WebGIS的發(fā)展現(xiàn)狀及前景的探討

黃文剛+何思偲

摘要：介紹WebGIS的概念、功能和主要的技術(shù)方法以及技術(shù)難點(diǎn)，分析WebGIS的未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：WebGIS Internet；技術(shù)；技術(shù)方法；發(fā)展趨勢。

1 前言

地理信息科學(xué)[1]（Geographic Information System，GIS）是一種采集、傳輸、存儲、管理、處理、分析、表達(dá)和使用地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它集計(jì)算機(jī)軟硬件、地理空間數(shù)據(jù)和用戶端等幾個部分于一體，借助其獨(dú)有的空間分析能力，準(zhǔn)確、真實(shí)地輸出用戶所需要的信息。進(jìn)入21世紀(jì)后，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速普及使得GIS技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的變化，Internet成為 GIS新的操作平臺，WebGIS即為Internet與GIS的結(jié)合的產(chǎn)物。WebGIS 利用Internet發(fā)布和出版地理信息，為用戶提供空間數(shù)據(jù)的信息瀏覽、查詢、分析等功能，從而實(shí)現(xiàn)地理信息的操作和共享，使得GIS的各項(xiàng)功能從局部的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到更加廣闊的空間。從長遠(yuǎn)上看，WebGIS已經(jīng)成為GIS發(fā)展的必然趨勢。

2 WebGIS概述

2.1 WebGIS定義

WebGIS又叫網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)[2]，是建立在Web 技術(shù)上的一種特殊環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)，是從單機(jī)及主從式計(jì)算機(jī)上轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)的泛稱，它強(qiáng)調(diào)地理信系統(tǒng)的工作環(huán)境是網(wǎng)絡(luò)。WebGIS是基于網(wǎng)絡(luò)的客戶機(jī)/服務(wù)器（client/server）分布式系統(tǒng)[3]，以Web 頁面作為GIS 軟件的用戶界面，把Internet和GIS技術(shù)結(jié)合在一起，能夠進(jìn)行交互操作。

2.2 WebGIS的特點(diǎn)

（1）可擴(kuò)展性更好。WebGIS很容易與Web中的其它信息服務(wù)進(jìn)行無縫連接，應(yīng)用方式靈活多樣。隨著通信終端向多媒體和移動化方向發(fā)展，數(shù)字移動電話、PD A（個人數(shù)字助理將成為WebGIS的客戶端，WAP（Wireless A pplication Protocol，即無線通信協(xié)議）服務(wù)器和WebGIS服務(wù)器將連為一體。

（2）計(jì)算負(fù)載更高效平衡。以往的GIS大多使用文件服務(wù)器結(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充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，由服務(wù)器處理基礎(chǔ)性、局性的事物，而客戶端則處理較簡的工作。這種模式能靈活高效地尋求計(jì)算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器和客戶端之間的合理分配。

（3）應(yīng)用更加大眾化。以往的GIS由于成本高、技術(shù)難度大，僅適用于少數(shù)專業(yè)人士而且對于每個用戶來說，在每個客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，而實(shí)際只使用一些最基本的功能，造成了極大的浪費(fèi)。WebGIS在客戶端通常只須使用通用瀏覽器進(jìn)行瀏覽和查詢，從而大大降低了成本，給更多的用戶提供了使用GIS的機(jī)會。

3 WebGIS的幾個技術(shù)難點(diǎn)

WebGIS的發(fā)展和GIS技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展密不可分。許多Internet組網(wǎng)技術(shù)可直接移植于WebGIS 系統(tǒng)。但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，限制了對海量數(shù)據(jù)的存儲、管理和處理，影響了數(shù)據(jù)的共享和互操作，這就要求必須解決WebGIS自身的一些關(guān)鍵技術(shù)，如分布式計(jì)算、空間數(shù)據(jù)的表示和傳輸、寬帶和高碼率WAP技術(shù)、組件式GIS設(shè)計(jì)等[5]。

（1）由于互聯(lián)網(wǎng)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(diǎn)的速度越來越慢，已經(jīng)形成了WebGIS體系模型的技術(shù)瓶頸。

（2）現(xiàn)有的WebGIS在實(shí)際應(yīng)用中是處于一個相對獨(dú)立和封閉的系統(tǒng)內(nèi)，它有著自己特定的空間數(shù)據(jù)、運(yùn)行平臺和支撐環(huán)境，無法做到數(shù)據(jù)在不同地區(qū)、不同部門之間的數(shù)據(jù)共享、相互分工與合作，無法實(shí)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(fèi)。

4 WebGIS的發(fā)展前景

GIS發(fā)展方向是高性能、低成本、開放性、互操作性和靈活性。隨著空間理論和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，WebGIS從技術(shù)上將向著更具有互操作性和更加開放化、網(wǎng)絡(luò)化、分布化、移動化、可視化的方向發(fā)展；從應(yīng)用上將向著更高層次的數(shù)字地球、地球信息科學(xué)及大眾化的方向擴(kuò)展。

（1）基于.Net的WebGIS[6]

微軟的.Net被稱為下一代Internet計(jì)算模型，它為發(fā)出請求的用戶提供所需的資源和服務(wù)，不論用戶在何時、何地以及使用何種設(shè)備發(fā)出請求，也不需要知道他們所需要的資源和服務(wù)存于何地以及如何才能得到。.Net技術(shù)的核心是服務(wù)，即Web Service，客戶端的計(jì)算機(jī)通過Internet連接網(wǎng)絡(luò)中提供Web Service接口的GIS應(yīng)用程序，使其可通過Internet對分布在不同地點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。通過Web Service不僅可以整合企業(yè)內(nèi)部的不同應(yīng)用系統(tǒng)，還可以使分布于不同位置的GIS應(yīng)用系統(tǒng)通過Internet實(shí)現(xiàn)整合。

（2）網(wǎng)格GIS技術(shù)

網(wǎng)格技術(shù)被看成是“下一代Internet”，是由各種不同的硬件與軟件組成的基礎(chǔ)設(shè)施，它將計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、大型數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)程設(shè)備等連接在一起，實(shí)現(xiàn)資源共享與協(xié)作，使人們更自由、更方便的使用網(wǎng)絡(luò)資源，解決復(fù)雜問題。網(wǎng)格GIS是GIS在網(wǎng)格環(huán)境下的一種新的應(yīng)用，將促進(jìn)GIS 沿著網(wǎng)絡(luò)化、全球化、標(biāo)準(zhǔn)化、大眾化、實(shí)用化的方向發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)空間信息的全面共享與互操作。

（3）GIS的更高層次———數(shù)字地球[8]

數(shù)字地球是指以地球?yàn)閷ο?，以地理空間為主線，將信息組織起來以實(shí)現(xiàn)地球數(shù)字化或信息化的復(fù)雜系統(tǒng)。數(shù)字地球具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化等特征，它為人類提供了一種全新認(rèn)識地球的方式。作為新一代的電子地圖和G IS，數(shù)字地球的應(yīng)用非常廣泛，既可用于全球環(huán)境變化和社會可持續(xù)發(fā)展，也可以應(yīng)用于政治、經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)域，對人類與自然的平衡和協(xié)調(diào)起到了不可估量的作用。數(shù)字地球作為一門新興的學(xué)科，主要由基礎(chǔ)理論、技術(shù)體系和應(yīng)用領(lǐng)域3部分構(gòu)成，它所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是信息交換標(biāo)準(zhǔn)、海量數(shù)據(jù)的存貯和管理等。

5 結(jié)語

從目前的發(fā)展和研究中可以看出，各個領(lǐng)域?qū)ebGIS的應(yīng)用需求越來越大，WebGIS 正朝著分布式、標(biāo)準(zhǔn)化、大眾化、開放的、互操作的方向邁進(jìn)。盡管目前 WebGIS 還是一個相對較新的技術(shù)，本身存在著很多不足之處，但毋庸置疑的是，在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的帶動下，新一代的WebGIS將會給我們帶來一個更加方便、快捷、靈活的信息世界。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟令奎，史文中，張鵬林.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社.2005

[2]劉南，劉仁義.地理信息系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社.2002

[3]姬婧，孟景風(fēng).淺論WebGIS系統(tǒng)[J].煤炭技術(shù)，2006

[4]田洪陣，劉沁萍，劉軍偉.WebGIS的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].許昌學(xué)院學(xué)報(bào).2004

作者簡介：

黃文剛（1996.11.24-）男，漢，身份證號：411526199611246392，本科生，河南省信陽市，研究方向：地理信息科學(xué)

何思偲（1995.7.21-）男，漢，身份證號：513901199507210015，本科生，四川省資陽市雁江區(qū)，研究方向：地理信息科學(xué)endprint