基于開源軟件的WebGIS實現

劉 剛

[摘 要]隨著Internet的迅速發展WebGIS已經成為GIS發展的熱點,本文主要從OGC的WMS標準(網絡地圖服務)和開源GIS軟件應用兩方面進行分析最后構建了一個輕量級的WebGIS。

[關鍵詞]OGC 開源GIS WMS WebGIS

[中圖分類號]TP[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2009)12-0036-02

1 引言

隨著計算機技術的出現和Internet的飛速發展,GIS也經歷了巨大的變化。自1963年世界上第一個地理信息系統CGIS(加拿大地理信息系統)出現以來,GIS已廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域[1]。目前GIS軟件種類越來越多,大多數都是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開發,采用不同的開發方式和數據格式,這樣的弊端就是空間數據的組織都存在很大的差異,再加上壟斷和高額的費用在一定程度上限制了GIS的普及和推廣。

為了規范地理信息系統互操作的方法、模式與協議,1994年成立的開放地理信息系統聯盟(OGC),主要研究和建立開放式地理數據互操作規范(OGIS)。為了普及和推廣GIS同時降低GIS軟件開發成本,2006年國際地理空間開源基金會(OSGeo)成立,OSGeo的使命是支持開源地理信息軟件的開發和推動其廣泛的使用,具體措施是對其支持的項目提供組織、法律和財政上的支持,不斷促進其基于地理信息開放標準軟件及其互操作技術的開發、推廣和普及,現在開源GIS軟件目前已經形成了一定的規模。

2 OGC規范

OGC在地理信息領域中引入Web服務技術,制定了一系列地理信息服務規范,如WMS(Web Map Service)網絡地圖服務、WFS(Web Feature Service)網絡要素服務等,按照服務器提供的操作類型的不同將WMS分為兩個類型,一個是基于basic WMS(基本的WMS)另一個是基于queryable WMS(可查詢的WMS)。每一個又有兩個子類,一個為客戶端一個為服務器端。Basic WMS要支持基本服務元素GetCapabilities操作和GetMap操作。queryable WMS應該滿足所有基于basic WMS的請求,也應該支持GetFeatureInfo操作[3]。網絡地圖服務有的組成 是WMS服務器、WMS操作以及WMS數據。其中WMS操作:(1)GetCapabilites(請求元始據)返回元數據(2)GetFeatureInfo(請求要素信息)返回要素信息(3)GetMap(請求地圖)返回地圖。WMS數據:(1)地理信息(2)服務元數據:返回元數據。

3 通用型WebGIS的體系結構以及開源軟件選擇

3.1 通用型WebGIS的體系結構圖(圖1)

3.2 關鍵技術及開源軟件選擇:

(1)客戶端開源軟件:OpenLayers是一個由MetaCarta公司開發的用于WebGIS客戶端的開源JavaScript包,OpenLayers訪問地理空間數據的方法符合OpenGIS的規范如WMS和WFS標準。OpenLayers采用基于事件對象的JavaScript語言開發,使用了Prototype框架和Rico庫的一些組件。OpenLayers的官方網站www.openlayers.org提供最新版本下載[4]。

(2)網絡服務器:Apache是世界使用排名第一的Web服務器。Apache Tomcat是一個基于Java Servlet和JSP技術的開源軟件。Apache和Tomcat整合后支持靜態和動態網頁[5]。如果客戶端請求的是靜態頁面,則只需要Apache服務器響應請求;如果客戶端請求動態頁面,則是Tomcat服務器響應請求;因為jsp是服務器端解釋代碼的,這樣整合就可以減少Tomcat的服務開銷。由于它是一個小型的輕量級應用服務器,運行時占用的系統資源小,擴展性好,支持負載平衡與郵件服務等開發應用系統常用的功能,非常受程序員喜愛。

(3)空間數據庫PostGIS:PostGIS是開源GIS數據庫,PostGIS在對象關系型數據庫PostgreSQL上增加了存儲管理空間數據的能力,相當于Oracle的spatial部分。PostGIS符合并實現了OpenGIS的一些規范,這也是選用它的原因之一。

3.3 WebGIS的展示

WebGIS框架搭建完成后需要編寫JavaScript代碼訪問WMS,下面代碼是使用OpenLayers的WMS函數訪問中國1:400W的縣界數據。成果展示(圖2)

4 結語

本文簡要對OGC WMS規范進行了說明,并選用開源軟件構建了一個通用型的WebGIS系統。通過使用開源軟件,可以減少軟件的開發周期,降低軟件開發成本,提高軟件開發效率,同時降低GIS平臺使用成本,促使GIS社會化和大眾化。并且隨著GIS項目越來越成熟,GIS取得越來越多的應用,開源GIS軟件目前已經形成了一個比較齊全的產品線,在一些特定的功能方面優于商業GIS平臺軟件。

[參考文獻]

[1] 胡慶武,陳亞男,周洋等.開源GIS進展及其典型應用研究.學術研究2009,2.

[2] 龔健雅,杜道生,李清泉等.當代地理信息技術.北京:科學出版社,2004.