第7章网络电子地图.

电子地图设计ElectronicMapDesign赵卫锋1长安大学地测学院第七章网络电子地图课程主要内容第一章绪论第二章电子地图的理论基础第三章电子地图的数据模型第四章电子地图的结构设计第五章电子地图的软件系统第六章嵌入式电子地图第七章网络电子地图第八章三维电子地图第九章电子地图研究热点2第七章网络电子地图引言互联网改变GIS数据信息的获取、传输、发布、共享、应用和可视化等过程和方式。互联网为GIS数据提供者在(WorldWideWeb)上提供方便的GIS数据信息发布与共享方式。网络与地理信息系统结合成InternetGIS/Web-GIS是GIS软件发展的必然趋势。互联网已经成为GIS的新的操作平台。InternetGIS应是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统。现有的InternetGIS/Web-GIS软件不少，它们的特征、运行条件各不相同。使用的模型和机制也相差甚远。不同的用户需求对InternetGIS有不同的要求。3第七章网络电子地图一、网络地理信息的定义什么是网络地理信息系统?是以网络为中心的地理信息系统，它使用互联网环境，为各种地理信息系统应用提供GIS功能(如分析工具，制图功能)和空间数据及其数据获取能力。基于Internet的地理信息系统，我们常称为Web-GIS，这主要是由于大多数的客户端应用采用了。随着技术的进步，客户端可能会采用新的应用协议，因此也被认为是InternetGIS。4第七章网络电子地图WebGIS是Web技术和GIS技术相结合的产物，是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。由于HTTP协议采用基于C/S的请求/应答机制，具有较强的用户交互能力，可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，而GIS中的信息主要是需要以图形、图像方式表现的空间数据，用户通过交互操作，对空间数据进行查询分析。这些特点，使得人们完全可以利用Web来寻找他们所需要的空间数据，并且进行各种操作。5第七章网络电子地图二、WebGIS的基本特征1、WebGIS是集成的全球化的客户/服务器网络系统客户/服务器的概念就是把应用分析为服务器和客户两者间的任务，一个客户/服务器应用有3个部分：客户、服务器和网络，每个部分都由特定的软硬件平台支持。客户发送请求给服务器然后服务器处理该请求，并把结果返回给客户，客户再把结果或数据提供给用户。客户和服务器间的连接根据像章TCP/IP这样的能信协议来建立。WebGIS应用客户/服务器概念来执行GIS的分析任务，它把任务分为服务器端和客户端两部分，客户可以从服务器请求数据、分析工具和模块，服务器或者执行客户的请求并把结果通过网络送回给客户，或者把数据和分析工具发送给客户供客户端使用。第七章网络电子地图62、WebGIS是交互系统通过超链接（Hyperlink），上最自然的交互性，用户通过超链接，可以一页一页地浏览Web页面。然而，每个Web页面是由开发者组织的静态图形和文本所组成。这些图形大部分是JPEG和GIF格式的文件，因此用户无法操作地图，甚至连像Zoom、Pan、Query这样简单的分析功能都无法执行。WebGIS却可使用户在Internet上操作GIS地图和数据，用Web浏览器执行像Zoom、Pan、Query和Label这样的基本GIS功能，甚至可以执行像“离你最近的旅馆或饭店在哪儿”这样的空间查询，或者更先进的空间分析，比如缓冲分析和网络分析等，在Web上作用WebGIS就和在本地计算机上使用桌面GIS软件一样。第七章网络电子地图73、WebGIS是分布式系统Internet的一个特点就是它可以访问分布式数据库和执行分布式处理，即信息和应用可以部署在跨越整个Internet的不同计算机上。WebGIS利用Internet这种分布式系统把GIS数据和分析工具部署在网络不同的计算机上。GIS数据和分析工具是独立的组件和模块，用户可以随意从网络的任何地方访问这些数据和应用程序。用户不需要在自己的本地计算机上安装GIS数据和应用程序，只要把请求发送到服务器，服务器就会把数据和分析工具模块传送组用户，达到Just-in-Time的性能。第七章网络电子地图84、WebGIS是动态系统由于WebGIS是分布式系统，数据库和应用程序部署在网络的不同计算机上，并由其管理员进行管理，因此，这些数据和应用程序一旦由其管理员进行更新，则它们对于Internet上的每个用户来说都将是最新可用的数据和应用。这也就是说，WebGIS和数据源是动态链接的，只要数据源发生变化，WebGIS将得到更新。和数据源的动态链接将保持数据和软件的现势性。第七章网络电子地图95、WebGIS是跨平台系统WebGIS可以访问不同的平台，而不必关心用户运行的操作系统是什么（如Windows、UNIX、Macintosh）。WebGIS对任何计算机和操作系统都没有限制。只要能访问Internet，用户就可以访问和使用WebGIS。随着Java的发展，未来的WebGIS可以做到“一次编写，到处运行”，使WebGIS的跨平台特性走向更高层次。第七章网络电子地图106、WebGIS能访问Internet异构环境在GIS用户组间访问和共享GIS数据、功能和应用程序，需要很高的互操作性。OGC提出的开放式地理数据互操作规范（OpenGeodataInteroperablitySpecification）为GIS互操作性提出了基本的规则。其中有很多问题需要解决，例如数据格式的标准、数据交换和访问的标准，GIS分析组件的标准规范等。随着Ineternet技术和标准的飞速发展，完全互操作的WebGIS将会成为现实。第七章网络电子地图117、WebGIS是图形化的超媒体信息系统使用Web上超媒体系统技术，WebGIS通过超媒体热链接可以链接不同的地图页面。例如，用户可以在浏览全国地图时，通过单击地图上的热链接，而进入相应的省地图进行浏览。另外，提供了集成多媒体信息的能力，把视频、音频、地图、文本等集中到相同的Web页面，极大地丰富了GIS的内容和表现能力。第七章网络电子地图12三、WebGIS的基本要求1、WebGIS应当是开放的WebGIS能够共享多种来源、多级尺度、存放在不同地点的地理数据，能够和其他应用软件集成，并通过Java、CORBA、DCOM等技术跨平台协作运行，支持C/S模式等。2、WebGIS能在Internet环境下运行WebGIS使用Internet协议标准，将GIS与Web服务器集成，通过普通浏览器，用户可以在任何地方操纵WebGIS，共享地理空间信息服务，从而将GIS扩展成为公众服务系统：通过Internet存取地理空间数据，提高了地理数据的共享程度，降低了数据分发的成本。第七章网络电子地图133、WebGIS必须支持数据分布和计算分布WebGIS服务器为网络用户提供GIS服务：地理数据存取服务、地理数据目录服务、地理信息分析服务和地图显示服务。通过互操作技术，GIS处理过程可由多个GIS服务器协调完成，它们共享分布的数据对象，在多个不同的平台上协同运行，最大限度地利用网络资源。第七章网络电子地图144、WebGIS能在网络上直接查询和存取数据建立地理时空数据结构标准和操作标准，直接在Inernet上查询数据和存取数据，使用面向对象技术，定义空间对象查询语言（SpatialObjectQueryLanguage），或者通过定义通用空间语言CSL（CommanSpatialLanguage），以最基本的对象作为操作单元，既可实现高效的数据操作和大容量地理数据存储，又保证地理数据的共享性和一致性。第七章网络电子地图15四、WebGIS的基础技术1、空间数据库管理技术关系型数据库管理系统已经相当成熟，商业化的RDBMS不仅支持C/S模式，而且支持数据分布，通过SQL语言和ODBC，几乎所有GIS软件通过公共标识号都能和其协同运行。对象——关系数据库技术和面向对象的数据库技术正有逐步成熟起来，成为未来GIS空间数据管理的主要技术。第七章网络电子地图162、面向对象方法面向对象是一种认识方法。面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、而面向对象语言（OOL）和面向对象数据管理（OODBM）贯穿整个信息系统的生命周期。面向对象控件数据库技术正在逐步成熟，空间对象查询语言（SOQL）、空间对象关系分析、面向对象数据库管理、对象化软件技术等，都和GIS密切相关。从面向对象技术的发展来看，它是描述地理问题非常理想的方法。第七章网络电子地图173、客户/服务器模式客户/服务器的含义非常广泛，数据库技术和分布处理技术都和它密世相关。通过平衡客户/服务器间的数据通信和地理运算，能够利用服务器的高性能处理复杂的关键性业务，并降低网络数据流量；通过规划客户/服务器模式的GIS系统，用户能够最大限度地利用网络上的各种资源。第七章网络电子地图184、组件技术为避免系统重复编码，浪费软件资源，参照制造业成功经验，使用插件（Plug-in）、组件（ActiveX）和中间件（Middleware）技术组装软件产品：各软件生产商制作自己最好的组件，其他软件开发人员和系统集成人员，可直接使用该部件提供的功能，无须重新编码，从而扩大了软件开发社会分工，提高了软件生产效率。第七章网络电子地图195、分布计算平台分布计算平台（DistributedComputingPlatfom）技术，目前有OMG的CORBA/Java标准和微软的DCOM/ActiveX标准。两者各有千秋，相持不下。CORBA/java在运行速度上虽然不如DCOM/activeX，但和Java一样，CORBA/java规范的最大优势仍然在于其跨平台能力，适用于Window、Macintosh、Unix等。DCOM/ActiveX目前只能运行于32位Windows平台，但是其市场占有率达80%以上，在Internet客户端的计算机市场里占有率更高。具体选择何种标准，应根据设计目标权衡各方面因素。第七章网络电子地图20和WebGIS相关的技术还包括下列各方面；多媒体数据操作标准ISOSQL/MM地理数据目录服务技术（GeodataCatalogService）、数据仓库技术、地理信息高速公路设施等。第七章网络电子地图21五、WebGIS的应用模型基于Internet的GIS，改变了传统的GIS运行模式，使用户可以在远程作用GIS，这一点对于GIS产业具有重大意义。第一，Internet使GIS由专业人员使用的系统转变为公众信息系统，通过Internet，没有GIS专业知识的人可以在任何地方操纵网络GIS应用，享用地理空间信息服务；第二，通过Inernet存取地理空间数据，降低了数据散发成本，提高了地理数据共享程度，可能避免信息资源的重复生产；第三，运用基于Internet的GIS技术，通过信息高公路设施，可以构造跨地区、跨部门的地理信息服务网络。根据Internet构成特点，适合我国管理体制的基于Internet的地理信息系统可划分为4个部分：主要城市GIS中心、县市级GIS服务站、Internet服务网络和普通Inetrnet用户。。第七章网络电子地图22GIS中心的服务器包括网络服务器、数据库管理服务器、GIS服务器、Web服务器等。操作系统一般采用UNIX或Windows。数据库管理系统RDBMS，使用高性能的Oracle或Sybase数据库系统，或简单易用的Access；数据存取采用较流行的ODBC或JDBC等数据库连接标准。GIS服务器提供数据存取、地图显示、空间分析、模型管理、目录索引等服务。通过扩充Web服务器，使GIS服务器透过用户提供地理信息服务。GIS服务器的设计是核心之一。GIS客户端/服务器模型共分6个部分：数据库、GIS服务器、WEB服务器、GIS服务代理、本地GIS应用软件和远程用户GIS应用软件。第七章网络电子地图