WebGIS 背景及國內外研究現狀

【摘要】對于WebGIS軟件技術的研究主要集中在空間數據模型、空間數據傳輸協議、空間數據結構、分布式策略、網絡環境下的空間信息組織管理等方面，遵循著GIS標準和GIS理論的研究結果，基于Internet網，采用Brower/Server體系結構或多級Brower/Server體系結構，利用分布式面向對象技術如CORBA、JAVA、COM+、DCOM/ActiveX，或者綜合使用幾種分布式對象技術來構造WebGIS。緊跟地理信息系統的最新發展的方向，采用空間數據庫SQL Server存儲地理信息數據，采用B/S（Browser/Server瀏覽器/服務器）模式，結合配電網管理，開發了縣區級供電公司配電網地理信息系統，讓所有聯網的計算機，包括局域網和廣域網的用戶都能夠方便快速地訪問。

【關鍵詞】WebGIS；分布式；B/S模式

1、研究背景

電力行業是國民經濟的重要基礎和國民生活的基礎保障，是國家經濟發展戰略中的重點和先行產業，它的發展是人民生活水平不斷提高和社會進步的需要。隨著全球信息化和網絡化進程的加快，互聯網的應用也呈現爆炸式的增長。在此環境下，加快電力行業信息化建設顯的尤其重要。

傳統的電力生產信息是以圖紙、報表、調度指令等傳遞模式實現的。這種信息傳遞方式不僅費時、費力，還可能滯后電力生產進程。電力部門生產采用集中統一管理，任何一個環節出現差錯，都將導致事故，甚至引起重大的經濟損失。而且，面對日益復雜的電力設施、時刻變化的電網信息、縱橫交錯的電網分布、不斷交遷的城市建筑和道路，尤其是電網中許多與空間位置有關的數據，如何在需要的時候迅速準確地提供完整的信息，如何將各種地圖、圖形、屬性信息等統一管理并達到信息共享，就顯得尤為迫切和重要。而GIS技術的出現使得上述所有這些問題都能夠迎刃而解。它不僅改進了信息傳遞方式，能有效管理配電網設備設施，使調度部門實時、直觀地了解信息的變化，而且依據開放性和可擴充性原則設計實現的配電網GIS，還能夠隨著客戶需求的變化和業務的拓展適時地進行擴充，科學合理地管理配電網，為配電網的建設和發展提供強有力的技術支持和輔助決策依據，從而不斷滿足客戶的需要。而地理信息系統是把地理位置和相關屬性進行有機地結合，根據實際需要準確真實、圖文并茂地輸出給用戶。可以借助其獨有的可視化表達和空間分析功能，進行各種輔助決策，GIS的這些特點已使其成為現代社會必不可少的基礎設施，滲透至生產生活的每一方面。

WebGIS簡單的定義就是在Internet上的GIS，是利用互聯網技術和WWW技術，完善和擴展了傳統地理信息系統功能的一門新技術。通過它，用戶可以在廣闊的Internet空間中尋找各自所需的各種空間數據以及相關的文本數據，還可以進行各種各樣的空間分析。在互聯網環境下，Web GIS可以實現全社會范圍內各領域、各部門之間的空間數據信息的數據共享，極大地提高了空間信息的查詢、發布和維護效率。

2、課題研究的國內外現狀

目前對于WebGIS軟件技術的研究主要集中在空間數據模型、空間數據傳輸協議、空間數據結構、分布式策略、網絡環境下的空間信息組織管理等方面，遵循著GIS標準和GIS理論的研究結果，基于Internet網，采用Brower/Server體系結構或多級Brower/Server體系結構，利用分布式面向對象技術如CORBA、JAVA、COM+、DCOM/ActiveX，或者綜合使用幾種分布式對象技術來構造WebGIS。

Web地理信息服務標準制定的目的是基于網絡空間共享和互操作。目前最主要的推動者是OGC（Open GIS Consortium）. 為規范空間數據在數據庫中的存儲格式，OGC推出了SFS（Simple Feature Specification for SQL）；為便于數據交換，OGC將XML擴展成了GML（Geographic Markup Language）；ISO推出了SQL/MM（SQL多媒體及應用包）。OGC還為Web信息服務制訂了一系列標準，包括：Web Map Service（WMS）、Web Coverage Service（WCS）、Web Feature Service（WFS）、Web Register Service（WRS）等。

在體系結構方面，最新的WebGIS計算機技術被充分應用。組件GIS、基于Web Service的WebGIS體系結構、基于中間件的WebGIS、基于.net或者J2EE的WebGIS應用框架都紛紛出現，很大程度的提高樂WebGIS的可擴展性和用戶二次開發的便利性。

海量空間數據的組織和管理一直都是WebGIS應用中的一大難題。最初的方式是在文件系統中存放圖形數據和屬性數據，由WebGIS軟件進行統一管理，實現起來十分繁瑣。隨著關系型數據庫的出現，圖形數據和屬性數據開始分開存儲，圖形數據使用文件存儲，而屬性數據使用關系型數據庫進行存儲。而當空間數據庫出現以后，圖形數據和屬性數據又可以一體化的存放在空間數據庫之中。當前空間數據庫以Oracle Spatial、DB2等最為常用。而主流的空間數據引擎有MapInfo的SpatialWare、ESRI的ArcSDE。

國際上研發WebGIS的軟件公司最常見的有ESRI公司的ArcIMS、AutoDesk公司的MapGuide、MapInfo的MapXtreme等。國內的WebGIS軟件有GeoBeans地圖服務器和客戶端Applet MapExpress、GeoStar、SuperMap等。而MapXtreme、ArcIMS等都是當前的WebGIS產品所支持的操作系統。他們有的使用J2EE跨平臺的技術構架，有的具備有面向不同操作系統的版本。同時，可伸縮性的系統構架為當今流行的WebGIS軟件支持并采用，支持從瘦客戶端到胖客戶端的多種應用模式。

電力企業任何應用的核心是空間數據，在這個核心的基礎上，能夠完美地集成和發展既有的應用，并且能夠方便地搭建新的應用。地理信息管理系統（GIS）運用軟件技術對電力系統空間基礎數據進行計算機管理，形成一個具有空間概念（地理環境信息）和基礎信息（配電網資料及用戶資料）的分層管理基礎數據庫，這既能方便地進行查詢和管理，又能為電力系統運行管理提供一個有效的、具有地理信息的網絡模型。同時也為配電自動化管理系統（DMS）提供了基礎數據平臺，支持DMS系統業務應用軟件的開發和其它功能的實現。傳統的空間數據存儲一般采取低級共享的方式，由客戶端訪問服務器的共享文件夾來讀取空間數據，而屬性數據（如巡線管理、缺陷管理等）存儲在關系型數據庫（SQL Server、Oracle等）中，當有其它管理系統需要調用空間數據的時候，就必須專門設計程序，把空間數據從服務器共享文件夾中上傳到關系型數據庫中，這樣不僅降低了信息的利用率，而且這種文件共享方式只適合局域網，安全性低，可靠性差，弊端較多。