Web GIS原理及其应用

摘　要 ：分析了Web GIS的主要特点，探讨了Web GIS的关键技术，比较了几种流行的Web GIS软件，并简单举例说明了Web GIS的应用。
关键词 ：Web GIS　关键技术　应用
中图分类号 ：P409　　 文献标识码 ：B　 　文章编号 ：1007－9033(2003)01－0037－03

　　 Internet技术正在深刻地改变着这个世界。随着人们对地理信息需求的增加，基于Internet发布地理信息数据，供全球用户查询、检索并提供GIS服务的万维网地理信息系统(Web GIS)，已成为地理信息系统发展的重要方向之一。Web GIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。GIS通过WWW服务使其功能得以延伸和扩展，并真正成为一种大众化的工具。Web GIS为地理信息和GIS服务通过Internet在更大范围内发挥作用提供了新的平台。

1　Web GIS的特点
　　 Web GIS逻辑上由3部分组成：
　　 (1) Web浏览器：用户可以通过其获取分布在Internet上的各种地理信息；
　　 (2) Web GIS的信息代理：设定地理信息代理机制和地理信息代理协议，并提供数据访问接口，是实现地理信息在Internet发布的关键；
　　 (3) Web GIS服务器：根据用户请求操作GIS数据库，为用户提供地理信息GIS服务，实现客户和服务器的动态交互。
　　 因此，与以往的桌面GIS相比，Web GIS具有许多优点：
　　 (1) 全球化的客户／服务器应用。全球范围内任意1个WWW节点的Internet用户都可以访问Web GlS服务器提供的各种GIS服务，甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新，使分布式的多数据源的数据管理和合成变得更易于实现。
　　 (2) 真正大众化的GIS。以往的GIS由于成本高、技术难度大，往往成了少数专业人士拥有的专业工具，很难推广。Web GIS则给更多的用户提供了使用GIS的机会。Web GIS在客户端通常只需使用通用浏览器进行浏览和查询(有时还要加入一些免费使用的插件、Active X控件等)，从而大大降低了系统成本。
　　 (3) 跨平台特性。在Web GIS以前，尽管一些GIS厂商已经针对不同的操作系统提供了不同的GIS软件版本，但是迄今为止没有1个GIS软件真正具有跨平台的特性。对于Web GIS而言，无论Web GIS服务器端使用何种操作系统的GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户都可以轻松地访问Web GIS数据，不存在任何困难。
　　 (4) 良好的可扩展性。Web GIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，可以建立灵活多样的GIS应用。例如，随着通信终端向多媒体和移动化方向发展，数字移动电话、PDA(个人数字助理)将成为Web GIS的客户端，WAP服务器和Web GIS服务器将连为一体。

2　Web GIS的关键技术
　　 Web GIS的发展与GIS技术、信息技术和通信技术的发展密不可分。许多Internet组网技术可直接移植于Web GIS系统。但Web GIS自身还有一些关键技术必须解决，如高质量数据压缩技术、宽带和高码率WAP技术、组件式GIS设计等。随着宽带网的加速普及和WAP技术的快速发展，Web GIS的应用领域将不断拓宽。
2.1　空间数据的压缩与解压缩
　　 GIS中海量的空间数据会产生数据传输和存储问题，即使是宽带高速网，也不能使影象在万维网上以各种比例尺任意漫游，因此空间数据的压缩就显得尤为重要。此外，空间数据的管理和使用，如影象数据库的建立(影象无缝漫游)、网上数据分发、数据通信传播等都要求对空间数据进行压缩和解压缩。目前，由于小波理论能有效地应用于空间数据的压缩和解压缩，从而成为地理信息数据压缩领域的研究热点。
2.2　基于WAP技术的Web浏览
　　 由于无线互联网属于窄带网，网络环境并不十分稳定，但本身技术含量又特别高，因此，如何解决客户端的负荷是一个关键问题。最好的解决办法就是强化服务器端，同时研究具有可兼容、扩展和交互的、满足客户端要求的Web浏览技术。
2.3　分布式Web GIS数据库管理
　　 目前Web GIS数据访问技术有CGI、Web服务器专用APl、JDBC、Object Web 4种方法。Object Web是最新一代的动态网页技术，主要是Java／CORBA和Active X／DCOM 2种互相竞争的技术。Object Web通过分布式对象技术，允许客户机直接调用服务器，开销小，避免了CGI形成的“瓶颈”。2种方式都是独立于语言的，而且是组件式的。但Active X／DCOM目前只能运行在Win 95／NT上，而Java／CORBA具有跨平台的特性，具有十分突出的特点。

3　几种流行的Web GIS软件比较
　　 目前各大GIS厂商都在积极开发Web GIS产品，比较流行的有ESRI的Map Objects IMS、ARC IMS和Maplnfo公司的Map X treme、Intergraph公司的GeoMedia Web Map以及著名的CAD厂商Autodesk公司推出的Mapguide，还有国产的GeoSurf等。这些Web GIS软件的主要技术特征如表1所示。

4　Web GIS应用简介
　　 Web GlS是数字城市建设的关键技术之一。现在我国正在构建的Web GIS大多数是局域网或城域网，如“数字北京”、“数字厦门”等。“数字北京”首先从中关村开始试点，逐步推向政府和企业，目前已承载了电子政务、电子商务、社会保障、信息化社区和交通、旅游Web GIS等各种信息系统，并与Chinanet以及中央各部委交换网、银行专用网、全国有线电视网等重要网络实现了互联互通。根据计划安排，到2005年底，北京市的“电子政府”将全面运行。

目前，在我国大陆，Web GIS的应用还非常有限，基础地理信息仍然被固定在很小的范围内使用，普通老百姓根本无法接触到，但在我国台湾却被应用得很广泛。比如在1999年“9．2”集美7．6级地震中，其灾害调查、灾情统计、救济工作等都是基于Web GIS来开展的，Web GIS在抗震救灾、安定民心等工作中发挥了极大的作用。现在许多精明的商家已经看到了这种需求矛盾和巨大的市场前景。有一些公司己开始从事Web GIS研究和开发，并建立了相应的网站。比如北京市的“北京通”，重庆的“网上地图”等。总而言之，Web GIS的实现方式如图1所示。
5　结语
　　 Web GIS实现了GIS技术和Internet技术的高度综合，为全球地理信息用户提供了新的平台，是大势所趋。现有的Web GIS必须紧紧跟踪GIS技术、信息技术和通信技术的发展，着重解决空间数据压缩，基于WAP技术的Web浏览技术和分布式Web GIS数据库管理的关键技术，才能在更广阔的范围内普及应用，真正使GIS实现大众化。

参考文献
1　李琦.Web GIS研究[J]．中国图象图形学报，1999，4(增刊).
2　李德仁，李清泉．地球空间信息学与数字地球[N]．电子科技导报，1999，(5).