【導(dǎo)讀】袂膃艿薆螈膂莁荿蚄膁肁薄蝕膀芃蕆罿腿蒞螞裊腿蒈蒅螁膈膇蟻蚇芇艿蒄羅芆莂蠆袁芅蒄蒂螇芄芄蚇螃袁莆薀蠆袀蒈螆羈衿膈薈襖袈芀螄螀袇莃薇蚆羇蒅莀羅羆膅薅袁羅莇莈袆羄葿蚃螂羃腿蒆蚈芁螞羇羈莃蒄袃羈蒆蝕蝿肀膅蒃蚅聿羋蚈薁肈蒀蒁羀肇膀螆袆肆節(jié)蕿螂肅莄螅蚈肅蕆薈羆肄膆莀袂膃艿薆螈膂莁荿蚄膁肁薄蝕膀芃蕆罿腿蒞螞裊腿蒈蒅螁膈膇蟻蚇芇艿蒄羅芆莂蠆袁芅蒄蒂螇芄芄蚇螃袁莆薀蠆袀蒈螆羈衿膈薈襖袈芀螄螀袇莃薇蚆羇蒅莀羅羆膅薅袁羅莇莈袆羄葿蚃螂羃腿蒆蚈芁螞羇羈莃蒄袃羈蒆蝕蝿肀膅蒃蚅聿羋蚈薁肈蒀蒁羀肇膀螆袆肆節(jié)蕿螂肅莄螅蚈肅蕆薈羆肄膆莀袂膃艿薆螈膂莁荿蚄膁肁薄蝕膀芃蕆罿腿蒞螞裊腿蒈蒅螁膈膇蟻蚇芇艿蒄羅芆莂蠆袁芅蒄蒂螇芄芄蚇螃袁莆薀蠆袀蒈螆羈衿膈薈襖袈芀螄螀袇莃薇蚆羇蒅莀羅羆膅薅袁羅莇莈袆羄葿蚃螂羃腿蒆蚈芁螞羇羈莃蒄袃羈蒆蝕蝿肀膅蒃蚅聿羋蚈薁肈蒀蒁羀肇膀螆袆肆節(jié)蕿螂肅莄螅蚈肅蕆薈羆肄膆莀袂膃艿薆螈膂莁荿蚄膁肁薄蝕膀芃蕆罿腿蒞

　　

【正文】 濟(jì)咨詢(xún)、災(zāi)難損失猜測(cè)、投資評(píng)價(jià)、政府治理和軍事等與地理坐標(biāo)相關(guān)的幾乎所有領(lǐng)域。 GIS 技術(shù)依托的主要工具和平臺(tái)是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)設(shè)備。進(jìn)入 90 年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)微處理器的處理速度愈來(lái)愈快，性能價(jià)格比更高；其存儲(chǔ)器能實(shí)現(xiàn)將大型文件映射至內(nèi)存的能力，并且能存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)。此外，隨著多媒體技術(shù)、空間技術(shù)、虛擬實(shí)景、數(shù)字測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技 術(shù)、三維圖形芯片、大容量光盤(pán)技術(shù)及寬頻光纖通訊技術(shù)的突破性進(jìn)展，消除數(shù)據(jù)通訊瓶頸的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建立，以及能夠提供接近實(shí)時(shí)對(duì)地觀測(cè)圖像的高分辨、高光譜、短周期遙感衛(wèi)星的大量發(fā)射，這些為 GIS 技術(shù)的廣泛、深入應(yīng)用展示了更加光明的前景。同時(shí)，也使當(dāng)前的 GIS 已不能滿(mǎn)足信息時(shí)代、數(shù)字時(shí)代的要求，目前 GIS 總體上呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、開(kāi)放性、虛擬現(xiàn)實(shí)、集成化、空間多維性等發(fā)展趨勢(shì)。 WebGIS 技術(shù) WebGIS介紹 WebGIS 是 GIS技術(shù)與 WWW技術(shù)的結(jié)合，是在 Inter網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一種傳輸、存儲(chǔ)、處理、分析和顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。稱(chēng)之為 WebGIS的原因是大多數(shù)客戶(hù)端應(yīng)用采用了 WWW協(xié)議。在 Inter的支持下，根據(jù) TCP/IP和 HTTP協(xié)議， WebGIS把支持標(biāo)準(zhǔn)的 HTML的瀏覽器作為統(tǒng)一的客戶(hù)端，所以狹義地講 WebGIS是一種在 Inter上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，其核心是將 GIS功能嵌入到滿(mǎn)足 HTTP和 TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的 Inter應(yīng)用體系中，實(shí)現(xiàn) Inter環(huán)境下地理信息的有效管理和處理。與傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)相比較， WebGIS有如下特點(diǎn)： 5 東北 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介 (1) 更廣泛的客戶(hù)訪問(wèn)范圍。客戶(hù)可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)，而 Inter所特有的優(yōu)勢(shì)大大擴(kuò)展了 GIS的數(shù)據(jù)的處理能力，增強(qiáng)了空間數(shù)據(jù)的時(shí)效性。 (2) 客戶(hù)端的平臺(tái)獨(dú)立性。無(wú)論客戶(hù)機(jī)是何種操作系統(tǒng)，只要支持通用的 Web瀏覽器，用戶(hù)就可以訪問(wèn) GIS數(shù)據(jù)及服務(wù)器所提供的服務(wù)。 (3) 更簡(jiǎn)單的操作。要推廣 GIS，使 GIS 系統(tǒng)為廣大的普通用戶(hù)所接受，而不僅僅局限于少數(shù)受 過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的用戶(hù)，就要降低對(duì)系統(tǒng)的操作難度。通過(guò) Web瀏覽器提供友好的用戶(hù)界面無(wú)疑是一種很好的選擇。 (4) 更高效的計(jì)算負(fù)載平衡。傳統(tǒng)的 GIS大都使用文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)的處理方式，其處理能力完全依賴(lài)客戶(hù)端，效率較低。而當(dāng)今的一些高級(jí)的 WebGIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將復(fù)雜的處理交由服務(wù)器處理，而簡(jiǎn)單的操作則由客戶(hù)端直接完成。這種計(jì)算能靈活地在服務(wù)器端和客戶(hù)端之間合理地分配處理任務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率，提高了系統(tǒng)的性能。 (5) 分布式的系統(tǒng)。 Inter的一個(gè)特點(diǎn)就是它可以訪問(wèn)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)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) Inter 的不同計(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， WebGIS 利用 Inter 的這種分布式系統(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，用戶(hù)可以從網(wǎng)絡(luò)的任何地方訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，不需要在本地計(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給用戶(hù)，達(dá)到實(shí)時(shí)部署的性能。 (6) 動(dòng)態(tài)性。由于 WebGIS 是分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序部署在不同的計(jì)算機(jī)上，隨時(shí)可能被管理員更新，對(duì)于 Inter上的每一個(gè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，都能得到最新的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的最新版本，只要數(shù)據(jù)源發(fā)生變化，和數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)連接將保持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。 (7) 交互性。 WebGIS 可使用戶(hù)在 Inter 上操作 GIS 地圖和數(shù)據(jù)，用 Web 瀏覽器 (IE， Netscape 等 )執(zhí)行部分基本的 GIS功能：如縮放，漫游，查詢(xún)和標(biāo)注，甚至可以執(zhí)行空間查詢(xún)：如 “離你最近的旅館或飯店在哪兒 ”，或者更先進(jìn)的空間分析：比如緩沖分析和網(wǎng)絡(luò)分析等。在 Web 上使用 WebGIS 就和在本地計(jì)算機(jī)上使用桌面 GIS軟件一樣。 (8) 經(jīng)濟(jì)性。一般專(zhuān)業(yè)的 GIS 軟件 非常昂貴，而對(duì)于普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，只使用一些最基本的功能，想購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)業(yè)軟件顯得不太可能，也不經(jīng)濟(jì)。 WebGIS在客戶(hù)端只需要瀏覽器， GIS數(shù)據(jù)和 GIS軟件的管理與維護(hù)基本上由服務(wù)器完成，因此系統(tǒng)成本比以往全套 GIS軟件平臺(tái)要少得多，客戶(hù)端軟件的簡(jiǎn)單化節(jié)省的維護(hù)費(fèi) 6 東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介 用也是很可觀的。 WebGIS協(xié)議介紹 開(kāi)放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)（ Open GIS Consortium, OGC）是非營(yíng)利、國(guó)際自發(fā)性、研究地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際組織。 OGC 所提供的規(guī)范是幫助 GIS 開(kāi)發(fā)者創(chuàng)造一個(gè)高效、無(wú)隔閡和透明的地理信息系統(tǒng)使用、分析、處理的環(huán)境 [5]。開(kāi)放式地理信息系統(tǒng)（ OpenGIS）正是由 OGC 提出的一個(gè)為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式地理信息系統(tǒng)而提出的開(kāi)放式地理空間數(shù)據(jù)互操作規(guī)范。按照 OpenGIS 的規(guī)范，可以構(gòu)造一個(gè)能獲取分布式地理空間數(shù)據(jù)和空間服務(wù)資源的軟件框架。 OpenGIS給全世界的軟件開(kāi)發(fā)商一個(gè)詳細(xì)的通用界面模板，使得不同開(kāi)發(fā)商依照 OpenGIS 開(kāi)發(fā)出來(lái)的不同 GIS 軟件能夠進(jìn)行互操作。 OpenGIS 圍繞著地理空間信息共享和提供地理空間處理服務(wù)兩個(gè)技術(shù)目標(biāo)，主要包括三部分內(nèi)容：開(kāi)放式地理空間數(shù)據(jù)模型、 OpenGIS服務(wù)模型和信息團(tuán)體模型。其中與 WebGIS有關(guān)的協(xié)議主要有：GML（ Geography Markup Language）， WFS（ Web Feature Service）， WMS（ Web Map Service）， SLD（ Styled Layer Descriptor）， WCS（ Web Coverage Service） 和WSCS（ Web Services Common Specification）等規(guī)范 [6]。 其中 GML、 WMS、 WFS和 WCS可以作為 Web服務(wù)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)規(guī)范，又可以作為空間數(shù)據(jù)的互操作實(shí)現(xiàn)。只要某一個(gè) GIS 軟件支持這個(gè)接口，部署在本地服務(wù)器上，其他 GIS軟件就可以通過(guò)這個(gè)接口得到所需要的數(shù)據(jù)。 GML協(xié)議 GML是一種用于建模、傳輸和存儲(chǔ)地理及與地理相關(guān)信息的 XML編碼語(yǔ)言，它包括了地理要素（ Feature）與層（ Coverage）的空間與非空間特征。 GML 建立在 W3C系列標(biāo)準(zhǔn)之上，以一種互聯(lián)網(wǎng)上容易共享的方式來(lái)描述、表達(dá)地理信息，是第一 個(gè)被 GIS 界廣泛接受的元標(biāo)記語(yǔ)言。在這之前開(kāi)發(fā)的各種用于存儲(chǔ)和交換地理信息的文件格式或標(biāo)準(zhǔn)，由于缺少相應(yīng)的支持工具，而沒(méi)有被廣泛接受。 GML 的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)就是它能夠讓開(kāi)發(fā)者或用戶(hù)非常靈活地使用已被廣泛接受的 XML技術(shù)，它建立在 XML、 XML Schema、 XLink和 XPointer 基礎(chǔ)之上，GML數(shù)據(jù)能夠很容易地與非空間數(shù)據(jù)集成使用。 GML使用 XML對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，為開(kāi)發(fā)商和用戶(hù)提供了一種開(kāi)放的、中立于任何廠商的地理數(shù)據(jù)建?？蚣?，使地理信息能夠在不同領(lǐng)域、不同部門(mén)進(jìn)行語(yǔ)義共享。 GML采用要素來(lái)描述 地理實(shí)體和地理現(xiàn)象， GML要素是通過(guò)其屬性（ property）來(lái)描述的，這些屬性包括：空間屬性、時(shí)態(tài)屬性及其他非空間時(shí)態(tài)屬性。 7 東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介 OGC 先后推出了 3個(gè)版本的 GML， GML 版本于 2020年 4月正式推出，GML 版本于 2020年 2月推出， GML 版本于 2020年 9月推出， 2020 年1月推出 GML 版本。 、拓?fù)?、空間 參照系統(tǒng)、元數(shù)據(jù)、時(shí)間特征和動(dòng)態(tài)要素等的支持，使其更加適合描述現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題。 GML作為一個(gè)空間數(shù)據(jù)編碼規(guī)范，它并沒(méi)有強(qiáng)制采用它的用戶(hù)使用規(guī)定的 XML標(biāo)識(shí)，而是提供了一套基本的標(biāo)簽、公共的數(shù)據(jù)模型，以及用戶(hù)構(gòu)建應(yīng)用模式（ GML Application Schemas）的機(jī)制 [7]。 WMS協(xié)議 WMS 從動(dòng)態(tài)的地理信息中位置數(shù)據(jù)，產(chǎn)生空間參考數(shù)據(jù)的地圖。地圖的格式可以為 PNG/GIF/JPEG/SVG/WebCGM中的任意一種。這個(gè)規(guī)范定義了三個(gè)操作：GetCapabilities 操作返回 XML 格式的服務(wù)級(jí)元數(shù)據(jù)，它是對(duì)服務(wù)信息內(nèi)容和可接受請(qǐng)求參數(shù)的一種描述； GetMap 用來(lái)從地圖服務(wù)器得到一副具有特定的地理位置坐標(biāo)范圍的地圖圖像，在構(gòu)造請(qǐng)求時(shí)需要設(shè)置圖層名稱(chēng)、坐標(biāo)范圍、返回圖像的高寬和格式等； GetFeatureInfo 是 WMS 可選的服務(wù)，用來(lái)提供進(jìn)一步查詢(xún)地圖上的某些特殊要素的信息的接口 [8]。 WFS協(xié)議 WFS向用戶(hù)提供使用 GML編碼的地理空間要素?cái)?shù)據(jù)，并支持在 HTTP協(xié)議的分布式計(jì)算機(jī)平臺(tái)上對(duì)地理要素進(jìn)行查詢(xún)、插入、更新和刪除操作等。這個(gè)規(guī)范定義了五個(gè)操作： GetCapabilities 返回 WFS 性能描述文檔（用 XML 描述）；DescribeFeatureType 向用戶(hù)提供一個(gè)列表，表示 WFS 服務(wù)器能提供的