WebGIS实现技术、工作原理和应用

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CGI式的Web GIS—以玉山国家公园电子文化与自然资源地图为例
2. CGI激活后端GIS软件
很多GIS软件是运用图形使用者接口（GUI）， 用“事件”（Event）的方式驱动的，一旦激活， 就可以一直运作等待触发事件。
这种系统有许多优点，而且浏览器也是利用 GUI接口由事件驱动的。
一个浏览器上的事件，透过CGI接口很容易传 到后端GIS软件上，CGI接口和后端GIS软件的信 息交换是透过IP控制协议（IPC）来完成。
WebGIS实现技术、工作 原理和应用
现有基于B／S模式的网络GIS主要分为两类： ➢ 基于服务器的网络GIS(Server-side) ➢ 基于客户机的网络GIS(Client-side)。
服务器端的互联网GIS的构造模式有CGI
模式、Server API模式、ASP 模式等；
而基于客户机端的互联网GIS的构造模式
根据CGI接口的特点，GIS CGI技术可分为以 下两类：
1.CGI激活图形产生器之方式运作
一个典型的例子是美国ESRI公司的 MapObjects Internet Map Server。
它是由开发者制作一个简单的图形产生器 应用程序(Application program；AP)经由CGI程 序，可以根据命令行参数产生各种不同的地图。
基于CGI的WebGIS的工作原理是：
Web浏览器用户发出URL及GIS数据操作请求到 服务器上， Web服务器接受请求后，通过CGI脚本，将用户 的请求传送给GIS服务器， GIS服务器接受请求，对GIS数据进行处理(如放 大、缩小、漫游、查询、分析等)，将操作结果形 成GIF或JPEG图像， 最后，GIS服务器将GIF或JPEG图像通过CGI脚 本、Web服务器返回给Web浏览器并显示。
➢ 客户端不具有数据管理模块，因此不能够实现 现有状态的GIS空间数据传输协议； ➢ 若再次请求已经请求过的空间数据，要经过同 样的数据传输过程，多次数据传输之间没有联系， 因而网络的传输负担较重。
（2）运行速度过慢。 ➢ 原因在于CGI根据浏览器的HTTP请求激活响应 进程，
➢而每一个请求对应一个进程， ➢ 当有多用户同时发出请求时， ➢ 创建进程的负载和大量并发执行的CGI程序所耗 费的潜在资源会造成系统运行速度下降，从而使系 统效率降低。
（3）数据处理在服务器端进行，容易造成服务器 端负载过重。
➢ 市场上推出的WebGIS软件中，利用这一原理实 现的软件主要有：
➢ 美国ESRI公司早期的WebGIS平台ArcView Internet Map Server (ArcView IMS)和MapObjects IMS，Mapinfo早期的Internet／Intranet解决方案 Maplnfo Proserver等。
二、ServerAPI技术在WebGIS中的应用
ServerAPl服务器应用程序接口技术，是为了 克服CGI方式的效率低下而开发出来的扩充的CGI 工具，其基本原理与CGI类似，不同的是CGl程序 可以单独运行，而由于ServerAPI应用程序是Web 服务器进程的组成部分，所以必须在特定的服务 器上运行。
但这种方法仍有许多不足之处。
首先，很难同时执行多个CGI程序；
其次，这种方法需要GIS软件一直处于运作状 态，这不仅要求GIS软件所在的Server一直在激活 状态，而且也消耗不少计算机资源。
ESRI的ArcView Internet Map Server就是这种 系统运作方式。
ArcView Internet Map Server
利用这种CGI方法，只要使用者在浏览器上按 一下，信息就通过网际网络传回到Web Server上， 然后由CGI接口将此信息透过IPC传至后端的GIS 软件。
例如，可以要求GIS软件将地图中的某个地区 放大，然后将放大后的地图传给使用者端。
这种方法的优点在于，可以利用商业化GIS软 件产生出高品质的地图。事实上，GIS软件的很多 功能都可以被利用。
（一）基于CGI模式的WebGIS的优点
（1）CGI程序的跨平台性能极佳。 ➢ 几乎不需任何修改就可移植到大部分Web服务 器上。 ➢ 另外，很多应用都是用过程语言(如Perl)编写的， 可以方便的移植到许多计算机平台上。
（2）具有客户端小，处理大型GIS分析的功能， 并且可充分利用已有的GIS资源，因为所有的GIS 操作都是由GIS服务器完成的。
（3）通过一组简单的环境变量或命令行传递参数， 这种调用程序的方法易于理解和实现。
（4）CGI程序以一个独立进程方式运行，和Web 服务器完全隔离，有错误的CGI程序很难损害服务 器内部的完整性。
（二）基于CGI模式的WebGIS的缺点
（1）网络传输负担重。 ➢ 在GIS的服务器端和客户端空间数据的传输只能 是，JPEG或GIF图像，不能有效地进行空间数据 的可视化操作和分析；
有Plug-in模式、GIS Java Applet、 GIS ActiveX控件等。
一、CGI技术在WebGIS中的应用
CGI（common gateway interface）通用网关接 口是较早应用于WebGIS开发的方法。
它是Internet服务器与应用程序之间的接口标准， 在Hypertext文件与Web服务器应用程序之间传递 信息，将Web服务器和数据库服务器结合起来，实 时、动态地生成HTML文件。
（三）CGI技术分类
由于CGI是Web Server上可执行的程序，任何 人要与Web Server进行沟通，都可以透过CGI接口。
基本上所有的计算器语言都可以用来开发CGI 接口，最常用的几种包括C、C＋＋、Perl和VB。 Web一出现，CGI技术很快就被用于建构能产生动 态地图的Web网站。
例如，为了让User存取数据库中的信息，CGI 可以被用来连接Server中的数据库，在系统中扮演 桥梁的角色。
1997年ESRI推出了MapObjects Internet Map Server，使用HTML将客户端的请求传给Web Server，而Web Server则通过专用的CGI接口与 GIS Server连结，GIS Server承担了所有的查询、 计算工作，将结果构建成一个HTML文件传回给 Web Server，再将HTML文件传给客户端浏览器。