【正文】 因此，要在統(tǒng)一的環(huán)境下，采用工程化的方法劃。所以，我們采用了Rational統(tǒng)一過程和面向?qū)ο蟮姆治鲈O(shè)計(jì)方法。 開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目的成功很大程度取決于使用什么方法進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，而WebGIS地理信息系統(tǒng)是一個(gè)涉及多區(qū)域、覆蓋面廣、業(yè)務(wù)復(fù)雜的大型信息管理系統(tǒng)。（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)。GML允許相當(dāng)復(fù)雜的特征，如特征間的嵌套。地理特征（Feature）包括一系列的屬性和相應(yīng)的幾何信息，一般來說屬性由名字、類型和值組成，幾何信息由基本元素如點(diǎn)、線、面、曲線、多邊形等組成。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。如前所述，圖形解釋格式包括SVG、VML和X3D等。（四）GML空間信息編碼標(biāo)準(zhǔn) GML是基于XML的空間信息編碼標(biāo)準(zhǔn)，由OpenGIS Consortium (OGC)提出，得到了許多公司的大力支持，如Oracle、Galdos、MapInfo、CubeWerx等?？梢员３之?dāng)前GIS數(shù)據(jù)格式，而借助XML去進(jìn)行分布式傳輸。 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)。Office支持輸出圖形為VML，Internet Explorer ，AutoDesk也在AutoCAD Map中支持VML輸出。由于XML將地理數(shù)據(jù)的內(nèi)容和圖形顯示分離開來，可以有多種對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行解釋的工具?？梢詾g覽和生成影像，如SVG, VML and X3D格式；可以進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如XSLT, 可以進(jìn)行Schema配置，如DTD, XML Schema等；可以進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，如Xpointer和XQL等，還可以運(yùn)行在不同的平臺(tái)上，如PDA等。我們將在下面的主題中對(duì)GML進(jìn)行進(jìn)一步的介紹。 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。XML借助DTD等創(chuàng)建文檔或者元數(shù)據(jù)，我們可以設(shè)計(jì)不同的解析程序來處理這些數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)方式不同之處在于，XML將查詢的地理數(shù)據(jù)和請求統(tǒng)一包含在了一個(gè)單獨(dú)的XML文檔中，響應(yīng)信息也在 XML文檔中。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(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。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)。更為重要的是，J2EE是一個(gè)開放體系，完全有能力適應(yīng)未來技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。 J2EE有效地滿足了行業(yè)需求，提供獨(dú)立于操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境。 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)。 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。J2EE，作為一個(gè)可擴(kuò)展平臺(tái)，很自然需要加入Web服務(wù)特性。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。216。這一特征使得裝配應(yīng)用組件首次獲得空前的互操作性。這意味著企業(yè)不必再拘泥于單一的開發(fā)平臺(tái)。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?？傊?，J2EE是一個(gè)中間件基礎(chǔ)架構(gòu)，有了它，開發(fā)者只需要集中精力編寫代碼來表達(dá)WebGIS企業(yè)應(yīng)用的商業(yè)邏輯和表示邏輯，至于其他系統(tǒng)問題，如內(nèi)存管理，多線程，資源分布和垃圾收集等，都將由J2EE自動(dòng)完成。應(yīng)用組件只要符合J2EE規(guī)范，完全可以部署在不同的應(yīng)用服務(wù)器上。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。 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)。 J2EE所有這些特性對(duì)于需要構(gòu)建全天候網(wǎng)絡(luò)門戶的企業(yè)來說顯得尤為重要。此外，J2EE平臺(tái)的其他主要優(yōu)點(diǎn)還有：自動(dòng)負(fù)載平衡、可伸縮、容錯(cuò)和具有故障排除等功能。換言之，應(yīng)用組件可以很輕松地實(shí)現(xiàn)電子化。178。目前，市場上基于J2EE的Web服務(wù)器品種繁多，性能特點(diǎn)各有千秋，每家廠商的產(chǎn)品都有精心設(shè)計(jì)的獨(dú)到之處。而J2EE的實(shí)施，則具體表現(xiàn)為諸如BEA Web logic或IBM Web sphere之類的特定Web服務(wù)器產(chǎn)品。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。典型的J2EE四層結(jié)構(gòu)包括客戶層、表示邏輯層（Web層）、商業(yè)邏輯層和企業(yè)信息系統(tǒng)層。 J2EE：多層、分布式中間件語法 采用多層分布式應(yīng)用模型，J2EE將應(yīng)用開發(fā)劃分為多個(gè)不同的層，并在每一個(gè)層上定義組件。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。 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)。J2EE技術(shù)出現(xiàn)之前，幾家主要的中間件開發(fā)商的產(chǎn)品各自為陣，彼此之間缺乏兼容性，可移植性差，難以實(shí)現(xiàn)互操作，沒有一個(gè)被普遍認(rèn)可的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 J2EE是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中間件體系結(jié)構(gòu)，旨在簡化和規(guī)范多層分布式企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和部署。（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)。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）。產(chǎn)生不安全因素是由操作系統(tǒng)引起的，但必需要用中間件去解決，以適應(yīng)靈活多變的要求。u 數(shù)據(jù)存取管理中間件，在分布式系統(tǒng)中，重要的數(shù)據(jù)都集中存放在數(shù)據(jù)服務(wù)器中，它們可以是關(guān)系型的、復(fù)合文檔型、具有各種存放格式的，多媒體型，或者是經(jīng)過加密或壓縮存放的，該中間件將為網(wǎng)絡(luò)上虛擬緩沖存取、格式轉(zhuǎn)換、解壓等帶來方便。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。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。中間件的類型主要有：u 通信處理中間件，首先要修好馬路，安裝紅綠燈，設(shè)立交通管理機(jī)構(gòu)，制定出交通規(guī)則，也就是我們要建網(wǎng)和制定出通信協(xié)議，能在不同平臺(tái)之間通信，實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)中可靠的、高效的、實(shí)時(shí)的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸，稱為通信處理中間件，這是中間件中唯一不可缺少的。是隨著近二十年來分布式計(jì)算系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的。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。多介質(zhì)信息與矢量圖形基于Internet的超媒體鏈接如下圖。因此，就必須對(duì)原有的節(jié)點(diǎn)以及超鏈加以擴(kuò)展，使之具備較強(qiáng)的聚集與抽象能力。（2）多介質(zhì)信息與矢量圖形基于Internet的超媒體鏈接 當(dāng)前，通過瀏覽器人們已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)聲音、圖像、文本間的超媒體鏈接。共分布式管理見下圖。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。對(duì)于GIS而言，一方面要解決異構(gòu)數(shù)據(jù)庫如何分布式管理及保持不同源信息間的共享問題；另一方面，瀏覽器與WebGIS的結(jié)合，有助于GIS更好地表達(dá)空間信息，但需要擴(kuò)充瀏覽器固有的超文本鏈接方式，以便多介質(zhì)間以超鏈的方式交互式表達(dá)。 異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的分布式管理與多介質(zhì)信息的超媒體鏈接 數(shù)字地球要求實(shí)現(xiàn)信息的共享，Internet則為信息的流動(dòng)與遠(yuǎn)程獲取提供了通道與必要的實(shí)現(xiàn)條件。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)。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。有的可以直接經(jīng)JDBC驅(qū)動(dòng)程序訪問數(shù)據(jù)庫(如③)；而沒有JDBC驅(qū)動(dòng)的，則可以通過JDBCODBC橋完成對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問(如⑦)。 ①作為上層應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫互操作中間件的接口服務(wù)，負(fù)責(zé)接受用戶發(fā)送的對(duì)地理數(shù)據(jù)操作的消息并且根據(jù)消息類別傳送給處于分布式環(huán)境下相應(yīng)的部件?？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。 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??？蛻舯仨毝ㄆ谧庥?，否則，服務(wù)器認(rèn)為客戶不再使用對(duì)象。由于地理信息存在不同的保密原則，據(jù)此，客戶必須首先獲得服務(wù)器的認(rèn)證、與不同級(jí)別的授權(quán)服務(wù)之后，才可以接近WebGIS后端主數(shù)據(jù)庫提供的服務(wù)。 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。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)。部件間的調(diào)用通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方法，即一個(gè)對(duì)象可以調(diào)用另一個(gè)對(duì)象的方法。遠(yuǎn)程引用層處理遠(yuǎn)程對(duì)象，并管理傳輸層（使用JRMP（Java遠(yuǎn)程方法規(guī)程），也稱為RMI WWE協(xié)議）。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。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)。針對(duì)于此，運(yùn)行于Internet的GIS應(yīng)是一個(gè)多客戶瀏覽器/多服務(wù)器系統(tǒng)，通過Internet的觸角將相對(duì)獨(dú)立的部件用網(wǎng)絡(luò)連接并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的處理。 對(duì)于Internet GIS，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)源應(yīng)用級(jí)互操作以及分布式數(shù)據(jù)管理與處理，把現(xiàn)實(shí)世界抽象為可互操作的對(duì)象是其目標(biāo)之一。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)洹? 目前符合OGIS互操作規(guī)范的有CORBA，DCOM，OPENDOC等。因此，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際通訊狀況，在客戶端與服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)任務(wù)的合理配置就至關(guān)重要。然而，應(yīng)用于目前的Internet環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)通訊的響應(yīng)很大程度上取決于帶寬這樣的硬件設(shè)施以及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等一些不確定因素的影響。 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)。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。 Java/JDBC中間件服務(wù)器既可采用第三方的產(chǎn)品，也可由開發(fā)者根據(jù)具體要求自己構(gòu)造。此時(shí)客戶對(duì)Internet GIS的操作如同在本地一樣。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)出請求，雙方直接建立面向連接的會(huì)話過程。 (1) 客戶向Web服務(wù)器通過HTTP協(xié)議請求數(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。這樣就避免了Web服務(wù)器與后端頻繁交互(CGI 通用網(wǎng)關(guān)接口方式)所產(chǎn)生的瓶頸問題。沒有Open GIS技術(shù)，地理信息將始終處于無組織、自我封閉的狀態(tài)，不能真正成為服務(wù)于整個(gè)社會(huì)的產(chǎn)業(yè)以及實(shí)現(xiàn)地理信息的全球范圍內(nèi)的共享與互操作；而基于Internet/Intranet的B/S體系則是實(shí)現(xiàn)地理信息分布式處理和互操作的技術(shù)基礎(chǔ)，否則，Open GIS的目標(biāo)永遠(yuǎn)只能是一個(gè)夢想。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。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。最后，這種技術(shù)方法讓用戶可以自由地處理每個(gè)地理實(shí)體，而不只是獲取一幅由服務(wù)器處理好的靜態(tài)圖象。比如圖形放大縮小這種常用操作，在用戶端的機(jī)器上執(zhí)行，反應(yīng)就會(huì)快得多。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。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。與Java相比，Active X目前還沒有解決非常重要的網(wǎng)絡(luò)安全問題。這樣擴(kuò)充后的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就能顯示和處理地理空間數(shù)據(jù)。事實(shí)上Java