【2019年整理】第3章网络GIS基本原理

GIS处理能力大为提高 由于网络GIS是一个任务分布处理系统，可以充分利用网 络资源，采用分布式协同计算来完成复杂、计算量大的地 理空间计算任务。这样，一些复杂的计算任务，诸如大规 模查询可交给性能比较强大的服务器来执行，而数据量较 小的简单操作则由本地计算机完成。这是一种比较理想的 全局优化模式。
3.2 网络GIS 体系结构
定义
网络体系结构是关于完整的计算机通信网络 的一幅设计蓝图，是设计、构造和管理通信网络 的框架和技术基础。 网络GIS体系结构是关于完整的基于计算机通信网 络的GIS设计、构造和管理的框架和技术基础。 两层体系结构 三层及多层体系结构
两层体系结构
两层体系结构把网络GIS分成客户机(也可称为 客户浏览器 ) 和服务器两个部分，它们之间通 过网络(包括局域网、Internet、Intranet等)在 一定的协议 (如TCP/IP 、HTTP 等)支持下实现 信息的交互，形成客户/服务器计算模式 (C/S)， 共同协调处理一个应用问题。
GIS的分析能力有限

成本高昂
网络GIS 概述
网络GIS的特点
成本降低 无论是以何种结构来组织开发的网络GIS，它都是一个多 用户的空间信息系统。用户勿需拥有自主版权的GIS软件 系统就可以通过网络使用GIS功能。 实现企业的事务与GIS专业有机结合 网络GIS的出现可以使企业成员的交流合作与GIS专业操作 有机结合，构成企业群体生产力。 简单易用，操作难度降低 网络GIS中的WebGIS采用页面操作取代传统GIS的窗口操 作
传统GIS的不足 数据的互操作性较差

数据和应用程序集中管理，不同部门之间的地理信息的交互性 比较差，难以进行互操作。
GIS数据共享能力弱
文件：共享困难 传统GIS 数据库：没有统一的标准或规范,导 致很难在不同行业或同一行业的不 同部门之间实现共享 。
数据冗余严重

由于传统的GIS数据组织和管理是相对独立的，因此不 同GIS用户为了满足自身的需要，往往都需各自生产地 理空间数据和属性数据。 GIS中的空间数据往往都是海量的，而由于单个计算机 的处理能力有限，导致GIS对大数据量的数据处理能力 不高。
网络GIS的特点
动态系统

可以根据用户的请求随时向用户动态提供其所需的空间信 息服务，为用户提供个性化空间信息服务。
跨平台性好 网络GIS的分布性、多用户特点决定了网络GIS必须具有较 强的跨平台性能 互操作能力强 开放式地理信息系统(OpenGIS)规范和互操作技术的提出, 不仅为数据共享提供了崭新的思路 ,而且将GIS带入了开放 的时代,从而使得各个系统间实现不同类型地理数据和地理 处理方法的透明访问成为可能. 容易实现大范围的数据分发
工作站 工作站 PC PC 客户端 通信 网络 文件 服务 器
数据 库服 务器 服务器端
图3-1 两层结构示意图(客户/服务器模式)
两层体系结构
客户机和服务器是根据它们所承担的工作来加以区 分的。客户机和服务器是相互独立、相互依存、相互 需要的。

客户机通常是承载最终用户使用的应用软件系统的 单台或多台设备，而服务器的功能则由一组协作的过 程或数据库及其管理系统所构成，为客户机提供服务， 其硬件组成往往是一些性能较高的服务器或工作站。
与计算模式发展相适应，GIS体系结构大致经历了 单机结构GIS和网络环境下的GIS两个发展阶段，
目前正向与网格计算、云计算相结合的模式推进。
二十世纪七十年代初到八十年代初期间，由于当时的
网络GIS 概述
计算机硬件平台只有大、中、小几种类型，相应的 GIS 技术应用体系结构的硬件平台是由一台或多台主 机和与主机相连的若干台用户终端构成，软件系统(包 括系统软件、应用软件和数据等)全部驻留在主机上。 1981年以后，PC的功能不断增强，存储容量不断增大， 性价比迅速提高，以前只能由小型机、中型机或更高 性能的计算机承担的任务，只要在一般的PC上就能完 成。同计算机及微处理技术发展相适应，在这一时期 出现了许多以 PC为硬件平台的 GIS软件，即单机结构 的GIS。 GIS由一台 PC及相关的输入输出等外围设备和装载于 PC硬盘上的GIS软件组成。这种以PC为核心的技术应 用体系结构，把原有集中在主机上的数据计算处理、 屏幕管理、用户界面生成和交互与数据维护等功能全 都在用户的本地机上实现。
网络 GIS 概述 过去由于信息技术发展水平的限制，GIS多以独立主机结构的
计算模式为主。随着信息技术尤其是计算机通信网络的迅速 发展，人们需求信息的类型和数量发生了很大的变化。地理 空间信息的应用不仅仅限于专业人士，而是被广泛地应用于 各行各业。在这种情况下，独立主机结构 GIS的弊端就渐渐地 暴露了出来。
客户 / 服务器模式的计算机系统可以有多个客户端，
或者多个服务器。
客户/服务器模式基于简单的请求/应答方式。客户机 向服务器提出数据处理请求，服务器端接收请求并对 请求进行处理，根据请求的内容执行相应操作，并将 操作结果传至客户机一端。可以看出，只有经历这样 的一个来回才能完成一项任务的处理。

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两层体系结构
第三章 网络GIS 基本原理
卫星导航定位技术研究中心 唐 健
本章内容
3.1 网络GIS 概述 3.2 网络GIS 体系结构 3.3 网络GIS 数据组织与管理 3.4 网络GIS 的数据共享
3.1 网络GIS 概述
回顾计算技术的发展历史，可以发现从独立主机 时代到客户/服务器计算模式时代直至Internet的 分布式计算时代，其进化的动力始终围绕更高性 能、更低成本和更人性化的操作方式。
按照逻辑关系，一个复杂应用程序可划分为表示
逻辑、业务逻辑、事务逻辑和数据逻辑。
--表示逻辑主要负责前端用户界面 -- 业务逻辑主要负责系统中业务规则和 流程处理 -- 事务逻辑主要负责应用程序访问数据 的安全性、完整性等 -- 数据逻辑主要负责数据库的存取、管 理等