WebGIS原理与实践11-1

WebGIS原理与实践——概述侯景伟[e-mail][e-mail]:15121888067宁夏大学资源环境学院，2012课程内容WebGIS基本概念和特点基本概念，发展现状，与其他GIS技术的关系，主要特点WebGIS技术原理基本原理，技术框架，主要技术开发模式，常用的Web服务器、协议和标准WebGIS服务器端开发技术地图引擎接口，服务器端脚本，客户端框架基于Ajax的WebGIS前端开发技术Javascript,html/css,json,xmlhttprequest对象，地图服务接口的设计课程内容切片地图服务开发技术切片地图的基本特点，原理，接口设计，前端实践GoogleMapAPI及应用开发Mushup技术主要商业WebGIS平台原理分析ArcIMS/ArcGISServer,MapXtreme,SuperMapIS开源WebGIS项目介绍MapServer/KaMap,OpenLayerOGC与Web制图服务主要参考资料参考教材1.《WebGIS原理与实践》（李治洪,2011）2.《WebGIS原理与应用》（刘南等,2002）3.《网络地理信息系统原理与技术》（孟令奎等,2005）4.《WebGIS原理与方法教程》（马林兵等,2008）网站（OGC）第1讲概述初识WebGIS(当前主要WebGIS网站)计算机网络，互联网和WebGIS技术发展回顾（WebGIS的产生）WebGIS的定义和特点网络GIS，InternetGIS与WebGIS关系复习与思考初识WebGISGoogle地图[map.google.com]我要地图[]Yahoo!地图[map.yahoo.com]Sogou地图[]E都市[]GoogleMap2004年开始推出的GoogleMap是最早采用Ajax技术实现的新一代的网上电子地图服务。GoogleMap不仅提供大众化的、用户友好的地图查询服务，还提供了全球高分辨率的卫星影像服务，并且开放了GoogleMapAPI，可以让用户或第三方在不需要自己购买和配置地图服务器的情况下，将地图嵌入到自己的Web站点中，从而根本上改变了传统的WebGIS开发模式。像Google搜索引擎一样，GoogleMap一夜成名，这种新的Web地图服务模式也得到迅速传播。GoogleMapSogou地图图形天下()是国内较早提供的、基于Web的商业化的地图信息服务产品。它以MapInfo公司的MapX/MapXtreme作为服务器端地图引擎，以自主开发的网络地图信息平台Go2map-MIP为基础，为公众用户提供Web地图应用服务。Go2Map在一段时间内代表了我国基于Web的地图服务和经营模式。Go2map的主要功能包括提供我国大中城市的电子地图数据服务，提供地址查询、公交换乘查询、路径和导航等地图服务，另外，它还提供如旅行游览、美食天地、金融地图、移动服务等专题地图服务内容。2006年前后，Sohu收购了Go2map，开发了Sogou地图服务频道，Sogou地图采用了一些新的Web开发技术，提供了更加友好的电子地图服务功能，如分级缩放、拉框缩放、平移、点选、标注、测距、打印、保存地图、邮件、并提供了对部分城市地区的遥感影像数据服务等。Sogou地图Yahoo地图Yahoo地图也是新一代的Web地图服务。与Google地图一样Yahoo也开放了自己的地图API，以供用户免费进行地图服务的定制（图1-9）。Yahoo地图在2006年还推出了Flash版本的Yahoo地图，并同时开放了相关的API。Flash地图不仅有更丰富的表现方式，可以实现客户端地图渲染，同时还可以实现地图数据的保密。Yahoo地图我要地图（）51ditu(北京灵图)是国内较早推出的、有代表性的新一代网络地图服务产品。51ditu在技术很大程度上借鉴了Google地图的模式。在功能上，51ditu与Sogou地图有很多相似之处，同样提供了地图的分级缩放，平移，拉框缩放，测距离，打印，地图邮件以及还原等功能。51ditu还向用户提供了地图服务开发接口，让用户免费使用其公共的运营服务平台MOSP（MapInTimeOperationServicesPlatform）。和YahooMap一样，51ditu也推出了flash版本的Web地图客户端。我要地图(51ditu)VirtualEarth微软的VirtualEarth，比Google和Yahoo地图面世稍晚，但却有自己的特色。它采用了微软自己的Ajax.Net技术，即Atlas地图引擎。VirtualEarth提供了基本的地图查询功能，包括交通线路及驾车指南、地图标注等。特别是在Framework2.0平台上开发了虚拟地图，将3D地图推进公众的视野。VirtualEarthE都市E都市（）是杭州阿拉丁公司于2004年11月开始推出的三维仿真城市，目前阿拉丁公司已经拥有上百个中国大中城市的三维数据和E都市三维城市网站。E都市三维城市采服务器端三维建模和渲染模式，结合Ajax技术将渲染后的三维地图图片（切片）下载到客户端供用户浏览和信息查询。E都市率先在三维WebGIS应用与技术方面探索了一条成功的道路。E都市其他MapABC()高德()DDmap()UUMap()什么是Web计算机网络分类互联网（Internet）万维网（）计算机网络分类（1）可以从不同的角度对计算机网络进行分类。最常用的是从范围上把网络分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）三大类。局域网通常由一个办公室或一座大楼内的计算机，打印机以及其他近距离范围内共享的软硬件设备组件。城域网的范围比LAN要大，通常在大城市或城市群之间用来连接多个LAN，范围可以达到50公里。MAN中的LAN之间通常用光缆实现高速连接。广域网的范围非常大，系统也最复杂。WAN通常由两个或两个以上的LAN、MAN组成，范围可以超过50公里。互联网就是一个规模最大的WAN。计算机网络分类（2）另外，从网络的拓扑结构上，也即网络的物理布局和内在逻辑上可以将网络分为环形、星型和总线型三大类。从网络的用途上又可以将网络分为专用网和公（共）网。专用网是由一个机构拥有、维护和使用的网络，如校园网和虚拟专用网（VPN）。公共网是由网络运营商（如电信公司）向公众提供服务的网络。从网络中信息传输的控制技术和方法，网络又可以划分为以太网和令牌网等。其中以太网利用了总线和星形拓扑结构，采用带有冲突检测的载波侦听多路存取（CSMA/CD）协议，在节点之间实现数据包的传输。以太网的使用非常广泛。互联网（Internet）互联网（Internet）是一个基于TCP/IP协议、连接各个国家和地区以及各个机构的计算机数据通信网，是由数以千计的小网络构造出来的、全球性规模最大的计算机网络系统，它连接了上百万台计算机和数千万用户。Internet采用TCP/IP作为核心协议，最初创建Internet的目的是使地理上分散的、不同机构的计算机能够通过广域网（WAN）相互通信。Intranet是采用与Internet相同的技术和标准产生的只供公司或机构内部访问的网络结构，可以访问Internet的Intranet称为Extranet。Intranet/Extranet是Internet在公司或机构内部的延伸，以便公司内的部门、小组和个人能方便地共享信息。万维网Web（WorldWideWeb，）是1989年由瑞士科学家Berners-Lee创建的。设计Web的最初目标是使Internet上不同计算机上的文档可以相互链接，从而使不同的机构、组织和个人利用简单的、与平台无关的方法保存和共享他们的数据。“Web之父”Berners-Lee称Web是一个“链接的信息系统”。这样的信息系统能够让系统随着它所包含的数据的成长和发展而使自身也得到成长和发展。1995年以后，基于Web的通信量逐渐成为Internet通信量的主流，也就是说，人们主要是通过Web来使用互联网的。WebGIS的产生和发展以主机为中心的GIS以PC机为核心的GIS组件式GISC/S模式的网络GIS基于互联网的WebGISWebGIS的产生和发展与计算机和信息技术发展相适应，GIS应用体系结构的也大致经历了以下几个阶段：（1）以主机为中心的GIS技术体系；（2）基于桌面PC机的技术结构；（3）组件式GIS（4）正在兴起和发展的支持Internet/Intranet技术标准的分布式GIS技术体系结构。（5）地理信息互操作与OpenGIS以主机为中心的GIS（1）直到20世纪80年代早期，计算机系统是由一台或多台主机（mainframe）以及与主机（terminal）相连的若干台终端组成，GIS软件驻留在主机上。终端通过SNA网关连接到大型机。主机-终端式GIS体系结构可以认为是最初的网络GIS雏形。当时，主机承担所有的计算操作、数据存储、管理工作以及与用户的交互；终端用来进行数据的输入和输出，不具备存储、处理及交互控制功能。以主机为中心的GIS（2）这种GIS体系结构的优点是可以对地理数据进行集中管理、处理和分析，有利于数据共享和安全管理。缺点是主机任务繁重，对主机的性能要求高，同时难以充分合理利用主机资源。这一时期的GIS又称为是第一代GIS，以加拿大的CGIS和早期ARCINFOUNIX平台下的工作站版本为代表，GIS产品的功能设计以模块化为特征。以PC机为核心的GIS（1）80年代后，随着PC机问世、普及和微处理技术的迅速发展，出现了许多以PC机为硬件平台、以Windows操作系统为主流的GIS产品和应用（也称为第二代GIS）。这一时期GIS产品以MapInfo公司的桌面产品和ESRI公司的ArcView产品为代表，这种GIS体系结构把原有集中在主机上的数据存储访问、空间分析、用户界面生成和交互以及数据维护等功能全在用户的本地机上进行。原有主机简化为仅通过局域网提供数据共享和外设的共享等服务。以PC机为核心的GIS（2）第二代GIS软件普遍采用商用的RDBMS管理属性数据，空间数据仍以文件系统进行存储和管理为主。GIS产品的二次开发功能有了很大的增强，能够定制功能强大的各种GIS应用。这一时期是GIS应用走向商品化和大发展的时期，GIS应用深入到邮电、通讯、交通、商业、金融、房产、土地规划以及农林水利等各个行业和企业。以PC机为核心的GIS（3）第二代GIS由于数据分散存储和管理，给数据的共享和安全管理带来了困难，同时受PC机存储空间的限制，对于GIS系统技术应用中的海量数据的计算处理等操作难以适应等等。随着互联网技术的迅速崛起，第二代GIS经过近十年的发展，已经走完其黄金时期。组件式GIS（1）软件重用一直是程序设计人员追求的目标，人们希望能够像搭积木那样随意“装配”应用程序。传统GIS由于其开发工具的不灵活以及开发费用的昂贵，在相当大的程度上限制了GIS应用领域的发展。20世纪90年代中期以来，在软件开发领域正在悄然兴起的组件技术为GIS的应用和发展带来了巨大的生机。随着32位Windows操作系统（Windows98/2000/XP等）的成功发布，基于COM的组件开发技术也迅速被GIS厂商和技术人员采纳，许多组件式GIS产品被推向市场。组件式GIS（2）当时，代表性的组件式GIS有AutoDesk公司的GeoMedia，MapInfo公司的MapX，