网络地理信息系统与实现

浅析网络地理信息系统研究与实现关键词:网络地理信息系统体系结构java网络应用

摘要:介绍了网络地理信息系统的概念和组成，并详细讨论了它的理论研究与实现方法。

地理信息系统(gis)可同时管理地理空间信息和数据库属性数据，在城市规划、地下管线管理、市政设施、房地产、交通管理等领域有广泛的应用价值。近年来，计算机技术的发展使gis在组成结构和应用技术等方面较之以前有了很大的进步。随着internet

技术的发展和人们对gis的需求的提高，利用internet在web上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为gis发展的必然趋势。于是，基于internet技术的网络地理信息系统—webgis应运而生。它利用当今先进的gis技术和internet网络技术，将地理信息发布在国际互联网上，为现有的信息服务行业注人新的血液，也将成为信息服务行业新的利润增长点。

1网络地理信息系统的特点和结构

1.1特点网络地理信息系统(webg工s)是利用网络技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，是gis与互联网的有机结合，是gis在广域网环境下的一种应用，最终是实现空间信息的网络化。gis通过互联网延伸了功能，真正成为了一种大众使用的信息工具。在互联网的任意一个节点，人们都可以浏览网上分布的各种具有超媒体特性的地理空间数据、技术性数据，并进行地理分析、查询，

以支持智能辅助决策。与传统的gis相比，webgis的特殊之处主要有如下表现: (1)访问范围更广泛。客户可以同时访问多个位于不同地方服务器上的最新数据，这大大方便了gis的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。 (2)平台独立性。无论服务器/客户机是何种机器，无论webgis服务器端使用何种gis 软件，由于使用了通用的web浏览器，用户就可以透明地访问webgis 数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。 (3)大规模降低系统成本。普通gis要求每个客户端配备昂贵的专业gis软件，而用户通常使用的只是一些最基本的功能，这造成极大的浪费。webgis在客户端通常只需使用web浏览器(有时还要加一些插件)，其软件成本与全套专业gis相比节省许多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。（4)操作更简单。要推广gis，使gis系统为广大的普通用户所接受，就要降低对系统操作的要求。通用的web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。（5)平衡高效的计算负载。传统的gis大都使用文件服务器结构的处理方式，其处理能力完全依赖于客户端，效率较低。而今一些高级的webgis 能充分利用网络资源，将基础性、全局性的处理交由服务器执行，而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的

合理分配，是一种较理想的优化模式。

1.2结构 webgis是在internet信息发布、数据共享、交流协

作基础之上实现gis的在线查询和业务处理等功能的，web分布式交互操作是工作的重心。webgis的基本组成包括:web服务器；browser浏览器(gis插件);页面描述语言(html,vrml);web交互程序(java,cgi,activex);gis数据库管理器(arcstorm,sde)。

2设计思想

2.1gis网络协议 http协议基于tcp/ip，是属于iso/osi模型应用层的通信协议。它面向的对象与可扩展的特性使其比tcp/ip

协议支持更多的数据类型，如文本、图像、声音等。www迅速崛起的经验启示我们，开发一组支持传输gis空间数据的网络协议对gis 在internet网络中的生存和发展十分重要。作为http协议的扩充，开发基于http的gis数据通信协议是较好的解决办法。 http的可扩展性和面向对象的特性使得构造新的协议简单易行;tcp/ip与http是非常流行的协议，处理专题信息的gis网络协议难以得到广泛认可;与http捆绑的gis协议可迅速遍布internet网络。

2.2webgis多源数据的集成在internet普及之前，gis系统集成的重要性就被专家们意识到了，并且提出了全关系化、面向对象等解决方法，但是这些方法在多元数据的集成和专题模型与gis系统的集成方面都存在着一些问题。随着internet网络的广泛应用，gis面对的是一个松散的开放性网络，它蕴藏着丰富的信息资源。webgis如何访问外源数据库并从中迅速检索出webgis所需要的信息，是webgis系统集成的新内涵。 webgis的系统集成应包括两个方面:建立与外源数据的动态链接;利用元数据库实现数据与处理

方法集的统一封装。方法集是用一系列字符串表示的数学公式，用户可以动态编辑这些公式。

2.3多线程并行式计算 gis用户会注意到:在应用程序读/写文件或执行耗时较长的复杂检索、计算和图形刷新时，整个应用程序都处于阻塞状态，用户只能处于被动的等待状态。同时由于网络带宽非常有限，多个用户同时访问同一服务器会导致网络性能急剧下降;网络传输和i/o操作只占用小部分cpu资源，大部分的cpu空间闲置;此外，慢速的i/o操作和耗时、复杂的查询和计算同样使用户被动地等待一项任务完成后再执行其他比较迫切的任务。这些问题都是由于应用程序采用了单线程运行机制的缘故，所以为了合理地利用网络与机器的资源，webgis需要建立支持高度并发性的多线程模型。

2.4平台独立性 internet网络是一个开放性的网络，与其相连的主机运行着各种各样的平台，这些操作系统惟一的共性是对

tcp/ip协议的支持。在这个标准和开放系统备受推崇的时代，跨平台和可移植性在一定程度上决定了webgis的可应用性

3网络地理信息系统的实现技术

3.1客户端实现技术客户端webgis允许gis的数据和gis计算在用户本地计算机的浏览器上执行。gis数据和计算开始都驻留在服务器上，用户可以从服务器上请示这些数据和计算，接到服务请求后，服务器把数据和计算传给客户，在其本地计算机上进行处理。客户端应用包括三种主要技术方案gis插件/helper程序、