淺談WebGIS現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

李娟

摘 要：在閱讀過有關(guān)WebGIS的學(xué)術(shù)論文和目前技術(shù)發(fā)展趨勢報(bào)道的基礎(chǔ)之上，本文概括了WebGIS的主要特點(diǎn)和主要技術(shù)手段，并從"WebGIS+"、眾源數(shù)據(jù)、智能化、"下一代網(wǎng)絡(luò)"四個(gè)方面對(duì)WebGIS的發(fā)展進(jìn)行了討論。最終認(rèn)為，在技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)下，GIS應(yīng)用會(huì)被普及，給人們帶來更加方便、靈活的信息世界。

關(guān)鍵詞：WebGIS；分布式；發(fā)展趨勢；大數(shù)據(jù)；人工智能

1.WebGIS現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)GIS的應(yīng)用經(jīng)歷了局域網(wǎng)內(nèi)C/S結(jié)構(gòu)，到Internet環(huán)境下B/S結(jié)構(gòu)的WebGIS，再到W/S結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程。WebGIS是網(wǎng)絡(luò)GIS的一種。

WebGIS是在web網(wǎng)上工作，在Internet技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的技術(shù)，具有傳統(tǒng)GIS的特點(diǎn)。WebGIS是將GIS的核心功能嵌入到滿足HTTP協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的Internet體系結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)在Internet環(huán)境下，對(duì)空間數(shù)據(jù)的有效管理和處理。可以說WebGIS是GIS、計(jì)算機(jī)、信息、通信四個(gè)領(lǐng)域的交匯。

1.1WebGIS特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的GIS相比，WebGIS是通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器間的信息交流，成本降低，且界面友好，容易操作；客戶端一般執(zhí)行地圖顯示和信息查詢目標(biāo)的選定，數(shù)據(jù)的調(diào)用、空間分析等都是在服務(wù)器完成，這樣分布式的系統(tǒng)不僅簡化了客戶端的結(jié)構(gòu)，降低了客戶端負(fù)荷，也降低了對(duì)寬帶的要求；對(duì)時(shí)空大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)可以放在多臺(tái)服務(wù)器中，服務(wù)器可以位于多地，可降低系統(tǒng)的負(fù)載；可以跨平臺(tái)，兼容Windows系統(tǒng)、Unix系統(tǒng)等；對(duì)于時(shí)空大數(shù)據(jù)不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度共享，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新；基于Internet體系，具有很好的擴(kuò)展性。同時(shí)，WebGIS也存在缺點(diǎn)，如依賴網(wǎng)絡(luò)通訊、信息安全、GIS空間分析應(yīng)用薄弱、真三維GIS不成熟、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的互操作等。

1.2WebGIS主要開發(fā)技術(shù)

應(yīng)用于服務(wù)器端的技術(shù)有CGI、Server API和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁；應(yīng)用于客戶端的技術(shù)有Plug-in、ActiveX和Java Applet。CGI具有空間分析功能強(qiáng)，資源利用率高、跨平臺(tái)、調(diào)用程序的方法簡單易懂、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，但CGI對(duì)用戶的每次請(qǐng)求都要生成一個(gè)新的進(jìn)程，這使得網(wǎng)絡(luò)傳輸和服務(wù)器的負(fù)擔(dān)過重，也容易造成客戶數(shù)據(jù)訪問的瓶頸，CGI提供的數(shù)據(jù)只是靜態(tài)的圖像，用戶并不能對(duì)其進(jìn)行查詢、漫游等操作。應(yīng)用于客戶端的技術(shù)都具有減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)、本地GIS操作速度快的優(yōu)點(diǎn)。它們擴(kuò)展客戶端功能的同時(shí)也使客戶端負(fù)擔(dān)變大，一些較復(fù)雜的空間分析還是經(jīng)服務(wù)器處理，GIS的空間分析能力并不強(qiáng)。其中，Plug-in、ActiveX與數(shù)據(jù)的類型、平臺(tái)和瀏覽器有關(guān)，且使用前需要提前安裝好，會(huì)占用客戶的硬件資源。但Java Applet技術(shù)與它們相反，Java Applet與平臺(tái)和操作系統(tǒng)都沒有關(guān)系，動(dòng)態(tài)運(yùn)行，不需要提前安裝好[1]。

2.WebGIS發(fā)展趨勢

（1）“WebGIS+”發(fā)展

目前，WebGIS已應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域中。如農(nóng)業(yè)方面的農(nóng)林水利智能管理系統(tǒng)、水利方面的防洪抗災(zāi)搶險(xiǎn)、城市化的建設(shè)和交通、環(huán)保監(jiān)測等。

WebGIS的空間分析功能雖有用到路徑分析、緩沖分析等，但顯然滿足不了時(shí)代發(fā)展的需求。WebGIS的網(wǎng)絡(luò)空間分析功能還有很長的路要走。

WebGIS在二維上面的技術(shù)已相對(duì)成熟，三維WebGIS也有發(fā)展，如Google Earth、天地圖、百度地圖等。從數(shù)據(jù)的可視化效果方面來說，三維優(yōu)于二維，但同時(shí)也存在一些技術(shù)瓶頸和一些功能上的缺陷，目前只實(shí)現(xiàn)了一些場景瀏覽、圖層選擇等基礎(chǔ)功能，與真正的三維表達(dá)和分析還是有很大距離的。三維空間操作和分析問題有待解決。聯(lián)系現(xiàn)狀，WebGIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR的結(jié)合可在房地產(chǎn)、旅游業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮其重要意義和價(jià)值[2]。

（2）眾源數(shù)據(jù)

在信息時(shí)代，人人都是傳感器，用戶即是數(shù)據(jù)的使用者，也是數(shù)據(jù)的提供者。這種新的數(shù)據(jù)提供方式推動(dòng)了眾源GIS的發(fā)展。眾源數(shù)據(jù)由大量非專業(yè)人士獲取，并通過網(wǎng)絡(luò)提供給大眾使用，為大眾服務(wù)。眾源數(shù)據(jù)成本低，海量，但也存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理問題。

（3）智能化

在21世紀(jì)，人工智能、時(shí)空大數(shù)據(jù)火熱的當(dāng)代，對(duì)海量數(shù)據(jù)的信息挖掘和深度學(xué)習(xí)是大勢所趨。這對(duì)WebGIS數(shù)據(jù)處理能力提出了新的要求。

目前的GIS應(yīng)用缺乏知識(shí)處理、主動(dòng)學(xué)習(xí)和推理的能力。現(xiàn)實(shí)生活中，用戶與GIS進(jìn)行交互時(shí)，希望GIS能夠?qū)τ脩舻牧?xí)慣、需求等進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，以提供更加人性化的服務(wù)。智能化將會(huì)是GIS的一個(gè)重要研究方向[3]。

（4）“下一代網(wǎng)絡(luò)”

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展正經(jīng)歷著Internet到Web再到Grid的歷程。全球互聯(lián)和格網(wǎng)是比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，功能更加強(qiáng)大的“下一代網(wǎng)絡(luò)”。它將地理分布，體系異構(gòu)的計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)子系統(tǒng)、GIS等通過高速互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)連接并集成起來，以實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)調(diào)服務(wù)。網(wǎng)格GIS將會(huì)促進(jìn)GIS沿著網(wǎng)絡(luò)化、全球化、標(biāo)準(zhǔn)化、大眾化、實(shí)用化的方向發(fā)展。這樣的發(fā)展趨勢對(duì)Webgis會(huì)產(chǎn)生越來越大的影響。

3.結(jié)語

與傳統(tǒng)GIS相比，WebGIS具有資源共享、跨平臺(tái)、互操作，成本低等特點(diǎn)。從WebGIS的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢來看，各個(gè)領(lǐng)域?qū)ebGIS都存在普遍需求，WebGIS還有很大的發(fā)展和改善的空間。盡管WebGIS本身還處在很多不足的地方，但在技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)下，GIS應(yīng)用會(huì)被普及，給人們帶來更加方便、靈活的信息世界。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟令奎，史文中，張鵬林.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社.2005

[2]劉吉夫，陳颙，陳棋福，黃靜. WebGIS應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 地震，2003（04）：10-20.

[3] 賀媛媛，張穎. WebGIS的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（01）：52-55.