被業(yè)界廣泛采用的中間件標(biāo)準(zhǔn)，J2EE是開發(fā)可伸縮的、具有負(fù)載平衡能力的多層分布式跨平臺(tái)企業(yè)應(yīng)用的理想平臺(tái)。我們?cè)陂_發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫的XML地理信息系統(tǒng)需要同時(shí)借助XML編程接口和數(shù)據(jù)庫編程接口，前者用于對(duì)XML文檔的解析、定位和查詢，所需技術(shù)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(shù)有ODBC、JDBC、ADO等。我們將在下面的主題中對(duì)GML進(jìn)行進(jìn)一步的介紹。 對(duì)客戶端程序開發(fā)來說，根據(jù)不同的客戶端應(yīng)用，都可以運(yùn)用XML技術(shù)傳輸獨(dú)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(yīng)用的數(shù)據(jù)格式是虛擬現(xiàn)實(shí)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(yīng)用。（4）GML可以實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ) GML對(duì)地理數(shù)據(jù)的分發(fā)是非常方便的技術(shù)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(chǔ)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(chǔ)。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(shí)推出了GIS的XML標(biāo)記集GML(Geography Markup Language)，為XML在GIS中的應(yīng)用提供了良好的規(guī)范化道路，得到了行業(yè)內(nèi)眾多公司的支持，如Oracle、ESRI、Galdos、MapInfo、CubeWerx等。Java 解決了語言實(shí)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(guān)聯(lián)的同一；OO 面向?qū)ο笫沁@三者的共同理論基礎(chǔ)。 雖然J2EE平臺(tái)的出現(xiàn)早于Web服務(wù)技術(shù)，但它的可擴(kuò)展能力使它能很好地適應(yīng)技術(shù)的最新發(fā)展。216。因此，開發(fā)人員所要做的就是為應(yīng)用項(xiàng)目選擇適當(dāng)?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(yīng)用系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，還能有效地提高開發(fā)速度，縮短開發(fā)周期。 J2EE：Web應(yīng)用服務(wù)器上廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)，可以說，J2EE是首個(gè)獲得業(yè)界廣泛認(rèn)可和采納的中間件標(biāo)準(zhǔn)。178。J2EE組件的分布與服務(wù)器環(huán)境無關(guān)，所有的資源都可通過分布式目錄進(jìn)行訪問。 J2EE的核心是一組規(guī)范和指南，定義了一個(gè)使用Java語言開發(fā)多層分布式企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。u 專用平臺(tái)中間件 為特定應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)領(lǐng)域參考模式，建立相應(yīng)構(gòu)架，配置相應(yīng)的構(gòu)件庫和中間件，為應(yīng)用服務(wù)器開發(fā)和運(yùn)行特定領(lǐng)域的關(guān)鍵任務(wù)（如電子商務(wù)、網(wǎng)站等）。例如在北京市就要設(shè)置各種運(yùn)載汽車，完成日常的運(yùn)載，同時(shí)要隨時(shí)監(jiān)視汽車運(yùn)行，出現(xiàn)故障時(shí)，要有排除措施，發(fā)生堵塞時(shí)要進(jìn)行調(diào)度。多介質(zhì)信息與矢量圖形基于Internet的超媒體鏈接如下圖。具體來說，對(duì)于廣東省地圖數(shù)據(jù)庫，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)更新，就必須在各個(gè)縣市建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，而中心服務(wù)器借助網(wǎng)絡(luò)（如HTTP協(xié)議）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程獲取與橫向動(dòng)態(tài)拼接。該部件根據(jù)④的消息通過⑥可以獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)格式的地理信息。 基于Java/JDBC構(gòu)造WebGIS后端異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作中間件 OGIS為實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)模型、語義模型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(yuǎn)未走向?qū)嵱?。這一機(jī)制使應(yīng)用服務(wù)部件是在運(yùn)行從網(wǎng)絡(luò)裝載的遠(yuǎn)程對(duì)象、遠(yuǎn)程對(duì)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(shí)現(xiàn)，而用戶的調(diào)用是動(dòng)態(tài)的，即只有當(dāng)部件接口接受到用戶請(qǐng)求時(shí)才動(dòng)態(tài)裝載并處理地理空間信息，這樣瀏覽器端與服務(wù)器之間的負(fù)載是動(dòng)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(wù)器所連接的數(shù)據(jù)源可以是傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，也可以是GIS文件格式或二者的結(jié)合。 (1) 客戶向Web服務(wù)器通過HTTP協(xié)議請(qǐng)求數(shù)據(jù)服務(wù)，服務(wù)器返回HTML方式書寫的服務(wù)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(yīng)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(jì)算機(jī)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?；ヂ?lián)網(wǎng)程序語言的出現(xiàn)標(biāo)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(lǐng)域尤為明顯。但多個(gè)用戶同時(shí)訪問服務(wù)器時(shí)，多個(gè)CGI備份的同時(shí)運(yùn)行導(dǎo)致服務(wù)器負(fù)載過重而降低效率，使運(yùn)行速度大打折扣。例如，可以要求GIS軟件將地圖某個(gè)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(shù)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(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)GIS的在線查詢和業(yè)務(wù)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(diǎn)要素、線要素、面要素、體要素、復(fù)合要素、融合要素（不同類型空間實(shí)體形成一個(gè)新的要素，即異構(gòu)要素）等豐富的要素類型。 （4）提供多源異構(gòu)數(shù)據(jù)無縫訪問機(jī)制。通用的Web瀏覽器無疑是降低操作復(fù)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(wù)在一組計(jì)算機(jī)上運(yùn)行相同的軟件并虛擬成一臺(tái)主機(jī)系統(tǒng)為客戶端與應(yīng)用提供服務(wù)。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)。 （3）視圖工具，包括放大，縮小，調(diào)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(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。 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）。167。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)。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。 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。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(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）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。到1989年，國際市場(chǎng)上有報(bào)價(jià)的GIS軟件達(dá)70多個(gè)，并出現(xiàn)一些有代表性的公司和產(chǎn)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(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(guān)數(shù)據(jù)的存貯、管理、量算與分析、應(yīng)用極為不規(guī)范、不方便和效率低下。目前，軟件分會(huì)正在倡導(dǎo)和促進(jìn)建立行業(yè)的自律機(jī)制，改變目前無序競(jìng)爭、惡性競(jìng)爭的局面，組織起來，維護(hù)企業(yè)自身的合法權(quán)益。進(jìn)而發(fā)展新的空間數(shù)據(jù)組織模型，并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算要求來解決存儲(chǔ)模型問題，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫集群和分布式空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，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(cè)評(píng)工作已經(jīng)堅(jiān)持了九年。經(jīng)過十年左右的時(shí)間，基本形成了我國的GIS技術(shù)體系與軟件產(chǎn)品系列?？萍疾坑钟?000年五月召開了“九五”科技攻關(guān)國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用示范工程總結(jié)研討會(huì)，總結(jié)“九五”后三年來在地理信息系統(tǒng)示范應(yīng)用工作方面的經(jīng)驗(yàn)，研究今后五年發(fā)展我國地理信息系統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)的方針和策略，探討如何加快推廣應(yīng)用的途徑。第一章 WebGIS立項(xiàng)依據(jù) WebGIS產(chǎn)業(yè)政策 1995年，科技部決定，通過國家“九五”科技攻關(guān)計(jì)劃，推動(dòng)我國GIS技術(shù)的研究與產(chǎn)品開發(fā)，進(jìn)而形成和發(fā)展我國的GIS軟件產(chǎn)業(yè)。第一章 WebGIS立項(xiàng)依據(jù) 1 WebGIS產(chǎn)業(yè)政策 1 政策引導(dǎo) 1 研發(fā)支持 2 技術(shù)導(dǎo)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(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r 6 我國地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r 8 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 10 WebGIS技術(shù)先進(jìn)性 10 信息技術(shù)(IT)對(duì)GIS的影響 11 互聯(lián)網(wǎng)上的GIS的構(gòu)件模型 13 WebGIS目前進(jìn)展情況 13167。 科技部對(duì)GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)和扶植，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 研發(fā)支持 在政策引導(dǎo)的同時(shí)，科技部從“九五”開始，根據(jù)發(fā)展形勢(shì)，連續(xù)在國家科技計(jì)劃中安排GIS關(guān)鍵技術(shù)研究、軟件開發(fā)和典型應(yīng)用示范工程項(xiàng)目，極大地促進(jìn)了我國在GIS領(lǐng)域的科技進(jìn)步?？梢哉f，我國GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各個(gè)階段，科技部的支持與扶植起到了至關(guān)重要的作用。從更加廣泛的角度，GIS可以從科學(xué)（Geographic Information Science，GIS）、軟件（Geographic Information Software，GIS）和服務(wù)（Geographic Information Service，GIS）這三個(gè)層次來加以考慮，從而形成集理論與方法、技術(shù)與工具、應(yīng)用與服務(wù)為一體的完整的體系。這些問題既相互獨(dú)立，又互有關(guān)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(qiáng)國。1956年，奧地利測(cè)繪部門首先利用電子計(jì)算機(jī)建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫，隨后這一技術(shù)被各國廣泛應(yīng)用于土地測(cè)繪與地籍管理。（4）地理信息產(chǎn)業(yè)的形成和社會(huì)化地理信息系統(tǒng)（Social GIS）的