使用ArcGIS REST構建高性能WebGIS服務

周兆濱、王琴、顧 亮、張永軍

（1. 北京機械工業自動化研究所，北京 100120；2. 中國國際工程咨詢公司，北京 100048）

0 引 言

隨著網絡技術與GIS技術的不斷發展，兩者的結合日趨緊密，WebGIS體系結構也在不斷地發生變化，由傳統的C/S體系到B/S體系，再到目前的RIA體系。每一次發展都給GIS注入了新的活力。目前流行的RIA技術包括Silverlight、Flex、JavaFx等，但是無論使用哪一種RIA技術，最終都需要ArcGIS REST來提供服務。

本文將詳細介紹使用REST構建可靠、安全、高性能的WebGIS服務。

1 REST概述

REST，即表述性狀態轉移，是Roy Fielding在其2000年的論文中首次提出的一種軟件架構。具體地說，REST用來定義一個Web服務應用程序編程接口（API），通過HTTP來進行資源管理，例如CRUD（創建、讀取、更新和刪除）。

ArcGIS REST中，CRUD意味著創建/讀取/更新/刪除地圖服務的子組件，也就是一個層。一個功能齊全的REST地圖服務可以讓使用者建立層，讀取層，更新層，或刪除層。REST類型的Web服務遵循以下基本原則：

設定地址資源：可以使用一個網址訪問任何資源；

通用接口：標準的Put,Get,Post和Delete操作都需要得到請求才能完成；

無狀態消息：每個請求都是獨立的，每個請求都必須包括自己的參數，來完成操作；

表達：請求結果的渲染可以通過多個形式實現，例如地圖和影像，XML和JSON。

ArcGIS Server 9.3中引入了創新的和強大的基于REST的Web服務架構。面向ArcGIS Server的REST API是對SOAP API的增強和改進。

2 REST服務的創建和發布

ArcGIS Server發布的GIS服務都可以通過各級端點或者統一資源定位器（URL）訪問針對REST API開放的所有資源和操作。

創建和發布REST服務包括以下幾個部分的內容：

1）服務支持的類型——根據需要建立ArcGIS Server服務類型。服務類型包括地圖服務、地理編碼服務、地理處理服務、幾何服務、圖片服務、地球模型服務（Globe服務）和網絡分析服務。

2）創建GIS資源——根據服務類型，創建地理信息系統資源。不同類型的服務需要不同類型的地理信息系統資源，而這些資源分別可以在不同的ArcGIS模塊中創建。

3）發布資源與服務——使用REST API將資源發布為Web 服務，這樣，這些服務就可以被Internet或Intranet客戶端應用程序遠程調用。

4）瀏覽服務——在ArcGIS Server的服務瀏覽器中瀏覽服務和服務目錄。服務目錄格式是基于ArcGIS Server REST API的HTML。通過服務瀏覽器，可以瀏覽服務器內容，查看可用的GIS Web服務，獲取對開發的有用信息，可以測試用戶自定義的服務。

5）管理服務——通過ArcCatalog，ArcGISServer管理器，或者通過REST API管理控制臺來停止，啟動或暫停這些服務，更新緩存，并且啟用/禁用服務瀏覽器。

3 應用REST服務

從根本上說，REST API就是由網址組成的，所以使用REST API的過程分為以下四個步驟。

1）構建請求網址；

2）發送請求到ArcGIS Server；

3）接收服務器的響應；

4）解析和使用服務器響應。

可以基于多種客戶端訪問REST服務，如使用Flex、Silverlight、python、javascript、Asp.Net等客戶端訪問REST建立好的各種服務。例如，使用ArcGIS Server Flex API可以實現：

1）互動顯示用戶數據的地圖；

2）執行服務器上的一個地理信息系統模型，并顯示模型結果；

3）在ArcGIS Online基礎地圖上顯示用戶數據；

4）查找用戶地理信息系統數據的要素或屬性，顯示查找結果；

5）搜索地址，并顯示搜索結果；

6）創建Mashups（整合來自多個網站源的信息）。

使用ArcGIS Server Flex API訪問ESRI網站上REST服務的效果。

肉牛在不同年齡階段中飼料利用率也存在比較大的差異性，如犢牛期的肉牛生長發育速度比較快，對于各種營養物質也有非常大的需求量，其飼料利用率相對比較高。但是隨著肉牛年齡的不斷增長，導致肉牛采食量不斷增加，體內脂肪沉積量也得到一定程度的提升，使飼料利用率開始降低，這時攝入的營養物質多用來維持肉牛的生存需求。因此還需要結合不同生長時期進行飼料的合理選擇，以提升肉牛的飼料利用率。

下圖將不同地區的人口年齡分布使用餅狀圖表示出來，其使用的REST服務地址為：http://sampleserver1.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/Specialty/ESRI_StatesCitiesRivers_USA/MapServer/0

4 REST服務的安全性與性能

4.1 安全機制

ArcGIS網絡管理器中基于角色的安全機制可以確保Web服務和網絡應用以及所有提供服務的安全。

REST API安全機制與ArcGIS Server中安全規則相互配合。通過ArcGIS管理器產生令

牌或者登錄到服務，可以使所有服務具備安全機制。

4.2 提升性能

4.2.1 緩存

緩存是改善REST地圖性能的關鍵技術。實時創建地圖是最耗時的，所以從地圖高速緩存中找回地圖將大大提高性能。最好的方法就是建立一個緩存地圖。如果存儲空間不受限制，高速緩存是最佳的選擇方案。

4.2.2 響應格式

REST服務應對每個請求能夠返回四種不同的響應格式：HTML格式，JSON，圖片或KMZ（壓縮版本的KML，或鎖孔標記語言）。默認情況下，響應格式是HTML和嵌入圖像的HTML。

四個響應格式中，圖片和JSON具有最好的綜合效果。圖片提供了最快的響應速度，而JSON不僅返回元數據，而且提供鏈接來下載圖片。JSON比KMZ更加簡單并且節省帶寬。

另外，還可以通過改變壓縮和響應格式的設置來提高REST服務的性能，所有性能相關的設置可以通過修改rest.config配置文件來實現。

5 結論

REST服務相比以前的SOAP服務具有很明顯的優勢。通過ArcGIS REST，能夠建立可靠、安全、高性能的GIS服務。為基于ArcGIS REST服務的Flex、Silverlight等RIA應用提供了良好的服務基礎。將RIA技術與REST服務相結合，可實現完美的WebGIS。

[1] ESRI中國有限公司.ArcGIS9.3新特性,2009.

[2] ESRI中國有限公司.ArcGIS Server9.3REST基礎教程,2009.

[3] 劉光,唐大仕.Web GIS開發:ArcGIS Server與.NET[M].清華大學出版社,2009.

[4] 汪旻琦.基于ArcGIS Server的企業級GIS系統開發與應用,2007.