WebGIS的發展現狀及前景的探討

黃文剛+何思偲

摘要：介紹WebGIS的概念、功能和主要的技術方法以及技術難點，分析WebGIS的未來發展趨勢。

關鍵詞：WebGIS Internet；技術；技術方法；發展趨勢。

1 前言

地理信息科學[1]（Geographic Information System，GIS）是一種采集、傳輸、存儲、管理、處理、分析、表達和使用地理空間數據的計算機系統。它集計算機軟硬件、地理空間數據和用戶端等幾個部分于一體，借助其獨有的空間分析能力，準確、真實地輸出用戶所需要的信息。進入21世紀后，互聯網技術的迅速普及使得GIS技術發生了質的變化，Internet成為 GIS新的操作平臺，WebGIS即為Internet與GIS的結合的產物。WebGIS 利用Internet發布和出版地理信息，為用戶提供空間數據的信息瀏覽、查詢、分析等功能，從而實現地理信息的操作和共享，使得GIS的各項功能從局部的計算機網絡擴展到更加廣闊的空間。從長遠上看，WebGIS已經成為GIS發展的必然趨勢。

2 WebGIS概述

2.1 WebGIS定義

WebGIS又叫網絡地理信息系統[2]，是建立在Web 技術上的一種特殊環境下的地理信息系統，是從單機及主從式計算機上轉移到網絡環境下的地理信息系統的泛稱，它強調地理信系統的工作環境是網絡。WebGIS是基于網絡的客戶機/服務器（client/server）分布式系統[3]，以Web 頁面作為GIS 軟件的用戶界面，把Internet和GIS技術結合在一起，能夠進行交互操作。

2.2 WebGIS的特點

（1）可擴展性更好。WebGIS很容易與Web中的其它信息服務進行無縫連接，應用方式靈活多樣。隨著通信終端向多媒體和移動化方向發展，數字移動電話、PD A（個人數字助理將成為WebGIS的客戶端，WAP（Wireless A pplication Protocol，即無線通信協議）服務器和WebGIS服務器將連為一體。

（2）計算負載更高效平衡。以往的GIS大多使用文件服務器結構的處理方式，其處理能力完全依賴于客戶端，效率較低。而WebGIS充分利用網絡資源，由服務器處理基礎性、局性的事物，而客戶端則處理較簡的工作。這種模式能靈活高效地尋求計算負荷和網絡流量負載在服務器和客戶端之間的合理分配。

（3）應用更加大眾化。以往的GIS由于成本高、技術難度大，僅適用于少數專業人士而且對于每個用戶來說，在每個客戶端都要配備昂貴的專業GIS軟件，而實際只使用一些最基本的功能，造成了極大的浪費。WebGIS在客戶端通常只須使用通用瀏覽器進行瀏覽和查詢，從而大大降低了成本，給更多的用戶提供了使用GIS的機會。

3 WebGIS的幾個技術難點

WebGIS的發展和GIS技術、計算機技術、信息技術和通信技術的發展密不可分。許多Internet組網技術可直接移植于WebGIS 系統。但在網絡環境下，限制了對海量數據的存儲、管理和處理，影響了數據的共享和互操作，這就要求必須解決WebGIS自身的一些關鍵技術，如分布式計算、空間數據的表示和傳輸、寬帶和高碼率WAP技術、組件式GIS設計等[5]。

（1）由于互聯網網絡帶寬及硬件設備的限制，海量的空間信息數據的傳輸速度已經不能滿足用戶的服務要求，再加上WebGIS要處理大量的圖形圖像數據，使得訪問WebGIS站點的速度越來越慢，已經形成了WebGIS體系模型的技術瓶頸。

（2）現有的WebGIS在實際應用中是處于一個相對獨立和封閉的系統內，它有著自己特定的空間數據、運行平臺和支撐環境，無法做到數據在不同地區、不同部門之間的數據共享、相互分工與合作，無法實現空間數據的跨平臺訪問，這也導致了大量空間數據的重復建設，造成了資源的浪費。

4 WebGIS的發展前景

GIS發展方向是高性能、低成本、開放性、互操作性和靈活性。隨著空間理論和網絡技術的飛速發展，WebGIS從技術上將向著更具有互操作性和更加開放化、網絡化、分布化、移動化、可視化的方向發展；從應用上將向著更高層次的數字地球、地球信息科學及大眾化的方向擴展。

（1）基于.Net的WebGIS[6]

微軟的.Net被稱為下一代Internet計算模型，它為發出請求的用戶提供所需的資源和服務，不論用戶在何時、何地以及使用何種設備發出請求，也不需要知道他們所需要的資源和服務存于何地以及如何才能得到。.Net技術的核心是服務，即Web Service，客戶端的計算機通過Internet連接網絡中提供Web Service接口的GIS應用程序，使其可通過Internet對分布在不同地點的空間數據進行訪問。通過Web Service不僅可以整合企業內部的不同應用系統，還可以使分布于不同位置的GIS應用系統通過Internet實現整合。

（2）網格GIS技術

網格技術被看成是“下一代Internet”，是由各種不同的硬件與軟件組成的基礎設施，它將計算機、互聯網、大型數據庫、遠程設備等連接在一起，實現資源共享與協作，使人們更自由、更方便的使用網絡資源，解決復雜問題。網格GIS是GIS在網格環境下的一種新的應用，將促進GIS 沿著網絡化、全球化、標準化、大眾化、實用化的方向發展，最終實現空間信息的全面共享與互操作。

（3）GIS的更高層次———數字地球[8]

數字地球是指以地球為對象，以地理空間為主線，將信息組織起來以實現地球數字化或信息化的復雜系統。數字地球具有空間化、數字化、網絡化、智能化和可視化等特征，它為人類提供了一種全新認識地球的方式。作為新一代的電子地圖和G IS，數字地球的應用非常廣泛，既可用于全球環境變化和社會可持續發展，也可以應用于政治、經濟、軍事等領域，對人類與自然的平衡和協調起到了不可估量的作用。數字地球作為一門新興的學科，主要由基礎理論、技術體系和應用領域3部分構成，它所涉及到的關鍵技術是信息交換標準、海量數據的存貯和管理等。

5 結語

從目前的發展和研究中可以看出，各個領域對WebGIS的應用需求越來越大，WebGIS 正朝著分布式、標準化、大眾化、開放的、互操作的方向邁進。盡管目前 WebGIS 還是一個相對較新的技術，本身存在著很多不足之處，但毋庸置疑的是，在信息技術迅猛發展的帶動下，新一代的WebGIS將會給我們帶來一個更加方便、快捷、靈活的信息世界。

參考文獻：

[1]孟令奎，史文中，張鵬林.網絡地理信息系統原理與技術[M].北京：科學出版社.2005

[2]劉南，劉仁義.地理信息系統[M].北京：高等教育出版社.2002

[3]姬婧，孟景風.淺論WebGIS系統[J].煤炭技術，2006

[4]田洪陣，劉沁萍，劉軍偉.WebGIS的現狀及其發展趨勢[J].許昌學院學報.2004

作者簡介：

黃文剛（1996.11.24-）男，漢，身份證號：411526199611246392，本科生，河南省信陽市，研究方向：地理信息科學

何思偲（1995.7.21-）男，漢，身份證號：513901199507210015，本科生，四川省資陽市雁江區，研究方向：地理信息科學endprint