Ajax技術在WebGIS系統中的性能優化研究

摘 要： 為了提高WebGIS系統地圖圖像數據響應效率，將Ajax技術運用于WebGIS系統開發中，重點分析了基于Ajax的數據交互及方法實現，Ajax的動態數據請求在很大程度上解決了WebGIS數據顯示不流暢的問題，具有廣泛的應用價值。

關鍵詞： Ajax； WebGIS； 數據交互； 動態數據

中圖分類號： TN911.7?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）11?0162?03

0 引 言

WebGIS在網絡和地理信息系統技術的整合中應運而生。它改變舊方式中空間數據的采集、傳輸、共享和發展，成為地理信息系統一個重要的發展方向，通過超鏈接，WebGIS可使用戶在Internet上操作GIS地圖和數據，但是WebGIS的地圖數據量較大，在Web上執行GIS常遇到刷新慢，頁面緩沖時間較長的情況。

針對WebGIS低響應速度和性能差的缺點，在開發WebGIS平臺采用動態刷新技術，運用Ajax引擎，它可以用來縮短客戶端和服務器端之間的響應時間，以減少傳輸網絡中的數據量，并增加豐富的多媒體效果。實行字符同步處理瀏覽器的WebGIS元素，異步消息發送到服務器，接收數據只更新部分內容，不需要更新整個頁面。這個新機制在很大程度上提高了WebGIS的響應效率，增強了用戶體驗[1]。目前，Ajax技術以其優越性，在大數據量的Web處理中，已成為主流技術的數據傳輸技術[2]。

1 相關技術分析

1.1 Ajax技術

Ajax核心是在JavaScript中調用一個JavaScript類XMLHttpRequest，這個類可以與Web服務器使用HTTP協議進行交互，程序不通過瀏覽器發出請求，而是用這個特殊的JavaScript對象發送請求，再由這個JavaScript對象接收響應，并將響應結果用DOM編程方式掛到原來的網頁上[3]。

傳統Web界面請求由瀏覽器發出請求，服務器端進行處理，然后將響應發送至客戶端。而基于Ajax的Web請求響應采用XMLHttpRequest發送，服務器的處理結果也由該對象來接收，在相同時間內，數據請求更頻繁，數據交互次數更多。這正是Ajax技術的優勢所在。

Ajax并不是一種創新的技術，而是多種常用技術以新的方式的組合，運用Ajax技術做Web開發，最關鍵的是必須掌握Ajax數據交互流程及XMLHttpRequest類的屬性及方法。

1.2 WebGIS系統

WebGIS系統結構主要有表示層、業務邏輯層、數據層三層。

數據層主要是存儲地圖數據的空間信息數據庫，以及存儲擴展信息的其他數據庫，比如地名描述信息等；業務邏輯層主要有ArcMS和網頁JSP等，地圖服務軟件及負責頁面顯示的JSP頁面；表示層由WebServer，瀏覽器及ArcGIS Desktop構成，這層主要是將地圖圖像直觀的顯示給用戶，提供用戶操作的接口。

WebGIS的開發，主要掌握三部分內容。掌握氣泡顯示，路線描紅，地圖無縫拼接的JavaScript代碼。氣泡顯示是地圖具體位置的直觀顯示，路線描紅是對地圖路線的直觀標識，地圖無縫拼接將不同塊的地圖數據連接起來，這都是地圖界面最基本的功能，也是最重要的一部分。坐標轉換，截圖命名及特殊點坐標轉換，這是地圖的擴展功能，用于對地圖的高級操作，比如根據地圖坐標點計算空間距離等。網站程序部分，讀取數據庫，動態生成XML文件和JavaScript腳本，這是WebGIS開發必不可少的內容，也是所有Web開發的公用模塊。

2 Ajax對WebGIS系統性能提高的方法簡述

分布式系統提高了WebGIS的響應效率，這是從數據資源的訪問方式方面做的優化研究，而運用Ajax技術則是對Web端與服務器端數據交互的優化。兩者的共同點是提高了WebGIS的響應效率，增強了用戶體驗。

2.1 基于Ajax的WebGIS數據交互

Ajax的交互作用由Ajax Engine來完成，它是瀏覽器端與服務器端的數據交互橋梁，瀏覽器端的數據請求由Ajax Engine發給服務器端，服務器端的數據響應也由它發給瀏覽器端[4]，具體數據交互圖如圖1所示。

在用戶端，主要由Ajax Engine、界面邏輯、數據緩存、用戶界面、DOM五部分構成。其中，用戶邏輯，界面邏輯，用戶界面均只與Ajax Engine通信，而不直接與服務器通信。服務器端主要有Web頁面、應用邏輯及數據庫，三者實現服務器的正常工作，與用戶端數據通信直接交付Ajax Engine來完成。

2.2 Ajax在WebGIS中的方法實現

用 Ajax 創建WebGIS工程，概況來講，只需要五步：新建html或者JSP頁面，作為WebGIS除地圖數據圖像外的頁面數據顯示；在頁面中寫出創建 XMLHttpRequest 對象的方法；寫出事件響應方法，用上面創建的對象發出異步的 Ajax 請求；創建 Servlet 響應請求； 在頁面完成回調方法，處理服務器端響應，改變頁面效果。

其中，創建XMLHttpRequest對象的方法是比較重要的一步，是客戶端和服務器異步通信的關鍵[5]， XMLHttpRequest基本方法主要有：

abort：取消當前的 HTTP 請求。

getResponseHeader：獲得響應內容的HTTP頭信息。

open：初始化一個 HTTP 請求，指定請求方法（Get/Post）、URL、身份驗證信息等。

send：發送一個 HTTP 請求到服務器。

setRequestHeader：設置 HTTP請求的頭信息。

地圖數據的傳輸原則是第一次登陸傳輸少量地圖數據，但需要實現全景顯示，然后根據用戶的基本操作，運用Ajax技術動態地傳輸余下地圖數據，同時也要卸載不必要的地圖數據。地圖數據每次以塊傳送，頁面地圖數據的加載以圖形塊的方式逐次顯示。具體流程圖如圖2所示。

Web頁面全景顯示，是給用戶一張地圖的直觀顯示，但并不代表包含所有的地圖數據，根據用戶在瀏覽器上點擊的地圖位置，決定加載哪一部分地圖數據量，同時也要考慮用戶端緩存的大小，當緩存不夠時，需釋放與當前請求的地圖塊不相關的其他地圖數據。對某一塊圖像而言，用戶的基本操作主要有放大、縮小和平移，其中只有放大不需要Ajax發送請求加載地圖數據，其他兩種操作均需要。

2.3 應用舉例

Ajax技術提高了WebGIS系統性能，用戶可以更流暢地通過WebGIS查看地圖信息，基于這種方式的應用，逐漸被人們所接受，尤其是在智能交通及物流行業，伴隨著智能物流系統的提出，越來越多的車輛裝載了含有WebGIS的車載系統，用于查看地圖路線，同時給服務器發送位置信息，服務器隨時可以跟蹤到當前車輛的具體位置，整個物流行業提供朝著智能便捷化發展。

智能交通行業，應用得更加廣泛，高德地圖、四維圖新、凱立德導航等眾多知名企業均開發了WebGIS導航系統，將導航系統置于車載終端，具有廣闊的市場前景，有些汽車制造商已經將WebGIS導航系統汽車生產作為標準配置，方便用戶智能導航，WebGIS在智能交通行業的市場份額逐步提高。

3 結 語

本文在分析了Ajax技術的優點和WebGIS系統特點之后，提出了一種基于AJAX的WebGIS數據交互實現方法，實驗證明，該方法在很大程度上提高了WebGIS數據請求響應效率，增強了用戶體驗感。

參考文獻

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