WebGIS的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王靖　龐軍洋

摘 要：分析了WebGIS技術(shù)現(xiàn)狀，優(yōu)點及存在的問題，探討了WebGIS技術(shù)發(fā)展趨勢以及應(yīng)用的方向。并且討論了大數(shù)據(jù)，云計算下的WebGIS。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；GIS；WebGis；網(wǎng)絡(luò)GIS；大數(shù)據(jù)；云計算；網(wǎng)格

Internet技術(shù)已經(jīng)改變這個世界人們的生活方式。但隨著人們對地理信息需求的增加，基于Internet發(fā)布地理數(shù)據(jù)，供全球用戶查詢、檢索并提供GIS 服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)GIS已成為地理信息系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。

1.WebGIS的特點

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和分布式計算技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的重要標(biāo)識。網(wǎng)絡(luò)GIS相對于傳統(tǒng)GIS的優(yōu)點重要體現(xiàn)在下面幾個方面：（1）更廣泛的訪問范圍。（2）真正的信息共享。（3）與平臺無關(guān)。（4）成本低廉不需要專業(yè)的GIS軟件。（5）支持地理分布存儲的多源數(shù)據(jù)。具備這么多優(yōu)勢的網(wǎng)絡(luò)GIS將是GIS發(fā)展的主要方向，我們將迎來網(wǎng)絡(luò)GIS的時代。

2.WebGIS現(xiàn)狀

由于傳統(tǒng)GIS的數(shù)據(jù)互操作性差，共享能力弱，分析能力有限，數(shù)據(jù)冗余嚴重等這些問題的存在，傳統(tǒng)GIS越來越不能滿足日益增多的需求，使得GIS的推廣受到很多的制約。但是網(wǎng)絡(luò)GIS的出現(xiàn)使GIS大眾化及空間數(shù)據(jù)的分享成為可能。這也使得網(wǎng)絡(luò)GIS能夠得到廣泛的應(yīng)用和迅速發(fā)展。

現(xiàn)在用的網(wǎng)絡(luò)GIS是基于服務(wù)器端體系結(jié)構(gòu)。它通過Internet來實現(xiàn)客戶機和服務(wù)器之間的信息交換，這也意味著信息傳遞是全球性的，數(shù)據(jù)資源是分布的。它是分布式系統(tǒng)，客戶機和服務(wù)器可以分布在不同地點和不同的計算機平臺上。但隨著網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展三層及多層結(jié)構(gòu)越來越多的被應(yīng)用。三層客戶服務(wù)器模型可以分為數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，Web服務(wù)器和GIS功能中間插件和GIS客戶端。擴展的多服務(wù)器技術(shù)也在WebGIS中得到一定的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)GIS的安全機制也得到相應(yīng)改善通過鏈路加密，節(jié)點加密和端到端加密技術(shù)一定程度上保證了網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)的安全性。

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)GIS的主要應(yīng)用系統(tǒng)有基于Autodesk MapGuide的互聯(lián)網(wǎng)土地信息系統(tǒng)，基于Maplnfo MapXtreme的水利信息系統(tǒng)和基于ESRI ArcView IMS的環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以提供的功能有空間數(shù)據(jù)發(fā)布，空間查詢檢索，空間數(shù)據(jù)的可視化，空間模型分析服務(wù)，Web資源的共享等。它是基于internet標(biāo)準(zhǔn)的分布式體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)范圍廣且與平臺無關(guān)，成本低操作簡單而且支持地理分布存儲的多源數(shù)據(jù)。

3.當(dāng)前WebGIS存在的問題

3.1 技術(shù)層面的缺陷

現(xiàn)在WebGS存在的技術(shù)性問題主要有一下兩個方面：（1）網(wǎng)絡(luò)帶寬及硬件設(shè)備的限制，海量的空間信息數(shù)據(jù)的傳輸速度已經(jīng)不能滿足用戶的服務(wù)要求，再加上WebGIS要處理大量的圖形圖像數(shù)據(jù)，使得訪問WebGIS站點的速度越來越慢。（2）WebGIS有自己的運行平臺和支撐環(huán)境，還無法完全做到數(shù)據(jù)共享、相互分工與合作，此外數(shù)據(jù)規(guī)模的擴大，數(shù)據(jù)的異構(gòu)性，復(fù)雜性都導(dǎo)致了無法實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的跨平臺訪問，這也導(dǎo)致了大量空間數(shù)據(jù)的重復(fù)建設(shè)，造成了資源的浪費。

3.2 實施和應(yīng)用層面的缺陷

網(wǎng)絡(luò)的安全，網(wǎng)絡(luò)的CA認證都是要考慮的問題，另外還有硬件的環(huán)境，是否有合理的備份方式，是否可以集群，可不可以進行雙機容錯來保障安全。除了以上這些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和軟件技術(shù)的多種多樣性也是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)復(fù)雜甚至難以實現(xiàn)和加大工作量的主要原因。在WebGIS的應(yīng)用中一般會同時存在多個網(wǎng)絡(luò)，如局域網(wǎng)，廣域網(wǎng)和無線網(wǎng)以及Internet等，這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)都都給WebGIS的實施和應(yīng)用帶來復(fù)雜性問題。

4.WebGIS的發(fā)展前景分析

4.1 大數(shù)據(jù)和云計算下的WebGIS

大數(shù)據(jù)和云計算的提出和發(fā)展也在悄悄的改變這網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展。大數(shù)據(jù)時代的來臨以及物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的發(fā)展將為網(wǎng)絡(luò)GIS 的發(fā)展帶來前所未有的機遇。在大數(shù)據(jù)和云計算的背景下網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展方向?qū)⑹强蓴U展的海量動態(tài)數(shù)據(jù)管理，多源數(shù)據(jù)的空間分析與挖掘，支持豐富的數(shù)據(jù)類型，支持大數(shù)據(jù)快速處理。在GIS領(lǐng)域，有必要采用云計算技術(shù)，構(gòu)建云地理信息系統(tǒng)，以便簡化網(wǎng)絡(luò)GIS應(yīng)用程序部署和管理、降低網(wǎng)絡(luò)GIS投資和運行成本，提高網(wǎng)絡(luò)GIS應(yīng)用程序和基礎(chǔ)設(shè)施的靈活性。

4.2 網(wǎng)格技術(shù)下的WebGIS

另外基于網(wǎng)格計算的新一代WebGIS網(wǎng)格可以稱之為第三代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用， 它是把整個互聯(lián)網(wǎng)整合成一臺巨大的超級計算機，實現(xiàn)各種資源的全面共享。網(wǎng)格計算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)把地理上分布的各基于網(wǎng)格計算的GIS平臺， 能夠分布式、協(xié)作化和智能化地處理地理信息， 特別適合用于解決涉及大量空間分析的問題， 其最終目標(biāo)是實現(xiàn)空間信息的網(wǎng)格化。

4.3 移動的GIS

手機等移動通信的普及也必將為GIS帶來一次革新，如今，國內(nèi)正掀起一股布局移動端的浪潮，移動成了越來越時髦的前綴，移動GIS也逐漸升溫。移動定位，移動辦公成為眾多企業(yè)和個人的迫切需求。移動GIS就是以互聯(lián)網(wǎng)為支撐，以手機和平板電腦為終端的又一新技術(shù)熱點。移動GIS擺脫了有線網(wǎng)絡(luò)的限制和束縛，通過無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器連接進行信息的交互。

總的來說未來WebGIS的發(fā)展將有下面3個規(guī)律：（1）網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用將更加廣泛和深入。（2）網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)集成將更加突出。（3）網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)將更加開放和面向社會用戶?？梢灶A(yù)計將來會有更多的應(yīng)用構(gòu)建于GIS之上成為地理信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其技術(shù)也必將朝多元化發(fā)展而且會更加細化，開放的集成模式也將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的系統(tǒng)模式，數(shù)據(jù)的開放性也將使它更易與其他應(yīng)用融合，在數(shù)字城市，智慧城市的建設(shè)中發(fā)揮巨大作用。

未來網(wǎng)絡(luò)GIS必將在大數(shù)據(jù)和云計算的背景下向具有存儲，管理和處理海量空間數(shù)據(jù)能力和三維信息的可視化、移動服務(wù)及應(yīng)用的方向發(fā)展。可以預(yù)見未來的網(wǎng)絡(luò)GIS將具有更強大的功能和更廣的應(yīng)用，這需要我們共同努力去實現(xiàn)。

5 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)GIS還處于不成熟的階段， 用戶還不能通過網(wǎng)絡(luò)終端來實現(xiàn)真正意義上的較為復(fù)雜GIS空間分析，離商業(yè)化和實用化應(yīng)用還有一定距離。但是不可否認地理信息系統(tǒng)從傳統(tǒng)GIS到WebGIS實現(xiàn)了一次跨越，經(jīng)過幾年的發(fā)展，WebGIS已經(jīng)積累了豐富的構(gòu)造模型和實現(xiàn)方法。目前WebGIS正處在發(fā)生重大技術(shù)變革的前夕，隨著地理信息用戶的需求、技術(shù)的進步和應(yīng)用方法論的提高等，勢必大大加速WebGIS普及應(yīng)用的進程，最終真正實現(xiàn)大眾化。

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