WebGIS現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

王思遠(yuǎn)　李團(tuán)輝

摘 要：介紹了WebGIS，分析網(wǎng)絡(luò)GIS的基本現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：WebGIS；互聯(lián)網(wǎng)；Internet

1 引言

人類活動(dòng)中約75-80%的信息與地理空間位置有關(guān)，地理信息系（GeographicalInformationSystem，GIS）是一種采集、處理、存貯、管理、分析、輸出地理空間數(shù)據(jù)及其屬性信息的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。

GIS的發(fā)展與進(jìn)步同計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展密不可分，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展同樣帶動(dòng)了GIS應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等的發(fā)展以及應(yīng)用的不斷深化，GIS技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)和趨勢，基于互聯(lián)網(wǎng)的WebGIS就是其中之一。

2 WebGIS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 WebGIS概述

WebGIS是指工作在Web網(wǎng)上GIS，是傳統(tǒng)GIS在網(wǎng)絡(luò)上延伸和發(fā)展，具有傳統(tǒng)GIS特點(diǎn)，是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物，通過Internet和WWW讓GIS的功能得以擴(kuò)展和完善。

WebGIS在結(jié)構(gòu)上采用分布式模型，通WWW機(jī)制來進(jìn)行信息處理，實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器的交互。常見的WebGIS的結(jié)構(gòu)體系是由數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器和客戶端組成的3層結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)瀏覽器和服務(wù)器端承擔(dān)功能的多少，該體系可分為以下3種模型：瘦客戶端/胖服務(wù)器模型、胖客戶端/瘦服務(wù)器模型、綜合模型。

2.2 WebGIS的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的GIS相比，WebGIS具有以下特點(diǎn)：

（1）.基于Internet/intranet標(biāo)準(zhǔn)

（2）.分布式體系結(jié)構(gòu)

（3）.服務(wù)范圍廣

（4）.平臺(tái)無關(guān)

（5）.成本低廉，操作簡單

（6）.支持地理分布存貯的多源數(shù)據(jù)

（7）.良好的可擴(kuò)展性和平臺(tái)獨(dú)立性

2.3 WebGIS發(fā)展面臨的問題

地理信息技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)逐步進(jìn)入了IT主流，WebGIS的發(fā)展更進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域，使其能夠在更廣泛的領(lǐng)域?yàn)楦嗟挠脩籼峁┛臻g信息服務(wù)。但是從WebGIS的應(yīng)用現(xiàn)狀可以看出，這項(xiàng)技術(shù)遠(yuǎn)未成熟，仍面臨著一系列的技術(shù)瓶頸和挑戰(zhàn)。

3 WebGIS發(fā)展趨勢

地理信息系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)過近三十年的發(fā)展，已經(jīng)逐步進(jìn)入了計(jì)算機(jī)技術(shù)主流，從而能夠在更廣泛的領(lǐng)域?yàn)楦嗟挠脩籼峁┛臻g信息服務(wù)。WebGIS新的發(fā)展趨勢是GIS技術(shù)和Internet技術(shù)新的發(fā)展方向的體現(xiàn)，因而分析總結(jié)的WebGIS新的發(fā)展趨勢具有重要意義。

3.1 體系先進(jìn)，功能強(qiáng)大的服務(wù)器端GIS（ServerGIS）

B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用已經(jīng)由瀏覽器/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器（Browser/WebServer/DataServer）三層架構(gòu)階段進(jìn)入到瀏覽器/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器（Browser/WebServer/ApplicationServer/DataServer）四層架構(gòu)階段。

在新的四層架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器分離，并且其間還可以插入二次開發(fā)和擴(kuò)展功能，其中的應(yīng)用服務(wù)器一般為支持遠(yuǎn)程調(diào)用的組件式GIS平臺(tái)，或由組件式GIS平臺(tái)封裝而成。將GIS復(fù)雜數(shù)據(jù)分析與處理功能（編輯、拓?fù)潢P(guān)系的構(gòu)建、對象關(guān)系的自動(dòng)維護(hù)、制圖）移到GIS應(yīng)用服務(wù)器上，使客戶端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)傳輸減少到最少的程度，為在Internet上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、大規(guī)模的地理信息服務(wù)提供了可能。

這一架構(gòu)帶來的巨大優(yōu)勢是使服務(wù)器端具有極強(qiáng)的擴(kuò)展性，因此作為應(yīng)用服務(wù)器的組件式GIS所具備的功能，都可以通過B/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，WebGIS不再是只能滿足地圖瀏覽和查詢的簡單軟件了，而是一個(gè)體系先進(jìn)，功能強(qiáng)大的服務(wù)器端GIS（ServerGIS）。新的服務(wù)器端GIS將是未來應(yīng)用的發(fā)展的主流。

3.2 開放式地理信息系統(tǒng)（OpenGIS）

WebGIS的發(fā)展現(xiàn)狀及用戶對WebGIS的要求，越來越表明WebGIS要想有廣泛的發(fā)展和應(yīng)用必須走開放的道路。

開放是信息交流的趨勢，傳統(tǒng)GIS的體系結(jié)構(gòu)是封閉的，而Web的本質(zhì)特征就是其開放性，因此WebGIS的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該具備開放、互操作、可升級、可擴(kuò)展性。它囊括了網(wǎng)絡(luò)、通信、面向?qū)ο蟆?shù)據(jù)庫、分布式計(jì)算等眾多技術(shù)，并隨著這些技術(shù)的進(jìn)步而改變。開放的WebGIS的首先應(yīng)該包括數(shù)據(jù)的開放，即分布在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的信息能共享，GML的出現(xiàn)已經(jīng)提供了一個(gè)很好的解決方案。另外，還應(yīng)該包括數(shù)據(jù)訪問的開放，即不同的地理信息系統(tǒng)軟件之間具有良好的互操作性。對WebGIS所提出的這些要求正是OpenGIS聯(lián)盟（OGC）所成立的目的。實(shí)際上OpenGIS是隨著GIS隨著C/S、Internet的出現(xiàn)和發(fā)展的必然產(chǎn)物。

3.3 一體化的空間數(shù)據(jù)管理與分析

目前，GIS技術(shù)的瓶頸之一就是如何解決海量空間數(shù)據(jù)管理問題。實(shí)現(xiàn)了一體化管理，不僅解決了海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理等問題，也解決了多用戶編輯、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)安全機(jī)制等許多問題，給GIS的應(yīng)用帶來更廣闊的前景。同時(shí)以面向?qū)ο蠹夹g(shù)處理地理空間數(shù)據(jù)，提高了地理空間數(shù)據(jù)運(yùn)算效率，是目前WebGIS的較為理想的數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)。

3.4 無線網(wǎng)絡(luò)GIS

隨著第三代無線網(wǎng)絡(luò)的推廣與普及（3G），使Internet技術(shù)與無線通信技術(shù)、GIS技術(shù)的結(jié)合成為現(xiàn)實(shí)，形成了一種新技術(shù)——無線定位技術(shù)，隨之衍生出一種新的服務(wù)，即空間位置信息服務(wù)（LBS）。

LBS是當(dāng)前移動(dòng)GIS的主要應(yīng)用方向之一，它將通信技術(shù)與GIS技術(shù)進(jìn)行整合，融合了移動(dòng)通信與網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，使移動(dòng)GIS的應(yīng)用環(huán)境發(fā)生了極大的變化和改善。

依賴后臺(tái)的空間數(shù)據(jù)庫，它可以提供實(shí)時(shí)的空間定位服務(wù)，然后把查詢結(jié)果按照符合移動(dòng)通訊設(shè)備的格式發(fā)送到終端。如在手機(jī)上集成的地圖軟件，幫助用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，規(guī)劃交通線路及城市信息查詢等。

可以預(yù)見，在不久的將來，移動(dòng)計(jì)算將成為主流計(jì)算環(huán)境，并將在輔助GIS野外工作方面發(fā)揮巨大的作用。

3.5 云計(jì)算

以虛擬化技術(shù)為核心、以低成本為目標(biāo)的動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的云計(jì)算代表了近年來網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的發(fā)展趨勢，簡單的說就是把一切應(yīng)有程序交給服務(wù)器去完成。

3.6 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與WebGIS的結(jié)合

虛擬現(xiàn)實(shí)GIS（VRGIS）是目前GIS發(fā)展的一個(gè)前沿。虛擬GIS就是GIS與虛擬地理環(huán)境（VR）技術(shù)的結(jié)合，其核心技術(shù)是VR。ⅥL是一項(xiàng)綜合集成技術(shù)，涉及三維圖形技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、人工智能等領(lǐng)域。

4 結(jié)語

WebGIS實(shí)現(xiàn)了GIS技術(shù)和Internet技術(shù)的高度綜合，為全球地理信息用戶和提供者提供了新的操作平臺(tái)。縱觀當(dāng)今全球的地理信息系統(tǒng)，可以看出WebGIS是最活躍的一個(gè)分支。

參考文獻(xiàn)

[1]陳述彭，魯學(xué)軍，周成虎.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論.北京：科學(xué)出版社，2000.

[2]周濤.WebGISflO實(shí)現(xiàn)技術(shù)及發(fā)展趨勢Ⅱ]信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，16（1）：108—112.

[3]陳春來，石純，吳丹.論webGIs及其趨勢U]衡陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，23（3）：98—101。

作者簡介

李團(tuán)輝，男，漢族，河南周口人，鄭州大學(xué)地理信息系統(tǒng)2012級本科生

王思遠(yuǎn)，男，漢族，遼寧錦州人，鄭州大學(xué)地理信息系統(tǒng)2012級本科生