WebGIS原理及相关技术

基于客 户机
否
是
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任务比较：
Server-side Strategies Server tasks Map browsing Query Analysis Query Map drawing Client tasks Display Client-side Strategies Server tasks Analysis Client tasks Display
静态图像。在浏览器上显示的是静态图像，
因而用户即不能漫游、缩放，又不能通过 几何图形如点、线、面来选择显示其关心 的地物。
用户界面的功能受Web浏览器的限制，影
响GIS资源的有效使用。
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基于CGI的 WEBGIS系统
美国ESRI公司的Arcview IMS Mapinfo公司的MapXtreme
WWW (HTTP) 服务器 CGI Script
GIS 服务器
基于CGI模式的Internet GIS体系结构
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1. CGI模式

CGI是连接应用软件和Web服务器的标准 技术，它是HTML的功能扩展。
是网络服务器上的可执行程序，基本上所有
的计算机语言都可以用来发展CGI程序，最 常用的几种包括(C/C++和Visual Basic)
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2.2 Web GIS基本原理
2.2.1 WebGIS的应用
WebGIS的应用可以分为以下几个层面：
1)空间数据发布：能够以图形方式显示空间数据， 较之与单纯的FTP方式，WebGIS使用户更容易 找到需要的数据； 2)空间查询检索：利用浏览器提供的交互能力， 进行图形及属性数据库的查询检索；
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2.
基于CGI的 WEBGIS系统的劣势：
同步多请求问题。由于CGI脚本处理所有
来自Web浏览器的输入和解释GIS服务器的 所有输出。对于每一个客户机的请求，都 要重新启动一个新的服务进程。当有多用 户同时发出请求时，系统的功能将受到影 响。
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基于CGI的 WEBGIS系统的劣势：
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2.2.4 系统分类
将现有的Internet GIS应用系统主要分为两类：

基于服务器的应用系统(Server-side)

基于客户机的应用系统(Client-side)
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2.2.3 WEBGIS内容：
GIS分析 GIS分析
Web GIS 输出在 输出在 类型 服务器 客户机 上完成 上完成
Map drawing
Map browsing
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基于服务器的应用系统
基于服务器的Web GIS依赖服务器上的GIS系统完 成GIS分析和产生输出工作。Web浏览器充当前端 的对用户友好的接口。
用户在客户机端Web浏览器上初始化URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位)请求(一个GIS操 作)，此请求通过互联网送给服务器。服务器接受 此请求，处理请求，并将处理结果返回客户端。
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1. CGI模式
CGI提供了一个在浏览器和服务器之间，以
及服务器和服务器上其他软件之间的一个接 口。

它允许网页用户通过网页的命令来启动一个存在于网 页服务器主机的程序(称为Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱI程序),并且接受到这个 程序的输出结果。
CGI是最早实现动态网页的技术，它使用户可
以通过浏览器进行交互操作，并得到相应的 操作结果。
2.
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基于CGI的 WEBGIS系统的劣势：
1.
增加了网络传输的负担。由于用户的每一步操 作，都需要将请求通过网络传给GIS服务器； GIS服务器将操作结果形成新的栅格图像，再 通过网络返回给用户。因而网络的传输量大大 增加了。 服务器的负担重。所有的操作都必须由GIS服 务器解释执行，服务器的负担很重；信息(用 户的请求和GIS服务器返回的图像)通过CGI脚 本在浏览器和GIS服务器之间传输，势必影响 信息的传输速度。
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4.
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基于CGI的WEBGIS系统的优势：
1.
由于所有的GIS操作都是由GIS服务器完成的， 具有客户端小、处理大型GIS操作分析的功能 强、充分利用现有的GIS操作分析资源等优势； 由于在客户机端使用的是支持标准HTML的 Web浏览器，操作结果是以静态的GIF或JPEG 图像的形式表现，因而客户机端与平台无关。
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4
2.2.1 WebGIS的应用
3)空间模型服务:在服务器端提供各种空间模型的 实现方法，接受用户通过浏览器输入的模型参数 后，将计算结果返回。
4)Web资源的组织:在Web上存在着大量的信息，这 些信息多数具有空间分布特征，如分销商数据往 往有其所在位置属性，利用地图对这些信息进行 组织和管理，并为用户提供基于空间的检索服务， 无疑也可以通过WebGIS实现。
Web一出现，CGI技术很快被用于构造能生
产动态地图的Web网站。
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1. CGI模式
HTML产生的东西基本上都是静态的而不
是动态的，比如一个作为图像嵌入HTML 文本中的地图就可以在用户端的浏览器中 显示出来。这种图像是一种静态图像，用 户并不能放大、缩小或查询这种影像地图
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2.2.2 WebGIS与GIS的不同之处


它必须是基于网络的客户机/服务器系统，而传 统的GIS大多数为独立的单机系统；
它利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息 交互，这就意味着信息的传递是全球性的； 它是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在
不同地点和不同的计算机平台上。
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基于客户机的应用系统
基于客户机端的Web GIS允许GIS分析和GIS数据处 理在客户机端执行。

这些GIS分析工具和GIS数据最初驻留在服务器上。用户 通过浏览器向服务器发出需要GIS数据和GIS处理工具的 请求；服务器将所需要的GIS数据和GIS处理工具传送给 客户机端。客户机端接受所需要的GIS数据和GIS处理工 具，按照用户的操作，进行GIS数据处理和分析；此时无 须服务器的参与。 由于所需要的GIS数据和GIS 处理工具已经到客户机端， 因而具有操作方便、灵活、速度快等优势。
而基于客户机端的互联网地理信息系统的构造 模 式 有 Plug-in 模 式 、 GIS Java Applet 、 GIS ActiveX控件等。
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1. CGI模式
基于CGI的Internet
GIS是基于HTML的一种 扩展，需要有GIS服务器在后台运行。通过 CGI脚本，将GIS服务器和Web服务器连接。 基于CGI的互联网地理信息系统的体系结构 如图所示。客户端的所有GIS操作和分析， 都是在GIS在服务器是完成的。
WebGIS原理及其应用
资源环境与旅游学院 杨灿坤
Email: yangcankun@
第二章 Web GIS原理及相关技术
2.1 互联网技术的产生和发展 2.2 Web GIS基本原理
2.3 万维网基本概念及技术特点
2.4 地理信息系统
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Open eyes to the world


它们接受用户的输入，将其解析为GIS程序能使用的变量参数； 使得Web服务器能在GIS服务器上运行；解释GIS服务器产生 结果，并将结果送回到客户机浏览器。 基于服务器端的互联网地理信息需要GIS程序以GIS服务器的 形式在后台运行。GIS服务器通过CGI与Web服务器相连。
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1. CGI模式

服 务 器 端 有 两 个 服 务 进 程 Web Server 和 GIS Server，这两者是通过TCP/IP协议进行通讯的， 所以既可以运行在一台主机上也可以分别运行在 两台计算机上。
客户机 WWW 浏览器 Internet
URL请求 传输结果
服务器
构造模式
(工作方式)
实例
基于服 务器
是
否
CGI. Server API
GIS Plug-in, GIS ActiveX, GIS Java Applet
MapObjects/ ArcView IMS, ProServer
MapGuide, GeoMedia Web Map, ActiveMap, GeoBeans
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2. 服务器应用程序接口方法(Server API)
Server API类似于CGI, 不同之处在于CGI程序是单独 可以运行的程序，而Server API往往依附于特定的 Web 服 务 器 ， 如 Microsoft ISAPI 依 附 于 IIS(Internet Information Server),只能在Windows平台上运行，其 可移植性较差。
客户机 WWW 浏览器 Internet
URL请求 传输结果
服务器 WWW (HTTP) 服务器 ISAPI
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2. 服务器应用程序接口方法(Server API)
在ISAPI下建立的应用程序是以动态连接库的形 式存在；而CGI的应用程序一般都是可执行程序。 但是基于Server API的动态连接模块启动后会一 直处于运行状态,而不像CGI那样每次都要重新启 动，其速度较CGI快得多。
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基于服务器的应用系统
基于CGI的Web GIS是基于HTML的扩展，需要在后 台运行GIS服务器。GIS服务器和Web服务器通过 CGI连接。

其优点是所有的操作、分析由服务器完成，因而客户端很小； 同时，有利于充分利用服务器的资源，发挥服务器的最大潜力。

但是客户端的功能受到互联网浏览器和HTML的限制，JPEG 和GIF是客户端操作的唯一形式。而且，它增加了互联网和服 务器的负担，工作效率受到影响。
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CGI模式工作原理
1. 2.
Web浏览器用户发出URL及GIS数据操作请求； Web服务器接受请求，并通过CGI脚本，将用户 的请求传送给GIS服务器；
3.
GIS服务器接受请求，进行GIS数据处理如放大、 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浏览器显示。
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3.浏览器插件法(Plug-in)模式

GIS Plug-in是在浏览器上扩充Web浏览器的可执行 的GIS软件。 GIS Plug-in的主要作用是使Web浏览器支持处理无 缝GIS数据，并为Web浏览器与GIS数据之间的通讯 提供条件。 GIS Plug-in直接处理来自服务器的GIS矢量数据。 同时，GIS Plug-in可以生成自己的数据，以供Web 浏览器或其它Plug-in显示使用。 Plug-in必须安装在客户机，然后才能使用。其体系 结构如图所示：
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基于客户机的应用系统
基于客户机端的互联网地理信息系统工作 方式


GIS Plug-in,GIS ActiveX
GIS Java Applet等。
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2.2.5 构造模式分析
服务器端的互联网地理信息系统的构造模式是 由CGI模式, Server API构造的
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基于服务器的应用系统
由 于 超 文 本 标 识 语 言 ( HTTP,HyperText Markup Language)不能直接支持矢量的GIS数据，Web浏览器不 能直接与GIS服务器程序通讯。因此，需要有媒介“解 释器(Interpreter)”连接Web浏览器、 Web服务器和GIS服 务器。 通用的“解释器”有通用通道接口CGI或其它通道脚本。
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1. CGI模式
客户端浏览器使用HTML将客户的请求传
给Web服务器，Web服务器通过专用的CGI 访问GIS服务器(后端的GIS软件)
GIS服务器承担所有的查询、计算工作，
并将结果(数字图像)构建成一个HTML文档 反馈给Web服务器，然后再传递给客户端 浏览器