基于ＪＳＰ技術的Ｗｅｂ　ＧＩＳ

李　恒　王洪肖

【摘 要】地理信息系統的發展需要走開放式的道路，Web GIS的發展更應根據實際情況采用當前的主流技術。比較了Web GIS的各種實現技術，研究如何用JSP技術來實現Web GIS。

【關鍵詞】JSP Web GIS Java JavaBean 數據庫 服務器端 客戶端

1 Web GIS概述

Web GIS是利用互聯網技術，完善和擴展傳統的地理信息系統功能的一門新技術。通過網絡，GIS的功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具。用戶可以瀏覽Web GIS站點中的空間數據、制作專題地圖，進行各種空間檢索和分析。與傳統的GIS相比，Web GIS體系結構發生了根本性的轉變，它基于瀏覽器/服務器體系(瀏覽器、中間件服務器、數據庫服務器)，三層客戶機/服務器模型(用戶界面層、中間件服務器、GIS數據層)，以及Web環境，采用TCP/IP通信協議來擴大空間數據共享范圍。采用客戶端/服務器多層體系結構提高系統的安全性，可重用性。在應用層采用HTTP議增強GIS的開放性。

Web GIS的發展為GIS數據與信息的獲取、發布、共享與操作開辟了廣闊的前景，和傳統的GIS相比，具有以下優點：

（1）更廣泛的訪問范圍。

（2）平臺獨立。

（3）系統成本降低。

（4）操作簡單。

2 Web GIS的實現技術

隨著網絡技術的發展，出現了多種實現Web GIS方法，如CGI，ISAPI，Java，ASP等。

2.1基于CGI和Web API的被動式Web GIS

CGI(Common Gateway Interface)是最早用來建立動態Web資源的技術，它是外部應用程序和Web服務器之間的接口標準，可讓瀏覽器與服務器之間產生互動的關系。基于CGI技術的Web GIS系統在用戶發出一個請求時，服務器把請求通過CGI轉發給后端GIS應用程序，應用程序生成的結果又通過服務器傳回客戶端。基于CGI技術實現Web GIS的優勢在于服務器軟件之間的可移植性，缺陷是其瀏覽器的請求與生成的進程一一對應，它的進程通常都不在常駐系統內，只要有客戶需求送置，服務器就要建立一個新的進程，致使多個用戶同時訪問時，系統資源占用過多，執行效率低。

Web API是建立在CGI技術之上的另一類應用程序接口，實際應用中主要有Microsoft的ISAPI。它用動態鏈接庫取代CGI程序，不會在系統中產生新的進程，資源共用，因而響應速度比CGI要高。但基于Web API的Web GIS與服務器聯系較緊，用戶發出的所有請求都在服務器端完成，客戶端僅起了一個圖形終端的作用，對服務器性能要求較高，程序移植難度大，也容易使服務器癱瘓，并且其沒有統一標準，通用性差。

2.2基于ASP和Java的主動式WebGIS

ASP是微軟公司推出的動態網頁技術，可以在HTML程序碼中內嵌VBScript或JavaScript，服務器端還需安裝適當的編譯程序引擎。客戶端請求ASP網頁時，ASP文件由服務器端的ASP Engine解釋執行，源程序不會傳到瀏覽器，但它的安全性仍不是很好，必需隨時注意微軟公司的新補丁，以便更新系統。基于ASP的Web GIS還必須和IIS(Internet Information Server)，ActiveX緊密相連，ADO(ActiveX Data Object)作為數據庫訪問控件，用它使客戶端的程序通過BC和OLE DB來操縱GIS數據。并且ASP執行環境僅限于Microsoft Internet Information Server，Microsoft Site Server和Personal Web Server，缺乏跨平臺的特性。另一方面，每當客戶端請求ASP網頁時，服務器端都必須重新編譯一次，在執行效率上略顯不足。

Java語言正是針對Internet應用而開發的編程語言，也是一種面向對象、支持多線程、體系結構獨立的解釋型動態語言，具有高度的安全性、可移植性和代碼重用性，它具有“一次編譯，處處運行”的效果，支持Web計算模式，能實現Web的數據分布和操作分布。Java的特殊性質使它成為開發Web GIS的主流技術。它利用URL對象可以分布式訪問具有URL的數據對象，通過在客戶端下載Java Applet小程序完成GIS功能，實現對分布式數據的操作，但在實現大型GIS任務時能力受限制。

3 基于JSP技術實現Web GIS

3.1JSP簡介

JSP(Java Server Pages)是由Sun微系統公司于1999年6月推出的一種建構在Servlet技術之上的Web技術，JSP將Servlet中的HTML代碼脫離了出來，從而可以加速Web應用開發和頁面維護。在這種技術中你可以將Java代碼嵌入到HTML文件，服務器將自動為頁面創建一個Servlet。利用JSP可以建立跨平臺的、更加先進和安全的動態網站。

JSP的最大特點是將內容的生成與顯示分離。使用JSP技術，Web頁面開發人員可以使用JSP標記或小腳本來生成Web頁面上的動態內容。生成內容的邏輯被封裝在JSP標記和JavaBean組件中并運行于服務器端，由JSP引擎解釋執行。

在JSP中大量的Java程序代碼可以封裝于與平臺無關的JavaBean中，而只留下極少的標記用于調用Bean，這樣就避免了代碼的混亂性。除了JavaBean外，Enterprise Java Bean (EJB)和Remote MethodInvocation (RMI)等對象都可以很容易在JSP中訪問到。

JSP使用JDBC(Java DataBase Connectivity)/JDO技術訪問數據庫，對于只有ODBC的數據庫，使用SUN公司的JDBC-ODBC橋程序來連接訪問。服務器端生成的結果以HTML或XML頁面的形式返回，保護了代碼的安全性。

JSP屬于服務器端程序設計語言，基于Web層(三層)客戶機/服務器應用模型，將用戶界面層、事物邏輯層和數據層分開來，利用Java的跨平臺性，具有一次編寫，處處運行的優點。以服務器端調用JSP的方式來分，它的基本模型一般情況下可分兩種：一是服務器請求JSP，由JSP調用可重用的JavaBean組件來執行任務，譬如訪問數據庫、設置屬性等。另一種是不用JavaBean，服務器只請求一個Servlet，它生成響應所要包含的動態內容，再激活一個JSP用來表示生成的內容。

3.2基于JSP的Web GIS

基于JSP的Web GIS由于與數據庫聯系較緊，一般采用JavaBean組件技術。JSP用Java組件JavaBean執行確定任務和封裝對象數據，JSP與JavaBean的關系就像ASP與COM的關系，COM對象常用于幫助從ASP網頁中分離出邏輯或計算的代碼，可以在任何允許標準對象模型的語言中引用，而JavaBean僅限于Java程序設計語言，比COM更易于開發，只要通曉Java，就很容易掌握JavaBean的結構。在ASP中使用COM對象必須在服務器上注冊，對象改變時，服務器需重新啟動，而JavaBean不需在服務器上注冊，對象改變時，只需重新啟動對象即可。

用JSP技術實現的Web GIS， JSP應用程序置于Web服務器端，當用戶請求JSP網頁時，JSP程序將自動送給JSP引擎(JSP Engine)處理，它將程序中的Java代碼分離出來，生成Servlet，若無語法錯誤，則編譯成class文件后，載入Java VM(Java Virtual Machine)執行(這是JSP程序的惟一一次執行)。當客戶端有請求時，JSPEngine會同時為每一個請求產生一個請求對象(Request)和回應對象(Response)傳入Servlet的_JSPService ( )方法，JSP調用封裝了訪問GIS數據庫、擷取和提供內部屬性功能的JavaBean，將請求參數傳給Bean組件，由Bean動態計算處理結果，JSP獲取相關信息后傳回HTML形式表現結果。這樣客戶端看到的只是轉換過的HTML文件，有效地隱藏了JSP源代碼，保證了安全性，由于JSP不需要每次請求都編譯，速度有所提高。

4 實際應用

Web GIS用JSP從Oracle數據庫中讀取數據與用戶進行交互，在客戶端下載Java Applet，實現地圖的發布、比例放縮、信息查詢功能。系統采用瀏覽器/服務器結構模式，由瀏覽器發出請求給Web服務器(Apache/Tomcat等等)，Web服務器將請求送給相應的由JSP中的Java代碼生成的Servlet，Servlet負責激活設定了相關屬性的JavaBean，由JavaBean與數據庫相連接，在服務器端進行數據的各種查詢、分析、檢索等操作，這樣每次JSP詢問JavaBean組件屬性時，JavaBean動態處理并將結果傳給瀏覽器，由瀏覽器顯示結果給用戶。

5 結束語

本文對JSP技術與Web GIS其他實現技術進行了介紹，由于JSP使用Java作為腳本語言，具有跨平臺性，JSP與JavaBean技術相結合，為Web GIS的開發帶來了極大的便利。實踐證明，使用JSP技術開發Web GIS優越于以前的CGI，ASP等等技術。相信在不久的將來，JSP技術會日益成熟，并將有力推動Web GIS的發展。

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(作者單位：吉林農業大學；吉林大學)