網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)

馬宇航

摘 要：網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的英文縮寫為Web GIS，其是現(xiàn)代GIS技術(shù)的重要組成，是interent技術(shù)應(yīng)用在GIS開發(fā)上的產(chǎn)物，其有著較多的優(yōu)點(diǎn)與功能，也有著較廣的應(yīng)用范圍。近年來(lái)，Web GIS發(fā)展比較快，應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，逐漸成為了一種可以服務(wù)于大眾的網(wǎng)絡(luò)工具。文章對(duì)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的原理以及基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行了分析，還對(duì)該系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，希望可以促進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的推廣，使其發(fā)揮出更大的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)；原理；技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前社會(huì)，信息的數(shù)量具有海量發(fā)展的趨勢(shì)，隨著3S技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，其應(yīng)用的領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，需求量也在不斷的升高。另外，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響下，我國(guó)GIS技術(shù)的發(fā)展也發(fā)生了質(zhì)的飛躍，傳統(tǒng)的GIS技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)以及發(fā)展機(jī)遇，在這樣的環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）出現(xiàn)了，該系統(tǒng)是GIS技術(shù)與interent技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，可以利用網(wǎng)絡(luò)發(fā)布動(dòng)態(tài)地理信息，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，提高了信息資源的利用率，為用戶提供了空間數(shù)據(jù)瀏覽以及查詢的功能。

1 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）基本原理

構(gòu)成WebGIS系統(tǒng)的技術(shù)有很多，其中比較重要的包括：通用網(wǎng)關(guān)接口法、服務(wù)器應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)法、插入軟件法以及JAVA編程法等。在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理的過程中，常用的管理技術(shù)主要有三種，一是由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理屬性數(shù)據(jù)的技術(shù)，二是對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行完善的技術(shù)，三是在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中引入面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。這三種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的一體化管理。網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)是在基于interent的WebGIS應(yīng)用開發(fā)模型上實(shí)現(xiàn)的，該體系的結(jié)構(gòu)在發(fā)展的過程中在不斷增多，逐漸形成了多層結(jié)構(gòu)。均衡客戶端/服務(wù)器模型的當(dāng)前比較常用的模型，應(yīng)遠(yuǎn)離為：利用Plugin、Activex、JAVA Applets等前端插件技術(shù)將WebGIS服務(wù)器上的部分處理功能轉(zhuǎn)移給客戶端。

2 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)

2.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)。隨著WebGIS的不斷完善，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在不斷的完善與成熟，在GIS空間數(shù)據(jù)管理中成為了主要的應(yīng)用技術(shù)之一。在科技不斷發(fā)展的影響下，我國(guó)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)越來(lái)越成熟，而且支持的應(yīng)用模式越來(lái)越多，支持?jǐn)?shù)據(jù)分布，利用SQL語(yǔ)言以及ODBC，可以實(shí)現(xiàn)公共標(biāo)識(shí)號(hào)的協(xié)同運(yùn)行。

2.2 面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。在網(wǎng)絡(luò)地理信息技術(shù)應(yīng)用范圍不斷拓展的同時(shí)，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)也開始快速的發(fā)展，這是一種認(rèn)識(shí)方法，包括分析、設(shè)計(jì)、語(yǔ)言、數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容，貫穿信息系統(tǒng)的整個(gè)生命周期，面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在不斷進(jìn)步，衍生出了很多的功能，而且與GIS有著密切的關(guān)系。

2.3 組件技術(shù)。組件技術(shù)是一種提高資源利用率的技術(shù)，很多軟件生產(chǎn)商都會(huì)自己制作組件，相關(guān)軟件開發(fā)人員與系統(tǒng)集成人員聯(lián)合，可以發(fā)揮出軟件更多的功能，不需要重新設(shè)定編碼，就可以對(duì)軟件進(jìn)行大力的開發(fā)，有利于提高軟件的生產(chǎn)效率。

3 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

GIS技術(shù)有著良好的發(fā)展前景，WebGIS是對(duì)傳統(tǒng)GIS系統(tǒng)的完善與更新，為了促進(jìn)其WebGIS更好地發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)朝著低成本、操作靈活、高性能的方向發(fā)展，還要合理應(yīng)用空間理論以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證WebGIS技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化、開放化、智能化的方向更好的發(fā)展。在應(yīng)用WebGIS系統(tǒng)時(shí)，還要向著層次多元化的、信息大眾化的方向不斷努力。下面作者對(duì)WebGIS的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，以供參考。

3.1 基于分布式計(jì)算的WebGIS。分布式WebGIS在不斷發(fā)展與應(yīng)用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)直接在Web瀏覽器上顯示地圖，而且可以利用互聯(lián)網(wǎng)的功能，充分的利用GIS技術(shù)，具有實(shí)時(shí)通訊的功能。分布式WebGIS在不斷發(fā)展的過程中，相關(guān)產(chǎn)品性能越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，在國(guó)內(nèi)外，都比較重視分布式WebGIS的發(fā)展，而且很多專家都認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)是GIS發(fā)展的核心。

3.2 第二代互聯(lián)網(wǎng)。第二代互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)稱NGI，是一種高性能的計(jì)算機(jī)通信協(xié)議，利用這一網(wǎng)絡(luò)，可以有效提高信息傳輸?shù)乃俾省ＴS多國(guó)家都非常重視NGI的研究，中國(guó)正在推廣作為NGI關(guān)鍵技術(shù)的 Ipv6。隨著NGI技術(shù)的發(fā)展，WebGIS的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸將被打破，其發(fā)展和應(yīng)用將得到更大的提高。

3.3 互操作和開放式GIS的應(yīng)用。如何能使不同格式、不同代碼、不同標(biāo)準(zhǔn)體系的數(shù)據(jù)和不同比例尺、不同精度、不同時(shí)序的地理空間信息進(jìn)行互操作、共享，已成為WebGIS進(jìn)一步發(fā)展中急待解決的問題?；ゲ僮鱃IS、開放式GIS的出現(xiàn)和地理標(biāo)記語(yǔ)言（Geography Markup Language，GML）的應(yīng)用為解決這些難題提供了很好的方法，是未來(lái)WebGIS一個(gè)重要的發(fā)展方向。

3.4 基于.NET平臺(tái)的WebGIS模式。NET是一個(gè)建立下一代互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是一種分布式運(yùn)算的框架。它以XML為基礎(chǔ)，以Web服務(wù)為核心，是生成、部署和運(yùn)行Web服務(wù)及應(yīng)用程序的平臺(tái)，解決了當(dāng)今軟件開發(fā)中有關(guān)互操作、集成性、異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享等核心問題。因此，基于Web Service的GIS系統(tǒng)有望在更高層次上解決目前WebGIS所面臨的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成、共享、分布式、互操作及運(yùn)行瓶頸等諸多技術(shù)難題。

3.5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與WebGIS的結(jié)合。虛擬現(xiàn)實(shí)GIS（VRGIS）是目前GIS發(fā)展的一個(gè)前沿。虛擬GIS就是GIS與虛擬地理環(huán)境 （VR）技術(shù)的結(jié)合。VRGIS的關(guān)鍵技術(shù)是3D和4D的建模技術(shù)、數(shù)據(jù)模型的研究、海量數(shù)據(jù)的存貯和管理、三維顯示技術(shù)與可視化技術(shù)的集成、面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫(kù)研究及其與三維實(shí)時(shí)顯示技術(shù)的集成等。

3.6 WebGIS 的大眾化應(yīng)用——無(wú)線GIS。無(wú)線通信技術(shù)、移動(dòng)定位技術(shù)和WebGIS的結(jié)合形成了移動(dòng)GIS和無(wú)線定位服務(wù)。它一方面可以使GIS用戶隨時(shí)方便雙向互動(dòng)地獲取網(wǎng)絡(luò)提供的各種地理信息服務(wù)，另一方面可以使地理信息隨時(shí)隨地地為任何人、任何事進(jìn)行服務(wù)。目前，無(wú)線GIS的關(guān)鍵技術(shù)是移動(dòng)存貯設(shè)備、實(shí)時(shí)性GPS和GSM集成等。

3.7 基于網(wǎng)格計(jì)算的新一代WebGIS。網(wǎng)格計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)把地理上分布的各種計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)和可視化系統(tǒng)等集成在一起。基于網(wǎng)格計(jì)算的GIS平臺(tái)，能夠分布式、協(xié)作化和智能化地處理地理信息，特別適合用于解決涉及大量空間分析的問題，其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)空間信息的網(wǎng)格化。

3.8 網(wǎng)絡(luò)三維可視化。在WebGIS中，結(jié)合三維可視化技術(shù)，完全再現(xiàn)地理環(huán)境的真實(shí)情況，把所有管理對(duì)象都置于一個(gè)真實(shí)的三維世界里，真正做到了管理意義上的“所見即所得”。網(wǎng)絡(luò)三維可視化是未來(lái)WebGIS發(fā)展的主要趨勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)入信息時(shí)代后，WebGIS技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域在不斷擴(kuò)展，這項(xiàng)技術(shù)在軍事、教育以及商業(yè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，對(duì)城市的建設(shè)與發(fā)展有著較大的影響，隨著WebGIS的不斷完善，其應(yīng)用的領(lǐng)域還將不斷的擴(kuò)大。與傳統(tǒng)的GIS技術(shù)相比，WebGIS有著較多的優(yōu)點(diǎn)以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其可以提供全球化、大眾化、開放式的系統(tǒng)。文章對(duì)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的原理進(jìn)行了分析，還對(duì)網(wǎng)絡(luò)地理信息技術(shù)進(jìn)行了介紹，希望可以為WebGIS的發(fā)展提供更好的機(jī)遇。

參考文獻(xiàn)

[1]蘆倩，張建軍，閆秀婧，等.基于組件式GIS的水文生態(tài)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010（6）.

[2]任忠慧.基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的我國(guó)都市農(nóng)業(yè)環(huán)境問題研究[D].華中師范大學(xué)，2014.

[3]劉慕溪.WebGIS-基于Internet的地理信息系統(tǒng)[J].科技向?qū)В?011.

[4]張瑞林，肖桂榮.AJAX技術(shù)在地理信息服務(wù)中應(yīng)用研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2007，6.

[5]徐卓揆，劉德欽，林宗堅(jiān).Ajax技術(shù)在WebGIS中的應(yīng)用[J].測(cè)繪信息與工程，2007，1.

[6]嚴(yán)曉蓉，周仁華.配電網(wǎng)GIS地理信息系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，1998，4.

[7]鄒志強(qiáng)，吳佳.基于WebGIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)的研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2006，23.