WebGIS地理信息系統(tǒng)可行性研究報告

1、重點科研與攻關(guān)項目可行性研究報告項目名稱：WebGIS地理信息系統(tǒng) 單 位：南昌永澤科技發(fā)展有限公司 聯(lián) 系 人：龔慶元 電 話地 址：南昌市高新大道589號南大科技園2號樓406室郵 編：330029 時 間：二六年十月八日 專業(yè)文檔永澤科技WebGIS地理信息系統(tǒng)可行性研究報告目 錄第一章WebGIS立項依據(jù)11.1WebGIS產(chǎn)業(yè)政策11.1.1政策引導(dǎo)11.1.2研發(fā)支持21.1.3技術(shù)導(dǎo)向31.1.4展望未來41.2WebGIS發(fā)展現(xiàn)狀61.2.1國外地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r61.2.2我國地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r81.3WebGIS技

2、術(shù)先進(jìn)性，對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的推動作用101.3.1WebGIS技術(shù)先進(jìn)性101.3.2信息技術(shù)(IT)對GIS的影響111.3.3互聯(lián)網(wǎng)上的GIS的構(gòu)件模型131.4WebGIS目前進(jìn)展情況13第二章WebGIS技術(shù)方案152.1WebGIS基礎(chǔ)平臺功能設(shè)計152.1.1編輯專題152.1.2圖層的顯示與隱藏162.1.3地圖瀏覽操作162.1.4圖層屬性表172.1.5圖層的屬性182.1.6專題的屬性192.1.7坐標(biāo)系統(tǒng)202.1.8查詢系統(tǒng)212.1.9空間運算212.1.10線圖層轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)圖層222.1.11網(wǎng)絡(luò)分析最短路徑232.1.12緩沖分析242.1.13新圖層的編輯262

3、.1.14編輯工具262.1.15坐標(biāo)編輯272.1.16三維瀏覽282.1.17三維模擬292.2WebGIS技術(shù)關(guān)鍵點及創(chuàng)新點，項目完成時達(dá)到的技術(shù)水平312.2.1WebGIS技術(shù)關(guān)鍵點312.2.2WebGIS技術(shù)創(chuàng)新點332.2.3WebGIS達(dá)到的技術(shù)水平342.3WebGIS技術(shù)選型362.3.1WebGIS基本組成362.3.2WebGIS實現(xiàn)模式372.3.3WebGIS設(shè)計實現(xiàn)422.3.4WebGIS研發(fā)技術(shù)522.3.5WebGIS研發(fā)流程722.3.6WebGIS主要技術(shù)參數(shù)812.3.7WebGIS技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)822.3.8WebGIS各階段目標(biāo)832.4WebGI

4、S經(jīng)費預(yù)算情況842.4.1WebGIS投資總額、項目已完成投資842.4.2WebGIS投資及構(gòu)成852.4.3WebGIS投資預(yù)算852.4.4WebGIS申請經(jīng)費使用預(yù)算87第三章WebGIS實施支撐條件893.1WebGIS技術(shù)來源893.2WebGIS實驗、檢測條件893.3WebGIS人才資源情況893.3.1WebGIS技術(shù)人員總數(shù)893.3.2WebGIS中高級技術(shù)人員比例903.4WebGIS團(tuán)隊人員專業(yè)結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)903.5WebGIS新增投資籌集情況90第四章WebGIS預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益914.1WebGIS預(yù)期市場需求914.2WebGIS預(yù)期盈利水平944.3WebGI

5、S預(yù)期產(chǎn)業(yè)化前景954.3.1城市GIS954.3.2政府GIS964.3.3社會GIS974.4WebGIS實施風(fēng)險分析984.4.1WebGIS技術(shù)風(fēng)險984.4.2WebGIS管理風(fēng)險994.4.3WebGIS市場風(fēng)險99第五章WebGIS預(yù)計社會效益、環(huán)境效益1005.1WebGIS對社會發(fā)展的作用1005.2WebGIS對資源利用情況1015.3WebGIS對人才培養(yǎng)情況1025.4WebGIS環(huán)境影響及效益102目錄第 3 頁 共 3 頁第一章 WebGIS立項依據(jù)1.1 WebGIS產(chǎn)業(yè)政策 1995年，科技部決定，通過國家“九五”科技攻關(guān)計劃，推動我國GIS技術(shù)的研究與產(chǎn)品開發(fā)

6、，進(jìn)而形成和發(fā)展我國的GIS軟件產(chǎn)業(yè)。并確定了“引入競爭機制、堅持滾動發(fā)展、加強科技攻關(guān)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)建設(shè)”的管理指導(dǎo)思想。在我國GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，科技部代表國家，其支持和扶植起到了關(guān)鍵性的作用。 科技部對GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)和扶植，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。1.1.1 政策引導(dǎo) “九五”期間，國家第一次將發(fā)展具有我國自主版權(quán)的地理信息系統(tǒng)軟件產(chǎn)品列入“重中之重”科技攻關(guān)計劃，圍繞“抓應(yīng)用，見效益、促發(fā)展”這條主線組織科技攻關(guān)工作，取得了明顯的效果?！熬盼濉鼻皟赡?，安排了96-B02-03課題，堅持工程化、實用化、產(chǎn)品化的方向，強調(diào)以企業(yè)機制開發(fā)軟件產(chǎn)品，集中力量抓好地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件的開發(fā)與

7、商品化；在國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品取得顯著成績、出現(xiàn)了一批有一定實力的國產(chǎn)軟件開發(fā)企業(yè)和有一定知名度的軟件產(chǎn)品，具備了市場競爭能力以后，于1997年底召開全國地理信息系統(tǒng)應(yīng)用工作會議，不失時機地決定在一些主要領(lǐng)域開展地理信息系統(tǒng)示范應(yīng)用工程，將發(fā)展產(chǎn)業(yè)的重點轉(zhuǎn)向應(yīng)用推廣。接著，又先后安排了96-B02-05、96-B02-06、96-B02-07三個課題，解決國產(chǎn)GIS平臺軟件的應(yīng)用示范問題。經(jīng)過幾年的努力，國產(chǎn)軟件的市場占有率從幾乎為0發(fā)展到28.9%，GIS軟件產(chǎn)業(yè)初步形成?？萍疾坑钟?000年五月召開了“九五”科技攻關(guān)國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用示范工程總結(jié)研討會，總結(jié)“九五”后三年來在地理信息系統(tǒng)示范

8、應(yīng)用工作方面的經(jīng)驗，研究今后五年發(fā)展我國地理信息系統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)的方針和策略，探討如何加快推廣應(yīng)用的途徑。與信息產(chǎn)業(yè)部一起發(fā)布了關(guān)于進(jìn)一步推動地理信息系統(tǒng)應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化的若干意見，提出了堅持“抓應(yīng)用、促發(fā)展、見效益”的指導(dǎo)方針，以及將地理信息系統(tǒng)建設(shè)納入我國信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、“十五”期間在5-10個領(lǐng)域內(nèi)組織實施國產(chǎn)GIS軟件示范應(yīng)用工程、建設(shè)國家地理信息數(shù)據(jù)庫、鼓勵和引導(dǎo)GIS有關(guān)單位建立現(xiàn)代企業(yè)制度、建立GIS軟件產(chǎn)品測評認(rèn)證機構(gòu)等十一條政策性意見，全面指導(dǎo)我國GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“十五”期間的事實證明，國家的政策引導(dǎo)對GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了十分關(guān)鍵的作用。1.1.2 研發(fā)支持 在政策引導(dǎo)的同時

9、，科技部從“九五”開始，根據(jù)發(fā)展形勢，連續(xù)在國家科技計劃中安排GIS關(guān)鍵技術(shù)研究、軟件開發(fā)和典型應(yīng)用示范工程項目，極大地促進(jìn)了我國在GIS領(lǐng)域的科技進(jìn)步?！熬盼濉币婚_始，就安排中小型GIS平臺軟件的開發(fā)，目標(biāo)是開發(fā)適合中國市場的軟件產(chǎn)品。兩年以后，國產(chǎn)GIS軟件產(chǎn)品取得了明顯的發(fā)展，可以在實際工程中使用。接著安排針對典型行業(yè)的應(yīng)用示范工程，同時針對GIS工程各個階段的工作需要，如地理空間數(shù)據(jù)獲取、加工生產(chǎn)、制圖輸出、設(shè)施管理、三維可視化、網(wǎng)上發(fā)布等等，研究開發(fā)特定需要的軟件產(chǎn)品，在“九五”末期初步形成了以中小型GIS工程需要為主的GIS技術(shù)體系與軟件產(chǎn)品系列?！笆濉币婚_始，又針對我國缺乏大型

10、企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺，在863計劃中安排了面向網(wǎng)絡(luò)的大型GIS軟件平臺研發(fā)項目，接著又安排了若干行業(yè)級的GIS應(yīng)用示范工程，同時進(jìn)行GIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的研究，并順應(yīng)GIS技術(shù)發(fā)展適當(dāng)安排了前沿技術(shù)研究。經(jīng)過十年左右的時間，基本形成了我國的GIS技術(shù)體系與軟件產(chǎn)品系列。 十年來，科技部在“九五”科技攻關(guān)計劃中安排了近2000萬元的GIS研發(fā)項目經(jīng)費；“十五”863計劃中安排了近7000萬GIS研發(fā)項目經(jīng)費；與此同時，科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金中安排了近8000萬GIS產(chǎn)品開發(fā)項目經(jīng)費。從而系統(tǒng)地支持GIS理論研究、軟件開發(fā)、產(chǎn)品培育乃至市場開拓的整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈。可以說，我國GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)

11、展的各個階段，科技部的支持與扶植起到了至關(guān)重要的作用。1.1.3 技術(shù)導(dǎo)向 在政策引導(dǎo)、研發(fā)支持的同時，科技部開展年度GIS軟件測評，在GIS技術(shù)發(fā)展方面起了導(dǎo)向的作用。受科技部的委托，中國GIS協(xié)會和科技部國家遙感中心、中國海外GIS協(xié)會一起具體組織和實施了每年的測評工作，與測評專家一起傾注了大量的心血?！熬盼濉逼陂g，一九九六年三月舉行了第一次國產(chǎn)GIS軟件年度測評，其直接目標(biāo)是對當(dāng)時國內(nèi)GIS基礎(chǔ)軟件研究與產(chǎn)品開發(fā)狀況進(jìn)行摸底，在確定科技攻關(guān)計劃支持對象時作為重要的參考依據(jù)；同時決定在隨后的五年中堅持每年進(jìn)行測評，測評結(jié)果將作為滾動支持的依據(jù)。“十五”期間，科技部決定將測評工作制度化、經(jīng)常

12、化，建立了GIS軟件測評中心，并逐漸向產(chǎn)品認(rèn)證的方向發(fā)展。到目前為止，GIS年度測評工作已經(jīng)堅持了九年。測評的軟件種類從基礎(chǔ)平臺軟件發(fā)展到專業(yè)軟件和應(yīng)用軟件產(chǎn)品，從國產(chǎn)軟件發(fā)展到在國外平臺軟件商進(jìn)行二次開發(fā)的應(yīng)用軟件產(chǎn)品。1.1.4 展望未來 GIS技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路是漫長的，我們的任務(wù)還相當(dāng)艱巨。從更加廣泛的角度，GIS可以從科學(xué)（Geographic Information Science，GIS）、軟件（Geographic Information Software，GIS）和服務(wù)（Geographic Information Service，GIS）這三個層次來加以考慮，從而形成集理

13、論與方法、技術(shù)與工具、應(yīng)用與服務(wù)為一體的完整的體系。其中，服務(wù)是目標(biāo)，軟件是工具，科學(xué)是基礎(chǔ)?，F(xiàn)代計算技術(shù)的飛速進(jìn)步為GIS提供了前所未有的技術(shù)基礎(chǔ)與實現(xiàn)條件，如何充分利用這些條件則是GIS領(lǐng)域的科學(xué)家和技術(shù)人員需要認(rèn)真思考和積極努力的。為此，需要實現(xiàn)理論和方法的突破，尋找新的技術(shù)路線。這里，空間數(shù)據(jù)的組織是問題的關(guān)鍵之一，要面向客觀存在的空間對象，要研究空間對象的關(guān)系，不僅要考慮幾何關(guān)系，還要考慮語義關(guān)系和時序關(guān)系，發(fā)展空間關(guān)系代數(shù)。進(jìn)而發(fā)展新的空間數(shù)據(jù)組織模型，并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合計算要求來解決存儲模型問題，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫集群和分布式空間數(shù)據(jù)存儲，妥善地解決空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性。問題的關(guān)

14、鍵之二是空間數(shù)據(jù)的計算模型，要研究分布式GIS軟件的體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)機制，突破空間數(shù)據(jù)分布式計算的關(guān)鍵技術(shù)，不僅要考慮計算問題的分布，還要考慮計算環(huán)境的分布，妥善地解決計算環(huán)境與計算問題的統(tǒng)一問題。問題的關(guān)鍵之三是空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用模型，要研究面向問題的空間數(shù)據(jù)應(yīng)用計算模型，突破面向問題的空間數(shù)據(jù)計算技術(shù)，妥善地解決計算問題描述的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)計算模型與計算能力和計算對象的一致性。這些問題既相互獨立，又互有關(guān)聯(lián)，需要統(tǒng)一考慮，分別解決。進(jìn)而實現(xiàn)GIS的歷史性變革，完成GIS在四個方向的轉(zhuǎn)變，即從面向地圖處理到面向空間實體及其關(guān)系的轉(zhuǎn)變；從主要是二維處理到多維處理的轉(zhuǎn)變；從以系統(tǒng)為中心到以數(shù)據(jù)為中心的

15、轉(zhuǎn)變和從主要是面向管理到面向分析決策的轉(zhuǎn)變。在新一代GIS孕育與發(fā)展的過程中，我國將大有作為。 在市場和產(chǎn)業(yè)方面，我們應(yīng)該堅定地沿著“抓應(yīng)用、見效益、促發(fā)展”的道路前進(jìn)，堅持以用立業(yè)。要努力營造良好的市場競爭環(huán)境。目前，軟件分會正在倡導(dǎo)和促進(jìn)建立行業(yè)的自律機制，改變目前無序競爭、惡性競爭的局面，組織起來，維護(hù)企業(yè)自身的合法權(quán)益。 在巨大需求的牽引下，在國家的大力支持和推動下，我國GIS正處于高速發(fā)展的階段，不論是國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，還是GIS軟件產(chǎn)品的開發(fā)都是如此。尤其是空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用更是日新月異，“數(shù)字區(qū)域”、“數(shù)字城市”的建設(shè)方興未艾。目前我國已經(jīng)是GIS的大國，但還不能稱為強國。

16、只能說是在邁向GIS大國的道路上迅跑。我們堅信，只要堅持理論突破、技術(shù)跨越、應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的道路堅定不移地走下去，經(jīng)過企業(yè)和理論工作者、技術(shù)人員的共同努力，我國的地理空間信息事業(yè)一定會有更大的發(fā)展，在理論、技術(shù)和應(yīng)用方面走在世界的前列，在產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面走在世界的前列，成為名副其實的GIS強國。1.2 WebGIS發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國外地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r 國外，尤其是西方地理信息系統(tǒng)的發(fā)展大致可以分為四個階段。（1）模擬地理信息系統(tǒng)階段 自19世紀(jì)以來就得到廣泛應(yīng)用的地圖（包括地形圖和專題圖）模擬的圖形數(shù)據(jù)庫和描述地理的文獻(xiàn)著作模擬的屬性數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，構(gòu)成了地理信息系統(tǒng)

17、的基本概念模型。但是，這種模擬式的、基于紙張的信息系統(tǒng)和信息過程，使得空間相關(guān)數(shù)據(jù)的存貯、管理、量算與分析、應(yīng)用極為不規(guī)范、不方便和效率低下。隨著計算機科學(xué)的興起，數(shù)字地理信息的管理與使用成為必然。（2）學(xué)術(shù)探索階段 50年代，由于電子技術(shù)的發(fā)展及其在測量與制圖學(xué)中的應(yīng)用，人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯和處理各種與空間和地理分布有關(guān)的圖形和屬性數(shù)據(jù)。1956年，奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫，隨后這一技術(shù)被各國廣泛應(yīng)用于土地測繪與地籍管理。1963年，加拿大測量學(xué)家自先提出地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語，并建立了世界上第一個地理信息系統(tǒng)加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS），用于資源與

18、環(huán)境的管理和規(guī)劃。稍后，北美和西歐成立了許多與GIS有關(guān)的組織與機構(gòu)，如美國城市與區(qū)域信息系統(tǒng)協(xié)會（URISA），國際地理聯(lián)合會（IGU）地理數(shù)據(jù)收集和處理委員會（CGDPS），等等，極大地促進(jìn)了地理信息系統(tǒng)知識與技術(shù)的傳播和推廣應(yīng)用。（3）飛速發(fā)展和推廣應(yīng)用階段 70年代以后，由于計算機技術(shù)的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化與實用化，以及大型商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立與使用，地理信息系統(tǒng)對地理空間數(shù)據(jù)的處理速度與能力取得突破性進(jìn)展。 其結(jié)果是： a）一些發(fā)達(dá)國家先后建立了許多專業(yè)性的土地信息系統(tǒng)（LIS）和資源與環(huán)境信息系統(tǒng)（GIS），如1970年至1976年，美國地質(zhì)調(diào)查局先后建50多個信息系統(tǒng)，其它國家也相繼發(fā)

19、展自己的GIS； b）關(guān)于GIS軟件、硬件和項目開發(fā)的商業(yè)公司篷勃發(fā)展。到1989年，國際市場上有報價的GIS軟件達(dá)70多個，并出現(xiàn)一些有代表性的公司和產(chǎn)品，如美國環(huán)境系統(tǒng)研究所的ARC/INFO，Intergraph公司的MGE，及Genasys公司的Genamap等等； c）數(shù)字地理信息的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化和商品化。如美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）已經(jīng)建立起數(shù)字地圖生產(chǎn)技術(shù)體系，可定期向社會發(fā)布DLG、DEM等標(biāo)準(zhǔn)地理數(shù)據(jù)； d）各種通用和專用的地理空間分析模型得到深入研究和廣泛使用，GIS的空間分析能力顯著增強； e）有關(guān)GIS的具有技術(shù)權(quán)威和行政權(quán)威的行業(yè)機構(gòu)和研究部門在GIS的應(yīng)用發(fā)展中

20、發(fā)揮引導(dǎo)和驅(qū)動作用。如美國國家科學(xué)基金會支持的國家地理信息和分析中心（NCGIA）每年都要制定GIS技術(shù)優(yōu)先發(fā)展計劃，以促進(jìn)全國GIS事業(yè)發(fā)展。（4）地理信息產(chǎn)業(yè)的形成和社會化地理信息系統(tǒng)（Social GIS）的出現(xiàn) 90年代以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及國民經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，地理信息系統(tǒng)作為大的地理信息中心，進(jìn)入日常辦公室和千家萬戶之中，從面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的項目開發(fā)到綜合性城市與區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展研究，從政府行為、學(xué)術(shù)行為發(fā)展到公民行為和信息民主，成為信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)。1.2.2 我國地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r 我國對GIS的研究起步較晚，但是近二十年來，在各級政府和有關(guān)人士的大力呼吁

21、和促動下，我國的地理信息系統(tǒng)事業(yè)突飛猛進(jìn)，成績巨大。我國GIS的發(fā)展也可以劃分為四個階段。（1）起步階段（19781980年） 主要行動在于概念引入和知識傳播，以及關(guān)于遙感分析、制圖和數(shù)字地面模型的試驗研究。（2）準(zhǔn)備階段（19801985年） 主要在理論體系的建立，軟、硬件的引進(jìn)，相應(yīng)規(guī)范的研究，局部系統(tǒng)或試驗系統(tǒng)的開發(fā)上取得進(jìn)步，為GIS的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（3）加速發(fā)展階段（19861995年） GIS作為一個全國性的研究與應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)行了有計劃、有目標(biāo)、有組織的科學(xué)試驗與工程建設(shè)，取得一定的社會經(jīng)濟(jì)效益。主要表現(xiàn)在： a）GIS教育與知識傳播的熱浪此起彼伏，GIS成為空間相關(guān)領(lǐng)域的熱門

22、話題； b）GIS建設(shè)引起各級政府高度重視，其發(fā)展機制由學(xué)術(shù)推動演變?yōu)檎苿樱?c）部分城市和沿海地區(qū)GIS建設(shè)率先進(jìn)入實施階段，并取得階段性成果； d）出現(xiàn)商品化的國產(chǎn)GIS軟件、硬件品牌；出現(xiàn)專門的GIS的管理中心、研究機構(gòu)與公司；出現(xiàn)專門的GIS協(xié)會，涌現(xiàn)一批GIS專門人才；出現(xiàn)專門的刊物與展示會；初步形成全國性的GIS市場； e）在應(yīng)用模式、行業(yè)模式和管理方面作了有益的探索。（4）地理信息產(chǎn)業(yè)化階段（1995現(xiàn)在） 目前，我國GIS的發(fā)展正處于向產(chǎn)業(yè)化階段過渡的轉(zhuǎn)折點。能否借助國際大氣候的東風(fēng)，倚重國內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大好形勢，搭乘全球信息高速公路的快車，實現(xiàn)地理信息產(chǎn)業(yè)化和國民經(jīng)濟(jì)信

23、息化，這是國內(nèi)地理信息界人士面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn)和千載難逢的機遇。而在這一過程中，一方面需要探索建立一套政府宏觀調(diào)控與市場機制相結(jié)合的地理信息產(chǎn)業(yè)模式，另一方面，則要充分總結(jié)和借鑒國內(nèi)外地理信息系統(tǒng)項目建設(shè)的經(jīng)驗和教訓(xùn)，建立起行之有效的地理信息系統(tǒng)工程學(xué)的理論、方法與管理模式，推動地理信息系統(tǒng)在社會主義各項事業(yè)中更加深入和廣泛的應(yīng)用。1.3 WebGIS技術(shù)先進(jìn)性，對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的推動作用1.3.1 WebGIS技術(shù)先進(jìn)性（1）開放GIS的研究 開放GIS研究的目的是保證用戶可以存取廣泛分布在網(wǎng)絡(luò)上的GIS數(shù)據(jù)和處理單元，而不考慮數(shù)據(jù)和處理的源地和規(guī)格。一個由用戶和開發(fā)商組成的聯(lián)盟(OGIS)已

24、經(jīng)成立并開始為GIS的互操作與數(shù)據(jù)共享制訂標(biāo)準(zhǔn)。（2）關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RDBMS)和GIS的結(jié)合 利用RDBMS存儲GIS數(shù)據(jù)，并通過RDBMS存取和操縱這些數(shù)據(jù)。新的RDBMS也將支持新的對象-關(guān)系模型(ORACLE)，從而可以更好地支持空間數(shù)據(jù)類型。（3）GIS構(gòu)件(Component)的開發(fā) 原來的巨型GIS系統(tǒng)現(xiàn)在正迅速走向構(gòu)件化，分解為基本的GIS構(gòu)件。標(biāo)準(zhǔn)的包裝技術(shù)(Wrapper)已經(jīng)出現(xiàn)，從而使GIS應(yīng)用的開發(fā)者可以利用這些元件快速地組裝GIS應(yīng)用軟件。（4）互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，尤其是萬維網(wǎng)(WWW)，已經(jīng)成為GIS的新的操作平臺 GIS在互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用目前主要集中在空間數(shù)

25、據(jù)的發(fā)放，地址的查詢和地圖的顯示，并開始出現(xiàn)更為復(fù)雜的GIS應(yīng)用。將來會允許對專家功能系統(tǒng)的存取。1.3.2 信息技術(shù)(IT)對GIS的影響 最近15年里，工業(yè)界和應(yīng)用部門在設(shè)計開發(fā)和維護(hù)大型的GIS軟件和應(yīng)用系統(tǒng)時發(fā)生了很大的變化。最初，我們使用的是大型的基于主機系統(tǒng)(例如VAX11系列)的GIS軟件和應(yīng)用。這些系統(tǒng)都包含有各自獨特的顯示單元，功能模塊和數(shù)據(jù)存取單元。它們基本上是不能與其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的。為了使不同系統(tǒng)的用戶能夠存取相同的數(shù)據(jù)，通常的做法是在不同的系統(tǒng)里存儲同樣數(shù)據(jù)的多個備份。這種巨無霸系統(tǒng)只能是低效和高代價的。在信息技術(shù)的其他領(lǐng)域，它很快就讓位于關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)和客戶-服務(wù)器

26、模型的系統(tǒng)。這樣的客戶-服務(wù)器系統(tǒng)通過利用網(wǎng)絡(luò)、個人計算機、圖形用戶界面和關(guān)系數(shù)據(jù)庫把集中式的巨無霸系統(tǒng)分解為較小的單元，從而簡化了復(fù)雜的信息系統(tǒng)的開發(fā)與管理。然而在GIS領(lǐng)域，這種轉(zhuǎn)變在最近幾年才發(fā)生。這和GIS最初局限于制圖和地學(xué)應(yīng)用有關(guān)。直到最近幾年，由于GIS的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了純粹的地學(xué)范疇，市場的擴(kuò)大促使信息工業(yè)的積極介入，并主導(dǎo)了GIS在技術(shù)上的發(fā)展方向。 新的客戶-服務(wù)器系統(tǒng)把GIS應(yīng)用分解為兩個部分：客戶單元和服務(wù)器單元。客戶單元包括應(yīng)用的表達(dá)單元(圖形用戶接口)和部分功能單元(分析，轉(zhuǎn)換，制圖等等)。服務(wù)器單元是GIS的功能單元(分析，轉(zhuǎn)換，制圖等等)的組合。數(shù)據(jù)存取單元可

27、以放在客戶端或者服務(wù)器端。這僅僅取決于實現(xiàn)的策略。從現(xiàn)有的客戶-服務(wù)器模式的GIS系統(tǒng)來看，通常是服務(wù)器端只包括數(shù)據(jù)的存取單元，而所有的功能單元和GUI都放在客戶端；或者把部分分析功能放在服務(wù)器端(例如Esri，Bentley，Mapinfo等的相關(guān)產(chǎn)品)。具體而言，這種模式實際上是利用了中間件技術(shù)，使GIS作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RDBMS)的前端應(yīng)用，其間的聯(lián)結(jié)部分就是數(shù)據(jù)存取單元。 顯然，這樣的客戶-服務(wù)器解決方案只是簡單地把原來的巨無霸系統(tǒng)變成了兩個仍然巨大的系統(tǒng)。系統(tǒng)的建立管理和維護(hù)以及應(yīng)用擴(kuò)展仍然是一件艱難的事情。我們還必須一遍又一遍地重復(fù)編寫已有的功能，代碼的再利用是件很困難的事。通常這

28、意味著代碼的拷貝、修改和再開發(fā)。因此，一部分代碼的改變可能會影響到整個系統(tǒng)相關(guān)代碼的修改。 第二次轉(zhuǎn)變是從經(jīng)典的客戶-服務(wù)器計算模型轉(zhuǎn)變到以構(gòu)件開發(fā)為基礎(chǔ)的分布式計算模型(Component-based Distributed Computing Model)，信息工業(yè)用了很長的時間完成這種轉(zhuǎn)變(這個過程仍然還在繼續(xù))，而GIS這一次卻緊緊地跟上了信息產(chǎn)業(yè)的腳步。新的模型把現(xiàn)在仍然龐大的兩段式客戶-服務(wù)器GIS分解成可自我管理的構(gòu)件(或稱對象)。這些構(gòu)件之間可以跨網(wǎng)絡(luò)和跨操作系統(tǒng)進(jìn)行互操作(雖然目前還未見到這樣的GIS構(gòu)件出現(xiàn)，但已經(jīng)有很多基于單一的操作系統(tǒng)平臺的GIS構(gòu)件出現(xiàn)在市場)。應(yīng)用開

29、發(fā)人員可以很容易地通過對這些構(gòu)件的組裝去發(fā)展新的應(yīng)用和軟件。這種轉(zhuǎn)變和互聯(lián)網(wǎng)的快速擴(kuò)張和普及密切相關(guān)，互聯(lián)網(wǎng)提供了分布式軟件構(gòu)件的應(yīng)用市場。1.3.3 互聯(lián)網(wǎng)上的GIS的構(gòu)件模型 GIS第二次技術(shù)上的轉(zhuǎn)變的核心是構(gòu)件化(Componentization)，即把已有的GIS分解為可互操作的自我管理的構(gòu)件。它們建立在分布式的對象結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，應(yīng)用了最新的分布式技術(shù)(例如OMG的CORBA和Microsoft的OLE/COM，以及SUN的Java技術(shù))。然而，基于構(gòu)件技術(shù)的GIS設(shè)計和傳統(tǒng)的巨無霸式系統(tǒng)或兩段式客戶-服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計有不同的方法和模式，其基本的框架結(jié)構(gòu)也有差異。例如，傳統(tǒng)的GIS模型包

30、括十個功能單元：獲取，轉(zhuǎn)換，驗證和編輯，存儲，重購，綜合，變換，查詢，分析及表現(xiàn)，然而，由于存儲和查詢部分現(xiàn)在已納入RDBMS，因此，在一個以萬維網(wǎng)為平臺的分布式GIS中基本的框架結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)是有區(qū)別的。1.4 WebGIS目前進(jìn)展情況完成基礎(chǔ)技術(shù)實驗室改、擴(kuò)建, 硬件和實驗室裝修, 實驗室軟件和硬件購買,軟件測試環(huán)境的搭建, 項目運作、后勤支援。在江西電信機房設(shè)置了進(jìn)行軟件研發(fā)與測試的專用服務(wù)器，業(yè)已形成北京、廣州、南昌三地跨越地域限制的不間斷信息傳遞、交流、研發(fā)、測試和協(xié)作的工作格局。完成包含地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺、地理信息圖庫、地理信息數(shù)據(jù)交換引擎、地理信息關(guān)系數(shù)據(jù)庫、地理信息展示組件等部分

31、系統(tǒng)的研發(fā)和系統(tǒng)測試。第二章 WebGIS技術(shù)方案2.1 WebGIS基礎(chǔ)平臺功能設(shè)計2.1.1 編輯專題 專題也叫地圖，是具有特定意義的圖層的組合，編輯專題（地圖）具有如下功能： （1）左邊顯示專題所包含的圖層列表，右邊是整體地圖的顯示； （2）可以在專題中添加或刪除圖層； （3）可以調(diào)整顯示順序；專題區(qū) （4）可以添加一個新的專題； （5）可以修改專題的屬性信息。2.1.2 圖層的顯示與隱藏 通過操作左邊圖層列表的顯示屬性方框，可以選擇查看或隱藏不同的圖層， 從而可以通過不同的組合方式（顯示或隱藏圖層）實現(xiàn)不同的圖層疊加效果。2.1.3 地圖瀏覽操作 使用顯示工具條可以對地圖進(jìn)行放大、縮小

32、、顯示全圖、狀態(tài)前進(jìn)、狀態(tài)后退、書簽管理、顯示網(wǎng)格、顯示注記、要素的Info信息等操作。2.1.4 圖層屬性表（1）查看圖層的屬性表，可以對查看的要素進(jìn)行過濾；（2）設(shè)置屬性表的結(jié)構(gòu)，對屬性表字段進(jìn)行增加、刪除；（3）對記錄進(jìn)行增刪操作； （4）可方便直接的修改屬性值。屬性表2.1.5 圖層的屬性 查看圖層的屬性。包括對圖層定義查詢過濾條件，定義圖層的選擇方式，設(shè)置圖層數(shù)據(jù)來源、定義圖層的Info字段、設(shè)置圖層之間的關(guān)聯(lián)，以及管理圖層的標(biāo)簽注記。2.1.6 專題的屬性 專題屬性對話框，包括對專題坐標(biāo)系統(tǒng)的管理，修改專題圖層的外包矩形，對圖框顯示效果的修改、與圖幅相關(guān)的設(shè)置、對線是格網(wǎng)的控制。2

33、.1.7 坐標(biāo)系統(tǒng) 坐標(biāo)系統(tǒng)用于修改、轉(zhuǎn)換專題圖層地理數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系（包括投影坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系）。2.1.8 查詢系統(tǒng) 通過定義對Info信息的查詢SQL語句，完成對圖層要素的過濾查詢，實現(xiàn)檢索給定屬性條件的空間要素。 如查找“面積大于500畝”的“鹽堿地”， 在背景的地圖上將高亮顯示面積大于500畝的煙堿地， 使用比較方便。2.1.9 空間運算 對不同圖層進(jìn)行的疊加分析，分析結(jié)果以新的圖層顯示。包括點在線上、點在線外、點在面上、點在面外、線線相交、線面相交等空間疊加的所有運算。2.1.10 線圖層轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)圖層 把線圖層轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)圖層，可以對線圖層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。2.1.11 網(wǎng)絡(luò)分析最短路徑

34、網(wǎng)絡(luò)分析包括：路徑分析、游歷、流量分析、追蹤。最短路徑分析是在網(wǎng)絡(luò)圖層種選擇兩個不同的節(jié)點，通過分析查找出經(jīng)過節(jié)點的最短的路線。2.1.12 緩沖分析 緩沖區(qū)分析（buffer）是根據(jù)指定的距離在點、線和多邊形實體周圍自動建立一定寬度的區(qū)域范圍的分析方法。它生成以給定地物（點， 線，面）為中心，不超過給定距離所形成面對象。 例如，在環(huán)境治理中，常在污染的河流周圍劃出一定寬度的范圍表示受到污染的區(qū)域；又如在飛機場，常根據(jù)健康需要在周圍劃分出一定范圍的區(qū)域作為非居住區(qū)，等等。 根據(jù)緩沖對象的幾何形態(tài)又可劃分為點、線和多邊形實體的緩沖區(qū)分析。WebGIS 具備全部的分析功能，除了為單個對象建立緩沖區(qū)

35、分析外，還為一組對象進(jìn)行緩沖區(qū)分析生成一個或多個緩沖區(qū)。緩沖分析生成結(jié)果如下：2.1.13 新圖層的編輯 首先可以新建各種圖層(如點圖層，線圖層, 面圖層等 ), 可以在選中圖層上做一系列操作, 如在點圖層上新建點實體, 在線圖層上做各種相關(guān)操作, 如添加/刪除控制點, 裁減線段, 以及旋轉(zhuǎn),鏡象等操作, 對于面圖層可以創(chuàng)建帶內(nèi)環(huán)的面對象以及切割旋轉(zhuǎn)等操作。2.1.14 編輯工具 編輯工具主要包括: （1）線編輯工具, 包括各種線相關(guān)操作,具體見下圖。 （2）繪圖工具，包括創(chuàng)建圖元 ( 點，先，面 )，旋轉(zhuǎn)， 鏡像圖元等操作。 （3）視圖工具，包括放大，縮小，調(diào)整視圖， 以及書簽 。2.1.1

36、5 坐標(biāo)編輯 鼠標(biāo)右鍵點擊選中圖元， 在彈出選中控制點坐標(biāo)選項，然后可以看見一個彈出對話框，在對話框左側(cè)動態(tài)記錄了選中圖元的控制點坐標(biāo)，同時提供了一個可以靜態(tài)修改控制點坐標(biāo)的方法，即選種左邊的一個坐標(biāo)， 在右側(cè)輸入新的坐標(biāo)，按修改即可保存設(shè)置。2.1.16 三維瀏覽 提供各種不同的視角對地圖進(jìn)行觀測，通過貼圖紋理可以真實的再現(xiàn)真實的場景， 可以制作地物模型，根據(jù)地物模型坐標(biāo)進(jìn)行地物查詢，同時可以方便的通過定義路徑在三維地圖上空進(jìn)行游覽，瀏覽結(jié)果可以存為圖象也可錄制為AVI。 下面圖形分別為自然地物景觀和香港一角，其中的樓房為建模生成。2.1.17 三維模擬 第一副圖為某城市發(fā)生9級地震（紅點為

37、震中），第二副圖為地震過程中房屋正在倒塌情況。2.2 WebGIS技術(shù)關(guān)鍵點及創(chuàng)新點，項目完成時達(dá)到的技術(shù)水平2.2.1 WebGIS技術(shù)關(guān)鍵點我們提出的新一代WebGIS技術(shù)框架面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)地理信息平臺框架，基于Web Service技術(shù)（如圖）。 在新的框架中，軟件以服務(wù)的方式提供使用，服務(wù)即是軟件，軟件即是服務(wù)。面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)地理信息平臺框架是一個動態(tài)性的、分布式和面向服務(wù)的系統(tǒng)框架。組件是整個架構(gòu)的核心，它們使用和提供各種可以被發(fā)現(xiàn)的服務(wù)。每個組件是可管理的、可重用功能的邏輯單元。 架構(gòu)的核心被劃分成六個主要的服務(wù)類別：基于專業(yè)GIS組件的地圖服務(wù)和空間分析服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)，系統(tǒng)配

38、置服務(wù)，容器服務(wù)/應(yīng)用服務(wù)，群集服務(wù)，Web服務(wù)、可視化網(wǎng)絡(luò)控件服務(wù)，遠(yuǎn)程管理服務(wù)。 在新一代WebGIS的技術(shù)框架中： （1）專業(yè)GIS組件、地圖服務(wù)/空間分析引擎組件、網(wǎng)絡(luò)通訊組件，作為整個框架的基石，為網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)器提供了分布式計算能力和基于地圖運算的地圖服務(wù)/空間分析引擎能力，地理信息服務(wù)器是框架的核心和樞紐，根據(jù)請求負(fù)責(zé)地圖服務(wù)/空間分析引擎的調(diào)度。GIS Web Service組件，GIS Web Controls控件以及其他實用Web應(yīng)用程序依賴于地理信息服務(wù)器提供的服務(wù)，是和用戶交互的UI界面和編程接口，是二次開發(fā)的基礎(chǔ)。 （2）地圖服務(wù)/空間分析引擎是基于契約設(shè)計的引擎顆

39、粒級別的組件，它對GIS組件進(jìn)行了功能封裝和重組，是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的可重用高級組件，具有元數(shù)據(jù)描述信息，可以實現(xiàn)靈活配置和動態(tài)加載。 （3）網(wǎng)絡(luò)通訊組件基于.NET Remoting技術(shù)構(gòu)建，可以支持Tcp協(xié)議和Http協(xié)議，實現(xiàn)Web服務(wù)器和專業(yè)應(yīng)用服務(wù)器之間的消息交換，簡單的遠(yuǎn)程調(diào)用機制、可序列化的遠(yuǎn)程對象簡化了分布式計算模式，克服了DCOM、CORBA復(fù)雜的調(diào)用機制。 （4）地理信息服務(wù)器是地圖服務(wù)/空間分析引擎組件和網(wǎng)絡(luò)通訊組件的宿主，同時它發(fā)布了地圖服務(wù)，空間分析服務(wù)和遠(yuǎn)程管理服務(wù)等Remoting遠(yuǎn)程對象。 （5）集群服務(wù)在一組計算機上運行相同的軟件并虛擬成一臺主機系統(tǒng)為客戶端與應(yīng)用

40、提供服務(wù)。通過群集可以實現(xiàn)負(fù)載能力的成比例提高，同時還可以減少單點失效的危險，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護(hù)性，使計算機實現(xiàn)單機無法實現(xiàn)的容錯和負(fù)載均衡。 （6）GIS Web Service是面向空間信息處理的Web Service，其主要功能包括空間信息的管理、查詢、空間分析以及輸出最后處理結(jié)果。地圖服務(wù)，地名查找服務(wù)，路由服務(wù)就是典型的GIS Web Service。GIS Web Services作為向互聯(lián)網(wǎng)提供GIS服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)組件，在客戶應(yīng)用程序和空間數(shù)據(jù)處理內(nèi)部系統(tǒng)之間起到了橋梁作用，向各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供了統(tǒng)一編程接口。 （7）可視化網(wǎng)絡(luò)控件是網(wǎng)絡(luò)快速應(yīng)用程序開發(fā)（RAD）的基本元素，

41、包括了地圖網(wǎng)絡(luò)控件，鷹眼網(wǎng)絡(luò)控件，圖例網(wǎng)絡(luò)控件和常用工具欄網(wǎng)絡(luò)控件等，這些網(wǎng)絡(luò)控件相互關(guān)聯(lián)和協(xié)作，在可視化開發(fā)環(huán)境中，拖放式的編程模式使得二次開發(fā)的難度降到最低點。2.2.2 WebGIS技術(shù)創(chuàng)新點新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，如.NET、J2EE等，使得傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)軟件面臨嶄新的開發(fā)和運行環(huán)境，如.NET技術(shù)使得地理信息可以更方便地以WEB服務(wù)的形式進(jìn)行并能方便靈活地進(jìn)行布局，并能面向更多的GIS使用終端如PDA、林業(yè)管理、國土資源管理、城市規(guī)劃、公交系統(tǒng)、運輸業(yè)等，因此基于網(wǎng)絡(luò)地理信息發(fā)布平臺正面臨新的市場形勢；XML是一種愈來愈被大家接受的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，地理信息數(shù)據(jù)采用XML標(biāo)準(zhǔn)勢在必行，如

42、WGL等，迄今我國在這方面還是空白。采用XML的地理信息數(shù)據(jù)將脫離形形色色的GIS平臺而獨立存在并能在不同系統(tǒng)間共享；當(dāng)前其它行業(yè)商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對XML的良好支持，使得基于XML數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的地理信息數(shù)據(jù)可以輕松地獲得良好的數(shù)據(jù)管理效率；XML的地理信息數(shù)據(jù)庫將能更好服務(wù)于當(dāng)前的WEB數(shù)據(jù)搜索和數(shù)據(jù)挖掘。本課題主要是研究WebGIS地理信息系統(tǒng)。主要內(nèi)容為：（1）針對當(dāng)前的WEBGIS平臺普遍存在功能不多，符號表達(dá)簡單等，將XML技術(shù)全面用于命令流和數(shù)據(jù)流,并結(jié)合一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)這一方面的重大突破和改觀，并使中國的地理信息數(shù)據(jù)格式和國外主流發(fā)展方向相一致，有利于國內(nèi)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展和交

43、流；（2）WEBGIS網(wǎng)絡(luò)地理信息綜合應(yīng)用平臺解決了傳統(tǒng)的單一的專業(yè)應(yīng)用軟件模式，給各行各業(yè)以及普通用戶在地理信息和專業(yè)方面的使用和便捷，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日常生活將起到不可估量的作用。u 更廣泛的訪問范圍 客戶可以同時訪問多個位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)，而這一Internet/Intranet所特有的優(yōu)勢大大方便了GIS的數(shù)據(jù)管理，使分布式的多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)管理和合成更易于實現(xiàn)。 u 平臺獨立性 無論服務(wù)器/客戶機是何種機器，無論WebGIS服務(wù)器端使用何種GIS軟件，由于使用了通用的Web瀏覽器，用戶就可以透明地訪問WebGIS數(shù)據(jù)，在本機或某個服務(wù)器上進(jìn)行分布式部件的動態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)

44、的協(xié)同處理與分析，實現(xiàn)遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享。 u 可以大規(guī)模降低系統(tǒng)成本 普通GIS在每個客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，而用戶使用的經(jīng)常只是一些最基本的功能，這實際上造成了極大的浪費。WebGIS在客戶端通常只需使用Web瀏覽器（有時還要加一些插件），其軟件成本與全套專業(yè)GIS相比明顯要節(jié)省得多。另外，由于客戶端的簡單性而節(jié)省的維護(hù)費用也不容忽視。 u 更簡單的操作 要廣泛推廣GIS，使GIS系統(tǒng)為廣大的普通用戶所接受，而不僅僅局限于少數(shù)受過專業(yè)培訓(xùn)的專業(yè)用戶，就要降低對系統(tǒng)操作的要求。通用的Web瀏覽器無疑是降低操作復(fù)雜度的最好選擇。u 平衡高效的計算負(fù)載 傳統(tǒng)的GIS大都使用文件服務(wù)器

45、結(jié)構(gòu)的處理方式，其處理能力完全依賴于客戶端,效率較低。而WebGIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行,而對數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端直接完成。這種計算模式能靈活高效地尋求計算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配，是一種較理想的優(yōu)化模式。2.2.3 WebGIS達(dá)到的技術(shù)水平 WebGIS除了具有目前主流桌面版GIS的常規(guī)功能，如數(shù)據(jù)采集、編輯、查詢、分析、存儲等外，還具有如下技術(shù)特點： （1）系統(tǒng)功能上，除桌面版GIS的常規(guī)功能外，還吸收了當(dāng)前國內(nèi)外名牌GIS產(chǎn)品的功能，是一個全面支持網(wǎng)絡(luò)上運行的通用GIS平臺。 （2）在系統(tǒng)配置上，支持海量空間數(shù)據(jù)的存貯

46、和壓縮技術(shù)；支持多層(2層至5層)軟件體系結(jié)構(gòu)的異構(gòu)系統(tǒng)平臺，可根據(jù)實際需要定制集成相應(yīng)層次的系統(tǒng)。 （3）支持多種通信協(xié)議。既支持TCP/IP通信協(xié)議，提供在internet和intranet上運行的通信中間件；也可以支持其他通信協(xié)議，如移動無線通信協(xié)議。 （4）提供多源異構(gòu)數(shù)據(jù)無縫訪問機制。支持空間數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、文件系統(tǒng)、多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和GML標(biāo)準(zhǔn)。 （5）提供空間信息服務(wù)共享環(huán)境。它是空間信息共享平臺的開發(fā)環(huán)境。利用該環(huán)境開發(fā)的產(chǎn)品可以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的分布式計算和協(xié)同服務(wù)。 （6）支持多種工作方式：胖終端工作方式、瘦終端工作方式、瀏覽器網(wǎng)絡(luò)用戶查詢工作方式、與GPS、RS或MIS、

47、OA的一體化工作方式、多用戶協(xié)同工作方式、支持大計算量的分布式計算、三維圖形計算和分析。 （7）具備豐富的編輯功能，支持多用戶協(xié)同編輯，協(xié)同工作用戶的數(shù)量沒有限制。 （8）具備豐富的空間運算、緩沖分析、網(wǎng)絡(luò)分析等功能，支持空間數(shù)據(jù)的分布式處理。 （9）遵循OpenGIS規(guī)范，支持點要素、線要素、面要素、體要素、復(fù)合要素、融合要素（不同類型空間實體形成一個新的要素，即異構(gòu)要素）等豐富的要素類型。 （10）支持矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)的互動和一體化查詢與管理。 （11）支持四十余種投影方式和用戶自定義投影。 （12）支持通用數(shù)據(jù)和圖像壓縮。 （13）支持多種數(shù)據(jù)格式（E00 /SHP /Tiff /BM

48、P /JPG /PCX /EMF /PNG /DEM/3DX）。 （14）個性化設(shè)計和所見即所得的界面，使復(fù)雜的編輯流程和分析流程易于完成。 （15）透明化的工作流程，使得用戶不必關(guān)心多用戶對數(shù)據(jù)的訪問。 （16）跨平臺運行，支持Linux,Unix，Windows操作系統(tǒng)，并支持異構(gòu)系統(tǒng)（如應(yīng)用服務(wù)器采用Linux,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Windows，數(shù)據(jù)中間件采用Unix等等）。2.3 WebGIS技術(shù)選型2.3.1 WebGIS基本組成 所謂WebGIS是在INTERNET信息發(fā)布、數(shù)據(jù)共享、交流協(xié)作基礎(chǔ)之上實現(xiàn)GIS的在線查詢和業(yè)務(wù)處理等功能，Web分布式交互操作是工作的重心。WebGIS

49、的基本組成（如下圖）包括： Web服務(wù)器 Browser瀏覽器（GIS 插件） 頁面描述語言：HTML，VRML Web交互程序：JAVA，CGI，ActiveX GIS數(shù)據(jù)庫管理器：ARCSTORM，SDE2.3.2 WebGIS實現(xiàn)模式 CGI-通用網(wǎng)關(guān)接口 GIS廠商在其產(chǎn)品基礎(chǔ)上發(fā)展INTERNET解決方案，通常采用CGI，即提供專用空間數(shù)據(jù)庫的Web接口。CGI是連接應(yīng)用軟件和Web服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，HTML的功能擴(kuò)展，CGI程序與HTML結(jié)合實現(xiàn)交互式動態(tài)通信。例如，為了讓用戶可以存取數(shù)據(jù)庫中的信息，CGI可被用來連接網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，在系統(tǒng)中起通訊橋梁作用，通過HT

50、ML將客戶端請求傳給Web服務(wù)器，再利用專門的CGI訪問GIS服務(wù)器，GIS服務(wù)器承擔(dān)查詢計算工作，將結(jié)果構(gòu)建成一個HTML文擋反饋給Web服務(wù)器，再傳回客戶端瀏覽器。 由于CGI是服務(wù)器上可執(zhí)行程序，基本上所有的計算機語言都可以用來發(fā)展CGI程序，最常用的包括(C/C、Perl和Visual Basic)。CGI技術(shù)很快被用于構(gòu)造能產(chǎn)生動態(tài)地圖的Web網(wǎng)站，根據(jù)程序特點，GIS CGI技術(shù)方法可分為以下兩類： CGI啟動制圖軟件以批處理方式運行：這種系統(tǒng)的長處是程序簡單，運行速度快，但功能不足，而且大多數(shù)GIS軟件不能以批處理方式運行。 CGI啟動后端GIS程序：一般GIS軟件都基于圖形用戶

51、界面“事件”驅(qū)動，一旦啟動，就可以一直后臺運行等待觸發(fā)事件。于是網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上的事件，通過CGI很容易傳到后端GIS軟件上，CGI和后臺GIS軟件的信息交換是通過“進(jìn)程間通訊協(xié)議”IPC來完成的，常見的IPC協(xié)議有傳統(tǒng)UXIX上的遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC，WINDOWS的動態(tài)數(shù)據(jù)交換DDE和實體連接和嵌入OLE以及MAC機上的（Apple event），利用這種CGI方法，只要用戶在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器按一下，信息就通過網(wǎng)絡(luò)傳回到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，然后由CGI程序?qū)⒋诵畔⑼ㄟ^IPC傳到后端的GIS軟件。例如，可以要求GIS軟件將地圖某個地區(qū)放大，然后將放大后的地圖屏幕圖象傳回給用戶。 這種方法的優(yōu)點在于，運行速度較

52、前一種快，因為它不需要每次啟動后端的GIS軟件，同時可以利用商業(yè)化GIS軟件產(chǎn)生高質(zhì)量的地圖。事實上GIS軟件的所有功能都可以被利用起來。然而這種方法仍有許多不足之處，首先，很難同時運行多個CGI程序，因為受軟硬件的限制，可同時運行的GIS軟件的份數(shù)通常是有限的，同時亦很難跟蹤看出哪個用戶用哪份程序。CGI結(jié)構(gòu)中，CLIENT端僅起了一個啞終端的作用，其功能限于向SERVER發(fā)送用戶請求和顯示所接受的SERVER的處理結(jié)果，SERVER承擔(dān)了一切計算功能。這種模式并沒有實現(xiàn)真正的分布式協(xié)同計算，它僅適用于封閉環(huán)境的小型局域網(wǎng)，對于開放型的INTERNET絡(luò)很容易引起服務(wù)器的過載。 其次，這種方

53、法需要制圖軟件一直處于運行狀態(tài)，這不僅要求GIS軟件所在的服務(wù)器一直聯(lián)機而且也消耗不少計算機資源。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)的流量較低時，這種系統(tǒng)會保持良好的運行狀態(tài)。但多個用戶同時訪問服務(wù)器時，多個CGI備份的同時運行導(dǎo)致服務(wù)器負(fù)載過重而降低效率，使運行速度大打折扣。顯然，用戶產(chǎn)生的每一個事件都要通過互聯(lián)網(wǎng)，由服務(wù)器來處理，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)流量較高時，CGI并不是一種理想的技術(shù)路線。其它的不足之處包括從服務(wù)器方面驅(qū)動的CGI，必須用某個特定的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的專用SQL語言手工編寫數(shù)據(jù)庫接口，網(wǎng)絡(luò)安全問題以及有限的交互性問題（即用戶很難直接操作地理實體）。 PLUG-INS GIS插件 基于CGI的系統(tǒng)僅提

54、供給用戶端(client)有限的GIS功能，傳給用戶的信息都是靜態(tài)的，而且用戶的GIS操作都需要由服務(wù)器來處理。解決這個問題的方法是把一部分服務(wù)器上的功能移到用戶端上，這樣不僅加快了用戶操作的反應(yīng)速度，而且也減少了互聯(lián)網(wǎng)上的流量。標(biāo)準(zhǔn)萬維網(wǎng)瀏覽器只提供了一些最基本的瀏覽和導(dǎo)航功能，而缺乏處理地理空間數(shù)據(jù)的能力。一種方法是安裝額外能和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器交換信息的專門GIS軟件。這種增加網(wǎng)絡(luò)瀏覽器功能的方法就叫“插入法”Plug-ins。目前這種插入軟件已被普遍采用，在多媒體領(lǐng)域尤為明顯。這種插入軟件不但可以增加網(wǎng)絡(luò)瀏覽器處理地理空間數(shù)據(jù)的能力。使人們更容易獲取地理數(shù)據(jù)，而且可以減少網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的信息流量從

55、而使服務(wù)器更有效地為更多的用戶服務(wù)，因為大多數(shù)用戶的數(shù)據(jù)處理功能可以由網(wǎng)絡(luò)瀏覽器插入軟件來完成。和傳統(tǒng)應(yīng)用軟件類似，插入軟件也需要先安裝再使用，因而傳統(tǒng)軟件不同版本之間的不兼容性及版本管理問題仍然存在。 JAVA技術(shù) 盡管插件可以和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器一起有效處理空間數(shù)據(jù)，但這種方法仍有不少缺陷。首先，它將導(dǎo)致用戶端負(fù)擔(dān)過重，因為幾乎每個軟件廠商都希望它的軟件能與互聯(lián)網(wǎng)兼容。這顯然不符合標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器便宜簡單設(shè)計思想。其次，眾多的插入軟件的管理會成為信息技術(shù)部門的一個大問題，因為任何人只要可以連上互聯(lián)網(wǎng)都可以接收最新的插入軟件，為解決上述各種問題，互聯(lián)網(wǎng)程序語言應(yīng)運而生?；ヂ?lián)網(wǎng)程序語言的出

56、現(xiàn)標(biāo)志著WebGIS的開始，目前最普及的互聯(lián)網(wǎng)程序語言是由SUN公司開發(fā)的Java。 Java是一種面向?qū)ο蟮挠嬎銠C語言，它借鑒了C、Smalltalk、Object C和Cedar/Mesa等面向?qū)ο笳Z言的優(yōu)點，其特點是簡潔動態(tài)適應(yīng)性強，運行穩(wěn)定、安全，對網(wǎng)絡(luò)而言，與計算機結(jié)構(gòu)體系無關(guān)，容易移植，在一種系統(tǒng)下發(fā)展的應(yīng)用軟件可以直接在完全不同的系統(tǒng)下運行。事實上Java編譯器產(chǎn)生的是一種獨立于任何操作系統(tǒng)的字節(jié)碼Bitecode，這種字節(jié)碼程序可以在任何一臺Java虛擬機Java Virtual Machine-JVM上運行，任何系統(tǒng)只要支持Java虛擬機就可以運行Java程序，而與程序在何種系統(tǒng)下發(fā)展和編譯無關(guān)