Ｂ／Ｓ模式的ＷｅｂＧＩＳ系統應用研究

● WebGIS的定義

WebGIS又稱互聯網地理信息系統，是建立在Web技術上的一種特殊環境下的地理信息系統。WebGIS在互聯網或網絡環境下可以存儲、處理、分析、顯示與應用空間信息，能夠在互聯網平臺下實現復雜的、大規模的地理信息服務。

● B/S模式的WebGIS系統的特點

目前，網絡技術在GIS中的應用主要有三種模式：集中模式、C/S（Client/Server，C/S）模式和B/S(Browser/Server，B/S)模式。集中模式由終端和GIS服務器組成，是GIS和網絡相結合的早期解決方案。C/S模式由客戶機和服務器組成。B/S模式則是用來滿足顧客對于數據共享和信息管理的要求。

● B/S模式的WebGIS系統的體系結構

B/S模式的WebGIS系統是由數據庫、應用服務器和瀏覽器組成的三層結構體系。其工作原理是：客戶借助http協議，通過瀏覽器向服務器提出數據請求；數據庫服務器處理查詢要求，將處理結果返回Web服務器；Web服務器返回HTML文檔以及各種腳本給瀏覽器。（如圖1所示）

● B/S模式的WebGIS系統信息表現方式

B/S模式的WebGIS信息表現主要有以下幾種方式。

1.傳統電子地圖：靜態和動態柵格地圖、矢量地圖、網絡續集地理景觀等。

2.衛星地圖：通過衛星拍攝的直觀性較強的圖片來呈現城市風貌和地質信息。

3.街景呈現：通過沿街拍攝的街道景觀圖片來表示豐富的場所景觀信息。

4.3D模型固定視角：將城市景物用三維模型表示，通過斜向45度視角表現城市風貌。3D模型環顧視角，將城市景物用三維模型表示，視角可由用戶自由更換，全方位體現城市風貌。

● B/S模式的WebGIS系統的特點

1.基于互聯網，數據來源廣泛且能夠及時更新：由于它利用因特網來進行客戶端和服務器之間的信息交換，這就意味著信息的來源是全球性的，同時，數據的更新是及時的。

2.基于Web瀏覽器，操作簡單：與傳統的GIS桌面系統操作相比，B/S模式的WebGIS依托Web瀏覽器界面，操作簡單易學，不需要有專業基礎和專門培訓，適合大眾化應用。

3.可進入門檻低，受眾面廣：它依托互聯網和Web瀏覽器，不再需要昂貴的專業客戶端GIS軟件，額外的插件通常都是免費的。同時，相對于C/S的“胖”客戶機而言，B/S的客戶端不再負責數據庫的存取和計算，降低了對客戶端的要求。所以，相對于傳統的GIS和C/S而言，經濟和技術門檻有很大程度的降低，有益于大范圍推廣。

4.跨平臺和平臺獨立性：它是一個分布式系統，用戶和服務器可以分布在不同地點和不同的計算機平臺上。同時，對計算機硬件和操作系統沒有過多要求。

5.在功能上主要側重于信息的發布、查詢、空間分析、模型分析和制圖等，而不追求系統功能的完整性。

● B/S模式的WebGIS系統應用于地理教學的優點

1.GIS教學與網絡教學相結合：GIS與互聯網的結合使其具有GIS教學與網絡教學的雙重特點和功效。

2.培養學生的空間思維能力和區位概念：B/S的圖形可視化和空間可視化使得學生對于地理事物的空間位置、空間特征和空間關系的把握更加簡單。

3.開發和維護成本低，節省教育經費和教學資源：對于中學教學來講，使用GIS僅限于其一般功能，而每個客戶端都要配備昂貴的專業GIS軟件，同時，對電腦的配置要求較高，這無疑是資源的巨大浪費。B/S的維護和升級只在服務器端進行，所以更能節省教育資源和教學經費。

4.開放的系統，與現實世界緊密聯系。

5.數據及時更新。

6.操作方法簡單易學，適于中學教學。

7.實踐性強，有利于學生綜合素質的培養。

8.利用WebGIS 圖形化的超媒體信息系統，豐富GIS 的內容和表現能力，使地理教學變得生動、活潑。

9.更強交互性，提高學生學習興趣。

● B/S模式的WebGIS系統在中學地理輔助教學中的教育功能

B/S模式的WebGIS系統在中學地理輔助教學中的教育功能主要體現在兩個方面。

1.電子地圖以及空間數據信息的發布。借助此系統，教師以及相關技術人員可以把教育所需要的電子地圖以及相關信息進行網上發布，并根據教學的實際需要適時更新，實現教學資源的真正共享。同時，由于B/S模式的WebGIS系統具有更強的交互性，便 于師生之間的交流和互動。

2.借助Web瀏覽器，應用在線電子地圖進行瀏覽、查詢、編輯、空間分析和制圖等。

定位功能。B/S模式的WebGIS中具有很強的定位功能，如在YahooMaps搜索欄中鍵入“China”，點擊“Go”，服務器便會很快呈現出中國在亞洲和全世界的具體位置。（如圖2所示）對于其他小范圍地理事物，也可準確定位。

查詢功能。在B/S中可以進行信息輸入查詢、屬性查詢、SQL查詢和空間查詢等。查詢的結果一般是柵格地圖、統計數據和圖片影像等。如GoogleMaps，YahooMaps， Microsoft Virtual Earth，51ditu等在線地圖網站，處于Web2.0的前端，在這些電子地圖上可以獲得包括經緯度、POI信息、公交等相關信息。在應用B/S模式的WebGIS系統進行學習時，學習者可以通過其空間查詢功能，輸入要查找目標的名稱，直接將其顯示在地圖上面，以便直觀地獲取該查詢目標的地理位置以及相關信息。以查找“上海東方明珠電視塔”的坐標為例：GoogleMaps中鍵入“上海東方明珠電視塔”，系統在搜索結果頁面顯示“上海東方明珠電視塔”的具體方位和地址，點擊“顯示本地鏈接”，在顯示結果中選取“”之間的字符：“ll=31.242747，121.500399”，那么“上海東方明珠電視塔”的坐標就是121°50 E，31°24 N，如圖3所示。

空間分析功能。包括疊加分析、緩沖分析、路徑分析和周圍環境分析等。B/S模式的WebGIS系統提供各種空間分析功能，以返回特定的分析結果，并對各種專業應用進行擴展，如等值線計算模型，網絡分析，公交換乘、最佳路線分析等。以緩沖分析為例，緩沖分析就是沿著某一地物或現象的一段距離劃出界線，確定其中一個相關作用或效應區域，作為研究范圍或進行區域規劃設計。緩沖分析功能可用于講授某一地理要素影響范圍等相關的知識，如某一地標一公里內的賓館、學校和醫院等的分布。這類知識點的教學直觀性用其他教學方法難以呈現，而應用WebGIS輔助教學則事半功倍。

專題地圖的制作、輸出和打印功能。B/S模式的WebGIS中，使用者可以定制地圖，獲得符合自己需要的地圖。許多網絡地圖都具有導出或打印用戶定制地圖的功能，這樣方便學校用戶從地圖網站獲取教學資源，進行輔助教學。例如，Mapbar、Mapabc等在線地圖運營商現在都在做所謂個性地圖，就是用戶自己制作一張地圖，可以在上面標注一些信息。

地形、地貌、地物展示功能。在線電子地圖有多種類型的地圖表現形式，如GoogleMaps中，就有地圖（顯示街道地圖）、衛星（顯示衛星圖片）、地表地形（顯示帶有地表的街景地圖），來展示并切換不同類型的地圖；“E都市”中“3D”可顯示城市三維的地物景觀以及交通線路。（如圖4所示）通過這些功能以及圖形之間的切換，學生可以清晰的了解某一目的地的地形、地貌、地物，實現自然和人文景觀的切換和疊加，有如身臨其境，可取得良好的學習效果。

算功能。B/S模式的WebGIS系統在線地圖提供多種量算功能，包括，距離、周長、面積等。以測量距離為例：mapabc能夠測量地圖上兩個點或多個點連成的直線段或曲線段所代表的實際距離。用戶只需要知道兩個或多個地點，如要計算A-B-C三點之間的距離，就可以通過距離量算功能來實現。選擇距離量算功能，在地圖窗口中起點處點擊鼠標左鍵，然后移動鼠標，在中間測量點處點擊一下，最后移動鼠標到終點處雙擊鼠標左鍵，系統會彈出一個提示框，顯示這三點之間的距離。（如圖5所示）

投影功能。B/S模式的WebGIS系統具有靈活的投影變換功能，利用此功能學生能夠從不同角度觀察地圖、掌握客觀事物的特征；通過世界地圖的投影變換，學生可以從不同角度觀察地球模型，更好地掌握世界特征；通過經緯度投影、半球投影、正射投影、圓柱投影、等積投影、毛爾威特投影、魯濱遜投影等投影模式的相互轉換來顯示世界地圖，學生能夠對世界的大致范圍以及各重要地理事物的相對位置有一個大致的感官認識和了解。投影變換還能幫助學生掌握以南、北極為中心的經線網方向判斷，很好地解決在球面地圖上判讀方向的難題。