基于REST的地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究

黃智華

（南寧市勘測(cè)院，廣西 南寧 530000）

1 前言

萬(wàn)維網(wǎng)是人類歷史上最深遠(yuǎn)、最廣泛的傳播媒介。萬(wàn)維網(wǎng)的成功，在很大程度上是因?yàn)槠滠浖軜?gòu)的設(shè)計(jì)滿足了Internet規(guī)模的分布式超媒體系統(tǒng)的需求。在Web2.0時(shí)代，呼喚有一種現(xiàn)代Web架構(gòu)的模型，用來(lái)指導(dǎo)Web的設(shè)計(jì)、定義和部署。2000年，加州大學(xué)歐文分校的Roy Thomas Fielding博士提出了REST（表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移）這種軟件架構(gòu)的概念。REST允許程序在不同計(jì)算機(jī)上獨(dú)立于操作系統(tǒng)或平臺(tái)進(jìn)行通訊，通過(guò)發(fā)送一個(gè)HTTP請(qǐng)求到網(wǎng)址，并獲取某種格式的返回?cái)?shù)據(jù)，支持的格式包括 XML或嵌入網(wǎng)址的XML。REST中，數(shù)據(jù)在調(diào)用之后仍保持原始狀態(tài)。

目前在主流的Web服務(wù)實(shí)現(xiàn)方案中，因?yàn)镽EST模式的Web服務(wù)相對(duì)來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)潔，越來(lái)越多的Web服務(wù)開(kāi)始采用REST風(fēng)格設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。例如，網(wǎng)易郵箱提供REST風(fēng)格的Web服務(wù)進(jìn)行郵件管理；雅虎提供的Web服務(wù)也是REST風(fēng)格的。利用REST開(kāi)發(fā)地理信息系統(tǒng)，可以順理成章地繼承REST的優(yōu)勢(shì)。

2 ArcGIS REST的應(yīng)用意義

自從2008年ArcGIS Server 9.3發(fā)布以來(lái)，其新增了一種新的GIS服務(wù)——ArcGIS Server REST服務(wù)，并逐漸開(kāi)始大行其道。正是有了這樣一個(gè)基于REST的服務(wù)，地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度的問(wèn)題才得以迎刃而解。

第一，它將表現(xiàn)層與后臺(tái)徹底分離。ArcGIS Server REST將GIS基礎(chǔ)和核心功能全部進(jìn)行了封裝，并以服務(wù)的方式提供給客戶端，如常見(jiàn)的地圖展示、圖層信息訪問(wèn)、空間幾何查詢、高級(jí)分析功能等。客戶端無(wú)論是Javascript、Flex還是Silverlight無(wú)需關(guān)注GIS功能的實(shí)現(xiàn)。這樣低耦合的設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)更加清晰，大大方便了系統(tǒng)的維護(hù)。

第二，便于快速開(kāi)發(fā)。沒(méi)有任何后臺(tái)邏輯之前，表現(xiàn)層就可以開(kāi)始設(shè)計(jì)，甚至沒(méi)有發(fā)布服務(wù)，亦可以模擬服務(wù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，最后再將模擬服務(wù)換成真正的服務(wù)即可。

第三，合理分配負(fù)載，減輕服務(wù)器壓力。如果大量數(shù)據(jù)渲染全部交由GIS Server進(jìn)行處理，然后將處理結(jié)果生成一張圖片返回，大并發(fā)的時(shí)候服務(wù)器速度會(huì)很慢甚至死掉，然而基于REST的應(yīng)用架構(gòu)，REST負(fù)責(zé)將需要的數(shù)據(jù)傳回客戶端，壓力較大的渲染工作放到客戶端進(jìn)行，有效減輕了服務(wù)器的壓力。

3 ArcGIS API

在使用和消費(fèi)REST方面，ArcGIS API for JavaScript、ArcGIS API for Flex、ArcGIS API for Silverlight就是ArcGIS的“三劍客”，使大量開(kāi)發(fā)人員可根據(jù)需要選用它們進(jìn)行地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

從根本上說(shuō)，REST API就是由網(wǎng)址組成的。首先構(gòu)建請(qǐng)求網(wǎng)址，接著發(fā)送請(qǐng)求到ArcGIS Server，等待接收服務(wù)器的響應(yīng)，然后解析和使用服務(wù)器的響應(yīng)。這種優(yōu)勢(shì)對(duì)基于瀏覽器的編程方面特別重要。使用REST API到服務(wù)器端和桌面編程也是非常簡(jiǎn)單，因而有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4 地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

南寧市基礎(chǔ)地理信息服務(wù)平臺(tái)采用了 Silverlight技術(shù)，基于ArcGIS Server和綁定服務(wù)開(kāi)發(fā)富客戶端程序。使用ArcGIS API for Silverlight，能容易地創(chuàng)建高質(zhì)量的交互、華麗的界面和表現(xiàn)力豐富的Web程序。

首先要?jiǎng)?chuàng)建REST服務(wù)，必須要將GIS資源發(fā)布為Web服務(wù)，使他們能夠被互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)的客戶端應(yīng)用程序遠(yuǎn)程調(diào)用。可以使用ArcCatalog或ArcGIS Server Manager發(fā)布。發(fā)布之后，就可以使用瀏覽器訪問(wèn)“http://（服務(wù)器）/ArcGIS/rest/ services/（服務(wù)名稱）/（服務(wù)類型）”這樣的方式展示服務(wù)的大量元數(shù)據(jù)。

在ArcGIS API for Silverlight中調(diào)用它顯示地圖，只需簡(jiǎn)單的代碼：

正是基于這種簡(jiǎn)潔清晰的REST方式，開(kāi)發(fā)的南寧市基礎(chǔ)地理信息服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了放大、縮小、漫游、復(fù)位、前進(jìn)、后退、放大鏡查看、信息查看、搜索、點(diǎn)測(cè)、線測(cè)、面測(cè)、鷹眼、圖層、書簽、數(shù)據(jù)資源切換等基本功能。

在性能方面，緩存是改善REST地圖性能的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)時(shí)創(chuàng)建地圖是最費(fèi)力和最耗時(shí)的方式，所以從緩存中找回地圖將大大提高性能。如果存儲(chǔ)空間不受限制，高速緩存是最佳的選擇方案。在南寧市基礎(chǔ)地理信息服務(wù)平臺(tái)中，根據(jù)需求對(duì)GIS資源分級(jí)建立了緩存，使響應(yīng)速度得到了提升，增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。

REST開(kāi)發(fā)正在流行，有理由相信REST將會(huì)不斷得到發(fā)展和完善。